短いカンチレバーを有するフルアーチインプラント支持型ハイブリッド人工歯における代替材料の組み合わせの熱機械的挙動」

'Thermo-mechanical behavior of alternative material combinations for full-arch implant-supported hybrid prostheses with short cantilevers'.

抄録

目的:

カンチレバーの短い（10mm以下）上顎フルアーチインプラント支持ハイブリッド補綴（HP）用の3種類の材料の組み合わせの破壊抵抗性（FR）を比較すること。

OBJECTIVES: To compare the fracture resistance (FR) of three combinations of materials for full-arch maxillary implant-supported hybrid prostheses (HPs) with short cantilevers (≤ 10 mm).

方法:

上顎HPを作製し、以下のように分類した（各n=5）：グループ-1（CC-A、コントロール）：アクリル樹脂強化Co-Crフレームワーク、グループ-2（CF-A）：アクリル樹脂強化炭素繊維メソ構造、グループ-3（CF-R）：複合樹脂強化炭素繊維フレーム。試験片を熱サイクル（5,000サイクル；5℃-55℃；滞留時間30秒）した。万能試験機（クロスヘッドスピード：0.05mm/s）を用いて、まず長さ10mmのカンチレバー（LC）で、その後前方領域（AR）で、破壊するまで垂直荷重をかけた。破断パターンは実体顕微鏡とSEMで評価した。一元配置分散分析（one-way ANOVA）、ボンフェローニ検定（Bonferroni）、および独立標本のt検定（α= 0.05）を行った。

METHODS: Maxillary HPs were fabricated and classified as follows (n = 5 each): Group-1 (CC-A, control): acrylic-resin-veneered Co-Cr frameworks; Group-2 (CF-A): acrylic-resin-veneered carbon-fiber mesostructures; and Group-3 (CF-R): composite-resin-veneered carbon-fiber frames. Specimens were thermal-cycled (5,000 cycles; 5 °C-55 °C; dwell time: 30 s). Vertical loads were applied until failure, first at the 10-mm-long cantilever (LC), and, afterwards, at the anterior region (AR), using a universal testing machine (crosshead speed: 0.05 mm/s). The fracture pattern was assessed by stereomicroscope and SEM. The one-way ANOVA, the Bonferroni, and the independent samples t tests, were run (α= 0.05).

結果:

LCでは、CF-AおよびCC-A試料が最も高いFR値を示し（p< 0.001）、互いに差は見られなかった。ARでは、CC-A試料が最も高いFR値を示し、CF-A試料がそれに続いた（p< 0.001）。CF-RのHPは、両地点で最も低いFR値を示した（p< 0.001）。試験部位間で差があったのはCC-Aのみで、ARの方が耐性が強かった（p< 0.001）。ほとんどのCC-AおよびCF-A HPは凝集破壊した。CF-R人工関節は主に接着性に破損した。

RESULTS: At LC, CF-A, and CC-A samples exhibited the highest FR values (p< 0.001), showing no differences to each other. At AR, CC-A specimens recorded the highest FR, followed by CF-A samples (p< 0.001). CF-R HPs displayed the lowest FR at both locations (p< 0.001). The only group with differences between the tested sites was the CC-A, the AR being more resistant (p< 0.001). Most CC-A and CF-A HPs failed cohesively. CF-R prostheses mainly failed adhesively.

結論:

Co-Crまたはカーボンファイバーをアクリル樹脂で接着した短いカンチレバー（10mm以下）の上顎HPは、十分な機械的抵抗性（900N以上）を示した。

CONCLUSIONS: Maxillary HPs with short cantilevers (≤ 10 mm) made of Co-Cr or carbon-fiber veneered with acrylic resin demonstrated an adequate mechanical resistance (> 900 N).

臨床的意義:

カンチレバーが10mmまでの上顎HPには、アクリル樹脂を使用したカーボンファイバー製メソ構造が推奨されるが、カーボンファイバーフレームをコンポジットレジンでコーティングすることは適さないと思われる。

CLINICAL SIGNIFICANCE: For maxillary HPs with cantilevers up to 10 mm, acrylic-veneered carbon- fiber mesostructures may be recommended, whereas coating carbon-fiber frames with composite resin seems not suitable.