DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-025-06241-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39984780
تاريخ النشر: 2025-02-22
المؤلف: Arslandaş Dinçtürk B وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
هدفت هذه الدراسة إلى تقييم مقاومة الكسر للتيجان الداخلية المصنوعة من كتلة CAD/CAM المدعمة بالألياف القصيرة التجريبية (SFRC CAD) مقارنةً بمواد CAD/CAM التجارية المختلفة. تم إعداد 60 سنًا من الأضراس السفلية وتقسيمها إلى أربع مجموعات، كل منها تلقت ترميمات مصممة ومصنوعة من مواد مختلفة: IPS e.max، Cerasmart 270، Katana Avencia، وSFRC CAD. بعد التثبيت باستخدام الأسمنت الراتنجي مزدوج الشفاء، خضعت العينات لشيخوخة التعب الدوري تلتها تحميل شبه ثابت لتقييم مقاومة الكسر.
أشارت النتائج إلى وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية في مقاومة الكسر بين المواد المختبرة (p < 0.05)، حيث أظهرت مجموعة SFRC CAD أعلى مقاومة عند 3025 نيوتن، بينما أظهرت مجموعة IPS e.max أقل مقاومة عند 2295 نيوتن. تشير هذه النتائج إلى أن اختيار مادة CAD/CAM يؤثر بشكل كبير على مقاومة الكسر لترميمات التيجان الداخلية. أظهرت كتل SFRC CAD خصائص ميكانيكية واعدة، مما يدل على إمكانيتها كبديل قابل للتطبيق لتطبيقات التيجان الداخلية. ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات السريرية والمخبرية لتقييم أدائها على المدى الطويل وقابليتها السريرية.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية التغيرات الميكانيكية والبيولوجية التي تتعرض لها الأسنان أثناء العلاج الجذري، خاصة بسبب عوامل مثل التسوس والصدمات. جانب حاسم يؤثر على نجاح الإجراءات الجذرية هو الترميم التاجي للأسنان، خاصة تلك التي تعاني من فقدان هيكلي كبير، والتي تكون في خطر متزايد من الكسر تحت قوى الإطباق. للتخفيف من هذا الخطر، يتم التوصية بخيارات ترميمية متنوعة، بما في ذلك التيجان الداخلية، حيث تظهر التيجان الداخلية مقاومة كسر متفوقة مقارنةً بأنظمة الدعامة/النواة/التاج التقليدية. تشير المراجعات المنهجية إلى معدلات نجاح عالية (72-99%) للتيجان الداخلية في الأضراس على مدى فترات متابعة طويلة، مما يجعلها وسيلة علاج موثوقة.
تسلط الورقة الضوء أيضًا على مزايا تقنية CAD/CAM الجانبية، التي تسهل الإنتاج السريع لترميمات عالية الجودة في زيارة واحدة. تعتمد فعالية هذه الترميمات على خصائص المواد، وتقنيات الترميم، وخبرة الطبيب. يتم تقييم مواد CAD/CAM المختلفة، بما في ذلك السيراميك الهجين والراتنجات المركبة، من حيث خصائصها الميكانيكية، مع اقتراح بعض الدراسات أنه بينما قد تظهر راتنجات CAD/CAM المركبة مقاومة أكبر للكسر، إلا أنها قد تكون عرضة أيضًا لفشل كارثي. لمعالجة هذه القيود، تم تطوير كتل CAD/CAM المدعمة بالألياف القصيرة التجريبية (SFRC CAD)، بهدف تعزيز الخصائص الميكانيكية للمركبات التقليدية. تهدف الدراسة إلى تقييم سلوك الكسر لترميمات التيجان الداخلية SFRC CAD مقارنةً بمواد CAD/CAM التجارية بعد شيخوخة التعب المطولة، واختبار الفرضية الصفرية بأن أدائها تحت التحميل متساوي.
طرق البحث
في هذه الدراسة، بحث المؤلفون في تركيب وطرق تصنيع كتلة مركب CAD المدعمة بالألياف القصيرة (SFRC). كان المادة التجريبية تتكون من مزيج من المونومرات يتكون من 23% وزناً من 70% يوريثان ديميثاكريلات (UDMA) و30% ثلاثي إيثيلين غليكول ديميثاكريلات (TEGDMA)، مع إضافة 25% وزناً من ألياف الزجاج القصيرة و52% وزناً من حشوات زجاج الباريوم. شملت التحضيرات خلط هذه المكونات باستخدام خلاط Thinky ARV-310 لتحقيق مزيج متجانس، والذي تم ضغطه بعد ذلك في قوالب مستطيلة باستخدام غلاية ضغط لتعزيز الكثافة وتقليل الفراغات.
