고정되지 않은 스테인리스강 볼을 사용한 준정적 하중-파괴 시험은 최소 침습적 후방 컴퓨터 지원 설계 및 상아질 아날로그 재료에 접합된 제조 수복물의 파괴 강도를 결정하기 위해 개발되었습니다. 이 테스트는 치과 수복물의 골절을 담당하는 일반적인 하중 체제를 모델링합니다.
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방법 논문
고정되지 않은 스테인리스강 볼을 사용한 준정적 하중-파괴 시험은 최소 침습적 후방 컴퓨터 지원 설계 및 상아질 아날로그 재료에 접합된 제조 수복물의 파괴 강도를 결정하기 위해 개발되었습니다. 이 테스트는 치과 수복물의 골절을 담당하는 일반적인 하중 체제를 모델링합니다.
현재의 최소 침습 치료 체제에서는 수복된 치아의 활력, 미학 및 기능을 보존하기 위해 소량의 치아 준비와 더 얇은 생체 모방 세라믹 수복물이 사용됩니다. 이제 새로운 CAD(Computer-Aided Design) 및 CAD/CAM(Computer-Aided Manufacturing) 세라믹과 같은 재료를 사용할 수 있습니다. 수명을 보장하기 위해 치과 임상의는 상대적으로 부서지기 쉬운 유리 매트릭스 세라믹과 비교하여 새로 출시된 제품의 기계적 강도를 알아야 합니다. 또한, 특히 팬데믹 이후 실험실 조사를 위해 치아 대체품이 홍보되었으며 적용을 위해 더 많은 증거 지원이 필요합니다.
이 연구는 1mm 두께의 CAD/CAM 교합 베니어판의 파괴 강도를 결정하기 위해 단조 하중-파괴 시험을 위한 실험실 프로토콜을 개발했습니다. 마스터 다이는 고압 유리 섬유 라미네이트로 밀링되었으며, 이는 수화 된 상아질과 유사한 탄성 계수 및 결합 강도를 가지고 있습니다. 그들은 냉간 경화 에폭시 수지를 사용하여 폴리염화비닐(PVC) 엔드 캡에 장착되었습니다. 탁상용 수복물이라고도 하는 교합 베니어판은 리튬 디실리케이트(LD) 및 수지 나노세라믹 블록(RNC)으로 밀링하고 이중 경화 접착 수지 시멘트를 사용하여 준비된 마스터 다이에 접합되었습니다. 그들은 37 ° C에서 48 시간 동안 증류수에 보관함으로써 완전히 경화 될 수있었습니다.
그런 다음 모든 샘플을 만능 재료 시험기에 넣고 길항제 치아에 대해 발생하는 것과 같이 측면 이동을 허용하는 고정되지 않은 5.5mm 스테인리스 스틸 볼을 통해 로드했습니다. 압축은 1mm/min 비율로 적용되었으며 하중-변위 그래프가 생성되었습니다. RNC 그룹(3,212.80 ± 558.67 N)의 수복물의 평균 최대 하중 지지력은 LD 그룹(2727.10 ± 472.41 N)보다 유의하게 높았습니다(p < 0.05). 테스트 중 분리가 발견되지 않았습니다. 두 CAD/CAM 재료 모두 유사한 결함 분포를 가질 수 있습니다. 헤르츠(Hertzian) 원뿔 균열은 적재 부위에서 발견된 반면, 시멘트 표면에서 전파되는 방사형 균열은 두 그룹 모두에서 가장자리 가까이에서 발견되었습니다.
