Name: Quasistatische mechanische Prüfung für computergestütztes Design und Herstellung von okklusalen Veneers, die auf gefrästes Dentin-Analogmaterial zementiert sind (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-12-20T14:50:00.000+00:00
Duration: 7 min 42 s
Description: Lernen Sie eine quasistatische mechanische Prüfmethode zur Bewertung der Bruchfestigkeit minimalinvasiver CAD/CAM-Okklusalveneers auf Dentin-Analogmaterialien. Diese Technik ermöglicht reproduzierbare Tests für zahnmedizinische Forschung.

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<meta charset="utf8"></head><body>Quasistatischer Belastungstest von CAD/CAM-Okklusionsveneers an Dentinanaloga

<table><tbody><tr><td>3D-Druck (SLA)</td><td> Formlabs, Somerville, MA, USA</td><td></td><td>Form3+</td></tr><tr><td>3Shape CAD-Software für Dentaldesigner&nbsp;</td><td>3Shape A/S, Kopenhagen, Dänemark</td><td></td><td>CAD-Software für Zahnanaloga und Veneers</td></tr><tr><td>5% Flusssäure&nbsp;</td><td>Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein</td><td></td><td>IPS Keramik Ätzgel</td></tr><tr><td>Tonerde Pulver</td><td>Ronvig Dental Mfg. A/S, Daugaard, Dänemark</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bluehill Universal Software für die Materialprüfung&nbsp;</td><td>Instron Mechanical Testing Systems, Norwood, MA, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CamLabLite Software&nbsp;</td><td>Bresser UK Ltd, Kent, UK</td><td></td><td>Stereomikroskopie-Software</td></tr><tr><td>Kalthärtendes niedrigviskoses Epoxidharz</td><td>Struers SAS, Champigny-sur-Marne, Frankreich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dualhärtender Harzzement&nbsp;</td><td>3M, Saint Paul, MN, USA</td><td></td><td>Rely X Ultimate Klebeharz-Zement-Okularkamera</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>ToupTek Photonics Co., Ltd., Hangzhou, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hochdruck-Fiberglas-Laminatscheiben&nbsp; (G10)</td><td>PAR Group Ltd, Lancashire, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>IPS e.max CAD</td><td>Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein</td><td>YB54G9/605330</td><td>Geringe Transluzenz, A3, C14</td></tr><tr><td>Laborscanner</td><td>3Shape A/S, Kopenhagen, Dänemark</td><td></td><td>D900L</td></tr><tr><td>Lava Ultimate</td><td>3M ESPE, Saint Paul, MN, USA</td><td>9541467/3314A3-LT</td><td>Geringe Lichtdurchlässigkeit, A3, 14L</td></tr><tr><td>Leuchtdiode (LED) Polymerisationslicht&nbsp;</td><td>Woodpecker Medical Instrument, Guilin, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fräsmaschine&nbsp;</td><td>VHF camfacture AG, Amnnerbuch, Deutschland</td><td></td><td>VHF S2</td></tr><tr><td>Minitab 18&nbsp;</td><td>Minitab Inc, State College, PA, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>nQuery Advisor Version 9.2.10&nbsp;</td><td>Statistical Solutions Ltd., CA, USA</td><td></td><td>Statistical Software</td></tr><tr><td>Endkappe aus Polyvinylchlorid&nbsp;</td><td>Plastic Pipe Shop Ltd, Stirling, Großbritannien</td><td></td><td>25 mm X 21,5 mm;</td></tr><tr><td>Rasterelektronenmikroskop&nbsp;</td><td>Tescan, Brno, Tschechische Republik</td><td></td><td>Tescan Vega</td></tr><tr><td>Silane Haftvermittler&nbsp;</td><td>3M, Saint Paul, MN, USA</td><td></td><td>RelyX Keramik-Grundierung</td></tr><tr><td>Autodesk Inventor Professional 2024</td><td>Autodesk, San Francisco, CA, USA CAD-Software</td><td></td><td>für Jig-Sputter-Vakuum-Coater</td></tr><tr><td>&nbsp; &nbsp;</td><td>Quorum, East Sussex, Großbritannien</td><td></td><td>MiniQS