Quasistatyczne testy mechaniczne do komputerowego wspomagania projektowania i produkcji licówek okluzyjnych przyklejonych do frezowanego materiału analogowego zębiny

Chcielibyśmy opracować technikę testowania mechanicznego w celu zbadania faktycznej odporności i zachowania minimalnie inwazyjnych uzupełnień lub jakichkolwiek stałych uzupełnień dentystycznych cementowanych do materiałów analogowych zębów, zamiast stosowania naturalnych zębów i stosowania ogólnych standardowych testów, takich jak test zginania jednoosiowego i dwuosiowego. Licówki okluzyjne o grubości jednego milimetra frezowane z CAD/CAM w nanoceramice o niższym odkształceniu efektywnym mają lepszą odporność faktyczną niż konwencjonalny dwukrzemian litu. Mimo to oba wykazały odpowiednie faktyczne obciążenie, ponownie dobrowolne i mimowolne, maksymalną siłę zgryzu i są obiecującym materiałem do odbudowy zębów bocznych w ramach minimalnie inwazyjnego schematu.

Jest to prosta i powtarzalna metoda dla początkujących badaczy stomatologii zainteresowanych testowaniem nowatorskich materiałów odtwórczych. Na początek użyj grubych i znajdź diamentowe zadziory, aby anatomicznie zmniejszyć powierzchnię zgryzową żuchwy typodonta najpierw o jeden milimetr i ukosować margines. Następnie należy zeskanować przygotowany typodont za pomocą skanera laboratorium dentystycznego.

Otwórz plik skanowania za pomocą OrthoAnalyzer w oprogramowaniu CAD. W oknie zestawu narzędzi do rzeźbienia wybierz narzędzie nóż do wosku, a następnie ustaw średnicę na 2,6 milimetra i wypoziomuj na 63 mikrometry. Stopniowo przyciągaj każdą powierzchnię korzenia do siebie, aby połączyć rozwidlone korzenie w jeden korzeń, aby ułatwić proces mielenia.

Następnie zmielić barwniki analogowe zębów z wysokociśnieniowego laminatu z włókna szklanego za pomocą frezarki pięcioosiowej. W programie Autodesk Inventor Professional 2025 zaprojektuj przyrząd pasujący do części korzeniowej zęba modelu i wyrównaj go z przestrzenią wewnątrz zaślepek z polichlorku winylu. Następnie wydrukuj jeden przyrząd na ząb testowy z polimetakrylanu metylu lub materiału o podobnym module za pomocą drukarki 3D.

Połącz części korzeniowe i barwniki z zaślepką z polichlorku winylu. Wymieszaj zimnoutwardzalną żywicę epoksydową o niskiej lepkości i wlej ją do obszaru połączenia cementowo-szkliwowego zębów modelu, uważając, aby uniknąć zanieczyszczenia powierzchni zgryzu. Pozostaw żywicę epoksydową do całkowitego stwardnienia w temperaturze pokojowej na co najmniej 24 godziny.

Zaimportuj plik skanu analogu zęba do oprogramowania CAD. W menu Wskazówki określ kierunek wprowadzania licówki okluzyjnej. W obszarze Interfejsy wybierz linię marginesu i zaznacz linię marginesu analogu zęba skanowania.

Następnie wybierz interfejs barwnika. W ustawieniach zaawansowanych dostosuj szczelinę cementową do 0,025 milimetra, a dodatkową szczelinę cementową do 0,050 milimetra. Następnie, w obszarze Anatomy Design, utwórz licówkę okluzyjną o grubości jednego milimetra, korzystając z szablonu z biblioteki uśmiechu.

Dostosuj okleinę w razie potrzeby za pomocą narzędzi i wyrzeźbij. Na początek umieść uzupełnienie na przygotowanych barwnikach wzorcowych, ładując je pod wypełnioną silikonem głowicę kompresyjną w uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej przy obciążeniu 40 niutonów. Utwardź uzupełnienie za pomocą diody elektroluminescencyjnej o natężeniu światła od 1 000 do 1 200 miliwatów na centymetr kwadratowy w trybie normalnym przez jedną do dwóch sekund.

Usuń nadmiar cementu i kontynuuj utwardzanie każdej powierzchni przez 20 sekund. Po utwardzeniu wyjmij uzupełnienie z uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej i umieść je w wodzie destylowanej o temperaturze 37 stopni Celsjusza na 48 godzin, aby cement mógł się w pełni utwardzić. Przed badaniem użyj drobnych markerów permanentnych, aby narysować trzy przyśrodkowe boczne linie odniesienia i trzy przednie tylne linie odniesienia w różnych kolorach na uzupełnieniach.

Umieść badaną próbkę na środku dolnej płyty mechanicznej maszyny wytrzymałościowej wyposażonej w ogniwo obciążnikowe o mocy pięciu kiloniutonów skonfigurowane do próby ściskania. Następnie umieść kulę ze stali nierdzewnej o średnicy 5,5 milimetra w centralnym dole uzupełnienia, wyrównując ją na przecięciu centralnych linii odniesienia. Umieść ochronny pierścień akrylowy wokół próbki i osłonę przed odłamkami przed maszyną testującą, aby zatrzymać wszelkie potencjalne latające odłamki.

Opuść poprzeczkę, aż prawie zetknie się ze stalową kulą. Następnie ustaw zarówno obciążenie, jak i przemieszczenie na zero. Następnie należy stosować kompresję z szybkością jednego milimetra na minutę, aż do pęknięcia uzupełnienia sygnalizowanego nagłym spadkiem obciążenia.

Zapisz obciążenie niszczące. Po pęknięciu usuń osłonę przeciwgruzową i akrylowy pierścień. Ostrożnie zbierz próbkę do badań i jej fragmenty.

Zamontuj kamerę okularową na mikroskopie stereoskopowym. Korzystając z oprogramowania do mikroskopii stereoskopowej, rejestruj obrazy próbek z lotu ptaka i z boku w 20-krotnym powiększeniu. W przypadku skaningowej mikroskopii elektronowej należy wyciąć próbkę na styku cementowo-szkliwowym i umieścić ją w kąpieli acetonowej w myjce ultradźwiękowej.

Po wysuszeniu próbki na powietrzu nałóż złotą powłokę na powierzchnię. Rób zdjęcia z lotu ptaka i widoków bocznych w powiększeniu od 250 do 300x. Stereoskopowe obrazy pękniętych licówek zgryzowych z LD i RNC wykazały pęknięcie w kształcie pierścienia powierzchniowego na przecięciu centralnych linii odniesienia w centralnym dole.

Pęknięcie to, będące częścią systemu pęknięć stożkowych Hertza, rozciągało się na głębsze warstwy odbudowy. Analiza fraktograficzna wykazała, że zarówno LD, jak i RNC konsekwentnie pękały w dystalnym aspekcie językowym, z wyjątkiem jednej próbki RNC ze złamaniem policzkowo-językowym. Obrazy ze skaningowego mikroskopu elektronowego wykazały, że powierzchnie pęknięć RNC wydawały się szorstkie i włókniste z powodu impregnacji wypełniaczem nanoceramicznym, co wskazuje na deformację plastyczną.

W przeciwieństwie do tego, pęknięcia LD rozprzestrzeniały się prosto, tworząc wiele odrębnych fragmentów złamań.