פותחה בדיקת עומס לשבר קוואזיסטטית עם כדור נירוסטה לא קבוע כדי לקבוע את חוזק השבר של שחזורי תכנון וייצור זעיר פולשניים אחוריים בעזרת מחשב המודבקים לחומרים אנלוגיים של דנטין. בדיקה זו מדגימה את משטר ההעמסה האופייני האחראי לשבר של שיקום שיניים.
מאמר שיטה
פותחה בדיקת עומס לשבר קוואזיסטטית עם כדור נירוסטה לא קבוע כדי לקבוע את חוזק השבר של שחזורי תכנון וייצור זעיר פולשניים אחוריים בעזרת מחשב המודבקים לחומרים אנלוגיים של דנטין. בדיקה זו מדגימה את משטר ההעמסה האופייני האחראי לשבר של שיקום שיניים.
תחת משטרי הטיפול הזעיר פולשניים הנוכחיים, הכנת שיניים קלה ושיקום קרמי ביומימטי דק יותר משמשים לשימור החיוניות, האסתטיקה והתפקוד של השן המשוחזרת. עיצוב חדש בעזרת מחשב וייצור בעזרת מחשב (CAD/CAM) חומר דמוי קרמיקה זמינים כעת. כדי להבטיח אריכות ימים, רופא שיניים חייב להכיר את החוזק המכני של המוצר החדש שהושק בהשוואה לקרמיקה השבירה יחסית של מטריצת זכוכית. יתר על כן, תחליף שן קודם לחקירת מעבדה, במיוחד לאחר המגיפה, ונדרשת תמיכה ראייתית נוספת ליישומו.
מחקר זה פיתח פרוטוקול מעבדה לבדיקת עומס לשבר מונוטוני לקביעת חוזק השבר של ציפוי סגירה CAD/CAM בעובי 1 מ"מ. תבניות מאסטר נטחנו מרבד פיברגלס בלחץ גבוה, בעל מודול אלסטי וחוזק קשר דומים לדנטין מיובש. הם הותקנו לתוך מכסי קצה פוליוויניל כלוריד (PVC) עם שרף אפוקסי לריפוי קר. ציפויים אוקלוזליים, הנקראים גם שחזורי שולחן, נטחנו מליתיום דיסיליקט (LD) ובלוקים ננו-קרמיים של שרף (RNC) והוצמדו למות מאסטר מוכנים באמצעות מלט שרף דבק כפול. הם הורשו להתרפא לחלוטין על ידי אחסון במים מזוקקים למשך 48 שעות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס.
לאחר מכן כל הדגימות הונחו במכונת בדיקה אוניברסלית והועמסו באמצעות כדור נירוסטה לא קבוע בקוטר 5.5 מ"מ המאפשר תנועה רוחבית כפי שהיה מתרחש כנגד השיניים האנטגוניסטיות. הדחיסה הופעלה בקצב של 1 מ"מ לדקה, ונוצר גרף תזוזה של עומס. יכולת נשיאת העומס המקסימלית הממוצעת של שחזורים בקבוצת RNC (3,212.80 ± 558.67 N) הייתה גבוהה משמעותית מאשר בקבוצת LD (2727.10 ± 472.41 N) (p < 0.05). לא נמצא פירוק במהלך הבדיקה. לשני חומרי ה-CAD/CAM עשויה להיות התפלגות פגמים דומה. באתר הטעינה נמצא סדק חרוט הרץ, ואילו סדקים רדיאליים המתפשטים ממשטח המלט נמצאו סמוך לשוליים בשתי הקבוצות.
שחזורים ללא מתכת מועדפים כיום מאוד בשיניים קדמיות ואחוריות בשל המאפיינים האופטיים המצוינים שלהם ותאימות ביולוגית1. עם זאת, החיסרון העיקרי של חומרים כאלה הוא רגישותם לשבר2. רוב הקרמיקה פגיעה לסדקים הנוצרים על ידי מתחי מתיחה, אפילו במתח נמוך3. שברים של תותבות קרמיקה דנטליות מתפתחים בדרך כלל מצמיחה איטית של סדקים רדיאליים עקב חשיפה ארוכת טווח למתחי המתיחה הנוצרים במהלך הלעיסה4. חולשותיהם מסלימות עם פגמים או פגמים מהותיים בתוך החומרים ופגמים חיצוניים מייצור ועיבוד לאחר5. ניתן להשיג ולהשוות חוזק כיפוף, היכולת לעמוד במתח מתיחה, של חומרי CAD/CAM דנטליים באמצעות בדיקות סטנדרטיות כגון בדיקות חד-ציריות (כיפוף 3 נקודות או 4 נקודות) ובדיקות כיפוף דו-ציריות (כדור על טבעת, טבעת על טבעת ובוכנה על שלושה כדורים). בינתיים, קשיחות השבר, היכולת של חומר להתנגד לצמיחת סדקים, יכולה להיגזר מקורת חריץ חד פיפיות ומבדיקת כניסה. עם זאת, בדיקות אלה אינן יכולות לחזות ולייצג לחלוטין את התנהגות התותבות המלטות עם תצורות אנטומיות שונות6. בדיקות מכניות מונוטוניות או דינמיות אחרות הוכנסו כדי להצדיק את ביצועיהם בהיבטים קליניים שונים 7,8.
