Effekt der künstlichen Alterung im Kausimulator auf die Bruchfestigkeit 3-gliedriger Seitenzahnbrücken

Abstract

Ziel dieser in-vitro Studie war es, die Bruchfestigkeit und die Antagonistenabrasion von dreigliedrigen Seitenzahnbrücken, die aus drei verschiedenen dentalen Materialklassen (Keramiken, Komposite und Polymere) hergestellt wurden, nach Kausimulation vergleichend zu untersuchen.Dazu wurden ein Prämolar und ein Molar nach empfohlenen Präparationsrichtlinien digital erstellt und aus Titan standardisiert gefräst. Danach erfolgte die Herstellung von vollanatomischen dreigliedrigen Seitenzahnbrücken mit einem Verbinderquerschnitt von 16 mm2, die auf den Titanstümpfen mit dualhärtendem Befestigungskomposit befestigt wurden. Insgesamt wurden von jedem der neun getesteten Restaurations- materialien (3 pro Materialklasse) 16 Prüfkörper hergestellt. Von jedem Material wurden je die Hälfte der Prüfkörper (n=8) in einem Kausimulator einer mechanischen Belastung (1,2 Millionen Zyklen bei 108 N) und einer gleichzeitigen thermischen Wechselbelastung (5 °C/55 °C) unterzogen. Um die maximale Bruchkraft zu bestim- men, wurden sowohl die unbelasteten als auch die belasteten Prüfkörper axial bis zum Bruch belastet (Zwick Universalprüfmaschine). Für die Analyse der Antagonisten- abrasion wurden die Antagonisten aus Steatit jeweils vor und nach der Kausimulation gescannt. Danach erfolgten die Überlagerung der beiden Datensätze mit einem digitalen Flächenvergleich und die Bestimmung des maximalen Substanzverlustes.Alle Prüfkörper außer zwei der Gruppe C&B MFH, überlebten die Kausimulation unbeschadet. Bei den PEEK-Materialien (LuxaCam PEEK und PEEK Biosolution) konnte im Bruchkraftversuch keine Materialfraktur nachgewiesen werden. Das Kompositmaterial LuxaCam Composite zeigte eine Bruchfestigkeit vergleichbar mit dem Zirkonoxid Lava Esthetic und eine höhere Bruchfestigkeit gegenüber den Silikatkeramiken nach thermomechanischer Belastung. Weiterhin wiesen die Komposite und die Polymere eine niedrigere Antagonistenabrasion auf als die Keramiken, was für klinische Anwendungen sehr nützlich sein kann.Innerhalb der Grenzen dieser Studie wurde in Hinblick auf die Bruchfestigkeit bei allen Materialien eine ausreichende Stabilität nachgewiesen, um den intraoral generierbaren Kaukräften standhalten zu können. Wenn die ästhetischen Eigenschaften von Keramiken erreicht werden können, stellen Komposite und Polymere eine vielversprechende Alternative für vollanatomische dreigliedrige Seitenzahnbrücken dar. Die vorliegenden Daten sollten durch klinische Langzeitstudien abgesichert werden, bevor eine grundsätzliche Empfehlung ausgesprochen werden kann. The purpose of this in vitro study was to evaluate the fracture strength and additionally the abrasion effect on the opposing dentition of posterior three-unit fixed partial dentures (FPD) made of three different groups (Ceramics, Composites and Polymers) of dental materials after chewing simulation.Therefore a premolar and molar were digitally designed accorded to recommended preparation guidelines and milled out of titanium standardized. This was followed by the fabrication of posterior three-unit FPDs in an anatomical shape with a connector size of 16 mm2 attached to the titanium stumps with a dual-cure luting composite. In total sixteen specimens were prepared from each of the 9 restoration materials tested (3 per material class). One half of the specimens from each group (n=8) were placed in a chewing simulator and were subjected to mechanical load (1.2 million cycles with 108 N) and simultaneous thermocycling (5 °C/55 °C). To determine the maximum fracture strength, both the unloaded and the loaded specimens were loaded axially until they fractured (Zwick universal testing machine). For the analysis of the wear of the opposing dentition the integrated steatite balls were scanned before and after chewing simulation. The two data sets were digitally superimposed and the maximum substance loss was determined by area comparison.All specimens except for two of the group C&B MFH survived the chewing simulation. With the two PEEK materials (LuxaCam PEEK and PEEK Biosolution), no material fracture could be achieved in the fracture strength test. The composite material LuxaCam Composite showed a fracture strength comparable to the zirconium Lava Esthetic and a higher fracture strength compared to the silicate ceramics after thermomechanical loading. Furthermore, the composites and the polymers showed lower wear of the opposing dentition than the ceramics, which may be very useful for clinical applications.Within the limits of this study, in terms of fracture strength, all materials could be considered stable enough to withstand intraoral generated chewing forces. If the esthetic properties of ceramics can be achieved, composites and polymers represent a promising alternative for posterior three-unit FPDs. The available data should be backed up by long-term clinical studies before a recommendation can be made.