Preis, Verena;Hahnel, Sebastian;Behr, Michael;Rosentritt, Martin
The Journal of Advanced Prosthodontics
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v.10
no.4
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pp.300-307
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2018
PURPOSE. To investigate the fatigue and fracture resistance of computer-aided design and computer-aided manufacturing (CAD/CAM) ceramic molar crowns on dental implants and human teeth. MATERIALS AND METHODS. Molar crowns (n=48; n=8/group) were fabricated of a lithium-disilicate-strengthened lithium aluminosilicate glass ceramic (N). Surfaces were polished (P) or glazed (G). Crowns were tested on human teeth (T) and implant-abutment analogues (I) simulating a chairside (C, crown bonded to abutment) or labside (L, screw channel) procedure for implant groups. Polished/glazed lithium disilicate (E) crowns (n=16) served as reference. Combined thermal cycling and mechanical loading (TC: $3000{\times}5^{\circ}C/3000{\times}55^{\circ}C$; ML: $1.2{\time}10^6$ cycles, 50 N) with antagonistic human molars (groups T) and steatite spheres (groups I) was performed under a chewing simulator. TCML crowns were then analyzed for failures (optical microscopy, SEM) and fracture force was determined. Data were statistically analyzed (Kolmogorow-Smirnov, one-way-ANOVA, post-hoc Bonferroni, ${\alpha}=.05$). RESULTS. All crowns survived TCML and showed small traces of wear. In human teeth groups, fracture forces of N crowns varied between $1214{\pm}293N$ (NPT) and $1324{\pm}498N$ (NGT), differing significantly ($P{\leq}.003$) from the polished reference EPT ($2044{\pm}302N$). Fracture forces in implant groups varied between $934{\pm}154N$ (NGI_L) and $1782{\pm}153N$ (NPI_C), providing higher values for the respective chairside crowns. Differences between polishing and glazing were not significant ($P{\geq}.066$) between crowns of identical materials and abutment support. CONCLUSION. Fracture resistance was influenced by the ceramic material, and partly by the tooth or implant situation and the clinical procedure (chairside/labside). Type of surface finish (polishing/glazing) had no significant influence. Clinical survival of the new glass ceramic may be comparable to lithium disilicate.
Purpose: The objective of this study was to evaluate the effects of hydrofluoric acid concentration & etching time on the shear bond strength between IPS Empress 2 ceramic and resin cement. Material and methods: Thirty three rectangular shape ceramic specimens($20{\times}12{\times}5mm$ size, IPS Empress 2 core materials) were used for this study. The ceramic specimens divided into ten experimental groups with three specimens in each group and were etched with hydrofluoric acid(4%, 9%) according to different etching times(30s, 60s, 90s, 120s, 180s). Etched surfaces of ceramic specimens were bonded with resin cement(Rely X Unicorn) using acrylic glass tube. All cemented specimens were tested under shear loading until fracture on universal testing machine at a crosshead speed of 0.5mm/min and the maximum load at fracture(kg) was recorded. Collected shear bond strength data were analyzed with one way ANOVA and Duncan tests. All etched ceramic surfaces were examined morphologically using SEM(scanning electron microscopy). Results: Shear bond strength of etching group$(35.89{\sim}68.01MPa)$ had four to seven times greater than no-etching group$(9.53{\pm}2.29MPa)$. The ceramic specimen etched with 4% hydrofluoric acid for 60s showed the maximum shear bond strength$(68.01{\pm}11.78MPa)$. Ceramic surface etched with 4% hydrofluoric acid for 60s showed most retentive surface texture. Conclusion: It is considered that 60s etching with 4% hydrofluoric acid is optimal etching methods for IPS Empress 2 ceramic bonding.
Nawafleh, Noor A;Hatamleh, Muhanad M;Ochsner, Andreas;Mack, Florian
The Journal of Advanced Prosthodontics
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v.9
no.6
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pp.416-422
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2017
PURPOSE. To investigate the effect of reducing tooth preparation and ceramic thickness on fracture resistance of lithium disilicate crowns. MATERIALS AND METHODS. Specimen preparation included a standard complete crown preparation of a typodont mandibular left first molar with an occlusal reduction of 2 mm, proximal/axial wall reduction of 1.5 mm, and 1.0 mm deep chamfer (Group A). Another typodont mandibular first molar was prepared with less tooth reduction: 1 mm occlusal and proximal/axial wall reduction and 0.8 mm chamfer (Group B). Twenty crowns were milled from each preparation corresponding to control group (n=5) and conditioned group of simultaneous thermal and mechanical loading in aqueous environment (n=15). All crowns were then loaded until fracture to determine the fracture load. RESULTS. The mean (SD) fracture load values (in Newton) for Group A were 2340 (83) and 2149 (649), and for Group B, 1752 (134) and 1054 (249) without and with fatigue, respectively. Reducing tooth preparation thickness significantly decreased fracture load of the crowns at baseline and after fatigue application. After fatigue, the mean fracture load statistically significantly decreased (P<.001) in Group B; however, it was not affected (P>.05) in Group A. CONCLUSION. Reducing the amount of tooth preparation by 0.5 mm on the occlusal and proximal/axial wall with a 0.8 mm chamfer significantly reduced fracture load of the restoration. Tooth reduction required for lithium disilicate crowns is a crucial factor for a long-term successful application of this all-ceramic system.
Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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v.23
no.3
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pp.259-268
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2007
purpose: This study was to evaluate the shear bond strength of Lithium Disilicate Glass-Ceramic by removable method of temporary cement on the abutment tooth. Material and Method: Sixty molar teeth of human with the occlusal surface up were mounted in acrylic resin blocks. The 45 specimens were prepared to exposure dentin by diamond bur and the eugenol-containing temporary cement($Cavitec^{TM}$ ($KERR^{(R)}$, U.S.A)was applied to the dentin surfaces. After initial removal of the cement with a dental explorer, the specimens were divided into 4 groups of 15 specimens each. The dentin surfaces of the specimens were treated by rotary instrument with as follow pastes: $Zircate^{(R)}$ prophy paste(Dentsply, U.S.A), Radent Prophy Paste(Pascal company,inc. U.S.A), and Dental pumice(Wip mix corporation,U.S.A). An adhesive resin luting agent(Variolink $II^{(R)}$, Ivoclar Vivadent, Leichtenstein) including Monobond-S and $Excite^{(R)}$ was applied to all specimens. The ceramic specimens were made with an A1 ingot of IPS Empress $II^{(R)}$ (Ivoclar Vivadent, Leichtenstein). After the specimens were stored in distilled water for 48hr, the shear bond strength(MPa) was measured by a Universal testing machine(Zwick 145641, Zwick, Germany) at a 1mm/min cross-head speed. The data were statistically analyzed by one-way ANOVA and Duncan's multiple range test. Results: In all group, there were no significant differences in comparison with the control group(p>0.05). The pattern of most failure showed the mixed type of cohesive and adhesive failure. Conclusion: Resin bond strength of IPS Empress $II^{(R)}$ was not affected by removal method of the temporary cement.
Objectives: There has been a growing interest in glass ceramic systems with good esthetics, high fracture resistance and bonding durability, and simplified fabrication techniques using CAD/CAM. The aim of this study is to compare flexural strength before and after heat treatment of two lithium disilicate CAD/CAM blocks, IPS e.max CAD (Ivoclar Vivadent) and Rosetta SM (Hass), and to observe their crystalline structures. Materials and Methods: Biaxial flexural strength was tested according to ISO 6872 with 20 disc form specimens sliced from each block before and after heat treatment. Also, the crystalline structures were observed using field-emission scanning microscopy (FE-SEM, Hitachi) and x-ray diffraction (XRD, Rigaku) analysis. The mean values of the biaxial flexural strength were analyzed by the Mann-Whitney U test at a significance level of p = 0.05. Results: There were no statistically significant differences in flexural strength between IPS e.max CAD and Rosetta SM either before heat treatment or after heat treatment. For both ceramics, the initial flexural strength greatly increased after heat treatment, with significant differences (p < 0.05). The FE-SEM images presented similar patterns of crystalline structure in the two ceramics. In the XRD analysis, they also had similar patterns, presenting high peak positions corresponding to the standard lithium metasilicate and lithium disilicate at each stage of heat treatment. Conclusions: IPS e.max CAD and Rosetta SM showed no significant differences in flexural strength. They had a similar crystalline pattern and molecular composition.
Biaxial flexure strength (ball-on-3-ball) and fracture toughness (indentation microfracture) of heat-pressable glass-ceramics for dental use were investigated in this study. Crystal phase and microstructure of glass-ceramics were analyzed by XRD. SEM, and TEM. Crack propagation in specimens was not effectively arrested by dispersed crystalline particles. However, higher degree of crystallization probably contributes to strengthening of glass-ceramics. Better clinical reliability can be expected from lithium disilicate glass-ceramic because of its significantly higher biaxial flexure strength and fracture toughness.
