インプラント支持冠におけるジルコニアおよびチタンアバットメント上の新世代CAD/CAM冠材料の疲労寿命の比較：3次元有限要素解析

Comparison of fatigue lifetime of new generation CAD/CAM crown materials on zirconia and titanium abutments in implant-supported crowns: a 3D finite element analysis.

抄録

目的:

顎口腔系は動的であるため、インプラント支持修復物が経験する繰り返し荷重をシミュレートする疲労寿命実験は重要な検討事項である。本研究の目的は、クラウンとアバットメントの材質の違いが、インプラント支 持クラウンの疲労破壊に及ぼす影響を検討することである。

OBJECTIVES: Due to the dynamic character of the stomatognathic system, fatigue life experiments simulating the cyclic loading experienced by implant-supported restorations are critical consideration. The aim of this study was to examine the effect of different crown and abutment materials on fatigue failure of single implant-supported crowns.

方法:

2種類のジルコニア強化ケイ酸リチウム（結晶化および前結晶化）、モノリシック二ケイ酸リチウム、ポリマー浸透セラミックネットワーク、ジルコニアおよびチタンアバットメントに支持されたポリエーテルエーテルケトンなど、10種類の設計のインプラント支持単冠のモデルを作成した。上顎第一小臼歯の口蓋尖に、頬舌側方向に30°の角度で179N、周波数1Hzの繰り返し荷重をかけた。

METHODS: Models were created for 10 different designs of implant-supported single crowns including two zirconia-reinforced lithium silicates (crystallized and precrystallized), monolithic lithium disilicate, polymer-infiltrated ceramic networks, and polyetheretherketone supported by zirconia and titanium abutments. A cyclic load of 179 N with a frequency of 1 Hz was applied on palatal cusp of a maxillary first premolar at a 30° angle in a buccolingual direction.

結果:

チタン製アバットメントを使用したモデルでは、ポリマー包埋セラミックネットワークモデルが、インプラント（5.07回）、アバットメント（2.30回）、スクリュー（1.07回）の疲労破壊までのサイクル数が、他のモデルよりも少なかった。ジルコニアアバットメントを使用したモデルでは、結晶化ジルコニア強化ケイ酸リチウムモデルは、他のモデルと比較して、アバットメントの疲労破壊までのサイクル数が高かった（8.52）。疲労基準によっては、ポリエーテルエーテルケトンインプラントクラウンは5年未満で破損する可能性がある一方、他のインプラントクラウンはすべてのモデルで無限の寿命を示した。

RESULTS: In the models with titanium abutments, the polymer-infiltrated ceramic network model had a lower number of cycles to fatigue failure values in the implant (5.07), abutment (2.30), and screw (1.07) compared to others. In the models with zirconia abutments, the crystallized zirconia-reinforced lithium silicate model had a higher number of cycles to fatigue failure values in the abutment (8.52) compared to others. Depending on the fatigue criteria, polyetheretherketone implant crown could fail in less than five year while the other implant crowns exhibits an infinite life on all models.

結論:

アバットメント材料の種類は、インプラント、アバットメント、スクリューの疲労破壊までのサイクル数に影響を与えたが、クラウンの材料には影響を与えなかった。ジルコニアアバットメントの方が疲労寿命が長いことが証明されたため、インプラント支持の単冠に使用することを検討すべきである。

CONCLUSIONS: The type of abutment material had an effect on the number of cycles to fatigue failure values for implants, abutments, and screws, but had no effect on crown materials. The zirconia abutment proved longer fatigue lifetime, and should thus be considered for implant-supported single crowns.