Sputter Coater</td></tr><tr><td>Stata18&nbsp;</td><td>StataCorp LLC, College Station, TX, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stereomikroskop&nbsp;</td><td>Carl Zeiss AG, Oberkoche, Deutschland</td><td></td><td>Zeiss Stemi 508</td></tr><tr><td>Typodont Unterkiefer erster Molaren&nbsp;</td><td>Frasaco GmbH, Tettnang, Deutschland</td><td></td><td>ANA-4 Z3RN-36</td></tr><tr><td>Universeller zahnärztlicher Haftvermittler</td><td>&nbsp; 3M, Saint Paul, MN, USA</td><td></td><td>Scotch Bond Universalklebstoff</td></tr><tr><td>Universalprüfmaschine</td><td>Instron Mechanical Testing Systems, Norwood, MA, USA</td><td></td><td>Intron 5900-84&nbsp;</td></tr></tbody></table>

quasistatische mechanische prüfung für computergestütztes design und herstellung von okklusalen veneers, die auf gefrästes dentin-analogmaterial zementiert sind

Quasistatic Mechanical Testing for Computer-Aided Design and Manufacturing Occlusal Veneers Cemented to Milled Dentin Analog Material

Die Berechnung des Stichprobenumfangs wurde mit der referenzierten Software durchgeführt, die eine Effektstärke von 0,39 erzeugte und eine minimale Stichprobengröße von n = 13 pro Gruppe nahelegte. In dieser Studie wurde jedoch eine Stichprobengröße von n = 15 gewählt, um die Differenz von 5% zu erkennen. Die Nullhypothese wurde verworfen. Die Mittelwerte der maximalen Belastungskraft der 1 mm dicken okklusalen Veneers (n = 15 pro Gruppe) aus der LD-Gruppe (Lithiumdisilikat: 2.727,10 ± 472,41 N) waren trotz höherer Biegefestigkeit deutlich niedriger als die der RNC-Gruppe (Nanokeramik: 3.212,80 ± 558,67 N) (p &lt; 0,05). Der Skalenparameter oder die charakteristische Festigkeit (σ) der KD bei einer Ausfallwahrscheinlichkeit von 63,2 % ist etwas niedriger als in der RNC-Gruppe. Der Formparameter oder Weibull-Modul (m), der durch die Steigung des Wahrscheinlichkeitsnetzes (95 % KI) des LD dargestellt wird, war jedoch ähnlich wie in der RNC-Gruppe, wie in Abbildung 6 gezeigt, was widerspiegelt, dass beide Materialien eine ähnliche Verteilung von internen Fehlern oder Defekten aufweisen können. Alle Daten sind in Tabelle 1 dargestellt.
Stereomikroskopische Aufnahmen von frakturierten LD- und RNC-Okklusionsveneers in Luft- und Seitenansichten sind in Abbildung 7 bzw. Abbildung 8 dargestellt. Beide Versuchsgruppen bildeten die oberflächenringförmigen Risse am Schnittpunkt der zentralen Referenzlinien an der zentralen Fossa ab. Der Riss war in der Tat ein Teil des Hertz'schen Kegelrisssystems, das sich großflächig in die tiefe Schicht der Restaurationen ausdehnt. Er bestand typischerweise aus einem äußeren Riss (OC), einem inneren Riss (IC) und einem Medianriss (MC), wie in Abbildung 9 dargestellt. Der radiale Riss, der von der Zementationsoberfläche gegenüber der Impaktionsstelle ausgeht und sich ausbreitet, war aufgrund der Dünnheit der Restaurationen und der Art des Crunch-the-Crown-Tests schwer zu identifizieren. Der sekundäre Bruchursprung, der durch Zugspannungen verursacht wird, die sich in Form von radialen Rissen darstellen, konnte jedoch im Randbereich der verbleibenden Restauration, die an den Master-Matrizen befestigt ist, beobachtet werden. Fragmente, die die fraktographischen Merkmale der Richtung der radialen Rissausbreitung vom sekundären Bruchursprung zeigen, sind in Abbildung 10 dargestellt. Komplette Bulk-Frakturen wurden in beiden restaurativen Gruppen konsistent am distolingualen Aspekt lokalisiert, mit Ausnahme einer Probe in der RNC-Gruppe, bei der die Fraktur bukkolingual an der distalen Seite auftrat.
Repräsentative Bilder mit höherer Vergrößerung unter dem Rasterelektronenmikroskop in Luft- und Seitenansichten beider Testgruppen sind in Abbildung 11 und Abbildung 12 dargestellt. Durch die Imprägnierung von 80 Gew.-% nanokeramischen Füllstoffen in die 20 Gew.-% hochvernetzte Polymermatrix wiesen die Bruchflächen von Veneers aus RNC ein raues und faseriges Aussehen auf, das für die plastische Verformung bei duktilen Frakturen charakteristisch ist. Im Gegensatz dazu zerbrachen die Restaurationen aus LD in mehrere Teile, wobei sich die Risse von den Fraktururen (FO) in die tieferen Schichten ausbreiteten, ohne dass es zu Rissbrüchen oder Umleitungen kam. Darüber hinaus konnte der ursprüngliche Impaktionsbereich einer Edelstahlkugel im oberen rechten Bereich bei einigen Exemplaren, unabhängig von der Materialart, etwa 1 mm von einer gebrochenen Linie entfernt erkannt werden. Dies zeigt, dass die Kugel in ihre endgültige Position rutschen konnte, wenn sie während der Druckbelastung nicht perfekt auf der zentralen Fossa ausgerichtet war.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig01.jpg"> 
Abbildung 1: Digitale Bilder aus der computergestützten Designsoftware für Zahnmedizin, die die verschmolzene gegabelte Wurzel eines Typodonten-Unterkiefer-ersten Molaren zeigen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig02.jpg"> 
Abbildung 2: Gefräste Master-Matrize aus einer Hochdruck-Fiberglas-Laminatscheibe mit einer 5-Achs-Dentalfräsmaschine. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig03.jpg"> 
Abbildung 3: Montage der Master-Matrizen. (A) Die Vorrichtungen werden aus bedrucktem PMMA-Filament hergestellt. (B) Sie werden sicher in eine PVC-Endkappe eingesetzt, um die Ausrichtung und Position des Zahnanalogons zu standardisieren. (C) Das kalthärtende, niedrigviskose Epoxidharz wird bis zum Zementschmelzübergang des Zahnanalogons gegossen und mindestens 24 Stunden lang bei Raumtemperatur aushärten gelassen. Abkürzungen: PMMA = Polymethylmethacrylat; PVC = Polyvinylchlorid. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig04.jpg"> 
Abbildung 4: CAD/CAM-Blöcke nach dem Fräsen und Schlichten gemäß den Herstellerangaben. (A) Lithiumdisilikat, (B) Harz-Nanokeramik. Abkürzungen: CAD = computergestützte Konstruktion; CAM = computergestützte Fertigung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig05.jpg"> 
Abbildung 5: Quasistatische mechanische Prüfung. (A) Eine 5,5 mm Edelstahlkugel wird auf die zentrale Fossa der Restauration gelegt. (B) Die Probe wird mit einer 5 kN Wägezelle in der Mitte der Universalprüfmaschine platziert und mit einer Druckplatte bei 1 mm/min zusammengedrückt, geschützt durch den Acrylring und die Schmutzabschirmung. Die Ausdehnung (mm) und die maximale Belastungskraft (N) werden in der Software erfasst. (C) Schüttgüter von gebrochenen Proben werden sorgfältig entnommen und gemäß den farbigen Linien des Permanentmarkers wieder in ihre ursprüngliche Position gebracht. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig06.jpg"> 
Abbildung 6: Weibull-Wahrscheinlichkeitsnetz der maximalen Frakturlast bei 95% CI zwischen okklusalen Veneers aus LD und RNC. Die maximale Frakturlast (N) bei 95 % KI lag zwischen okklusalen Veneers aus LD (blaue Linie) und RNC (rote Linie). Der Formparameter oder der Weibull-Modul (m) stellt die Steigung des Diagramms dar, während der Skalenparameter oder die charakteristische Festigkeit (σ) den Festigkeitswert von Materialien darstellt, wenn die Versagenswahrscheinlichkeit bei 63,2 % liegt (grüne Linie). Die Parameter und die Anpassungslinie zeigen die Maximum-Likelihood-Analyse. Abkürzungen: LD = Lithiumdisilikat; RNC = Harz-Nanokeramik. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig06large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig07.jpg"> 
Abbildung 7: Lithium-Disilikat-Okklusionsveneers unter dem Stereomikroskop (20x). (A) Luftaufnahme; (B) Seitenansicht. Maßstabsleisten = 2 mm (A), 1 mm (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig07large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig08.jpg"> 
Abbildung 8: Nanokeramische Okklusionsveneers aus Kunststoff unter einem Stereomikroskop (20x). (A) Luftaufnahme; (B) Seitenansicht. Maßstabsleisten = 2 mm (A), 1 mm (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig08large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig09.jpg"> 
Abbildung 9: Repräsentative fraktographische Merkmale von okklusalen Veneers. (A) LD und (B) RNC. Die weißen Pfeile zeigen auf den Ringriss, an dem der primäre Bruchursprung auftrat und sich durch die Kugelkompression ausbreitete, wodurch typische Hertz'sche Kegelrisse mit äußeren Kegelrissen, inneren Kegelrissen und einem Medianriss erzeugt wurden. Der durch die Zugspannung verursachte sekundäre Bruchursprung wurde in der Nähe des Randbereichs gefunden. Die gestrichelten Pfeile markieren die Richtung der Rissausbreitung, wobei je nach Abbildungsbedingungen auch andere Merkmale, wie z. B. Sperrlinien, erkennbar sind. Maßstabsleisten = 2 mm (A), 1 mm (B). Abkürzungen: LD = Lithiumdisilikat; RNC = Harz-Nanokeramik; 1° FO = Ursprung der primären Fraktur; 2° FO = sekundärer Bruchursprung; OC = äußerer Kegelriss; IC = innere Kegelrisse; MC = medianer Riss; DCP = Richtung der Rissausbreitung; AL = Arrestlinien. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig09large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig10.jpg"> 
Abbildung 10: Repräsentative fraktographische Merkmale von okklusalen Veneerfragmenten. (A) LD und (B) RNC. Der sekundäre Frakturursprung lag in der Nähe des Randes des okklusalen Veneers. Die gestrichelten Pfeile markieren die Richtung der Rissausbreitung mit anderen fraktographischen Merkmalen wie Nebelzone, verdrehter Hechel, Wallner-Linie und Sperrlinie. Maßstabsleisten = 1 mm. Abkürzungen: LD = Lithiumdisilikat; RNC = Harz-Nanokeramik; 2° FO = sekundärer Bruchursprung; DCP = Richtung der Rissausbreitung; AL = Stillstandsleitungen; M = Nebelzone; TH = verdrehte Hechel; WL = Wallner-Linie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig10large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig11.jpg"> 
Abbildung 11: Repräsentative REM-Bilder von frakturierten LD-Okklusionsveneers. (A) Luftaufnahme; (B) Seitenansicht. Der weiße Pfeil stellt die anfängliche Impaktion der Edelstahlkugel dar. Maßstabsleisten = 1 mm. Abkürzungen: LD = Lithiumdisilikat; REM = Rasterelektronenmikroskop. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig11large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67511/67511fig12.jpg"> 
Abbildung 12: Repräsentative REM-Bilder von frakturierten RNC-Okklusionsveneers. (A) Luftaufnahme; (B) Seitenansicht. Maßstabsleisten = 1 mm. Abkürzungen: RNC = Harz-Nanokeramik; REM = Rasterelektronenmikroskop. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511fig12large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
Tabelle 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67511/67511_Table%201%20(Edited).xlsx" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.</a>

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