تمت عملية البلمرة تحت ظروف محكومة، حيث تم تطبيق الحرارة حتى 170 درجة مئوية وضغط عالٍ لتحسين تحويل المونومر. بعد التبريد، تم تقليم الكتل الناتجة إلى أبعاد محددة مناسبة للاستخدام مع آلة CEREC. تشير الدراسة أيضًا إلى تحليل مقارن لمواد CAD/CAM الأخرى، موضحة تركيباتها، التي تشمل أكاسيد وبوليمرات متنوعة، مع تسليط الضوء على التركيبة الفريدة لكتلة SFRC CAD بالنسبة للمواد الموجودة.
النتائج
في الدراسة، لم تتعرض أي من الأسنان المستعادة للفشل خلال 1,000,000 دورة من شيخوخة التعب، مما سمح لجميع الترميمات المتعبة بالخضوع لتحميل ثابت حتى الفشل. كشفت التحليلات أن نوع المادة أثر بشكل كبير على مقاومة الكسر للترميمات، مع دلالة إحصائية \( p < 0.05 \). أكد اختبار ليفين على تجانس التباينات عبر مجموعات المواد المختلفة. توضح الشكل 3 قيم تحميل الكسر المتوسطة، الأولية والنهائية، جنبًا إلى جنب مع انحرافاتها المعيارية للترميمات المختبرة. ومن الجدير بالذكر أن الترميمات المصنوعة من IPS e.max أظهرت أقل تحميل فشل أولي عند 1361 نيوتن، مما يشير إلى ضعف محتمل مقارنةً بالمواد الأخرى التي تم تقييمها في الدراسة.
المناقشة
تستكشف قسم المناقشة في الدراسة مقاومة الكسر لترميمات التيجان الداخلية المصنوعة من مواد CAD/CAM المختلفة، مع التركيز بشكل خاص على أداء كتل SFRC CAD. تم رفض الفرضية الصفرية التي تفيد بأن التيجان الداخلية SFRC CAD ستتصرف بشكل مشابه للمواد الأخرى، حيث أظهرت SFRC CAD أعلى تحميل فشل أولي (2310 نيوتن) وأعلى تحميل كسر نهائي (3025 نيوتن)، متفوقة بشكل كبير على IPS e.max (2295 نيوتن)، Cerasmart (2305 نيوتن)، وKatana Avencia (2617 نيوتن). ومن الجدير بالذكر أنه لم تحدث أي فشل لاصق خلال الاختبار، مما يدل على قوة الترابط والاحتفاظ عبر جميع المواد. كما سلطت الدراسة الضوء على أن ترميمات SFRC CAD أظهرت نمط كسر فريد، حيث كانت 47% من الفشل قابلة للإصلاح، مما يتناقض مع الفشل الكارثي الذي لوحظ في المواد التقليدية.
تشير النتائج إلى أن دمج الألياف القصيرة في SFRC CAD يعزز مقاومته لانتشار الشقوق، مما يساهم في عملية فشل أكثر تدريجية. تؤكد الدراسة على أهمية اختيار المواد في طب الأسنان الترميمي، حيث تدعم مقاومة الكسر الفائقة لـ SFRC CAD (2.9 ميغاباسكال م\(^{1/2}\)) مقارنةً بالمواد الأخرى (1.4 إلى 2.1 ميغاباسكال م\(^{1/2}\)) إمكانيتها كبديل قابل للتطبيق لتطبيقات التيجان الداخلية. ومع ذلك، فإن القيود مثل القابلية للتشوه السطحي وغياب التدوير الحراري في عملية الشيخوخة تتطلب مزيدًا من التحقيق لتقييم المتانة على المدى الطويل وقابلية التطبيق السريري لمواد SFRC CAD.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-025-06241-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39984780
Publication Date: 2025-02-22
Author(s): Arslandaş Dinçtürk B et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study aimed to assess the fracture resistance of endocrowns made from an experimental short fiber-reinforced CAD/CAM block (SFRC CAD) compared to various commercial CAD/CAM materials. A total of 60 mandibular molar teeth were prepared and divided into four groups, each receiving restorations designed and milled from different materials: IPS e.max, Cerasmart 270, Katana Avencia, and SFRC CAD. After cementation with dual-cure resin cement, the specimens underwent cyclic fatigue aging followed by quasi-static loading to evaluate their fracture resistance.