מבחן עומס לשבר או "ריסוק הכתר" שימש רבות ברפואת שיניים כדי לחקור ולהשוות את החוזקות של שחזורי קרמיקה עם גיאומטריות מורכבות 9,10. דחיסה חד-צירית מונוטונית מופעלת באופן קוואזיסטטי על השחזורים בכיוון אנכי או רוחבי עד שמתרחש שבר קטסטרופלי. ניתן לקבוע את חוזק השבר של החומר מכוח הטעינה המרבי, ואילו את מצבי השבר, כולל אתר וכיוון הסדק/ים, ניתן לבחון במיקרוסקופ. שיקום טוב אמור להיות מסוגל לעמוד הן במתח דחיסה והן במתח מתיחה מכוח הנשיכה המרבי מרצון, כוח הלעיסה הגבוה ביותר שנוצר על ידי שרירי הרמת הלסת בהשפעת ביומכניקה של הגולגולת ומסלול הרפלקס11,12, שיכול להיות עד 900 N בשיניים האחוריות3. יתר על כן, ברוקסיזם יכול להגדיל את הכוח באופן לא רצוני ל-1,200 N באותו אזור13. בנוסף לתכונות החומר (כלומר, מודול אלסטי), גיאומטריות, עוביים, מלט דבק והתפלגות פגמים משפיעים על חוזק כל תותבת14. עם זאת, הועלו טיעונים לגבי הרלוונטיות הקלינית של בדיקות כאלה בשל הכוחות הגבוהים הלא קליניים ומנגנוני הכשל שאינם שונים ממצבים קליניים 6,14. מבחן עמידות לעייפות הכולל ניתוח מתח צעד ומצב תוך-אוראלי עשוי להיות גישה מציאותית יותר לחיזוי אורך החיים של שחזורי שיניים7. עם זאת, העומס לשבר הוא עדיין בדיקה חוץ גופית מהירה, פשוטה וניתנת לחזרה כדי להשוות את החוזקות של חומרי קרמיקה חדשים של CAD/CAM שהושקו לשוק שבו נתוני היצרן עשויים שלא להיות אמינים 15,16,17. התוצאה עשויה לשקף את הסבילות של התותבת לכוחות קיצוניים מפעילויות תפקודיות ומצבים קליניים בלתי צפויים כמו נשיכה של זרעים קשים או חצץ, מה שגורם גם לכשל בתותבות שיניים 18,19,20,21.
עם השימוש ההולך וגובר בהם לשיקום שיניים אחוריות, הביצועים המכניים של ציפוי סגירה העשויים מחומרי CAD/CAM כרסומים ומודפסים נחקרו בהיבטים שונים, כולל סוגי חומרים, עיצובים תותבים, תכנון הכנת שיניים, עוביים, טיפולי שטח, הדבקת דבק ומערכת מלט22,23. עם זאת, הנתונים עדיין מוגבלים, וחומרי הבדיקה הם מקרמיקה מטריצת זכוכית וחומרים מרוכבים CAD/CAM קונבנציונליים. חומר היברידי חלופי, ננו-קרמיקה שרף, זמין כעת. הוא טוען שהוא משלב את החוזק של חומרי מילוי ננו-קרמיים וגמישות ממטריצת שרף, שעשויה להתאים לשיקום דק וזעיר פולשני. עם זאת, הביצועים המכניים שלו, במיוחד באזור הטוחנת, דורשים ראיות תומכות נוספות להשלכות קליניות.
