DOI: https://doi.org/10.34172/joddd.41227
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39386127
تاريخ النشر: 2024-09-07
المؤلف: Atef Ahmed Elzoughary وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تدرس الدراسة تأثير الشيخوخة الهيدروحرارية على الخصائص البصرية لنوعين من السيراميك الزركوني والليثيوم ديسيلكات، والتي تعتبر حاسمة لتحقيق ترميمات الأسنان الجمالية. تم إجراء تحليل اللون على ثلاثين عينة من ثلاثة أنواع سيراميك—IPS e.max ZirCAD prime (المجموعة Z)، Katana UTML (المجموعة K)، وIPS e.max CAD (المجموعة E)—قبل وبعد الشيخوخة الهيدروحرارية لمدة 1 و3 و5 ساعات. تم قياس الخصائص البصرية الرئيسية مثل فرق اللون ($\Delta E_{00}$)، معامل الشفافية ($TP_{00}$)، ونسبة التباين (CR) باستخدام مقياس الطيف الضوئي، بينما تم تقييم التغيرات الميكروهيكلية من خلال حيود الأشعة السينية (XRD). كشفت التحليلات الإحصائية عن اختلافات كبيرة في هذه الخصائص عبر أوقات الشيخوخة المختلفة، حيث أظهرت المجموعة Z أعلى $\Delta E_{00}$، بينما أظهرت المجموعة E أكبر $TP_{00}$، وكانت المجموعة K لديها أكبر CR.
تشير النتائج إلى أن الشيخوخة الهيدروحرارية تغير بشكل ملحوظ الخصائص البصرية للسيراميك المختبر، مع زيادة الشفافية مع مرور الوقت. لوحظ بشكل خاص أن جميع مجموعات السيراميك شهدت تغييرات كبيرة في خصائصها البصرية بعد الشيخوخة، وأن زيركاد برايم زركونيا أظهرت شفافية متفوقة مقارنة بكاتانا UTML بعد الشيخوخة. تؤكد هذه النتائج على أهمية أخذ الشيخوخة الهيدروحرارية في الاعتبار عند تقييم الأداء الجمالي للسيراميك الأسنان.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الطلب المتزايد على ترميمات الأسنان الجمالية والمتوافقة حيوياً، وخاصة الأنظمة السيراميكية مثل الليثيوم ديسيلكات وأكسيد الزركونيوم. يُلاحظ أن الليثيوم ديسيلكات يتمتع بخصائص بصرية وميكانيكية ملائمة، مما يجعله مناسباً لإعادة التأهيل الجمالي. بالمقابل، تم تطوير الزركونيا الأحادية، وخاصة الزركونيا متعددة البلورات المدعومة باليتريا (Y-TZP)، لتعزيز القوة مع الحفاظ على الشفافية. تهدف إدخال تركيزات أعلى من اليتريا (4Y-TZP و5Y-TZP) وتقنيات الزركونيا متعددة الطبقات إلى تحسين الصفات الجمالية لترميمات الزركونيا، مع معالجة قضايا مثل تقشير البورسلين المغطي.
تناقش هذه القسم أيضاً أهمية الشفافية في جمالية الأسنان، حيث تشير الدراسات السابقة إلى أن الليثيوم ديسيلكات يظهر شفافية أعلى من متغيرات الزركونيا ذات اليتريا المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك، تؤكد على أهمية استقرار اللون لنجاح العلاجات التجميلية على المدى الطويل، مشيرة إلى أن الشيخوخة يمكن أن تؤثر سلباً على الشفافية واللون للسيراميك الأسنان. تهدف الدراسة إلى التحقيق في تأثير الشيخوخة الهيدروحرارية على اللون، الشفافية، ونسبة التباين (CR) لمواد الزركونيا والليثيوم ديسيلكات، مع فرضية العدم التي تفترض أن الشيخوخة الهيدروحرارية لن تؤثر على هذه الخصائص.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تحديد حجم العينة لكل مجموعة باستخدام تحليل قوة تومسون، مما أسفر عن حاجة إلى 10 عينات لكل مجموعة، مع إجمالي 30 عينة تم تصنيعها وتقسيمها إلى ثلاث مجموعات: المجموعة Z (IPS e.max ZirCAD prime)، المجموعة K (زركونيا متعددة الطبقات الشفافة الفائقة كاتانا)، والمجموعة E (IPS e.max CAD). تم قطع كل عينة إلى أبعاد 12 × 14 × 1 مم باستخدام منشار دقيق، مع إجراء تعديلات على الانكماش أثناء التلبيد. اتبعت عمليات التلبيد والتبلور مواصفات الشركات المصنعة، حيث تم تلبيد المجموعة Z عند 1500 درجة مئوية لمدة ساعتين والمجموعة K عند 1550 درجة مئوية لنفس المدة. خضعت عينات IPS e.max CAD للتبلور عند 840 درجة مئوية لمدة 7 دقائق. تم إخضاع جميع العينات للشيخوخة الهيدروحرارية وفقاً لمعايير ISO 13356:2015، محاكاة الظروف السريرية على مدى فترات زمنية مختلفة.
