3Y-TZPジルコニアから作製した3Dプリント咬合ベニアの破壊抵抗性

Fracture Resistance of 3D-Printed Occlusal Veneers Made from 3Y-TZP Zirconia.

抄録

本論文の目的は、異なる厚さで異なるアバットメント材料で支持された3Dプリントジルコニア咬合ベニア（OV）の耐破壊性を評価することである。 天然臼歯の標準的なOVを作製し、ラボ用3Dスキャナーを用いてデジタル化した。デジタル化された歯のアバットメントは、コバルトクロム（CoCr）または繊維強化複合材料（FRC）を用いて削り出された。すべてのアバットメントをデジタル化し、肉厚0.4mm、0.6mm、0.8mmの標準OV（全歯尖の傾斜角30°）を設計した。OVは、Programill PM7ミリングデバイス（Ivoclar Vivadent社、PM）、またはCerafab 7500（Lithoz社、LC）、Zipro-D（AON社、ZD）の2種類の3Dジルコニアプリンターのいずれかを使用して作製した。ZDサンプルは、CoCrアバットメント上でのみテストされた。完成したOVをアバットメントに装着し、サーモサイクルと咀嚼シミュレーションからなる人工時効を行った後、咬合OV表面に3点接触する拮抗子として鋼球（d = 8 mm）を用いて破折試験を行った。全破断抵抗力Fの他に、カスプの局所的破折に至る最低接触力Fが注目された。ANOVA（α=0.05；SPSSVer.28）を用いて、製作アプローチ、肉厚、アバットメント材質の因子の影響の可能性を評価した。 破壊に至る総破壊抵抗力/接触力は、FRCアバットメント上にLCを用いて作製した0.4 mmのOVのF = 416 ± 83 N/F = 140 ± 22 Nから、CoCrアバットメント上に作製した0.8 mm厚のOVのF = 3309 ± 394 N (ZD)/F = 1206 ± 184 N (PM)までであった。すべての因子（製作方法、アバットメントの材質、OVの肉厚）は、FだけでなくFにも独立した影響を与えた（< 0.032）。CoCrアバットメントに装着されたOVのFに関する一対比較では、ZDサンプルは、厚みに関係なく、統計的にLCおよびPMで製作された歯を上回った（< 0.001）。 本研究の制限の範囲内では、印刷咬合ベニアは、粉砕されたバリエーションと同等の破壊抵抗を示した。しかしながら、より弾力性のあるアバットメント（象牙質のシミュレーションとしてのFRC）およびより薄い肉厚は、OVの破壊抵抗を減少させた。このことは、厚さ0.4mmのジルコニアOVは、すべての臨床状況で無条件に使用されるべきではないことを示唆している。

The aim of this paper was to evaluate the fracture resistance of 3D-printed zirconia occlusal veneers (OVs) of different thicknesses and supported by different abutment materials. The standard OV of a natural molar was prepared and digitized using a laboratory 3D scanner. The resulting digital tooth abutment was milled either using cobalt-chromium (CoCr) or a fiber-reinforced composite (FRC). All the abutments were digitized and standardized OVs (30° tilt of all the cusps) designed with 0.4 mm, 0.6 mm, or 0.8 mm wall thicknesses. The OVs were fabricated using either the Programill PM7 milling device (Ivoclar Vivadent, PM) or one of two 3D zirconia printers, Cerafab 7500 (Lithoz, LC) or Zipro-D (AON, ZD). The ZD samples were only tested on CoCr abutments. The completed OVs were luted to their abutments and subjected to artificial aging, consisting of thermocycling and chewing simulation before fracture testing with a steel sphere (d = 8 mm) as an antagonist with three contact points on the occlusal OV surface. Besides the total fracture resistance F, the lowest contact force F leading to the local fracture of a cusp was of interest. The possible effects of the factors fabrication approach, wall thickness, and abutment material were evaluated using ANOVA (α = 0.05; SPSS Ver.28). The total fracture resistance/contact forces leading to failure ranged from F = 416 ± 83 N/F = 140 ± 22 N for the 0.4 mm OVs fabricated using LC placed on the FRC abutments to F = 3309 ± 394 N (ZD)/F = 1206 ± 184 N (PM) for the 0.8 mm thick OVs on the CoCr abutments. All the factors (the fabrication approach, abutment material, and OV wall thickness) had an independent effect on F as well as F ( < 0.032). In pairwise comparisons for F of the OVs luted to the CoCr abutments, the ZD samples statistically outperformed the LC- and PM-fabricated teeth irrespective of the thickness ( < 0.001). Within the limitations of this study, the printed occlusal veneers exhibited comparable fracture resistances to those of the milled variants. However, more resilient abutments (FRC as a simulation of dentine) as well as a thinner wall thickness led to reduced OV fracture resistance, suggesting that 0.4 mm thick zirconia OVs should not be unreservedly used in every clinical situation.