עד כה, לחוקרים לא היו חומרים שיכולים להחליף שיניים טבעיות בבדיקות מעבדה. לרבד פיברגלס בלחץ גבוה (איגוד יצרני החשמל הלאומי; NEMA כיתה G10) עם השם המסחרי Garolite הוצע כחומר אנלוגי דנטין לבדיקה מכנית של קרמיקה דנטלית מאז 201014. זהו חומר מרוכב תרמוסטי המורכב מרב שכבות של פיברגלס ספוג בשרף אפוקסי בלחץ גבוה. הוא יכול לעמוד בתנאי לחץ גבוהים עם תכונות אלסטיות דומות, התנהגות עייפות וחוזק קשר דבק כמו דנטיןמיובש 14,24. הוא מספק יתרונות על פני שיניים טבעיות בכל הנוגע להכנת דגימות, סטנדרטיזציה ואישור אתי, עם חיסכון בזמן עקב חששות בטיחות ביולוגית מופחתים24. ניתן לבצע טיפול פני השטח על ידי תחריט עם 5% או 10% חומצה הידרופלואורית מ-60 שניות עד 90 שניות ומריחת חומר צימוד סילאן14,24. עם זאת, מחקרים על תותבות מלט עם חומר זה מוגבלים, ומהימנות הראיות הקיימות עדיין מוטלת בספק 24,25.
במחקר זה פותח פרוטוקול מעבדה לבדיקת עומס לשבר מונוטוני של ציפוי סגירה בעובי 1 מ"מ המודבק למות המאסטר שנטחנו מחומר אנלוגי דנטין כנגד כדור נירוסטה לא קבוע. יכולות נשיאת העומס המקסימליות של שני חומרי CAD/CAM דנטליים: ליתיום דיסיליקט (LD) - IPS e.max CAD ושרף ננו-קרמי (RNC) - Lava Ultimate, עם n = 15 לקבוצה, כומתו והושוו סטטיסטית באמצעות מבחן t עצמאי של שתי דגימות וניתוח סטטיסטי של Weibull. דפוסי השבר נחקרו גם תחת סטריאומיקרוסקופיה אופטית ומיקרוסקופ אלקטרונים סורק. השערת המחקר הייתה שזו שיטה מתאימה למידול כישלון של ציפוי סגירה ביישומים קליניים. השערת האפס הסטטיסטית הייתה שלא אמור להיות הבדל ביכולות נשיאת העומס המקסימליות בין ציפוי הסגר העשוי משני החומרים.
1. ייצור אנלוגי של שיניים
2. הרכבה
3. ייצור פורניר סגירה
4. מליטה ומלט
5. בדיקה מכנית קוואזיסטטית
6. ניתוח סטטיסטי
7. ניתוח פרקטוגרפי
חישוב גודל המדגם בוצע באמצעות התוכנה המוזכרת, שיצרה גודל אפקט של 0.39 והציעה גודל מדגם מינימלי של n = 13 לקבוצה. עם זאת, גודל מדגם של n = 15 נבחר במחקר זה כדי לזהות את ההבדל של 5%. השערת האפס נדחתה. למרות חוזק כיפוף גדול יותר, הערכים הממוצעים של כוח הטעינה המרבי של ציפוי הסגר בעובי 1 מ"מ (n = 15 לקבוצה) המיוצרים מקבוצת LD (ליתיום דיסיליקט: 2,727.10 ± 472.41 N) היו נמוכים משמעותית מאלו של קבוצת RNC (ננו-קרמיקה שרף: 3,212.80 ± 558.67 N) (p < 0.05). פרמטר קנה המידה או חוזק האופייני (σ) של LD כאשר ההסתברות לכישלון היא 63.2% נמוך מעט מקבוצת ה-RNC. עם זאת, פרמטר הצורה או מודול וייבול (m) המתואר על ידי השיפוע של עלילת ההסתברות (95% CI) של ה-LD היה דומה לקבוצת ה-RNC, כפי שמוצג באיור 6, מה שמשקף ששני החומרים עשויים להיות בעלי התפלגות דומה של פגמים או פגמים פנימיים. כל הנתונים מוצגים בטבלה 1.
