International Journal of Computerized Dentistry
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Int J Comput Dent 20 (2017), No. 4     15. Dec. 2017
Int J Comput Dent 20 (2017), No. 4  (15.12.2017)

Page 409-421, PubMed:29292414, Language: English/German


Adjustment of retention of all-ceramic double-crown attachments
Einstellung der Retention vollkeramischer Doppelkronen

Schwindling, Franz Sebastian / Rammelsberg, Peter / Krisam, Johannes / Rues, Stefan
Objectives: Double-crown attachments, such as conical crowns (CCs), can retain removable partial prostheses. Digital manufacturing enables the use of innovative materials such as zirconia, and new workflows. The aim of this study was to investigate options for the adjustment of retention forces of all-zirconia CCs.
Materials and methods: Single zirconia primary crowns were produced with convergence angles (α) of 3 and 4 degrees, together with monolithic zirconia secondary crowns (n = 8 for α = 3 degrees; n = 8 for α = 4 degrees). Retention was measured by fitting the crowns with forces F = 12.5 to 100 N, and evaluating the magnitudes of the forces required for loosening (L). L/F ratios were recorded, and the coefficient of friction (µ0) was calculated. To limit the maximum force required for loosening, and to prevent high tensile stresses within the crowns, the width of the occlusal gap between the primary and secondary crowns was limited by the implementation of occlusal stops.
Results: True convergence angles were more conical than expected, by approximately 0.3 degrees. For α = 3 degrees and α = 4 degrees, L/F ratios were 0.308 (SD 0.04) and 0.208 (SD 0.068), respectively. The overall coefficient of static friction was µ0 = 0.113. Maximum retention forces were successfully controlled; the average values were 12.1 N (SD 4.5 N) for zirconia occlusal stops, and 12.8 N (SD 3.3 N) for composite occlusal stops.
Conclusion: The clinically desired L/F ratio of 1/3 was achieved by selecting 3-degree burs for fabrication of all-zirconia CCs. It is possible to limit retention, thereby reducing tensile stress in the circumferential direction in secondary crowns.

Zielsetzung: Doppelkronen, wie etwa Konuskronen (KK), dienen der Verankerung herausnehmbarer Teilprothesen. Die digitale Fertigungstechnik ermöglicht den Einsatz innovativer Materialien (beispielsweise Zirkoniumdioxidkeramiken) und neuer Arbeitsabläufe. Ziel dieser Studie war es, Möglichkeiten zur Einstellung der Retentionskraft von Konuskronen aus Zirkoniumdioxid zu untersuchen.
Material und Methode: Einzelne Primärkronen aus Zirkoniumdioxid mit Konvergenzwinkeln (α) von 3° und 4° wurden zusammen mit monolithischen Zirkoniumdioxid-Sekundärkronen (n=8 für α=3°, n=8 für α=4°) hergestellt. Die Retention wurde gemessen, indem die Kronen mit Kräften von F = 12,5-100 N gefügt und dann die jeweils zugehörigen Lösekräfte (L) bestimmt wurden. Die Verhältniswerte L/F wurden aufgezeichnet und der Haftkoeffizient (μ0) berechnet. Eine Begrenzung der maximalen Lösekraft ist erforderlich, um sowohl hohe Zugspannungen innerhalb der Sekundärkronen zu verhindern als auch die maximale Retentionskraft zu begrenzen. Dazu wurde der okklusale Spaltraum zwischen Primär- und Sekundärkronen durch die Implementierung von okklusalen Stopps begrenzt.
Ergebnisse: Die erzielten Konvergenzwinkel waren um etwa 0,3° konischer als angestrebt. Für α = 3° und α = 4° ergaben sich L/F-Verhältnisse von 0,308 (SD 0,04) bzw. 0,208 (SD 0,068). Über alle Versuche gemittelt lag der Haftkoeffizient bei μ0 = 0,113. Die maximalen Retentionskräfte konnten erfolgreich limitiert werden; sie betrugen durchschnittlich 12,1 N (SD 4,5 N) für okklusale Stopps aus Zirkoniumdioxid und 12,8 N (SD 3,3 N) für okklusale Stopps aus Komposit.
Schlussfolgerung: Das für den klinischen Einsatz erwünschte L/F-Verhältnis von 1/3 wurde durch Verwendung von Diamantschleifern mit einem Konvergenzwinkel von 3° erreicht. So ist es möglich, die Retention vollkeramischer Doppelkronen zu begrenzen und die Zugspannung innerhalb der Sekundärkronen zu reduzieren.

Keywords: CAD/CAM, prosthetic dentistry, bioengineering, biomechanics, ceramics, removable dental prosthesis
CAD/CAM, zahnärztliche Prothetik, Biomechanik, Keramik, herausnehmbarer Zahnersatz

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