メタルセラミッククラウンとポーセレンを用いた二ケイ酸リチウムクラウン：粘弾性有限要素モデルを用いた応力プロファイルの比較

Metal-ceramic and porcelain-veneered lithium disilicate crowns: a stress profile comparison using a viscoelastic finite element model.

抄録

メタルセラミックス（MC）は最も古い歯科修復システムの1つであり，フルクラウン修復のゴールドスタンダードとされている。一方，ポーセレン・ベニアード・リチウム・ジシリケート（PVLD）は，新しい材料システムであり，臨床経過観察において高い生存率を示しているが，さらなる研究が必要である。本研究では，最新のPVLDシステムを用いた単冠とMC構成の単冠で発生する応力を比較した．この比較では，層の厚さと冷却速度の影響も考慮されている．これらのシステムの応力プロファイルを予測するために，実験的に検証された粘弾性有限要素モデル（VFEM）を開発した．このモデルを用いて，3次元回転対称クラウンの解析を行った。解析対象は，両材料系，3種類のベニアとコアの厚さの比率（2:1，1:1，1:2），2種類の冷却速度（1.74E-5 W/mm（～30K/min）の徐冷と1.74E-4 W/mm（～300K/min）の急冷）である。PVLDはMCよりも低い過渡応力と残留応力の値を示した。最大の引張残留応力は，MC系では犬歯部に見られたのに対し，PVLDでは中央窩に見られた。MCでは単板の厚みを薄くすることで残留応力が減少したが，PVLDでは単板の厚みはほとんど影響しなかった。また，冷却速度の影響も明らかで，両材料系ともに徐冷することで残留応力と引張応力が低下した。

Metal-ceramics (MC) are one of the oldest dental restorative systems, which are considered to be the gold standard for full crown restoration. Porcelain-veneered lithium disilicate (PVLD), on the other hand, are newer material systems that have shown high survival rate in clinical follow-ups but needs to be studied more. This study compares the stresses developed in the single crowns made from newer PVLD system against those with MC configuration. For this comparison, influence of the layer thickness and cooling rates is also taken into consideration. An experimentally validated viscoelastic finite element model (VFEM) has been developed to predict the stress profile in these systems. Three-dimensional rotationally symmetric crowns were analyzed using this validated model for both material systems, three veneer to core thickness ratios (2:1, 1:1, 1:2), and two cooling rates: slow cooling at 1.74E-5 W/mm (∼30 K/min) and fast cooling at 1.74E-4 W/mm (∼300 K/min). PVLD showed lower values of transient and residual stresses than MC. The maximum tensile residual stresses in MC systems were observed in the cusp area, whereas those in PVLD were located in the central fossa. With the reduction in veneer layer, there was reduction in residual stress in MC; however, the veneer thickness had little to no effect in PVLD. The effect of cooling rate was also evident as slow cooling resulted in lower residual and tensile stresses for both material systems.