ジルコニア・セラミックおよびメタル・セラミック製後方カンチレバー固定式部分床義歯の初期損傷と破損荷重

Initial damage and failure load of zirconia-ceramic and metal-ceramic posterior cantilever fixed partial dentures.

抄録

目的:

本研究の目的は、異なる支持および荷重形態下で、単層、部分単層、および完全単層（半透明）ジルコニア片持ち固定部分床義歯（CFPD）、および完全単層メタルセラミックCFPDの破損荷重と初期損傷を比較することである。

OBJECTIVES: The aim of this study was to compare failure load and initial damage in monolithic, partially veneered, and completely veneered (translucent) zirconia cantilevered fixed partial dentures (CFPDs), as well as completely veneered metal-ceramic CFPDs under different support and loading configurations.

材料と方法:

解剖学的に一致したCFPD（n=8/群）を8群作製し，CFPDの材料/支持構造/荷重方向（軸荷重の場合はポンティック遠位端から3mmの位置にスチールボール（φ6mm）を介して，頬側および口腔側カスプの内側稜線に2点接触で荷重を加え，30°斜め荷重の場合は口腔側カスプ先端から1.3mm下で荷重を加える）を異ならせた．(1)モノリシック・ジルコニア/CoCr支台歯/アキシャル、(2)モノリシック・ジルコニア/CoCr支台歯/オブリーク、(3)部分ベニア・ジルコニア/CoCr支台歯/アキシャル、(4)部分ベニア・ジルコニア/CoCr支台歯/オブリーク、(5)完全に裏打ちされたジルコニア/CoCr支台歯/軸方向、(6)完全に裏打ちされたCoCr/CoCr支台歯/軸方向（コントロール群）、(7)部分的に裏打ちされたジルコニア/インプラント/軸方向、(8)部分的に裏打ちされたジルコニア/天然歯/軸方向。修復物は、破壊試験の前に人工的にエージングした。統計解析は、一元配置分散分析（one-way ANOVA）とTukey post hoc testを用いて行った。

MATERIALS AND METHODS: Eight test groups with anatomically congruent CFPDs (n = 8/group) were fabricated, differing in CFPD material/support structure/loading direction (load applied via steel ball (Ø 6 mm) 3 mm from the distal end of the pontic for axial loading with a 2-point contact on the inner cusp ridges of the buccal and oral cusps and 1.3 mm below the oral cusp tip for 30° oblique loading): (1) monolithic zirconia/CoCr abutment teeth/axial, (2) monolithic zirconia/CoCr abutment teeth/oblique, (3) partially veneered zirconia/CoCr abutment teeth/axial, (4) partially veneered zirconia/CoCr abutment teeth/oblique, (5) completely veneered zirconia/CoCr abutment teeth/axial, (6) completely veneered CoCr/CoCr abutment teeth/axial (control group), (7) partially veneered zirconia/implants/axial, and (8) partially veneered zirconia/natural teeth/axial. Restorations were artificially aged before failure testing. Statistical analysis was conducted using one-way ANOVA and Tukey post hoc tests.

結果:

平均破折荷重は392N(8群)～1181N(1群)であった。軸方向荷重を負荷したモノリス型ジルコニアCFPD（1群）とコントロール（6群）は、有意に高い破損荷重を示した。斜め荷重はモノリス型ジルコニアCFPD（グループ2）の破損荷重を有意に減少させた．初期損傷はモノリスジルコニア群以外の全群で観察され，部分ベニアジルコニアCFPDではフラクトグラフィにより設計上の欠陥（ベニアリングウインドウの咬合境界部のシャープエッジ）が認められた．

RESULTS: Mean failure loads ranged from 392 N (group 8) to 1181 N (group 1). Axially loaded monolithic zirconia CFPDs (group 1) and controls (group 6) showed significantly higher failure loads. Oblique loading significantly reduced failure loads for monolithic zirconia CFPDs (group 2). Initial damage was observed in all groups except monolithic zirconia groups, and fractography revealed design flaws (sharp edges at the occlusal boundary of the veneering window) in partially veneered zirconia CFPDs.

結論:

モノリス型ジルコニアCFPDは、破折荷重の点で完全ベニア型CoCr CFPDの代替となりうる。しかし、モノリス型ジルコニアCFPDの斜め荷重は、臨床場面では避けるべきである。耐荷重性を向上させるためには、部分的なベニア加工を施したジルコニアCFPDの設計改善が必要である。

CONCLUSIONS: Monolithic zirconia CFPDs might be a viable alternative to completely veneered CoCr CFPDs in terms of fracture load. However, oblique loading of monolithic zirconia CFPDs should be avoided in clinical scenarios. Design improvements are required for partially veneered zirconia CFPDs to enhance their load-bearing capacity.

臨床的関連性:

モノリシックジルコニアは、CFPD作製において、確立されたメタルセラミッ クの選択肢に代わる、実行可能なオールセラミックであると考えられる。しかし、日常臨床においては、慎重な咬合調整と定期的なモニタリングにより、カンチレバーの斜め荷重を確実に回避する必要がある。

CLINICAL RELEVANCE: Monolithic zirconia may represent a viable all-ceramic alternative to the established metal-ceramic option for CFPD fabrication. However, in daily clinical practice, careful occlusal adjustment and regular monitoring should ensure that oblique loading of the cantilever is avoided.