Einfluss der Washbrand-Temperatur auf das Temperatur-Wechsellastverhalten aufbrennfähiger Cobalt-Chrom-Legierungen

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu untersuchen, ob die Festigkeit der Metall-Keramik-Systeme durch Veränderung der Washbrand-Temperatur zu verbessern ist und dies durch den Abschrecktest dargestellt werden kann. Für den Abschrecktest wurden 20 Serien aus je sechs Einzelzahnkronen und je einer dreigliedrigen Frontzahnbrücke hergestellt, von denen die eine Hälfte mit Wirobond C und die andere Hälfte mit Wirobond 280 gegossen wurde. Davon wurde wieder je die eine Hälfte mit VITA VM 13 keramisch verblendet, die andere Hälfte mit Duceram KISS von der Fa. Degudent. So entstehen insgesamt 120 Kronen und 20 Brücken in vier verschiedenen Materialkombinationen. Durch anfängliche Probleme in der Modellation ergab es sich, dass einige Serien, die mit Duceram Kiss verblendet wurden, neu angefertigt werden mussten und dabei die Anzahl der Kronen in diesen Serien auf sieben erhöht wurde. Das muss bei der Betrachtung der Ergebnisse berücksichtigt werden, hat aber keinen nennenswerten Einfluss auf das Ergebnis. Der Abschrecktest ist nicht standartisiert und wurde für die vorliegende Arbeit in so fern modifiziert, als dass er nicht, wie häufig in der Literatur beschrieben, bei 165 °C endet, sondern so lange weitergeführt wird, bis alle Prüfkörper Schäden in Form von Rissen und Sprüngen aufweisen. Die Prüfkörper, die entsprechend der Herstellerangaben erstellt wurden, versagen in der vorliegenden Versuchsreihe in einem Temperaturfenster von 135 °C - 175 °C und liegen somit in einem Bereich, der auch in der Literatur bei anderen Abschreckversuchen zu finden ist. Man kann also davon ausgehen, dass der Versuch ordnungsgemäß erfolgt ist. Bei Prüfkörpern, die mit verringerter und auch deutlich erhöhter Washbrand- Temperatur hergestellt wurden, liegt die Versagenstemperatur im Abschrecktest mit ab 105 °C auch unterhalb des Normbereiches . Deutlich ist zu sehen, dass es scheinbar höhere Restspannungen innerhalb des metall-keramischen Verbundes zu geben scheint, umso höher die Washbrand-Temperatur gewählt wurde. Dass eine leicht erhöhte Washbrand-Temperatur verglichen mit den Herstellervorgaben zu einem besseren Ergebnis im Abschrecktest führt und darauf deutet, dass weniger Restspannungen und somit ein stabileres Materialgefüge resultiert, kann mit der vorliegenden Arbeit nicht dargestellt werden. Unter Berücksichtigung der Bruchverläufe sowohl bei den Kronen als auch bei den Brücken, ist erkennbar, dass sich diese mit Zunahme der Washbrand-Temperatur verändern. Im Raum steht nun die Vermutung aus Kapitel 5, dass der mehr zentrale Sprungverlauf bei Prüfkörpern mit hoher Washbrand-Temperatur auf einen geringeren metall- keramischen Haftverbund hindeutet. Das zu untersuchen, war allerdings war nicht Gegenstand der vorliegenden Arbeit und kann mit dem Abschrecktest auch nicht nachgewiesen werden, da mit dem Abschrecktest nur thermische Restspannungen innerhalb eines Materialgefüges aufgedeckt werden können. Dadurch wird deutlich, dass es nicht ausreicht, präklinische Materialtestungen nur durch ein einzelnes Testverfahren darzustellen. Jedes Testverfahren verfolgt eine bestimmte Fragstellung und eine verlässliche Aussage kann man nur bei Betrachtung eines breiten Spektrums an Untersuchungen erhalten.

The intention of this doctoral thesis was to examine if the stability of a metal-ceramic-system is improved through modification of the Washbrand temperature and to show this in a thermal shock test. For this thermal shock test 20 series consisting of six single dental crowns each and trinomial front teeth bridges were produced. Half of them were cast with Wirobond C and the other half with Wirobond 280. Thereof one half was ceramic blended with VITA VM 13 and on the other half Duceram KISS of the company Degudent was used. Accordingly, 120 crowns and 20 bridges accrued in four different material combinations. Through problems at the beginning of the modulation, it occurred that some series which were blinded with Duceram Kiss had to be produced again. This is why the number of crowns in these series was raised to seven. Looking at the outcome, this has to be kept in mind; however this has no noteworthy effect on the results. The thermal shock test is not standardized, so for this thesis it was modified insofar that it does not end at 165 °C, which is often described in literature, but rather is continued until every test phantom shows damage in forms of tears and cracks. The test phantoms, which were constructed as specified by the manufacturer, malfunction in the present test series in a temperature window of 135 °C - 175 °C and hence reside in an area which is also found in literature in other thermal shock tests. On account of this it is to be assumed that the experiment was held correctly. With test phantoms which were produced with decreased or considerably increased Washbrand temperature, the malfunction temperature in the thermal shock test is starting at 105 °C still below standard. It is evident that there are seemingly higher residual tensions within the metal- ceramic compounds, the higher the Washbrand temperature was chosen. In this thesis it cannot be constituted that a lightly increased Washbrand temperature compared to the manufacturer guidelines leads to a better result in the thermal shock test which then indicates less residual tensions and therefore more stable material structures. Whilst taking into account the fractures with the dental crowns and the pontics, it is visible that these change with an increase of the Washbrand temperature. The assumption stated in chapter 5 that the central crack progression in test phantoms with a high Washbrand temperature indicates a lower metal-ceramic bond is still unresolved. Nevertheless this was not the subject of this thesis and cannot be verified with a thermal shock test because with such a test only thermal residual tensions within a material structure can be detected. This makes it clear that it is not enough to demonstrate pre-clinical material tests through only one single test procedure. Every test procedure pursues a particular problem and a reliable assertion can be received only with looking at a wide spectrum of experimental studies.