Безметалловые реставрации в настоящее время очень предпочтительны для передних и задних зубов благодаря их превосходным оптическим характеристикам и биосовместимости1. Однако основным недостатком таких материалов является их подверженность разрушению2. Большая часть керамики уязвима к трещинам, возникающим при растягивающих напряжениях, даже при низкой деформации3. Переломы зубных керамических протезов обычно развиваются из-за медленного роста радиальной трещины из-за длительного воздействия растягивающих напряжений, возникающих при жевании4. Их слабые стороны обостряются внутренними недостатками или дефектами в материалах и внешними недостатками изготовления и постобработки5. Прочность на изгиб, способность выдерживать растягивающие нагрузки стоматологических материалов CAD/CAM может быть достигнута и сравнена с помощью стандартных испытаний, таких как одноосные (3-точечный или 4-точечный изгиб) и двухосные испытания на изгиб (шарик на кольце, кольцо на кольце и поршень на трех шариках). Между тем, вязкость разрушения, способность материала противостоять росту трещин, может быть получена с помощью однолезвийной надрезной балки и испытания на вдавливание. Однако эти тесты не могут полностью предсказать и представить поведение цементированных протезов с различными анатомическими конфигурациями6. Были введены другие монотонные или динамические механические испытания для обоснования их проведения с различными клиническими аспектами 7,8.
Испытание на разрушение с нагрузкой или «хруст коронки» широко используется в стоматологии для исследования и сравнения прочности керамических реставраций со сложной геометрией 9,10. Монотонная одноосная компрессия квазистатически воздействует на реставрации в вертикальном или боковом направлении до тех пор, пока не произойдет катастрофический перелом. Прочность материала на разрушение может быть определена по максимальной силе нагружения, в то время как режимы разрушения, включая место и направление трещины (трещин), могут быть изучены под микроскопом. Хорошая реставрация должна быть способна выдерживать как сжимающую, так и растягивающую нагрузку от произвольной максимальной силы прикуса, наибольшую жевательную силу, создаваемую челюстно-лифтовыми мышцами под влиянием краниомандибулярной биомеханики и рефлекторного пути11,12, которая может составлять до 900 Н в боковых зубах3. Кроме того, бруксизм может непроизвольно увеличить силу до 1200 Н в той жеобласти13. В дополнение к свойствам материала (т.е. модулю упругости),на прочность любого протеза влияют геометрия, толщина, адгезивный цемент и распределение дефектов. Тем не менее, были выдвинуты аргументы о клинической значимости таких испытаний в связи с неклиническими высокими силами и механизмами отказа, непохожими на клинические ситуации 6,14. Испытание на усталостную прочность, включающее анализ ступенчатых нагрузок и внутриротовое состояние, может быть более реалистичным подходом к прогнозированию долговечности зубных реставраций7. Тем не менее, нагрузка на разрушение по-прежнему является быстрым, простым и воспроизводимым испытанием in vitro для сравнения прочности новых керамических материалов CAD/CAM, выпущенных на рынок, где данные производителя могут быть ненадежными 15,16,17. Результат может отражать устойчивость протеза к экстремальным нагрузкам, возникающим при парафункциональной деятельности и неожиданным клиническим ситуациям, таким как кусание твердых зерен или гравия, что также приводит к выходу из строя зубных протезов 18,19,20,21.
В связи с их растущим использованием для реабилитации боковых зубов, механические характеристики окклюзионных виниров, изготовленных из фрезерованных и напечатанных материалов CAD/CAM, были исследованы по различным аспектам, включая типы материалов, конструкции протезов, конструкцию подготовки зубного абатмента, толщину, обработку поверхности, адгезивное соединение и фиксирующую цементную систему22,23. Тем не менее, данные все еще ограничены, и тестовые материалы изготовлены из стекломатричной керамики и обычных композитных материалов CAD/CAM. В настоящее время доступен альтернативный гибридный материал — нанокерамика на основе смолы. Утверждается, что он сочетает в себе прочность нанокерамических наполнителей и упругость смоляной матрицы, которая может быть пригодна для тонкой, минимально инвазивной реставрации. Тем не менее, его механические характеристики, особенно в молярной области, требуют дополнительных доказательств клинического применения.
До сих пор у исследователей не было материалов, которые могли бы заменить естественные зубы в лабораторных испытаниях. Ламинат из стекловолокна высокого давления (Национальная ассоциация производителей электрооборудования; NEMA марки G10) с торговым названием Garolite предлагается в качестве материала-аналога дентина для механических испытаний стоматологической керамики с 2010года14. Это термореактивный композитный материал, состоящий из нескольких слоев стекловолокна, пропитанного эпоксидной смолой под высоким давлением. Он может выдерживать условия высоких нагрузок с такими же упругими свойствами, усталостными свойствами и прочностью адгезионного соединения, как и гидратированный дентин14,24. Он обеспечивает преимущества по сравнению с естественными зубами в отношении подготовки образцов, стандартизации и этического разрешения, с экономией времени за счет снижения проблем биобезопасности24. Обработку поверхности можно проводить путем травления 5% или 10% фтористоводородной кислотой при выдержке от 60 с до 90 с и нанесением силанового связующего агента14,24. Тем не менее, исследования цементных протезов с использованием этого материала ограничены, а достоверность имеющихся доказательств все еще под вопросом24,25.
В этом исследовании был разработан лабораторный протокол для испытания на монотонную нагрузку до разрушения окклюзионных виниров толщиной 1 мм, прикрепленных к мастер-штампам, фрезерованным из аналогового материала дентина, к нефиксированному шарику из нержавеющей стали. Максимальные несущие способности двух стоматологических материалов CAD/CAM: дисиликата лития (LD) - IPS e.max CAD и смоляной нанокерамики (RNC) - Lava Ultimate, с n = 15 в группе, были количественно оценены и статистически сравнены с помощью двухвыборочного независимого t-критерия и статистического анализа Вейбулла. Характер переломов также исследовали с помощью оптической стереомикроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Гипотеза исследования заключалась в том, что это был подходящий метод моделирования несостоятельности окклюзионных виниров в клиническом применении. Статистическая нулевая гипотеза заключалась в том, что не должно быть никакой разницы в максимальной несущей способности между окклюзионными винирами, изготовленными из двух материалов.