The results indicated statistically significant differences in fracture resistance among the materials tested (p < 0.05), with the SFRC CAD group exhibiting the highest resistance at 3025 N, while the IPS e.max group showed the lowest at 2295 N. These findings suggest that the choice of CAD/CAM material significantly influences the fracture resistance of endocrown restorations. The SFRC CAD blocks demonstrated promising mechanical properties, indicating their potential as a viable alternative for endocrown applications. However, further in vitro and clinical studies are necessary to assess their long-term performance and clinical applicability.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the mechanical and biological alterations that teeth experience during endodontic treatment, particularly due to factors such as caries and trauma. A critical aspect influencing the success of endodontic procedures is the coronal restoration of teeth, especially those with significant structural loss, which are at a heightened risk of fracture under occlusal forces. To mitigate this risk, various restorative options, including endocrowns, are recommended, with endocrowns showing superior fracture resistance compared to traditional post/core/crown systems. Systematic reviews indicate high success rates (72-99%) for endocrowns in molars over extended follow-up periods, positioning them as a reliable treatment modality.
The paper also highlights the advantages of chairside CAD/CAM technology, which facilitates the rapid production of high-quality restorations in a single visit. The effectiveness of these restorations is contingent upon the material properties, restoration techniques, and the clinician’s expertise. Various CAD/CAM materials, including hybrid ceramics and resin composites, are evaluated for their mechanical properties, with some studies suggesting that while CAD/CAM resin composites may exhibit greater fracture resistance, they can also be prone to catastrophic failures. To address these limitations, experimental short fiber-reinforced CAD/CAM blocks (SFRC CAD) have been developed, aiming to enhance the mechanical characteristics of conventional composites. The study aims to assess the fracture behavior of SFRC CAD endocrown restorations compared to commercial CAD/CAM materials after prolonged fatigue aging, testing the null hypothesis that their loading performance is equivalent.
Methods
In this study, the authors investigated the composition and fabrication methods of a novel short fiber-reinforced composite (SFRC) CAD block. The experimental material consisted of a monomer mix comprising 23 wt% of 70% urethane dimethacrylate (UDMA) and 30% triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA), supplemented with 25 wt% short glass fibers and 52 wt% barium glass fillers. The preparation involved blending these components using a Thinky Mixer ARV-310 to achieve a homogeneous mixture, which was then compacted in rectangular molds using a pressure kettle to enhance density and minimize voids.
The polymerization process was conducted under controlled conditions, applying heat up to 170 °C and high pressure to optimize monomer conversion. After cooling, the resulting blocks were trimmed to specific dimensions suitable for use with the CEREC machine. The study also references a comparative analysis of other CAD/CAM materials, detailing their compositions, which include various oxides and polymers, highlighting the unique formulation of the SFRC CAD block in relation to existing materials.
Results
In the study, none of the restored teeth experienced failure during the 1,000,000 cycles of fatigue aging, allowing all fatigued restorations to undergo static loading until failure. The analysis revealed that the type of material significantly influenced the fracture resistance of the restorations, with a statistical significance of \( p < 0.05 \). Levene's test confirmed the homogeneity of variances across the different material groups. Figure 3 illustrates the average fracture load values, both initial and final, alongside their standard deviations for the tested restorations. Notably, restorations constructed from IPS e.max demonstrated the lowest initial failure load at 1361 N, indicating a potential vulnerability compared to other materials evaluated in the study.
Discussion
The discussion section of the study investigates the fracture resistance of endocrown restorations made from various CAD/CAM materials, specifically focusing on the performance of SFRC CAD blocks. The null hypothesis that SFRC CAD endocrowns would behave similarly to other materials was rejected, as SFRC CAD demonstrated the highest initial failure load (2310 N) and final fracture load (3025 N), significantly outperforming IPS e.max (2295 N), Cerasmart (2305 N), and Katana Avencia (2617 N). Notably, no adhesive failures occurred during testing, indicating strong bonding and retention across all materials. The study also highlighted that SFRC CAD restorations exhibited a unique fracture mode, with 47% of failures being repairable, contrasting with catastrophic failures observed in conventional materials.
The findings suggest that the incorporation of short fibers in SFRC CAD enhances its resistance to crack propagation, contributing to a more gradual failure process. The study emphasizes the importance of material selection in restorative dentistry, as SFRC CAD’s superior fracture toughness (2.9 MPa m\(^{1/2}\)) compared to other materials (1.4 to 2.1 MPa m\(^{1/2}\)) supports its potential as a viable alternative for endocrown applications. However, limitations such as susceptibility to surface deformation and the absence of thermocycling in the aging process warrant further investigation to assess the long-term durability and clinical applicability of SFRC CAD materials.