Fracture resistance of CADCAM ceramic-restored on tooth using different cementation strategies and surface treatments

Abstract

The purpose of this study was to evaluate the influence of ceramic thickness, cementation strategy, and surface treatment on fracture resistance of CAD/CAM ceramic cemented on dentin. Disk-shaped of Celtra Duo and IPS e.max CAD with 0.8-mm and 1.5-mm thickness was used in the study. In part I, the ceramic disk was cemented on flattened dentin with three different cementation strategies (n=8); 1) SBU/ULT(AL): Auto-curing on the adhesive (Single Bond Universal; SBU) and light-curing on cement (RelyX Ultimate; ULT), 2) SBU/ULT(LL): Separately light-cured on adhesive and cement, and 3) composite cement: Light-curing on two-step self-etch adhesive (Clearfil SE bond) and light-curing on composite (G-aenial Anterior). In part II, the three different surface treatments on ceramic disk (n=8); 1) no treatment, 2) Monobond Etch & Prime (MEP), and 3) Hydrofluoric acid followed with Monobond N (HF+S). The fracture load was indented perpendicular to the ceramic surface using a universal testing machine until the ceramic was fractured. The fracture loading (N) was statistically analyzed using three-way ANOVA and Tukey's Post-Hoc test (α=0.05). The type of material, ceramic thickness, cementation technique, and surface treatment were statistically significant at p<0.05. The thicker restorative material could withstand higher fracture resistance. The cementation with SBU/ULT(LL) and composite cement performed better fracture resistance than SBU/ULT(AL). The HF+S and MEP groups showed higher fracture resistance than the ‘no treatment’ group for both ceramic materials and thickness (p<0.05). The adequate thickness of lithium disilicate ceramic improved fracture resistance. The separately light curing on adhesive and cement has been recommended for adhesive cementation to increase the fracture resistance of restoration. The surface treatment of ceramics was significantly influenced fracture resistance, which the HF+S was recommended for ceramic surface treatment. IMPLICATION OF THESIS: Suggestion for further research 1. For the limitation of this study was that, similar to other in vitro studies, a laboratory study design cannot fully represent the clinical situations. 2. For the samples of the ceramic used were discs and not full anatomical crowns.

วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้ เพื่อศึกษา การต้านทานการแตกหัก (Fracture resistance) ของวัสดุเซรามิกชนิด CAD/CAM ที่ยึดกับฟันโดยใช้ชนิดเซรามิก ความหนา วิธีการยึดติด และการเตรียมพื้นผิวที่แตกต่างกัน นำเซรามิก 2 ชนิด e.max CAD และ Celtra Duo มากลึงเป็นลักษณะ Disk ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม. ให้มีความหนา 0.8 มม. และ 1.5 มม. นำมายึดกับเนื้อฟันโดยแบ่งเป็นสองส่วนการศึกษา ส่วนแรก ยึดชิ้นเซรามิกบนฟันด้วยวิธีที่แตกต่างกัน 3 วิธี (n=8) ได้แก่ 1. ใช้สารยึดติด (Single Bond Universal; SBU) ร่วมกับ เรซินซีเมนต์ (RelyX Ultimate; ULT) โดยไม่ฉายแสงที่ชั้นสารยึดติด (SBU/ULT(AL)), 2. ใช้สารยึดติดและเรซินซีเมนต์ชนิดเดียวกับกลุ่มแรก แต่ฉายแสงที่ชั้นสารยึดติด (SBU/ULT(LL)), 3. ใช้สารยึดติดชนิดเซลฟ์ เอตช์ (Clearfil SE bond) ร่วมกับ คอมโพสิต (G-aenial Anterior) ทุกกลุ่มการศึกษาภายหลังการวางชิ้นเซรามิก ลงบนฟัน จะฉายแสงไปที่ซีเมนต์ผ่านเซรามิกด้านละ 20 วินาที การศึกษาส่วนที่สอง ศึกษาการเตรียมพื้นผิวชิ้นงานเซรามิกที่แตกต่างกัน 3 วิธีได้แก่ 1. ไม่เตรียมพื้นผิว 2. ใช้มอโนบอนด์เอทแอนด์ไพร์ม (Monobond Etch & Prime; MEP) 3. ใช้กรดไฮโดรฟลูออริก (Hydrofluoric acid; HF) ร่วมกับไซเลน (Monobond N; S); (HF+S) โดยใช้วิธียึดชิ้นเซรามิกบนเนื้อฟันเหมือนกับกลุ่ม SBU/ULT(LL) จากนั้นนำชิ้นทดสอบทั้งหมดมาทดสอบการต้านทานการแตกหัก ด้วยการใช้แรงกดลงบนผิวเซรามิกจนเกิดการแตกหัก บันทึกค่าแรงกดในหน่วยนิวตัน และนำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์ทางสถิติการวิเคราะห์ความแปรปรวนสามทาง (ANOVA) ที่ระดับนัยสำคัญ α=0.05 การศึกษาพบว่าชนิดเซรามิก ความหนา วิธีการยึดติด และการเตรียมพื้นผิวที่แตกต่างกันมีผลต่อค่าการต้านทานการแตกหักอย่างมีนัยสำคัญ วัสดุที่หนากว่าสามารถต้านทานการแตกหักได้ดีกว่าวัสดุที่บางกว่าเมื่อใช้วิธีการยึดแบบเดียวกัน กลุ่ม SBU/ULT(LL) และกลุ่มที่ยึดด้วยคอมโพสิตมีค่าการต้านทานการแตกหักสูงกว่ากลุ่ม SBU/ULT(AL) อย่างมีนัยสำคัญ อีกทั้ง กลุ่มที่มีการเตรียมผิวเซรามิกทั้งสองกลุ่มมีค่าการต้านทานการแตกหักสูงกว่ากลุ่มที่ไม่มีการเตรียมพื้นผิวอย่างมีนัยสำคัญ การใช้เซรามิกที่มีความหนาเหมาะสม การฉายแสงที่ชั้นสารยึดติดของการใช้เรซินซีเมนต์ชนิดบ่มตัวสองแบบรวมถึงการเตรียมพื้นผิววัสดุเซรามิกสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของค่าการต้านทานการแตกหักของวัสดุเซรามิกยึดบนเนื้อฟันอย่างมีนัยสำคัญ การนำผลของวิทยานิพนธ์ไปใช้: 1. ด้วยข้อจำกัดของงานวิจัยในห้องปฏิบัติการ อาจไม่สามารถบอกถึงการเกิดจริงทางคลินิกได้ แต่สามารถใช้เป็นแนวทางต่อยอดสำหรับการศึกษาทางคลินิกในอนาคตได้ 2. งานวิจัยนี้ได้ออกแบบการทดลองเป็น flat surface เพื่อลดผลจากปัจจัยอื่นที่ส่งผลต่อค่าการต้านทานการแตกหัก ซึ่งสามารถใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานในการต่อยอดงานวิจัยต่อไปได้