Vergleichende Untersuchung der Bruchfestigkeiten von verschiedenen EM- bzw. EMF- Gerüsten mit konventionellen und hochexpandierenden Keramikverblendungen mittels des VOSS-Versuchs

Abstract

Das Ziel dieser vorliegenden Arbeit war es, Verbundfestigkeiten von Keramikverblendungen auf unterschiedlichen Metallgerüsten mit Hilfe des Prüfverfahrens nach VOSS zu untersuchen und unter klinischen Gesichtspunkten zu bewerten. Die verwendeten Prüfkörper entsprechen prothetischen Frontzahnkronen des menschlichen Oberkiefers. Als Gerüstmaterialien finden die EM-Legierungen (Bio PontoStar, Bio PontoStar XL, PontoLloyd P, BegoCer G, Bio PlatinLloyd, BegoLloyd LFC, ECO d’Or) und die EMF-Legierungen (Wirobond 280, Wirobond C, Wirobond SG, Wirobond C+, Wiron 99, Wirocer Plus, Wirobond LFC) der Firma BEGO ihre Anwendung. Nahezu alle Metallgerüste wurden im Gussverfahren mit der Nautilus hergestellt. Als keramische Verblendmaterialien wurden Vita Omega 900, VM13, Noritake EZ-3, Duceram Kiss, Vintage Halo, Vintage, Creation und die LFC-Masse Response eingesetzt. Das Schichten der Keramikverblendungen auf die Metallgerüste erfolgte manuell. Insgesamt wurden 146 Frontzahnkronen angefertigt, die sich in 21 Prüfserien aus jeweils 7 Prüfkörpern aufteilen. Von diesen Prüfserien bildet die Serie mit Wirobond C+ - Gerüsten aufgrund ihres Fertigungsprozesses im Selective Laser Melting Verfahren bei BEGO Medical und der Anzahl von nur 6 Prüfkörpern eine Ausnahme in den Versuchsreihen. Aus den 21 Prüfserien wurden 8 Serien mit Edelmetallgerüsten unterschiedlicher Zusammensetzung keramisch verblendet, wobei 5 mit konventionellem Material (Vita Omega 900) und 3 mit LFC-Masse (Response)verarbeitet wurden. Die verbliebenen 13 Serien basieren auf edelmetallfreien Gerüsten. Von diesen Versuchsserien wurden 6 mit verschiedenen EMF-Legierungen untersucht, wobei davon 5 mit konventionellem Material (Vita Omega 900) und eine mit LFC-Masse (Response) versorgt waren. Die restlichen 7 Serien sind gekennzeichnet durch ein einheitliches Metallgerüst (Wirobond 280) und Modifikationen in der Verblendkeramik. Anhand der gemessenen Bruchkräfte ist festzustellen, dass Verblendkronen auf Basis von EM-Legierungen tendenziell stabilere Haftverbundsysteme aufweisen als vergleichbare Verbundsysteme mit EMF-Legierungen. Der Vergleich der hochexpandierenden Keramiken in Verbindung mit den entsprechenden EM- und EMF- Legierungen ergaben höhere Verbundfestigkeiten von Verbindungen auf EM-Basis, aber insgesamt zeigen diese Verbundsysteme niedrigere Bruchwerte, als bei konventionell verblendeten Frontzahnkronen. Zudem konnte in einer weiteren Testreihe gezeigt werden, dass Verblendkeramiken auf einheitlichen Metallgerüsten aus Wirobond 280 direkte Proportionalitäten von Biegefestigkeiten der verwendeten Keramiken zu den gemessenen Bruchwerten ergeben. Bezugnehmend auf den gewählten Grenzwert für Frontzahnkronen von 400 N erweisen sich alle geprüften Kronen als klinisch sicher. Auch im Vergleich zu den maximal im Mundraum gemessenen Kaukräften (z.B. Bruxismus) von 1009 N zeigt sich der Hauptteil der Prüfkörper den simulierten Belastungen gewachsen. Ein Vergleich von Messergebnissen aus dem VOSS-Test ist sowohl innerhalb anderer Studien des gleichen Prüfverfahrens als auch bei Resultaten aus anderen Materialprüfverfahren aufgrund der fehlenden Normierung nur sehr eingeschränkt möglich. Da von M.Jacobs weitere prothetische Materialien zeitgleich auf Basis der identischen Stumpfkörpergeometrie gefertigt, unter gleichen Bedingungen und am selben Ort geprüft wurden, ergibt sich eine Besonderheit, bei der beide Untersuchungen als Einheit betrachtet werden sollten. Abschließend ist festzustellen, dass der VOSS-Test durch seine universelle und praxisnahe Einsetzbarkeit eine gute Ergänzung für in vitro Materialprüfungen ist. Bedingt durch komplexe Fehlerquellen in der Prüfkörperherstellung und der großen Schwankungen der Messdaten, sollte dieses Testverfahren nicht isoliert betrachtet werden, sondern in eine Vielzahl von vorklinischen Untersuchungen einbezogen werden.

The aim of this study was to compare and to analyse bond strengths of different metal-ceramic systems by using the testing method proposed by VOSS and assessed under clinical aspects. Prosthetic anterior metal-ceramic crowns of the human maxilla were used as specimens for the VOSS test. The metallic frameworks were made out of precious metal alloys (Bio PontoStar, Bio PontoStar XL, PontoLloyd P BegoCer G, Bio PlatinLloyd, BegoLloyd LFC, ECO d'Or) and the non-precious alloys (Wirobond 280, Wirobond C, Wirobond SG, Wirobond C +, Wiron 99, Wirocer Plus, Wirobond LFC). The metal frameworks were veneered with VITA Omega 900, VM13, Noritake EZ-3, Duceram Kiss, Vintage Halo, Vintage, Creation and the LFC mass response was used. The metallic frameworks were veneered manually. A total of 146 anterior crowns were made, which are divided into 21 test series from each 7 specimens. The series with 6 specimens of Wirobond C+ copings is an exception, due to their selective laser melting manufacturing at BEGO MEDICAL. From the 21 test series 8 series were faced with porcelain and precious metal scaffolding different compositions. 5 of 8 series were created with conventional material (Vita Omega 900) and 3 were processed with LFC mass (Response). The remaining 13 series are based on non- precious metal copings. From this 13 series of tests were examined 6 with various non-precious alloys, with 5 of them done with conventional material (Vita Omega 900) and one supplied with LFC mass (Response). The remaining 7 series are characterized by a uniform metallic framework (Wirobond 280) and modifications in the veneering ceramic. By using the measured fracture strength it should be noted that porcelain veneered precious metal alloys tend to have more stable bonding systems than similar systems with non-precious alloys. The comparison of the high expansion ceramics in conjunction with the corresponding EM and non-precious alloys showed higher bond strengths of connections to EM base, but overall, these composite systems lower elongation values than conventionally veneered anterior crowns. Furthermore it was shown in another series of tests that veneering metallic frameworks of Wirobond 280 direct result proportional bending strengths of the ceramics used for the measured fracture values. A comparison of test results from the VOSS test is limited in other studies of the same procedure as well as results from other material testing due to lack of standardization. Nevertheless, in this case a parallel study by M.Jacobs testet different prothetic materials for the anterior front tooth by using the same preparation of the tooth, using the same machines to create and test the prothetic front tooth crowns, in the same laboratory at the same time. Therefore it is obvious that the results of booth studies must be seen as one. Finally it is clear to see, that using the uniform and practical testing method by VOSS is a good way to compare results of in-vitro material testing.