금속이 없는 수복물은 우수한 광학적 특성과 생체 적합성으로 인해 전방 및 후방 치열에서 매우 선호되고 있습니다1. 그러나 이러한 재료의 주요 단점은 파괴2에 대한 민감성입니다. 대부분의 세라믹은 낮은 변형률3에서도 인장 응력에 의해 발생하는 균열에 취약합니다. 치과용 세라믹 보철물의 골절은 일반적으로 씹는 동안 발생하는 인장 응력에 장기간 노출되어 느린 방사상 균열 성장으로 인해 발생합니다4. 그들의 약점은 재료 내의 본질적인 결함 또는 결함과 제조 및 후처리로 인한 외적 결함으로 인해 더욱 악화됩니다5. 치과 CAD/CAM 재료의 인장 응력을 견딜 수 있는 능력인 굴곡 강도를 달성하고 단축(3점 또는 4점 굽힘) 및 이축 굽힘 시험(볼 온 링, 링 온 링 및 피스톤 온 쓰리 볼)과 같은 표준 테스트를 통해 비교할 수 있습니다. 한편, 균열 성장에 저항하는 재료의 능력인 파괴 인성은 단일 모서리 노치 빔과 압흔 시험에서 파생될 수 있습니다. 그러나 이러한 테스트는 서로 다른 해부학적 구성을 가진 접합된 보철물의 거동을 완전히 예측하고 나타낼 수 없습니다6. 다양한 임상적 측면에서 성능을 정당화하기 위해 다른 단조 또는 동적 기계적 테스트가 도입되었습니다 7,8.
골절 또는 "크라운 크런치" 테스트에 대한 하중은 복잡한 형상을 가진 세라믹 수복물의 강도를 조사하고 비교하기 위해 치과에서 광범위하게 사용되었습니다 9,10. 단조로운 단축 압축은 치명적인 파괴가 발생할 때까지 수직 또는 측면 방향으로 수복물에 준정적으로 가해집니다. 재료의 파괴 강도는 최대 하중력에서 결정할 수 있는 반면, 균열의 위치와 방향을 포함한 파괴 모드는 현미경으로 검사할 수 있습니다. 양호한 수복물은 자발적인 최대 교합력, 두개만듦 생체역학의 영향으로 턱 엘리베이터 근육에 의해 생성되는 가장 높은 저작력, 반사 경로11,12로 인한 압축 응력과 인장 응력을 모두 견딜 수 있어야 하며, 이는 구치에서 최대 900N에 이를 수 있습니다3. 더욱이, bruxism은 동일한 영역에서 1,200N까지 힘을 무의식적으로 증가시킬 수 있습니다13. 재료 특성(즉, 탄성 계수) 외에도 형상, 두께, 접착 시멘트 및 결함 분포가 보철물의 강도에 영향을 미칩니다14. 그러나 비임상적 높은 힘과 실패 메커니즘이 임상 상황과 유사하지 않기 때문에 이러한 테스트의 임상적 타당성에 대한 주장이 제기되어 왔습니다 6,14. 스텝 스트레스 분석과 구강 내 상태를 포함하는 피로 저항 검사는 치과 수복물의 수명을 예측하기 위한 보다 현실적인 접근법일 수 있다7. 그럼에도 불구하고, 파괴에 대한 하중은 여전히 빠르고 간단하며 반복 가능한 시험관 내 테스트로서 제조업체의 데이터를 신뢰할 수 없는 시장에 출시된 새로운 CAD/CAM 세라믹 재료의 강점을 비교합니다 15,16,17. 그 결과는 보조기능 활동으로 인한 극한의 힘과 단단한 씨앗이나 자갈을 물어뜯는 것과 같은 예상치 못한 임상 상황에 대한 보철물의 내성을 반영할 수 있으며, 이는 치과 보철물의 고장을 유발하기도 합니다 18,19,20,21.
구치부 치아 재활을 위한 사용이 증가함에 따라 밀링 및 프린트된 CAD/CAM 재료로 만든 교합 베니어판의 기계적 성능은 재료 유형, 보철 설계, 치아 접합부 준비 설계, 두께, 표면 처리, 접착 결합 및 루팅 시멘트 시스템을 포함한 다양한 측면에서 조사되었습니다22,23. 그러나 데이터는 여전히 제한적이며 테스트 재료는 유리 매트릭스 세라믹 및 기존 CAD/CAM 복합 재료에서 가져온 것입니다. 이제 대체 하이브리드 재료인 수지 나노세라믹을 사용할 수 있습니다. 나노 세라믹 필러의 강도와 수지 매트릭스의 탄력성을 통합한다고 주장하며, 이는 얇고 최소 침습적 수복물에 적합할 수 있습니다. 그러나 특히 어금니 부위에서의 기계적 성능은 임상적 의미에 대한 더 많은 뒷받침 증거를 필요로 합니다.
