Löslichkeit und Festigkeit Zirkon-basierter Dentalmaterialien nach künstlicher Alterung


Y-TZP-Materialien zeigen höchste biaxiale Biegefestigkeit

OSLO (Biermann) – Moderne hochfeste Dentalkeramiken auf der Basis von Zirkoniumdioxid werden weithin für dentale Restaurationen verwendet. Ihre Haltbarkeit in Flüssigkeiten ist jedoch in Frage gestellt worden. Aus diesem Grund verglichen Ketil Kvam vom Nordic Institute of Dental Materials in Oslo und Prof. Stig Karlsson von der Universität Göteborg die Biegefestigkeit von Zirkoniumdioxid-Materialien bei verschiedenen Sinterungstechniken vor und nach Exposition der Oberfläche gegenüber einer sauren Lösung. Zudem korrelierten sie die Auflösung der Materialien mit Daten zu ihrer Festigkeit.

Ein Test zur beschleunigten Alterung – das Eintauchen in 80°C heiße Essigsäure (4 Vol%) – wurde eingesetzt, um die Ablösung von Elementen von der Oberfläche und die Auswirkung auf die Festigkeit bei drei Dentalwerkstoffen mit Zirkoniumdioxid zu testen. DY: Y-TZP, gefräst im HIP (Hot Isostatic Pressing)-Zustand (Denzir); DM: Mg-PSZ-Material, gefräst im dichtgesinterten Zustand (Denzir M) und CY: Y-TZP-Material, gefräst aus einem vorgesinterten Block und dann dichtgesintert (Cercon base).

Die Scheiben wurden mit einer Oberflächenkonditionierung vorbereitet, wie sie auch bei Käppchen für Zahnrestaurationen üblich ist. Nach dem einwöchigen Eintauchen wurde die Flüssigkeit mit ICP-MS auf eine Reihe von Elementen hin untersucht. Die biaxiale Biegefestigkeit wurde bei drei Prüfstücken (n=15) jedes Materials gemessen: auf einer 20 µm Diamantscheibe ohne Eintauchen; nach dem einwöchigen Eintauchen in Essigsäure und nach einwöchigem Eintauchen, schleifen und einer weiteren Woche in Säure.

Die Bruchwahrscheinlichkeit analysierten die Wissenschaftler anhand der Maximum-Likelihood-Zuschreibung individueller Messungen zu einer oder zwei Weibull-Verteilungen, jede mit zwei freien Parametern. Die Weibull-Verteilung zählt laut Wikipedia zu den am häufigsten verwendeten Lebensdauerverteilungen.

Wie die Ergebnisse im „Journal of Prosthetic Dentistry” zeigen, war die Löslichkeit begrenzt. Der gesamte Masseverlust betrug weniger als 0,7 µg/cm2 for Y-TZP and 3,5 µg/cm2 for Mg-PSZ. Die durchschnittliche Festigkeit war bei allen Materialien nach dem Eintauchen in die Flüssigkeit reduziert.

Wie Kvam und Karlsson schreiben, ergaben die Weibull-Statistiken zwei Frakturmechanismen bei Y-TZP, das im vollständig gesinterten Zustand gefräst wurde. Nur für DY verbesserten zwei Verteilungen die Beschreibung der individuellen Behandlungsdaten signifikant (P>0,99).

Das Fazit der Autoren lautet, dass Y-TZP-Materialien die höchste biaxiale Biegefestigkeit gezeigt hätten. Das Eintauchen in heiße Essigsäure (4 Vol%)  habe alle drei Zirkoniumdioxid-Materialien um 100 bis 200 MPa geschwächt. Ferner zeigte sich, dass das Fräsen im vorgesinterten Zustand zu weniger Variabilität führte als das Fräsen im HIP-Zustand. Die geringste Variabilität habe Mg-PSZ gezeigt.

Quelle: The Journal of Prosthetic Dentistry 2013;110(4):281–287;

dx.doi.org/10.1016/S0022-3913(13)60377-7 ; Wikipedia, 07.10.2013



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