Einfluss des High-Speed-Sinterprozesses auf Ermüdungsverhalten, Genauigkeit und Passgenauigkeit von 4Y-TZP

Antón, Xenia (2022): Einfluss des High-Speed-Sinterprozesses auf Ermüdungsverhalten, Genauigkeit und Passgenauigkeit von 4Y-TZP. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Problemstellung Die High-Speed-Sinterung ermöglicht die Herstellung von monolithischen Zirkonoxidrestaurationen in stark verkürzter Zeit. Neben der Behandlungsdauer sind vor allem die Materialeigenschaften entscheidend für die Patientenzufriedenheit. In Verbindung mit der 4. Generation von Y-TZP (4Y-TZP) können ästhetisch hochwertige Restaurationen ermöglicht werden. Bisher gibt es jedoch kaum Veröffentlichungen zum Ermüdungsverhalten, zur Genauigkeit und Passgenauigkeit von 4Y-TZP in-vitro. Antón X, Liebermann A, Hampe R, Joda T, Stawarczyk B. Impact of High-Speed Sintering and Choice of Preshaded Monochrome or Multilayered Blanks on Fatigue Behavior of 4 mol% Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal. J Prosthet Dent 2021;0022-3913(21):00627-2. (doi: 10.1016/j.prosdent.2021.11.006) Material und Methoden Für die Untersuchung des Dauerlastverhaltens von 4Y-TZP wurden 4-Punkt-Biegefestigkeits-Prüfkörper (N=405) hergestellt. Das Multilayer Material (Zolid DRS) wurde High-Speed gesintert (1580°C für etwa 20 min) (Zolid DRS) und das Multilayer Material (Zolid Gen-x) wurde konventionell gesintert (1450°C für etwa 10 h). Das monochrome Material (Ceramill Zolid HT+PS) wurde ebenfalls konventionell gesintert (1450°C für etwa 10 h). Das Ermüdungsverhalten wurde unter Verwendung von fünf Kraftprotokollen ermittelt. Es wurden drei Stufenprotokolle (P1: 50 N / 5000 Zyklen, P2: 10 N / 1000 Zyklen und P3: 5% / 5000 Zyklen), ein Protokoll mit einer konstanten Kraft von 720 N (P4) und ein weiteres Protokoll mit verschiedenen Kraftstufen (P5) verwendet. Die Kraftstufenprotokolle wurden mit Kaplan-Meier und Mantel-Cox Tests analysiert (α=.05). P4 wurde nicht-parametrisch mit Kolmogorov-Smirnov, Kruskal-Wallis und Mann-Whitney U Tests ausgewertet. Für P5 wurde ein Kraft-Zyklen Diagramm erstellt. Außerdem wurde eine Frakturanalyse durchgeführt. Ergebnisse Das konventionell gesinterte Multilayer Material ZMLC zeigte bei der Untersuchung mit allen drei Stufenprotokollen (P1-P3) bessere Kraftwerte als die beiden anderen Materialien ZMLH (P≤.006) und ZMOC (P≤.002). Diese zeigten vergleichbare Ergebnisse (P≥.285). In den anderen beiden Protokollen traten keine signifikanten Unterschiede auf (P=.163 für P4). Antón X, Stawarczyk B, Reymus M, Joda T, Liebermann A. Impact of High-Speed Sintering on Accuracy and Fit of 4 mol% Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystals. Int J Prosthodont 2021;34(6):775-783. (doi: 10.11607/ijp.7428) Material und Methoden Zur Untersuchung von Genauigkeit (Richtigkeit und Reproduzierbarkeit) und Passgenauigkeit wurden Kronen, Freiendbrücken und Endpfeilerbrücken aus drei verschiedenen 4Y-TZP Materialien hergestellt. Wie bereits oben beschrieben, wurde das Multilayer Material (Zolid DRS) High-Speed gesintert, während die beiden anderen Materialien (Zolid Gen-x und Ceramill Zolid HT+PS) konventionell gesintert wurden. Die High-Speed-Sinterung wurde bei 1580°C für 20 min durchgeführt, die Sinterzeit der konventionellen Sinterung betrug bei 1450°C etwa 10 h. Im Anschluss wurden die Prüfkörper eingescannt und die Genauigkeit und Passgenauigkeit mit Hilfe einer 3D-Analyse Software (GOM Inspect 2019) bestimmt. Die Auswertung wurde nicht-parametrisch mit dem Kolmogorov-Smirnov, Kruskal-Wallis und Mann-Whitney U Test ausgeführt (α=.05). Ergebnisse Die Genauigkeit zeigte bei den Multilayer Materialien für die High-Speed-Sinterung signifikant schlechtere Werte als für die konventionelle (P≤.001-.008). Endpfeilerbrücken zeigten allgemein geringere Genauigkeitswerte als Freiendbrücken und Kronen. Auf die Passgenauigkeit von Kronen und dreigliedrigen Brücken hatte die Wahl des Sinterverfahrens keinen Einfluss (P=.154-.877). Schlussfolgerung Die High-Speed-Sinterung hat im Vergleich zur konventionellen Sinterung einen negativen Einfluss auf das Dauerlastverhalten und die Genauigkeit von 4Y-TZP in-vitro. Auf die Passgenauigkeit hatte die High-Speed-Sinterung keine klinisch relevanten Effekte. Die Multilayer-Technik hingegen führte zu einer Verbesserung des Dauerlastverhaltens, im Vergleich zum monochromen Material. Insgesamt zeigte das High-Speed gesinterte Multilayer-Material ähnliche Dauerlastwerte und Genauigkeiten wie das monochrome Material.