지금까지 연구자들은 실험실 테스트에서 자연 치아를 대체할 수 있는 재료를 가지고 있지 않았습니다. 고압 유리 섬유 라미네이트(National Electrical Manufacturers Association; Garolite라는 상품명을 가진 NEMA 등급 G10)은 2010 년부터 치과 세라믹의 기계적 테스트를위한 상아질 아날로그 재료로 제안되었습니다14. 고압의 밑에 에폭시 수지에서 적신 섬유유리의 다중층을 포함하는 thermotend 복합 재료입니다. 수화 상아질14,24와 유사한 탄성 특성, 피로 거동 및 접착 결합 강도를 가진 높은 응력 조건을 견딜 수 있습니다. 이는 표본 준비, 표준화 및 윤리적 승인과 관련하여 자연치에 비해 이점을 제공하며, 생물 안전성에 대한 우려가 감소하여 시간을 절약할 수 있습니다24. 표면 처리는 60 초에서 90 초까지 5 % 또는 10 % 불화 수소산으로 에칭하고 실란 커플 링제를 적용하여 수행 할 수 있습니다14,24. 그럼에도 불구하고, 이 물질을 사용한 접합 보철물에 대한 연구는 제한적이며, 기존 근거의 신뢰성은 여전히 의문이다24,25.
이 연구에서는 고정되지 않은 스테인리스강 볼에 대해 상아질 아날로그 재료로 밀링된 마스터 다이에 접합된 1mm 두께의 교합 베니어판의 단조 하중-파괴 테스트를 위한 실험실 프로토콜이 개발되었습니다. 두 가지 치과용 CAD/CAM 재료인 리튬 디실리케이트(LD) - IPS e.max CAD 및 수지 나노세라믹(RNC) - Lava Ultimate(그룹당 n = 15)의 최대 하중 지지 용량은 두 개의 독립적인 표본 t-test 및 Weibull 통계 분석을 통해 정량화되고 통계적으로 비교되었습니다. 파괴 패턴은 또한 광학 입체 현미경 및 주사 전자 현미경으로 조사되었습니다. 연구 가설은 이것이 임상 적용에서 교합 베니어판의 실패를 모델링하는 적절한 방법이라는 것이었습니다. 통계적 귀무 가설은 두 재료로 만든 교합 베니어판 사이의 최대 하중 지지 용량에 차이가 없어야 한다는 것이었습니다.
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1. 이 아날로그 제작
2. 설치
3. 교합 베니어 제작
4. 접합 및 접합
5. 준정적 기계 테스트
6. 통계 분석
7. 프랙토그래피 분석
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표본 크기 계산은 참조된 소프트웨어를 사용하여 수행되었으며, 이 소프트웨어는 0.39의 효과 크기를 생성하고 그룹당 n = 13의 최소 표본 크기를 제안했습니다. 그러나 이 연구에서는 5%의 차이를 감지하기 위해 n = 15의 표본 크기를 선택했습니다. 귀무 가설은 기각되었습니다. 굴곡 강도가 더 컸음에도 불구하고, LD(리튬 디실리케이트: 2,727.10 ± 472.41 N) 그룹으로 만든 1mm 두께의 교합 베니어판(n=15 그룹)의 최대 하중 하중의 평균값은 RNC(수지 나노세라믹: 3,212.80 ± 558.67 N) 그룹(p < 0.05)보다 현저히 낮았다. 고장 확률이 63.2%일 때 LD의 척도 매개변수 또는 특성 강도(σ)는 RNC 그룹보다 약간 낮습니다. 그러나 LD의 확률 플롯(95% CI)의 기울기로 표시된 형상 매개변수 또는 Weibull 계수(m)는 그림 6과 같이 RNC 그룹과 유사했으며, 이는 두 재료가 내부 결함 또는 결함의 유사한 분포를 가...