תמונות סטריאומיקרוסקופ של ציפוי סגר LD ו-RNC שבורים בתצוגות אוויריות וצדדיות מוצגות באיור 7 ובאיור 8, בהתאמה. שתי קבוצות הבדיקה תיארו את הסדקים בצורת טבעת פני השטח בצומת קווי הייחוס המרכזיים בפוסה המרכזית. הסדק היה, למעשה, חלק ממערכת סדקי החרוט ההרציאנית המתרחבת באופן נרחב לתוך השכבה העמוקה של השחזורים. זה היה מורכב בדרך כלל מסדק חיצוני (OC), סדק פנימי (IC) וסדק חציוני (MC), כפי שמוצג באיור 9. הסדק הרדיאלי שמקורו והתפשט ממשטח הצמנטציה שממול לאתר הפגיעה היה קשה לזיהוי בשל דקיקות השחזורים ואופי מבחן קראנץ' הכתר. עם זאת, ניתן היה להבחין במקור השבר המשני שנגרם על ידי מתח מתיחה המוצג כסדקים רדיאליים באזור השולי של השחזור הנותר המחובר למות המאסטר. שברים המציגים את המאפיינים הפרקטוגרפיים של כיוון התפשטות הסדק הרדיאלי ממקור השבר המשני מוצגים באיור 10. שברים בתפזורת מלאה אותרו באופן עקבי בהיבט הדיסטולינגואלי של שתי הקבוצות המשקמות למעט דגימה בקבוצת RNC שבה השבר התרחש באופן בוקולינגואלי בהיבט הדיסטלי.
תמונות מייצגות בהגדלה גבוהה יותר תחת מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק בתצוגות אוויריות וצדדיות של שתי קבוצות הבדיקה מוצגות באיור 11 ובאיור 12. בשל הספגה של חומרי מילוי ננו-קרמיים של 80% wt% לתוך מטריצת הפולימר הצולבת של 20% wt%, משטחי השבר של פורנירים העשויים מ-RNC הציגו מראה מחוספס וסיבי, האופייני לעיוות פלסטי בשברים רקיעים. לעומת זאת, השחזורים שנעשו מ-LD התנפצו לחתיכות מרובות עם סדקים המתפשטים ממקורות השבר (FO) לשכבות העמוקות יותר ישירות עם מעט שיבושים או הסטות של סדקים. בנוסף, ניתן היה לזהות את אזור הפגיעה המקורי של כדור נירוסטה באזור הימני העליון כ-1 מ"מ מקו שבור בחלק מהדגימות, ללא קשר לסוג החומר. זה מראה שהכדור יכול להחליק למקומו הסופי כאשר הוא לא היה מיושר בצורה מושלמת על הפוסה המרכזית במהלך העמסת הדחיסה.

איור 1: תמונות דיגיטליות מתוכנת התכנון בעזרת מחשב דנטלי המציגות את השורש הממוזג של טוחנת ראשונה של לסת תחתונה ראשונה של טיפודונט. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: פיסת מאסטר כרסומה מדיסק למינציה פיברגלס בלחץ גבוה באמצעות מכונת כרסום שיניים 5 צירים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: מאסטר מת בהרכבה. (A) הג'יגים מיוצרים מחוטי PMMA מודפסים. (ב) הם ממוקמים היטב במכסה קצה PVC כדי לתקנן את הכיוון והמיקום של אנלוגי השן. (C) שרף האפוקסי בעל הצמיגות הנמוכה לריפוי קר נשפך עד לצומת הצמנטואמייל של אנלוגי השן ומשאיר בטמפרטורת החדר למשך 24 שעות לפחות להתייצבות. קיצורים: PMMA = פולימתיל מתאקרילט; PVC = פוליוויניל כלוריד. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: בלוקי CAD/CAM לאחר כרסום וגימור בהתאם להוראות היצרן. (A) ליתיום דיסיליקט, (B) ננו-קרמיקה שרף. קיצורים: CAD = עיצוב בעזרת מחשב; CAM = ייצור בעזרת מחשב. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: בדיקות מכניות קוואזיסטטיות. (A) כדור נירוסטה בקוטר 5.5 מ"מ מונח על הפוסה המרכזית של השחזור. (ב) הדגימה ממוקמת במרכז מכונת הבדיקה האוניברסלית עם תא עומס של 5 קילו-ניוטון ודחוסה עם לוחית דחיסה במהירות של 1 מ"מ/דקה המוגנת על ידי טבעת האקריליק ומגן הפסולת. ההארכה (מ"מ) וכוח הטעינה המרבי (N) יירשמו בתוכנה. (C) חתיכות גדולות של דגימות שבורות נאספות בזהירות ומונחות בחזרה למקומן המקורי בעקבות הקווים הצבעוניים מהסמן הקבוע. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: תרשים הסתברות Weibull של עומס השבר המרבי ב-95% CI בין ציפוי סגירה העשוי מ-LD ו-RNC. עומס השבר המרבי (N) ב-95% CI היה בין ציפוי סגר העשוי מ-LD (קו כחול) ו-RNC (קו אדום). פרמטר הצורה או מודול וייבול (m) מייצג את שיפוע העלילה, בעוד שפרמטר קנה המידה או החוזק המאפיין (σ) מייצג את ערך החוזק של חומרים כאשר ההסתברות לכשל היא 63.2% (קו ירוק). הפרמטרים והקו המותאם מראים את ניתוח הסבירות המקסימלית. קיצורים: LD = ליתיום דיסיליקט; RNC = ננו-קרמיקה שרף. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 7: ציפוי ליתיום דיסיליקט תחת סטריאומיקרוסקופ (פי 20). (א) תצלום אוויר; (ב) מבט לרוחב. פסי קנה מידה = 2 מ"מ (A), 1 מ"מ (B). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 8: ציפויי סגירה ננו-קרמיים משרף תחת סטריאומיקרוסקופ (20x). (A) מבט אווירי; (ב) מבט לרוחב. פסי קנה מידה = 2 מ"מ (A), 1 מ"מ (B). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 9: מאפיינים פרקטוגרפיים מייצגים של ציפוי סגר. (א) LD ו-(ב) RNC. החצים הלבנים מצביעים על סדק הטבעת שבו התרחש מקור השבר העיקרי והתפשט מדחיסת הכדור, ויוצר סדקי חרוט הרציאני טיפוסיים עם סדקי חרוט חיצוניים, סדקי חרוט פנימיים וסדק חציוני. מקור השבר המשני שנגרם על ידי מתח המתיחה נמצא קרוב לאזור השוליים. החצים המנוקדים מסמנים את כיוון התפשטות הסדק שבו ניתן להבחין גם בתכונות אחרות, כגון קווי מעצר, בהתאם לתנאי ההדמיה. פסי קנה מידה = 2 מ"מ (A), 1 מ"מ (B). קיצורים: LD = ליתיום דיסיליקט; RNC = ננו-קרמיקה שרף; 1° FO = מקור שבר ראשוני; 2° FO = מקור שבר משני; OC = סדק חרוט חיצוני; IC = סדקי חרוט פנימיים; MC = סדק חציוני; DCP = כיוון התפשטות הסדק; AL = קווי מעצר. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 10: מאפיינים פרקטוגרפיים מייצגים של שברי פורניר סגר. (A) LD ו-(B) RNC. מקור השבר המשני היה קרוב לשולי ציפוי הסגר. החצים המנוקדים מסמנים את כיוון התפשטות הסדק עם מאפיינים פרקטוגרפיים אחרים כגון אזור ערפל, האקל מעוות, קו וולנר וקו מעצר. פסי קנה מידה = 1 מ"מ. קיצורים: LD = ליתיום דיסיליקט; RNC = ננו-קרמיקה שרף; 2° FO = מקור שבר משני; DCP = כיוון התפשטות הסדק; AL = קווי מעצר; M = אזור ערפל; TH = האקל המעוות; WL = קו וולנר. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 11: תמונות SEM מייצגות של ציפוי סגר LD שבור. (A) מבט אווירי; (ב) מבט מהצד. החץ הלבן מייצג את הפגיעה הראשונית של כדור הנירוסטה. פסי קנה מידה = 1 מ"מ. קיצורים: LD = ליתיום דיסיליקט; SEM = מיקרוסקופ אלקטרונים סורק. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 12: תמונות SEM מייצגות של ציפויי חסימה RNC שבורים. (A) מבט אווירי; (ב) מבט מהצד. פסי קנה מידה = 1 מ"מ. קיצורים: RNC = שרף ננו-קרמי; SEM = מיקרוסקופ אלקטרונים סורק. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
טבלה 1. אנא לחץ כאן להורדת טבלה זו.
בשנים האחרונות, ציפוי סגר זעיר פולשני זוכה לתשומת לב הולכת וגוברת ברפואת שיניים משקמת עכשווית. שחזורים אלה מיוצרים בדרך כלל מחומרים מונוליטיים של מטריצת זכוכית CAD/CAM, קרמיקה, פולי-קריסטל והיברידית26. הכנת שיניים שמרנית, קלות הגישה והנראות במהלך הכנת השן, לקיחת רושם וצמנטציה, ושימור החניכיים השוליות קודמו כיתרונות26,27. ההנחיות הנוכחיות ממליצות על עובי של 1.5-2.0 מ"מ בקצה התומך ובפוסה המרכזית כדי להבטיח עמידות וביצועים מכניים28,29. עם זאת, בשל שיעורי הישרדות ניסיוניים נוחים, ציפוי אוקלוזלי דק במיוחד בעובי של 0.7-1.0 מ"מ משמש כיום באופן נרחב כגישה משקמת זעיר פולשנית 26,30,31.