Abstract

Statement of problem High-speed sintering enables the fabrication of monolithic zirconia restorations in a greatly reduced time. In addition to the treatment time, the material properties are decisive for patient satisfaction. In combination with the 4th generation of Y-TZP (4Y-TZP), esthetically high-quality restorations can be achieved. To date, however, there are hardly any publications on the fatigue behavior, accuracy and fit of 4Y-TZP in vitro. Antón X, Liebermann A, Hampe R, Joda T, Stawarczyk B. Impact of High-Speed Sintering and Choice of Preshaded Monochrome or Multilayered Blanks on Fatigue Behavior of 4 mol% Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal. J Prosthet Dent 2021;0022-3913(21):00627-2. (doi: 10.1016/j.prosdent.2021.11.006) Material and Methods For the investigation of the fatigue behavior of 4Y-TZP, 4-point flexural strength test specimens (N=405) were fabricated. The multilayer material (Zolid DRS) was sintered high-speed (1580°C for about 20 min) (Zolid DRS) and the multilayer material (Zolid Gen-x) was sintered conventionally (1450°C for about 10 h). The monochrome material (Ceramill Zolid HT+PS) was also conventionally sintered (1450°C for about 10 h). Fatigue behavior was determined using five load protocols. Three step-stress protocols (P1: 50 N / 5000 cycles, P2: 10 N / 1000 cycles, and P3: 5% / 5000 cycles), one constant load protocol with 720 N (P4), and another protocol with different load levels (P5) were used. The load level protocols were analyzed with Kaplan-Meier and Mantel-Cox tests (α=.05). P4 was analyzed non-parametrically with Kolmogorov-Smirnov, Kruskal-Wallis, and Mann-Whitney U tests. For P5, a load-cycle diagram was drawn. A fracture analysis was performed. Results The conventionally sintered multilayer material ZMLC showed better load values than the other two materials ZMLH (P≤.006) and ZMOC (P≤.002) when tested with all three step-stress protocols (P1-P3). These showed comparable results (P≥.285). No significant differences occurred in the other two protocols (P=.163 for P4). Antón X, Stawarczyk B, Reymus M, Joda T, Liebermann A. Impact of High-Speed Sintering on Accuracy and Fit of 4 mol% Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystals. Int J Prosthodont 2021;34(6):775-783. (doi: 10.11607/ijp.7428) Material and Methods To investigate accuracy (trueness and reproducibility) and fit, crowns, cantilever bridges and conventional bridges were fabricated from three 4Y-TZP materials. As described above, the multilayer material (Zolid DRS) was high-speed sintered, while the other two materials (Zolid Gen-x and Ceramill Zolid HT+PS) were conventionally sintered. The high-speed sintering was performed at 1580°C for 20 min, while the sintering time of the conventional sintering was about 10 h at 1450°C. Subsequently, the specimens were scanned, and the accuracy and fit were determined using 3D analysis software (GOM Inspect 2019). The evaluation was performed non-parametrically using the Kolmogorov-Smirnov, Kruskal-Wallis, and Mann-Whitney U tests (α=.05). Results The accuracy showed significantly worse values for multilayer materials for high-speed sintering than for conventional (P≤.001-.008). Conventional bridges generally showed worse accuracy values than cantilever bridges and crowns. The choice of sintering method had no effect on the accuracy of fit of crowns and three-unit bridges (P=.154-.877). Conclusions Compared with conventional sintering, high-speed sintering showed a negative effect on the fatigue behavior and accuracy of 4Y-TZP in vitro. The multilayer technique, in contrast, resulted in an improvement of the fatigue behavior, compared to the monochrome material. Regarding fit of 4Y-TZP restorations, high-speed sintering and choice of blank had no clinically relevant effects. Overall, the high-speed sintered multilayer material showed similar fatigue values and accuracies as the monochrome material.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 14. November 2022
• 1. Bericht­erstatter:in: Stawarczyk, Bogna