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최근 몇 년 동안 최소 침습 교합 베니어판은 현대 수복 치과에서 점점 더 주목을 받고 있습니다. 이러한 수복물은 일반적으로 모놀리식 CAD/CAM 유리 매트릭스 세라믹, 다결정 및 하이브리드 재료로 제작됩니다26. 보존적 치아 준비, 치아 준비 중 접근성 및 가시성의 용이성, 인상 채취 및 합착, 가장자리 치은의 보존이 장점으로 홍보되었습니다26,27. 현재 지침은 내구성과 기계적 성능을 보장하기 위해 지지하는 교두와 중앙 fossa에서 1.5-2.0mm 두께를 권장합니다28,29. 그러나 실험 생존율이 유리하기 때문에 0.7-1.0mm 두께의 초박형 교합 베니어판이 현재 최소 침습적 수복 접근법으로 널리 사용되고 있습...
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저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.
이 연구는 태국 방콕에 있는 Mahidol University의 치과학부로부터 자금을 지원받았습니다. 저자들은 이 작업에 대한 전문적인 기술적 입력과 지도에 대해 공학 및 재료 과학 대학의 공학 및 재료 과학 대학의 Erica Di Federico 박사와 런던 퀸 메리 대학의 지리학 대학의 Thomas Kelly 박사에게 감사드립니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 3D 프린팅(SLA) | Formlabs, 미국 매사추세츠주 서머빌 | Form3+ | |
| 3Shape A/S, 코펜하겐, 덴마크 | 치아 아날로그 및 베니어판용 CAD 소프트웨어 | ||
| 5% 불산 | Ivoclar Vivadent, Schaan, 리히텐슈타인 | IPS 세라믹 에칭 젤 | |
| 알루미나 파우더 | Ronvig 치과 제조 A/S, 덴마크 | ||
| Bluehill Universal 재료 물성시험 소프트웨어 | Instron Mechanical Testing Systems, 미국 | ||
| CamLabLite 소프트웨어 | Bresser UK Ltd, Kent, UK | Stereomicroscopy Software | |
| 저온 경화 저점도 에폭시 수지 | Struers SAS, Champigny-sur-Marne, 프랑스 | ||
| 이중 경화 수지 시멘트 | 3M, 세인트폴, 미네소타, 미국 | Rely X Ultimate 접착 수지 시멘트 | |
| 접안렌즈 카메라 | ToupTek Photonics Co., Ltd., 항저우, 중국 | ||
| 고압 유리 섬유 라미네이트 디스크 (10년) | PAR Group Ltd, Lancashire, UK | ||
| IPS e.max CAD | Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein | YB54G9/605330 | 저반투명도, A3, C14 |
| 실험실 스캐너 | 3Shape A/S, 코펜하겐, 덴마크 | D900L | |
| Lava Ultimate | 3M ESPE, Saint Paul, MN, USA | 9541467/3314A3-LT | 저반투명, A3, 14L |
| 발광 다이오드(LED) 경화광 | 딱따구리 의료 기기, 구이린, 중국 | ||
| 밀링 머신 | VHF 캠팩처 AG, Amnnerbuch, 독일 | VHF S2 | |
| Minitab 18 | Minitab Inc, State College, PA, USA | ||
| nQuery Advisor 버전 9.2.10 | Statistical Solutions Ltd., CA, USA | 통계 소프트웨어 | |
| 폴리염화비닐 엔드 캡 | Plastic Pipe Shop Ltd, 스털링, 영국 | 25mm X 21.5mm; | |
| 주사 전자 현미경 | 테스칸, 브르노, 체코 테 | 스칸 베가 | |
| 실란 커플링제 | 3M, 세인트폴, 미네소타, 미국 | RelyX Ceramic Primer | |
| Autodesk Inventor Professional 2024 | Autodesk, 샌프란시스코, 캘리포니아, 미국 | 지그 | |
| 스퍼터 진공 코터용 CAD 소프트웨어 | Quorum, East Sussex, UK | MiniQS 스퍼터 코터 | |
| 스타타18 | StataCorp LLC, 미국 텍사스 | ||
| 실체현미경 | Carl Zeiss AG, Oberkoche, Germany | Zeiss Stemi 508 | |
| Typodont 하악 첫 번째 어금니 | Frasaco GmbH, Tettnang, Germany | ANA-4 Z3RN-36 | |
| 범용 치과 결합제 | 3M, 세인트 폴, 미네소타, 미국 | 스카치 본드 범용 접착제 | |
| 만능 시험기 | Instron 기계 테스트 시스템, Norwood, MA, USA | Intron 5900-84 |
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