ポリエーテルエーテルケトン歯冠の破壊特性に及ぼす経時変化の影響．予備的研究

Influence of Aging on the Fracture Characteristics of Polyetheretherketone Dental Crowns: A Preliminary Study.

抄録

ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は歯科用途に広く使用されるようになってきているが、経時変化がこの材料にどのような影響を与えるかについてはほとんど知られていない。そこで本研究では，PEEK歯冠の破断特性に及ぼす老化処理の影響を調べることを目的とした．さらに，二酸化チタン（TiO）のPEEKへの添加の影響についても検討した．本研究では，TiOを含まないPEEKと20%TiOを含むPEEKの2種類の市販ディスクを用いた．PEEK製歯冠を作製し，ISO 13356の規格に従って134 °C，0.2 MPaで5時間の時効処理を行った後，人工歯支台にセメントで固定した．すべての歯冠試料の破壊荷重を圧縮試験で測定した．その結果，TiOを添加することにより，エージング処理前のTiO無添加のPEEKクラウンと比較して破折荷重が増加することが示された．しかし，時効処理によりTiOを添加したPEEKクラウンの破断荷重は減少し，TiOを添加しないPEEKクラウンの破断荷重は増加した．TiOを添加したPEEKクラウンの破断形態は，TiOを添加しなかったPEEKクラウンの破断形態よりも微細なフェザー形状であった．その結果，TiOを添加したPEEKクラウンは，時効処理を行わなくても破折荷重を増加させることがわかった．しかし，TiOの添加の有無により，時効処理はPEEKクラウンの破壊荷重と微視的破壊形態に影響を及ぼした．

Although polyetheretherketone (PEEK) is becoming more widely used in dentistry applications, little is known about how aging will affect this material. Therefore, this study aimed to investigate the influence of an aging treatment on fracture characteristics of PEEK dental crowns. Additionally, the impact of the addition of titanium dioxide (TiO) into PEEK was examined. Two types of commercial PEEK discs were used in this study, including TiO-free and 20% TiO-containing PEEK. The PEEK dental crowns were fabricated and aging-treated at 134 °C and 0.2 MPa for 5 h in accordance with the ISO 13356 specification before being cemented on artificial tooth abutments. The fracture loads of all crown samples were measured under compression tests. Results demonstrated that adding TiO enhanced the fracture load of PEEK crowns compared to TiO-free PEEK crowns before the aging treatment. However, the aging treatment decreased the fracture load of TiO-containing PEEK crowns while increasing the fracture load of TiO-free PEEK crowns. The fracture morphology of TiO-containing PEEK crowns revealed finer feather shapes than that of the TiO-free PEEK crowns. We concluded that adding TiO increased the fracture load of PEEK crowns without aging treatment. Still, the aging treatment influenced the fracture load and microscopic fracture morphology of PEEK crowns, depending on the addition of TiO.