PURPOSE. The purpose of this study was to evaluate and compare the effects of different surface pretreatment techniques on the surface roughness and shear bond strength of a new self-adhering flowable composite resin for use with lithium disilicate-reinforced CAD/CAM ceramic material. MATERIALS AND METHODS. A total of one hundred thirty lithium disilicate CAD/CAM ceramic plates with dimensions of $6mm{\times}4mm$ and 3 mm thick were prepared. Specimens were then assigned into five groups (n=26) as follows: untreated control, coating with $30{\mu}m$ silica oxide particles ($Cojet^{TM}$ Sand), 9.6% hydrofluoric acid etching, Er:YAG laser irradiation, and grinding with a high-speed fine diamond bur. A self-adhering flowable composite resin (Vertise Flow) was applied onto the pre-treated ceramic plates using the Ultradent shear bond Teflon mold system. Surface roughness was measured by atomic force microscopy. Shear bond strength test were performed using a universal testing machine at a crosshead speed of 1 mm/min. Surface roughness data were analyzed by one-way ANOVA and the Tukey HSD tests. Shear bond strength test values were analyzed by Kruskal-Wallis and Mann-Whitney U tests at ${\alpha}=.05$. RESULTS. Hydrofluoric acid etching and grinding with high-speed fine diamond bur produced significantly higher surface roughness than the other pretreatment groups (P<.05). Hydrofluoric acid etching and silica coating yielded the highest shear bond strength values (P<.001). CONCLUSION. Self-adhering flowable composite resin used as repair composite resin exhibited very low bond strength irrespective of the surface pretreatments used.
Journal of the Korean Academy of Esthetic Dentistry
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v.23
no.2
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pp.86-94
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2014
In recent years, perhaps the biggest driver in new material development is the desire to improve crown and bridge esthetics compared to the traditional PFM or all-metal restorations. As such, zirconia, leucite-containing glass ceramic and lithium disilicate glass ceramic have become prominent in the dental practice. Each material type performs differently regarding strength, toughness, ease of machining and the final preparation of the material prior to placement. For example, glass ceramic are typically weaker materials which limits its use to single-unit restorations. On the other hand, zirconia has a high fracture toughness which enables multi-unit restorations. This material requires a long sintering procedure which excludes its use for fast chair side production. Developed hybrid material of CAD/CAM is contained nano ceramic elements. This new material, called a Resin Nano Ceramic is unique in durability and function. The material is not a resin or composite. It is also not a pure ceramic. The material is a mixture of both and consists of ceramic. Like a composite, the material is not brittle and is fracture resistant. Like a glass ceramic, the material has excellent polish retention for lasting esthetics. The material is easily machined chair side or in a dental lab, polishes quickly to an esthetic finish and if necessary, can be useful restoratives.
The properties of scid-resistance to boiling HCl, thermal expansion coefficient and softening temperature of mother glass and glass-ceramic of LAS systems were investigated at the contents of SiO2 varing from 57 to 67wt%. The nucleation and growth of crystalline phase of LAS compositions were carried out at 50$0^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$. The crystalline phase jconsists of lithium alumino silicate, lithum meta silicate, lithium disilicate, $\alpha$-crystobalite and $\alpha$-quartz. Lithium alumino silicate(virgilite) is the major crystalline phase in the glass ceramics. The degree of acid resistant property was increased in proportion with the silica content for both glass and ceramics. Glass-ceramic gives lower acid-resistance and thermal expansion coefficient while softening temperature shows higher for glass-ceramic than for mother glass.
Elshiyab, Shareen H;Nawafleh, Noor;Ochsner, Andreas;George, Roy
The Journal of Advanced Prosthodontics
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v.10
no.1
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pp.65-72
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2018
PURPOSE. The aim of this in vitro study was to investigate the fracture resistance under chewing simulation of implant-supported posterior restorations (crowns cemented to hybrid-abutments) made of different all-ceramic materials. MATERIALS AND METHODS. Monolithic zirconia (MZr) and monolithic lithium disilicate (MLD) crowns for mandibular first molar were fabricated using computer-aided design/computer-aided manufacturing technology and then cemented to zirconia hybrid-abutments (Ti-based). Each group was divided into two subgroups (n=10): (A) control group, crowns were subjected to single load to fracture; (B) test group, crowns underwent chewing simulation using multiple loads for 1.2 million cycles at 1.2 Hz with simultaneous thermocycling between $5^{\circ}C$ and $55^{\circ}C$. Data was statistically analyzed with one-way ANOVA and a Post-Hoc test. RESULTS. All tested crowns survived chewing simulation resulting in 100% survival rate. However, wear facets were observed on all the crowns at the occlusal contact point. Fracture load of monolithic lithium disilicate crowns was statistically significantly lower than that of monolithic zirconia crowns. Also, fracture load was significantly reduced in both of the all-ceramic materials after exposure to chewing simulation and thermocycling. Crowns of all test groups exhibited cohesive fracture within the monolithic crown structure only, and no abutment fractures or screw loosening were observed. CONCLUSION. When supported by implants, monolithic zirconia restorations cemented to hybrid abutments withstand masticatory forces. Also, fatigue loading accompanied by simultaneous thermocycling significantly reduces the strength of both of the all-ceramic materials. Moreover, further research is needed to define potentials, limits, and long-term serviceability of the materials and hybrid abutments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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