PEEK、CAD/CAMレジン・コンポジットおよびPMMAの二体摩耗率：試験片形状、拮抗材および試験セットアップ構成の影響

Two-body wear rate of PEEK, CAD/CAM resin composite and PMMA: Effect of specimen geometries, antagonist materials and test set-up configuration.

抄録

目的:

3種類のCAD/CAM用ポリマー材料の2体摩耗速度と、試験片形状、拮抗材料および試験セットアップ構成の影響を試験し、比較すること。

OBJECTIVE: To test and compare the two-body wear rate of three CAD/CAM polymer materials and the influence of specimen geometry, antagonist material and test set-up configuration.

方法:

3種類のCAD/CAM用ポリマー材料（熱可塑性ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、実験的ナノハイブリッド複合材料（COMP）、PMMA系材料（PMMA））を評価した。それぞれの材料からクラウン型と平板型の試験片を作製した。試験片は、ヒトのエナメル質およびステンレススチールの拮抗歯と対向する熱機械的負荷（50N、5/55℃、60万回の咀嚼サイクル）を受けた。各群の試験片の半数には0.7mmの摺動運動で荷重をかけ、残りの半数には摺動運動なしで荷重をかけた。このようにして、24種類の試験セットアップが検討された（n=12）。材料と拮抗剤の摩耗は、マッチ3D法で評価した。すべての表面のトポグラフィーを走査型電子顕微鏡（SEM）で調べた。データは、四元配置/一元配置ANOVA、Scheffé post hoc test、およびunpaired t-testを用いて統計的に評価した（p<0.05）。

METHODS: Three CAD/CAM polymeric materials were assessed: a thermoplastic polyetheretherketone (PEEK), an experimental nanohybrid composite (COMP) and a PMMA-based material (PMMA). Crown-shaped and flat specimens were prepared from each material. The specimens underwent thermo-mechanical loading (50N, 5/55°C; 600,000 chewing cycles) opposed to human enamel and stainless steel antagonists. Half of the specimens of each group were loaded with a sliding movement of 0.7mm, the remaining half without. Thereby, 24 different test set-ups were investigated (n=12). Wear of the materials and antagonists was evaluated with a match-3D procedure. The topography of all surfaces was examined with scanning electron microscopy (SEM). Data were statistically evaluated with four-/one-way ANOVA followed by Scheffé post hoc test and unpaired t-test (p<0.05).

結果:

すべてのPEEK試験片は、COMPおよびPMMA試験片に比べて、横方向に荷重をかけたときの材料損失が有意に少なかった。軸方向に荷重をかけたグループでは、エナメル拮抗剤を用いて試験した平坦な試験片にのみこの傾向がみられた。これらのグループのクラウン試験片は、平らな試験片よりも低い損失値を示した。側方加重は、アキシャル加重よりも有意に高い材料損失につながることがほとんどであった。拮抗歯側では、CAD/CAMポリマー材料、拮抗歯材料、加重および試験片形状の影響は認められなかった。

RESULTS: All PEEK specimens showed significantly less material loss than COMP and PMMA specimens when loaded laterally. Within the axial loaded groups this was only true for the flat specimens tested with enamel antagonists. Crown specimens of these groups exhibited lower loss values than flat ones. Lateral force application led mostly to significantly higher material loss than the axial load application. On the antagonist side, no impact of CAD/CAM polymer material, antagonist material, force application and specimen geometry was found.

意義:

PEEKの摩耗は、横方向の荷重をかけた場合、樹脂ベースの材料よりも少なかったが、同時に同等の拮抗摩耗率を示した。

SIGNIFICANCE: Wear of PEEK was lower than that of the resin-based materials when lateral forces were applied, but showed comparable antagonist wear rates at the same time.