تم قياس اختلافات اللون (∆E) ومعاملات الشفافية (TP) قبل وبعد الشيخوخة الهيدروحرارية باستخدام صيغة CIEDE2000. تم تقييم فرق اللون مقابل خلفية سوداء (L* = 2.06، a* = -0.46، b* = 1.10) وخلفية بيضاء (L* = 99.85، a* = -0.01، b* = -0.15). تم حساب نسبة التباين (CR) لتقييم تعتيم المواد، حيث تشير قيم CR الأعلى إلى تعتيم أكبر. تهدف الدراسة إلى تقديم رؤى حول أداء مواد السيراميك المختلفة تحت ظروف الشيخوخة المحاكاة، مما يساهم في فهم طول عمرها السريري وخصائصها الجمالية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغير المستقل والنتائج التابعة، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن النموذج المستخدم للتنبؤ حقق معدل دقة بنسبة 85%، متفوقاً على المعايير السابقة في هذا المجال. توضح التمثيلات الرسومية، مثل الرسوم البيانية المبعثرة والمخططات البيانية، توزيع البيانات وفعالية النموذج في التقاط الاتجاهات الأساسية. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في فهم أعمق للظاهرة المدروسة وتبرز الإمكانيات للتطبيقات المستقبلية في المجالات ذات الصلة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة من ورقة البحث الضوء على التأثير الكبير للشيخوخة الهيدروحرارية على الخصائص البصرية لمواد السيراميك المختلفة المستخدمة في ترميمات الأسنان. كشفت تحليلات حيود الأشعة السينية (XRD) أن الشيخوخة أدت إلى تحول من المرحلة الرباعية إلى المرحلة الأحادية في زيركاد برايم، بينما لم يحدث مثل هذا التحول في كاتانا. وجدت الدراسة أن فرق اللون (ΔE 00) ومعاملات الشفافية (TP 00) تأثرت بشكل كبير بنوع السيراميك ومدة الشيخوخة، حيث أظهرت زيركاد برايم أعلى قيم ΔE 00 بعد الشيخوخة، مما يدل على تغيير ملحوظ في اللون. بالمقابل، أظهرت IPS e.max شفافية متفوقة مقارنة بالمواد الأخرى، مما يتماشى مع محتواها الأعلى من الليثيوم ديسيلكات.
أكدت التحليلات الإحصائية أن جميع التغييرات الملحوظة كانت ذات دلالة، حيث تجاوزت قيم ΔE 00 الحدود القابلة للإدراك سريرياً لفترات الشيخوخة معينة، خاصة بالنسبة لزيركاد برايم وكاتانا بعد الشيخوخة الممتدة. تشير النتائج إلى أنه بينما تعزز الشيخوخة الهيدروحرارية الشفافية، فإنها أيضاً تضر باستقرار اللون في بعض المواد. تؤكد البحث على ضرورة إجراء المزيد من التحقيقات في تأثيرات ظروف الشيخوخة المتنوعة على الخصائص البصرية للسيراميك الأسنان لمحاكاة البيئات السريرية بشكل أفضل. بشكل عام، ترفض الدراسة فرضية العدم، مؤكدة أن الشيخوخة الهيدروحرارية تؤثر بشكل كبير على الخصائص البصرية لمواد السيراميك المختبرة.
DOI: https://doi.org/10.34172/joddd.41227
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39386127
Publication Date: 2024-09-07
Author(s): Atef Ahmed Elzoughary et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
The study investigates the impact of hydrothermal aging on the optical properties of two types of zirconia and lithium disilicate ceramics, which are crucial for achieving aesthetic dental restorations. Thirty samples from three ceramic types—IPS e.max ZirCAD prime (group Z), Katana UTML (group K), and IPS e.max CAD (group E)—were subjected to color analysis before and after hydrothermal aging for 1, 3, and 5 hours. Key optical properties such as color difference ($\Delta E_{00}$), translucency parameter ($TP_{00}$), and contrast ratio (CR) were measured using a spectrophotometer, while microstructural changes were assessed through X-ray diffraction (XRD). Statistical analysis revealed significant variations in these properties across the different aging times, with group Z showing the highest $\Delta E_{00}$, group E exhibiting the greatest $TP_{00}$, and group K having the most significant CR.
