最小侵襲性モノリス型二ケイ酸リチウムおよびジルコニア咬合オンレーの耐荷重特性：有限要素法および理論解析

Load-bearing properties of minimal-invasive monolithic lithium disilicate and zirconia occlusal onlays: finite element and theoretical analyses.

抄録

目的:

本研究の目的は、モノリシック二ケイ酸リチウムガラスセラミック咬合オンレーは、ジルコニアに比べて二ケイ酸リチウムとそれを支持する歯質との弾性率のミスマッチが小さいため、モノリシックジルコニアに近い耐荷重性を示すことができるという仮説を検証することである。

OBJECTIVE: The aim of this study was to test the hypothesis that monolithic lithium disilicate glass-ceramic occlusal onlay can exhibit a load-bearing capacity that approaches monolithic zirconia, due to a smaller elastic modulus mismatch between the lithium disilicate and its supporting tooth structure relative to zirconia.

方法:

エナメル質または象牙質にセメントで固定された様々な厚さのセラミック咬合オンレーを検討した。咬合荷重は、エナメル様変形圧子またはコントロール用硬質圧子を用いて加えた。咬合オンレイのバルク破折の原因である、セラミック咬合面における曲げ引張応力を、有限要素解析と古典的なプレートオンファウンデーション理論を用いて厳密に解析した。

METHODS: Ceramic occlusal onlays of various thicknesses cemented to either enamel or dentin were considered. Occlusal load was applied through an enamel-like deformable indenter or a control rigid indenter. Flexural tensile stress at the ceramic intaglio (cementation) surface-a cause for bulk fracture of occlusal onlays-was rigorously analyzed using finite element analysis and classical plate-on-foundation theory.

結果:

エナメル質（象牙質支持）に接着した場合、二ケイ酸リチウムの曲げ強さ（400MPa）はジルコニア（1000MPa）の40％に過ぎないにもかかわらず、その耐荷重性はジルコニアの75％に達する。象牙質（エナメル質を完全に除去した状態）に接着した場合、二ケイ酸リチウムの耐荷重性はジルコニアの約57％であり、それでも強度から予想される値よりかなり高い。どちらのセラミックも、硬い圧子ではなく、変形可能な圧子（エナメル質、ガラスセラミック、ポーセレン）で荷重をかけた場合、わずかに高い耐荷重性を示す。

RESULTS: When bonded to enamel (supported by dentin), the load-bearing capacity of lithium disilicate can approach 75% of that of zirconia, despite the flexural strength of lithium disilicate (400MPa) being merely 40% of zirconia (1000MPa). When bonded to dentin (with the enamel completely removed), the load-bearing capacity of lithium disilicate is about 57% of zirconia, still significantly higher than the anticipated value based on its strength. Both ceramics show slightly higher load-bearing capacity when loaded with a deformable indenter (enamel, glass-ceramic, or porcelain) rather than a rigid indenter.

意義:

エナメル質で支持した場合、低侵襲性二ケイ酸リチウム咬合オンレー（厚さ0.6～1.4mm）の耐荷重性は、ジルコニアの70％を超えることができる。さらに、破折荷重の修復物の厚みに対する依存性が比較的弱いことから、薄さ1.2mmの二ケイ酸リチウムオンレーは、1.6mmのものと同等の耐破折性を持つことができる。

SIGNIFICANCE: When supported by enamel, the load-bearing property of minimally invasive lithium disilicate occlusal onlays (0.6-1.4mm thick) can exceed 70% of that of zirconia. Additionally, a relatively weak dependence of fracture load on restoration thickness indicates that a 1.2mm thin lithium disilicate onlay can be as fracture resistant as its 1.6mm counterpart.