הבדלים ברכיבים המיקרו-מבניים ובטכניקות העיבוד יכולים להשפיע על תכונות חומר ה-CAD/CAM הדנטלי, כולל תכונות פיזיקו-מכניות, תכונות אופטיות, מקדם התפשטות תרמית (CTE) ומסיסות כימית3. לאחר העיבוד, LD דורש בדרך כלל טיפול בחום כדי להמיר את גבישי המטאסיליקט לגבישי ליתיום דיסיליקט מגובשים לחלוטין עם חוזק כיפוף של ~377 MPa ומודול אלסטי של 67.2 GPa 32,33,34. לעומת זאת, ה-RNC לא דרש עיבוד לאחר והיה בעל חוזק כיפוף של עד 200 מגה פיקסל ומודול אלסטי של 12.7 GPa34. מספר מחקרים מצאו כי ערכי חוזק כיפוף מבדיקות סטנדרטיות כלליות המשתמשות במידות פשוטות לא היו בקורלציה עם עומסי כשל של שחזורי שיניים עם מורפולוגיה ועוביים מורכבים שונים 15,16,17.
במחקר זה, עמידות השבר של ציפוי סגר 1 מ"מ העשוי מ-RNC הייתה עדיפה על זו של קבוצת ה-LD, עם תוצאות דומות למחקרים קודמים שבוצעו באמצעות שיניים טבעיות 35,36,37. יכולת נשיאת העומס הגבוהה יותר של חומר היברידי זה עשויה לנבוע מהחוזק והגמישות של חומרי המילוי הקרמיים והמטריצה המרוכבת של השרף, המאפשרים הרמוניה של המודול האלסטי שלו עם דנטין (15 GPa) וחומר דנטין אנלוגי (16.5 GPa), מה שמשפר את חלוקת המתח14,38. מחקר זה לא שילב את תהליך ההזדקנות וסימולציית הלעיסה בחישוב, ולכן לא יכול היה לייצג את ערכי החוזק ארוכי הטווח של שחזורים אלה. עם זאת, שיעור ההישרדות של ציפוי סגירת הגוף העשוי משרף מרוכב CAD/CAM מוקדם מדווח כגבוה מזה של LD39,40.
בניגוד לסגסוגות שיניים, קרמיקה דנטלית אינה מציגה התפלגות גאוס או נורמלית של ערכי חוזק בשל השונות בהתפלגות גדלי הפגמים41. כישלונם קשור בדרך כלל לאוכלוסיית הפגמים הגדולה, אשר בדרך כלל שוקלת את תדירות הכשל לצד ימין של ההתפלגות. לכן, תידרש רגרסיה פרמטרית כדי לאשר את אמינות חוזק החומר. על פי BS EN 61649: 2008, ניתן ליישם ניתוח סטטיסטי של Weibull עם גודל מדגם קטן כמו n = 10 אך עם ביטחון מוגבל42. גודל מדגם גדול, בדרך כלל גדול מ-20, יידרש כדי להבטיח מהימנות סטטיסטית וטעויות הערכה קלות יותר43. חומרים עם ערכי מודול וייבול (m) נמוכים עלולים להיכשל או להישבר באזור רחב. לעומת זאת, אלה עם ערכים גדולים נוטים יותר להיכשל באזור הלחץ הגבוה ביותר בגלל התפלגות חוזק צרה. רוב ערכי ה-m של קרמיקה דנטלית מסחרית נופלים בין 5 ל-15 43, בעוד שהתוצאה של שני חומרי ה-CAD/CAM המשמשים במחקר זה היא ~6.7, שיכולה להשתנות כאשר נכללות דגימות בדיקה נוספות.
