MOD窩洞形成による臼歯の破折挙動について

On the fracture behavior of molar teeth with MOD cavity preparation.

抄録

損傷を受けた歯の修復には、一般的にMOD（Mesial-occlusal-distal）窩洞形成が用いられる。多くのin vitro空洞設計が考案され、試験されているが、破壊に対する抵抗性を評価するための分析的枠組みは存在しないようである。ここでは、矩形ベースのMOD窩洞を有する臼歯修復歯から切り出した2Dスライス標本を用いて、この懸念に対処する。軸方向の円柱圧痕による損傷の進展をその場で追跡した。破壊は歯とフィラーの界面に沿った急速な剥離で始まり、窩洞の角から不安定な亀裂が続く。破断荷重qはフィラーの存在に影響されず，キャビティの肉厚hとともに増加し，キャビティの深さDとともに減少する．比h=h/Dが有効なシステムパラメータとして浮かび上がった。hと象牙質の靭性Kで与えられるqの簡単な式が開発され、試験データをよく予測した。MOD窩洞を形成した臼歯を用いたin vitro試験から、充填窩洞の破壊抵抗性は、未充填窩洞の破壊抵抗性を大きく上回ることがわかった。これは、充填材との荷重分担を反映している可能性が示唆される。従って、未充填窩洞の破壊抵抗は、口腔内で長期間経過した後の危ういMOD充填物の下限を示す。この限界は、スライスモデルによってよく予測される。最後に、MOD窩洞は、歯の大きさに関係なく、h>Dとなるように調製することが推奨される。

Mesial-occlusal-distal (MOD) cavity preparations are commonly used to restore damaged teeth. While numerous in vitro cavity designs have been devised and tested, no analytical frameworks for assessing their resistance to fracture seem to exist. This concern is addressed here by resorting to a 2D slice specimen cut from restored molar teeth with rectangular-base MOD cavity. The evolution of damage due to axial cylindrical indentation is followed in situ. The failure begins with a rapid debonding along the tooth/filler interface and continues with unstable cracking from the cavity corner. The debonding load q is fairly fixed while the failure load q is insensitive to the presence of filler, increasing with cavity wall thickness h and reducing with cavity depth D. The growth of the corner crack is studied using a 2D fracture analysis in conjunction with the FEM technique. The ratio h = h/D emerges as a viable system parameter. A simple expression for q given in terms of h and dentin toughness K is developed that predicts well the test data. In vitro studies on full-fledged molar teeth with MOD cavity preparation show that the fracture resistance of filled cavities often exceeds by a large margin that of unfilled ones. Indications are that this may reflect load sharing with the filler. Thus, the fracture resistance of the unfilled cavity provides a lower bound to a compromised MOD filling after long-term aging in the mouth. This bound is well predicted by the slice model. Finally, it is recommended that MOD cavities be prepared, if applicable, such that h > D regardless of the tooth size.