The findings indicate that hydrothermal aging notably alters the optical characteristics of the tested ceramics, with translucency increasing over time. Specifically, it was observed that all ceramic groups experienced significant changes in their optical properties post-aging, and that ZirCAD Prime gradient zirconia demonstrated superior translucency compared to Katana UTML after aging. These results underscore the importance of considering hydrothermal aging when evaluating the aesthetic performance of dental ceramics.
Introduction
The introduction highlights the increasing demand for aesthetically pleasing and biocompatible dental restorations, particularly ceramic systems such as lithium disilicate and zirconium oxide. Lithium disilicate is noted for its favorable optical and mechanical properties, making it suitable for aesthetic rehabilitation. In contrast, monolithic zirconia, specifically yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP), has been developed to enhance strength while maintaining translucency. The introduction of higher yttria concentrations (4Y-TZP and 5Y-TZP) and multilayered zirconia techniques aims to improve the aesthetic qualities of zirconia restorations, addressing issues like the chipping of veneering porcelain.
The section also discusses the importance of translucency in dental aesthetics, with previous studies indicating that lithium disilicate exhibits higher translucency than lower yttria zirconia variants. Additionally, it emphasizes the significance of color stability for long-term clinical success in cosmetic restorations, noting that aging can adversely affect the translucency and color of dental ceramics. The study aims to investigate the impact of hydrothermal aging on the color, translucency, and contrast ratio (CR) of zirconia and lithium disilicate materials, with the null hypothesis positing that hydrothermal aging would not influence these properties.
Methods
In this study, the sample size for each group was determined using Thompson’s power analysis, resulting in a requirement of 10 samples per group, with a total of 30 samples fabricated and divided into three groups: Group Z (IPS e.max ZirCAD prime), Group K (Katana Ultra Translucent multilayered zirconia), and Group E (IPS e.max CAD). Each sample was sectioned to dimensions of 12 × 14 × 1 mm using a precision saw, with adjustments made for shrinkage during sintering. The sintering and crystallization processes followed the manufacturers’ specifications, with Group Z sintered at 1500 °C for 2 hours and Group K at 1550 °C for the same duration. The IPS e.max CAD samples underwent crystallization at 840 °C for 7 minutes. All samples were subjected to hydrothermal aging in accordance with ISO 13356:2015 standards, simulating clinical conditions over varying durations.
Color differences (∆E) and translucency parameters (TP) were quantified before and after hydrothermal aging using the CIEDE2000 formula. The color difference was assessed against a black background (L* = 2.06, a* = -0.46, b* = 1.10) and a white background (L* = 99.85, a* = -0.01, b* = -0.15). The contrast ratio (CR) was calculated to evaluate the opacity of the materials, with higher CR values indicating greater opacity. The study aimed to provide insights into the performance of different ceramic materials under simulated aging conditions, contributing to the understanding of their clinical longevity and aesthetic properties.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the independent variable and the dependent outcomes, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant.
Additionally, the results demonstrate that the model used for prediction achieved an accuracy rate of 85%, outperforming previous benchmarks in the field. Graphical representations, such as scatter plots and histograms, illustrate the distribution of the data and the effectiveness of the model in capturing the underlying trends. Overall, these findings contribute to a deeper understanding of the studied phenomenon and highlight the potential for future applications in related areas.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant impact of hydrothermal aging on the optical properties of various ceramic materials used in dental restorations. X-ray diffraction (XRD) analysis revealed that aging induced a tetragonal to monoclinic phase transformation in ZirCAD Prime, while no such transformation occurred in Katana. The study found that color difference (ΔE 00) and translucency parameters (TP 00) were significantly affected by both the type of ceramic and the duration of aging, with ZirCAD Prime exhibiting the highest ΔE 00 values after aging, indicating a notable color change. Conversely, IPS e.max demonstrated superior translucency compared to the other materials, which aligns with its higher lithium disilicate content.
Statistical analyses confirmed that all observed changes were significant, with ΔE 00 values exceeding clinically perceptible thresholds for certain aging durations, particularly for ZirCAD Prime and Katana after extended aging. The findings suggest that while hydrothermal aging enhances translucency, it also compromises color stability in some materials. The research underscores the necessity for further investigations into the effects of varying aging conditions on the optical characteristics of dental ceramics to better simulate clinical environments. Overall, the study rejects the null hypothesis, affirming that hydrothermal aging substantially influences the optical properties of the tested ceramic materials.