異なるデザインのエンドクラウンで修復された歯内療法済み小臼歯の生体力学的挙動．有限要素法による検討

Biomechanical behavior of endodontically treated premolars restored with different endocrown designs: Finite element study.

抄録

目的:

エンドクラウンは歯内療法を行った大臼歯に対して有効な修復法であるが，歯冠構造の欠損が大きい歯内療法を行った小臼歯に対する生存率については議論がなされている．本研究の目的は，異なるデザインの二ケイ酸リチウムエンドクラウンで修復した歯内療法を受けた上顎前歯のバイオメカニクス的挙動を評価することであった．

PURPOSE: Although endocrown is a successful restorative approach for endodontically treated molars, its survival rate in endodontically treated premolars with extensive loss of coronal structure has been debated. The aim of this study was to evaluate the biomechanical behavior of endodontically treated maxillary premolars restored with different lithium disilicate endocrown designs.

材料と方法:

無傷の上顎小臼歯のコーンビームCT（CBCT）をもとに，5つの模型を設計した．モデルA：ファイバーポスト、コア、クラウン、モデルB：エンドクラウン、5mm歯髄延長とバットマージン、モデルC：エンドクラウン、5mm歯髄延長と軸方向延長、モデルD．Endocrown, 3mm pulpal extension and butt margin; Model E: Endocrown, 3mm pulpal extension and axial extension.骨形状は、コンパクト骨と海綿骨の円柱として単純化しました。すべてのモデルを有限要素解析（FEA）ソフトウェアにインポートし、骨円柱の底面を固定支持として選択しました。各モデルに100Nの軸方向および斜め方向の荷重を別々にかけ、静的構造解析を行った。

MATERIALS AND METHODS: Based on cone-beam computed tomography (CBCT) of an intact maxillary premolar, five models were designed. Model A: fiber post, core, and crown; Model B: endocrown, 5 mm pulpal extension and butt margin; Model C: endocrown, 5 mm pulpal extension and axial extension; Model D: Endocrown, 3 mm pulpal extension and butt margin; Model E: Endocrown, 3 mm pulpal extension and axial extension. The bone geometry was simplified as a cylinder of compact and trabecular bone. All models were imported into finite element analysis (FEA) software, where the base of the bone cylinder was chosen as fixed support. Axial and oblique loads of 100 N each were applied separately to each model, and static structural analysis was performed.

結果:

内冠の設計にかかわらず，得られたフォンミーゼス応力は，歯質の降伏強度およびセラミック材料の曲げ強度をはるかに下回っていた．歯髄伸展部が3mmのモデル（DおよびE）では，歯髄伸展部が5mmのモデルと比較して，修復物に発生するvon Mises応力が15%減少した．また，歯質に対するvon Mises応力は，軸方向伸展を伴うCおよびEモデルでは，バットマージンを伴うBおよびDモデルと比較して，15%減少した．

RESULTS: Regardless of the design of the endocrown, the resulting von Mises stresses were far below the yield strength of the tooth structure and the flexural strength of the ceramic material. The generated von Mises stresses on the restoration decreased by 15% in the models with 3 mm pulp extension (D and E) compared to the 5-mm pulpal extension models. In addition, the resulting von Mises stresses on the tooth structure decreased also by 15% in models C and E with the axial extension compared to models B and D with the butt margin.

結論:

エンドクラウンは歯内療法を行った上顎小臼歯に適した修復物である．さらに，歯髄延長の深さを3mmにし，アキシャルエクステンションを追加することで，歯と修復物の界面における応力分布がより良好になることがわかった．

CONCLUSION: Endocrown is a suitable restoration for endodontically treated maxillary premolars. Furthermore, reducing the depth of the pulpal extension to 3 mm with the addition of an axial extension resulted in a more favorable stress distribution within the tooth-restoration interface.