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Int J Comput Dent 20 (2017), No. 3     23. Aug. 2017
Int J Comput Dent 20 (2017), No. 3  (23.08.2017)

Page 245-262, PubMed:28852743, Language: English/German


Load bearing capacity, fracture mode, and wear performance of digitally veneered full-ceramic single crowns
Mechanische Belastbarkeit, Frakturmodus und Abrasionsverhalten digital verblendeter vollkeramischer Einzelkronen

Schubert, Oliver / Nold, Ephraim / Obermeier, Matthias / Erdelt, Kurt / Stimmelmayr, Michael / Beuer, Florian
Objectives: Computer-aided technologies can help to minimize clinical complications of zirconia-based restorations such as veneering porcelain fractures. The aim of this study was to evaluate different veneering approaches for zirconia single crowns regarding contact wear, fracture strength, and failure mode.
Methods: Six different types of computer-aided design (CAD) crowns were manufactured and conventionally cemented on 10 metal dies each: three groups with a zirconia framework and a CAD/CAM-fabricated veneering cap ("digital veneering system": DVS, CAD-on, Infix CAD), zirconia-based crowns with pressed veneering caps (Infix Press), zirconia framework containing the dentin layer with only the incisal enamel material added (dentin-core), and conventional substructure with powder buildup veneering porcelain (layering technique). All specimens were submitted to artificial aging (120,000 mechanical cycles, 50 N load, 0.7-mm sliding movement, 320 thermocycles). After contact wear was measured with a laser scanning system, fracture resistance and failure mode were examined using a universal testing machine and a scanning electron microscope. Statistical analysis was performed at a significance level of 5%.
Results: No statistical difference was revealed regarding the contact wear of the restorations (P = 0.171; ANOVA). No significant difference was found regarding the fracture resistance of the crowns (P = 0.112; ANOVA). Failure analysis revealed three different failure patterns: cohesive veneering fracture, adhesive delamination, and total fracture, with a characteristic distribution between the groups.
Significance: All tested specimens survived artificial aging and exhibited clinically acceptable wear resistance and fracture resistance. Digital veneering techniques offer a promising, time- and cost-effective manufacturing process for all-ceramic restorations and may usefully complement the digital workflow.

Zielsetzung: Computerunterstützte Technologien können dabei helfen, klinische Komplikationen zirkonbasierter Restauration - wie beispielsweise Frakturen der Verblendkeramik - zu minimieren. Ziel dieser Studie war es, verschiedene Verblendverfahren keramischer Zirkoneinzelkronen im Hinblick auf Abrasionsverhalten, Bruchfestigkeit und Frakturmodus zu untersuchen.
Methodik: Es wurden sechs verschiedene Gruppen digital designter Kronen hergestellt und konventionell auf je zehn Metallstümpfe zementiert: drei Gruppen mit Zirkongerüst und CAD/CAM-generierter Verblendung ("digital veneering system" = DVS, CAD-on, Infix CAD), zirkonbasierte Kronen mit gepressten Verblendkappen (Infix Press), Zirkongerüst lediglich mit aufgebrachter Schmelzschicht ("Dentinkern") und konventionelles Gerüst mit aufgeschichteter Verblendmasse ("Schichttechnik"). Alle Prüfkörper erfuhren einen künstlichen Alterungsprozess (120.000 Kauzyklen, 50 N Belastung, 0,7 mm Gleitbewegung, 320 Thermozyklen). Nach Lasermessung der Abrasion wurden die Bruchfestigkeit und die Versagensmuster mithilfe einer Universalprüfmaschine, sowie rasterelektronenmikroskopisch untersucht. Die statistische Analyse erfolgte auf einem Signifikanzniveau von 5 %.
Ergebnis: Es konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede hinsichtlich des Abrasionsverhaltens der Restaurationen ermittelt werden (p = 0,171; ANOVA). Die Differenzen bezüglich der Bruchfestigkeit der Kronen waren statistisch nicht signifikant (p = 0,112; ANOVA). Die Ausfallanalyse offenbarte drei verschiedene Frakturmodi: kohäsive Verblendfraktur, adhäsive Delamination und vollständige Fraktur mit charakteristischer Verteilung zwischen den Prüfgruppen.
Signifikanz: Alle getesteten Prüfkörper überstanden den künstlichen Alterungsprozess und offenbarten ein klinisch akzeptables Abrasions- und Bruchverhalten. Digitale Verblendtechniken ermöglichen dabei einen vielversprechenden, zeit- und kosteneffektiven Fertigungsprozess vollkeramischer Restaurationen und können den digitalen Workflow wertvoll vervollständigen.

Keywords: CAD/CAM, all-ceramic, chipping, digital veneering, single crown, zirconia
CAD/CAM, Vollkeramik, Chipping, digitale Verblendung, Einzelkrone, Zirkonoxid

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