מחקר שיניים עתידי, כאשר יושמו יותר חששות בנושאי בטיחות ביולוגית וחוקי זכויות אדם44, עשוי להסתמך יותר על חומרים חלופיים לניסויים במבחנה . מחקר זה מקדם את השימוש בחומר אנלוגי דנטין טחון העשוי מפיברגלס ארוג ספוג שרף אפוקסי על פני פולימתיל מתאקרילט (PMMA), בעל חוזק מכני נמוך יותר ובעיות פירוק45. פוליאמיד מלא זכוכית הוצע גם כתחליף חומר נוסף לניסויי מעבדה24. עם זאת, ייתכן שחומרים סינתטיים אלה לא יוכלו להחליף לחלוטין שיניים טבעיות למרות שיש להם תכונות אלסטיות ויכולת הדבקה דומות. מחקר שנערך לאחרונה מצא כי כתרי הליתיום דיסיליקט המודבקים בלמינציה מזכוכית אפוקסי או פוליאמיד במילוי זכוכית הראו עמידות גבוהה יותר לעייפות מאשר כאשר הם מחוברים לדנטין טבעי25.
מחקר זה אינו יכול להשוות תוצאות כאלה מכיוון שהוא לא כלל שיניים טבעיות בקבוצת ביקורת. עם זאת, כאשר משווים בין שני חומרי פורניר שונים או יותר, שימוש במודל מלאכותי לשיניים טבעיות מראה יכולת חזרה מוגברת ואין לו חששות לאספקה, אחסון, עיקור או העברת מחלות. הדאגה היחידה של לרבד זכוכית אפוקסי היא קשיות פני השטח שלה, מה שעיכב את תהליך הטחינה, במיוחד בהתפצלות השורשים. פישוט השימוש בשורש לא אנטומי יחיד בהיעדר רצועה חניכיים אינו משנה את התנהגות נשיאת העומס של השחזור46. נדרשים מחקרים נוספים כדי להצדיק באופן מלא את התכונות המכניות וביצועי ההדבקה של חומרים חלופיים אלה עם חומרים משקמים אחרים באמצעות גישות שונות.
מחקר זה מדגיש גם את ההיתכנות של שימוש בכדור נירוסטה לא קבוע ככניסה לבדיקת דחיסה חד-צירית מונוטונית. מספר סוגים של שקעים קבועים שימשו בבדיקות מעבדה, כולל צורות קהות, בוכנה, חצי כדור וכדור 14,47,48,49,50. עם זאת, אלה עלולים ליצור מתח לא רצוי בנקודה אחת בחומרי הבדיקה. יתר על כן, הוא אינו מדגמן את המיקום הקליני, שבו התלולים האנטגוניסטים יכולים לנוע עד 0.5 או 1 מ"מ באופן אקסצנטרי51,52. בניגוד לכניסה קבועה, כדור הנירוסטה המשמש במחקר זה יכול לנוע מעט למגע ולפזר את הלחץ למרכז התותבת, ולמנוע הצטברות מתח במשטח משופע יחיד. בדומה למחקרים קודמים, החקירה הפרקטוגרפית גילתה כי ייתכן שהעומס לשבר עם עומס מונוטוני לא יוכל לתאר באופן מלא את מערכת הסדקים התת-קרקעית שמקורה במשטח ההדבקה הנגדי לאתר הטעינה 6,14. עם זאת, במחקר זה, ניתן היה להבחין בסדקים רדיאליים תת-קרקעיים בשוליים בשתי קבוצות השיקום, מה שמסמן את הכשל הנפוץ של התותבת הקרמית משימוש יומיומי ארוך טווח53,54. לכן, תשומת לב לתהליך העיבוד של שולי התותבות הזעיר פולשניות חיונית כדי לא ליצור פגמים או פגמים חיצוניים שעלולים להסלים את אירועי הכשל.
במסגרת מגבלות מחקר זה, ניתן להסיק כי לציפויי הסגירה בגודל 1 מ"מ העשויים מננו-קרמיקה של שרף CAD/CAM יש עמידות טובה יותר לשברים מאשר ליתיום דיסיליקט קונבנציונלי. ובכל זאת, שניהם הפגינו חוזק שבר הולם כנגד כוח נשיכה מרבי מרצון ולא רצוני ומהווים חומרים מבטיחים לשיקום שיניים אחוריות תחת תוכנית זעיר פולשנית. הבדיקה המכנית הקווזיסטטית במחקר זה יכולה לתת רמז לחוזק של חומרים משקמים CAD/CAM דנטליים, כנראה בשלב מוקדם לאחר המיקום, באמצעות יכולת נשיאת עומס מקסימלית עם מערכות סדקים רלוונטיות קלינית. ניתן לחקור חומרים משקמים חדשים יותר כגון ליתיום אלומיניום סיליקט מתקדם (LAS), ליתיום דיסיליקט מחוזק בזירקוניה (ZLS) וחומרים אנלוגיים אחרים לשיניים עם סביבת מעבדה מוצעת זו תחת הזדקנות מלאכותית וסימולציה של תנאי הפה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.
מחקר זה קיבל מימון מהפקולטה לרפואת שיניים, אוניברסיטת מהידול, בנגקוק, תאילנד. המחברים מודים לד"ר אריקה די פדריקו מבית הספר להנדסה ומדעי החומרים ולד"ר תומאס קלי מבית הספר לגיאוגרפיה באוניברסיטת קווין מרי בלונדון על התשומות הטכניות וההדרכה המקצועית שלהם בעבודה זו.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| הדפסת תלת מימד (SLA) | Formlabs, סומרוויל, מסצ'וסטס, ארה"ב | Form3+ | |
| 3Shape Dental Designer תוכנת CAD | 3Shape A/S, קופנהגן, דנמרק | תוכנת CAD לאנלוגי שיניים וציפויים | |
| 5% חומצה הידרופלואורית | Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein | IPS ג'ל תחריט קרמי | |
| אבקת אלומינה Ronvig | Dental Mfg. A/S, דאוגארד, דנמרק | ||
| Bluehill תוכנת בדיקת חומרים אוניברסלית | Instron מערכות בדיקה מכניות, נורווד, מסצ'וסטס, ארה"ב | ||
| תוכנת CamLabLite | Bresser בריטניה בע"מ, קנט, בריטניה | תוכנת סטריאומיקרוסקופיה | |
| שרף אפוקסי בעל צמיגות נמוכה לריפוי קר | Struers SAS, Champigny-sur-Marne, צרפת | ||
| צמנט שרף לריפוי כפול | 3M, סנט פול, מינסוטה, ארה"ב | מלט שרף דבק אולטימטיבי | |
| ToupTek Photonics Co., Ltd., האנגג'ואו, סין | |||
| דיסקי למינציה פיברגלס בלחץ גבוה (ז10) | PAR Group Ltd, לנקשייר, בריטניה | ||
| IPS e.max CAD | Ivoclar Vivadent, Schaan, ליכטנשטיין | YB54G9/605330 | שקיפות נמוכה, A3, C14 |
| סורק מעבדה | 3Shape A/S, קופנהגן, דנמרק | D900L | |
| Lava Ultimate | 3M ESPE, סנט פול, מינסוטה, ארה"ב | 9541467/3314A3-LT | שקיפות נמוכה, A3, 14L |
| דיודה פולטת אור (LED) אור ריפוי | מכשיר רפואי נקר, גווילין, מכונת | ||
| VHF camfacture AG, Amnnerbuch, גרמניה | VHF S2 | ||
| Minitab 18 | Minitab Inc, סטייט קולג', פנסילבניה, ארה"ב | ||
| nQuery Advisor גרסה 9.2.10 | פתרונות סטטיסטיים בע"מ, קליפורניה, ארה"ב | תוכנה סטטיסטית | |
| פוליוויניל כלוריד מכסה קצה | חנות צינורות פלסטיק בע"מ, סטירלינג, בריטניה | 25 מ"מ X 21.5 מ"מ; | |
| מיקרוסקופ אלקטרונים סורק | Tescan, ברנו, צ'כיה | סוכן צימוד Tescan Vega | |
| Silane | 3M, סנט פול, מינסוטה, ארה"ב | RelyX Ceramic Primer | |
| Autodesk Inventor Professional 2024 | Autodesk, סן פרנסיסקו, קליפורניה, ארה"ב | תוכנת CAD לג'יג | |
| ציפוי ואקום מקרטע | Quorum, מזרח סאסקס, בריטניה | MiniQS Sputter Coater | |
| Stata18 | StataCorp LLC, קולג' סטיישן, טקסס, ארה"ב | ||
| סטריאומיקרוסקופ | Carl Zeiss AG, Oberkoche, גרמניה | Zeiss Stemi 508 | |
| טיפודונט לטוחנת ראשונה | Frasaco GmbH, Tettnang, גרמניה | ANA-4 Z3RN-36 | |
| חומר מליטה שיניים אוניברסלי | 3M, סנט פול, מינסוטה, ארה"ב | סקוץ' בונד דבק אוניברסלי | |
| מכונת בדיקה אוניברסלית | Instron Mechanical Testing Systems, נורווד, MA, ארה"ב | Intron 5900-84 |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה