Efectele forțelor de retenție și abraziunii asupra diferitor coroane turnate

Nan Jiang, DDS, MSD,a Wei-min Gao, DDS, MDS, PhD,bHai Zhang, DMD, PhD,c and Dong-xiang Zheng, DDS, MSDdCapital Medical University, Beijing, China; University of Washington,Seattle, Wash Student: Stan Cozmin gr. 23, s. B an V MD

Rezumat:

Declarație de problemă. Aliajele dentare au proprietăți mecanice diferite comparativ cu smaltul. Cu toate acestea, putine studii au fost efectuate pentru a determina efectele forțelor de retenție ale elementelor de agregare ale protezelor atunci când sunt aplicate pe diferite coroane turnate.Scop. Scopul acestui studiu a fost de a evalua forțele de retenție ale crosetelor turnate din aliaj de cobalt-crom pe coroane turnate din aliaje de crom-cobalt ( grupul CC ) și aur-argint -paladiu ( grup AC ), și de a studia abraziunea acestora.Material și metode. Două grupuri de exemplare au fost fabricate ( n = 5 ) și supuse la teste repetate de inserție-dezinsertie (100 până la 15 000 de cicluri). Valorile medii ale forțelor de îndepărtare la 100, 400, 800, 1500, 4500, 7500, 10 000,15 000 de cicluri precum si rata lor de schimbare corespunzătoare în raport cu retenția la primele 100 de cicluri au fost determinate . Diferențele între cele 2 grupuri au fost analizate printr-o analiză in 2 sensuri a varianței la 100, 7500 și 15 000 de cicluri. Suprafețele specimenelor au fost analizate prin microscopie electronică de baleiaj.Rezultate. Au existat diferențe semnificative între grupurile CC și CA în ceea ce priveste forțele de retenție ( P < .05 ) . Fortele retentive au arătat un trend descendent in cazul coroanelor de cobalt-crom scazand cu 29,9% de la valoarea inițială după 15000 de cicluri. O creștere puternica a retenției a putut fi observată în grupul AC, care a crescut cu 99,7%. Suprafețele coroanelor de aur-argint-paladiu au aratat diferite modele de uzură în comparație cu suprafetele coroanelor din cobalt-crom.Concluzii. Coroanele turnate din aliaj cobalt-crom și aur-argint-paladiu se comporta diferit atunci când crosetele turnate sunt din aliaj cobalt-crom. Design-ul coroanei ar trebui să fie conceput în funcție de elementele de agregare. ( J Prosthet Dent 2014 )

Implicații clinice Coroane de aur-argint-paladiu și cobalt-crom pot influenta forțele de retenție ale crosetelor din cobalt-crom în moduri diferite. Aceste rezultate sugerează că atunci când un dinte necesită o coroană turnata pentru o proteză dentară amovibila parțială, este important să se ia în considerare alegerea de materiale cu proprietăți asemanatoare pentru coroana si crosete.

Proteza dentara parțială amovibila este o abordare convențională pentru înlocuirea dinților absenti și există multe situații în care dinții de sprijin sunt restaurati cu proteze fixe. De exemplu, bonturile pot necesita plasarea de coroane pentru a asigura conturul și rezistenta corespunzătoare. În cazul în care un dinte stalp este deteriorat, acesta poate fi restaurat, cu o coroană pentru a prelungi durata de viață a unei retaurari protetice existente. Prin urmare este necesara investigarea compatibilitatii coroanelor. Este cunoscut faptul că forța de retentie a unui croset este legată atât de acesta cat și de forma bontului, cum ar fi adâncimea, unghiul de degajare, materialul crosetului cat și caracteristicile cum ar fi lungimea, grosimea, forma si secțiunea transversală.

Sa raportat faptul că stâlpi din aliaje nobile de tipul IV aur (Au) și paladiu (Pd) prezinta valori mai mari ale coeficientului de frecare decât materiale nemetale, cum ar fi smaltul uman sau porțelanul, ceea ce sugereaza ca design-ul crosetelor ar trebui să fie modificat, în funcție de materialul coroanei. Cu toate acestea, cei mai multi cercetatori au efectuat teste de îndoire în 3 puncte pentru a masura proprietatile crosetelor și au acordat o atenție insuficientă coroanelor din aliaj Co-Cr. Prin urmare, este necesar să se investigheze forța de retentie și evoluția acesteia în cazul în care diverse aliaje sunt folosite pentru coroane turnate.

Compoziții și tipuri diferite de turnare de aliaje metalice sunt disponibile pentru restaurari dentare. Aliaje nobile cu 35 - 50% din conținut de Au au devenit o alternativă la aliaje cu concentratie mare de Au din motive economice. Acestea au un modul de elasticitate moderată, dar au duritate și randament crescut în comparație cu aliajele cu concentratie mare de Au. Ucar și colaboratorii au raportat că nu au existat diferente semnificative in curgere printre Au-Pd, Pd-argint (Ag), Pd-Ag-UA, și aliaje Au-Ag-Pd, deși variații mai mari au fost găsit în procentul de alungire. Potrivit unui studiu, aliajele dentare de Au-Pt-Pd sunt mai rezistente la coroziuni electrochimice și chimice decat aliajele cu concentratie mare de Au. Clinic, aliajul Au-Ag-Pd este folosit pentru a fabrica proteze fixe. Cu conținut de Cr din metale comune aliajele de turnare sunt principalele materiale folosite în fabricarea sceletelor metalice a protezelor partiale datorită proprietăților lor mecanice și costului de productie relativ scăzut. Există mai multe sisteme disponibile de aliaje de Cr, inclusiv Co-Cr, Co-Cr-nichel (Ni ) și Ni-Cr. Duritatea lor crește cu conținut mai ridicat de Cr și scade cu conținut mai ridicat de Ni. Aliaje Co-Crmolibden sunt populare, din cauza durității lor mai mare și riscului de alergie scazut. Cu toate acestea, în general, nu conțin carbon atunci când sunt utilizate pentru restaurari complete, carbonul este frecvent adăugat pentru a îmbunătăți duritate și curgerea atunci când urmează să fie utilizat pentru schelete metalice. Aceste substanțe sunt mai rigide și rezistente decât aliajele nobile. Scopul acestui studiu in vitro a fost de a evalua forțele de retenție ale unor crosete circulare (aliaj Co-Cr) aplicate pe coroane realizate din aliaj Au-Ag-Pd si Co-Cr și abraziunea dintre ele. Ipoteza a fost că nu ar fi nici o diferență în forțele de retentie și patern-urile de abrazie pentru crosetele de Co-Cr aplicate pe coroane de Au-Ag-Pd și Co-Cr în timpul ciclurilor de insertie-dezinsertie.

MATERIALE SI METODE

Un molar prim mandibular (500 A; NISSIN) a fost preparat cu un locas ocluzal (în formă de lingură, 2.5 x 2.5 x 1 mm). Un sprue cilindric de ceară (4,0 mm; DENTAURUM) a fost atașat apical paralel cu axul lung al coroanei pentru a servi ca opritor in testul de rezistenta. Modelul a fost duplicat cu material siliconic (Dublisil-15; DREVE-Dentamid GmbH). Cinci exemplare în formă de coroană au fost fabricate din aliaje Co-Cr, și 5 s-au făcut din aliaj Au-Ag-Pd prin turnare, urmând recomandările producătorului (masini de turnare JN-A3; Jianian Futong Equipment Co). Fiecare

specimen a fost prelucrat cu particole abrazive (120 oxid aluminiu, 0,2 MPa, 45 secunde), gravat (carbură de siliciu, 7000 rpm, cu presiune joasa, 90 secunde), și lustruit ( 4000 rpm, presiune ușoară, 90 secunde). Exemplarele s-au dublat cu materiale refractare (Wirovest; BEGO). Machete ale croseetelor din ceara au fost fabricate utilizand materiale preformate (MK; DENTAURUM). Au asigurate aceleași lungimi și localizari. Ceara cilindrica (4,0 mm; DENTAURUM), care a servit în testul de rezistenta, au fost conectate la suprafețele superioare ale resturilor, paralel cu axele lungi ale coroanelor. Fiecare specimen a fost prelucrat airflow (120 # Al2O3, 0,2 MPa, 45 secunde) și (acid sulfuric electrolitic lustruit 53%, glicerol 25%, apă 13%, 8% etanol, diclorura Co 0,001 până la aproximativ 0,01%, 2 A, la 6 minute). Compoziția și producătorii aliajelor utilizate pentru fabricarea specimenelor în acest studiu sunt prezentate în Tabelul I.

Porozitatea internă a crosetelor a fost examinata cu radiografii dentare ( 70 kV , 25 mAs) . Defectele externe au fost detectate prin examinare optica vizuală ( Heine Optotechnik ) . Precizia crosetelor a fost determinată prin utilizarea de cauciuc siliconic

( Coltène / Whaledent ) în aceleași Lupe dentare. Un specimen ar fi exclus în cazul în care ar prezenta defecte.Specimenele au fost împărțiți în două grupe în funcție de tipul de coroana: CC ( Co-C ) și AC ( aliaj Au - Ag - Pd ) . Fiecare grup conține cinci perechi de exemplare .

Testul rezistentei (fatigue), a fost realizat cu ajutorul unui aparat de testare universal ( Electroforce 3100 ; Bose Corp ), sub aer uscat condiționat. crosetele au fost plasate pe dinti stalpi asigurandu-se că pintenii ocluzali au fost complet în contact cu locasele ocluzale și atașate la aparatul de testare, cu ajutorul unui aparat de strângere ( fig. 1 ). Fiecare ciclu a constat în insertia si dezinsertia paralel cu axul lung al coroanei . Testul a fost efectuat la 1 Hz și 15 000 de cicluri, care simuleaza 10 de ani de utilizare clinică (insertia/dezinsertia de 4 ori pe zi ). Valorile maxime ale forțelor de deplasare au fost înregistrate în N. Testul a fost oprit în cazul în care un specimen era fracturat . Măsurătorile valorilor medii ( deviație standard ) ale forțelor la 100 , 400 , 800 , 1500, 4500 , 7500 , 10 000 și 15 000 de cicluri au fost înregistrate . Diferențele valorilor de retenție între cele două grupuri au fost examinate folosind 2 măsurători repetate

ANOVA , la 3 puncte in timp: 100 cicluri inițiale , 7500 cicluri și 15 000 de cicluri ( care reprezintă valoarea inițială , de mijloc și măsurătorile finale) . Ratele de schimbare a valorilor de retenție in momente cheie în comparație cu retenția la primele 100 de cicluri au fost calculate folosind formula Py=(Yi-Y0)x100%/Y0 unde PY este rata schimbării, Yi este forța de retentie și Y0 este media valoarilor retenției în primele 100 de cicluri.Semnificația statistică a fost stabilit la α=.05 . Suprafețele brațelor de retenție ( 0,2 cm în diametru) si partile corespunzătoare ale bonturilor au fost analizate cu microscopul electronic( S-4800 ; Hitachi ) , înainte și după testul de inserție/dezinsertie.

REZULTATE Nici un specimen nu a fost fracturat în timpul testului. Valorile medii ale forțelor de îndepărtare de la 100, 400, 800, 1500, 4500, 7500, 10 000, și 15 000 cicluri sunt înregistrate în tabelul II, iar ratele lor de schimbare corespunzătoare sunt comparate cu forța inițială. In grupul CC, valorile medii ale forței au scăzut cu cresterea numarului de

cicluri, în timp ce acestea au crescut la grupul AC. Două măsurători repetate ANOVA au relevat diferențe semnificative ale valorilor de retenție între grupuri (Tabelul III). Microscopia electronica a suprafetelor de contact a crosetelor și coroanelor sunt prezentate în figurile 3 și 4. Înaintea testelor de rezistenta in timp, fețele interioare ale crosetelor de Co-Cr erau relativ netede, cu excepția unor adâncituri și proeminențe (fig. 3A, 4A). După 15 000 de cicluri de insertie/dezinsertie, au aparut niste caneluri în principal paralel cu direcția de alunecare (Fig. 3B). Pete albe ovale au fost vizibile pe crosetele Co-Cr din grupul AC (vezi săgeata din Fig. 4B). Zgârieturi neregulate au fost observate pe coroane (Fig. 3C, 4C). Santuri puțin adânci, precum și adancituri cu forme neregulate au aparut pe coroanele din aliaj Au-Ag-Pd după testul de rezistenta (vezi săgeata în fig. 4D).

DISCUȚIIPe baza rezultatelor , ipoteza nulă a fost respinsă, deoarece s-au găsit diferențe semnificative statistic în forțele de retentie și patern-urile de abrazie pentru crostele circulare de CO-CR aplicate pe coroane de Au - Ag - Pd și Co- Cr în timpul ciclurilor de rezistenta in timp. Molarii sunt dinti stalpi ideali pentru Proteze partiale amovibile cu suport bun și capacitate de retenție . Ahmad et al au descoperit ca 70 % din retenția protezelor este asigurată de contraforturi molare. Coroane metalice sunt utilizate pe scară largă pentru restaurarea molarilor.In acest studiu , primul molar mandibular drept a fost aleas pentru experiment. Având în vedere conturul mezial al coroanei mai concavă cervical decât distal, locasul ocluzal distal și bratele cosetului mezial au fost concepute pentru a asigura contactul la distanta de marginile gingivale, beneficiind astfel de sanatatea parodontala a bonturilor. Când pintenul ocluzal a fost complet așezat, crosetul a fost atent adaptat la coroana spatiu limitat de insertie.Forțele de retenție pentru crosetele turnate ar trebui să fie de aproximativ 5 N.

Mahmoud et al au raportat că, crosetele Co-Cr ar putea supraviețui mai mult de 106 de cicluri de încărcare fără fracturi sub 0,25-mm deformare . În studiul de față , nu a existat nici o fractură pentru fiecare grup. Forțele de retenție inițiale au fost ușor mai mari decât 5 N. Testul a fost realizat într-un mediu uscat în afara cavitatii orale, care ar fi putut contribui la rezultatele observate, deoarece acțiunea de lubrifiant a salivei va reduce coeficienții de frecare. Insertia și îndepărtarea repetată, a afectat coroanele în moduri diferite. În conformitate cu măsuratorile repetate ANOVA, valorile de retenție în diferite cicluri de teste au fost influențate în mod semnificativ in cele doua grupuri ( Tabelul III ) . Crosetele Co - Cr pierd din retentivitate, comparativ cu valorile initiale. Nu s-au îndeplinit cerințele clinice la sfârșitul testării în condițiile în care forța de retenție a fost mai mica decât 5 N la 15 000 de cicluri (Tabel II ) . Spre deosebire de rezultatele de mai sus, a fost observată o creștere a valorilor forței de retentie în grupul AC(fig. 2). Valorile medii ale retenției s-au dublat după perioada de mijloc a testului ( tabelul II ) . Valorile deviației standard au fost mai mari în probele de grup AC, comparativ cu specimenele din grupul CC ( Fig. 2 ) . Acest lucru, probabil, a venit de la procesul de finisare a suprafaței coroanei . Aliajele Au- Ag - Pd, cu duritate mai mică și ductilitate mai mare decât aliajele Co- Cr, sunt mai predispuse la schimbări neuniforme dimensionale în timpul procesului de finisare. Alti cercetatori au raportat rezultate similare. Rodrigues et al au postulat că majorările valorii de retentie au fost cauzate de prelucrarea la rece. Bridgeman et al au emis ipoteza că creșterea valorilor delta a fost cauza întăririi metalului. Cu toate acestea, nici o explicație solidă a acestui fenomen nu a fost încă publicată. Diferențele dintre curbele de modificare a forței de retenție dintre cele 2 grupuri, pot fi derivate de la alți factori, cum ar fi faze microstructurale sau

proprietăți mecanice, precum și uzură sau rezistenta in timp a materialului. Microscopia electronică de baleiaj prezinta forme neregulate pe coroana Au - Ag - Pd ( săgeată în fig. 4D ) și pete albe ovale pe croset ( Fig. 4B ), care au fost rareori observate în grupul CC ( Fig. 3 ). Difracția de raze X și testarea metalografica ar trebui să fie efectuate în viitor, pentru a determina motivele reale ale acestor diferențe. Trebuie menționat faptul că acest studiu a fost efectuat într-un mediu uscat, condițiile fiind diferite fata de mediul oral. Saliva și reacții electrochimice între diferite metale ar putea afecta rezultatele de uzură și valorile forței de retenție. Mai mult decât atât, acest studiu a implicat numai anumite tipuri de aliaj. Proporții diferite de elemente pot afecta proprietățile mecanice ale aliajelor și în consecință comportamentul lor . Mai mult decât atât, sunt necesare cercetari suplimentare pentru a studia condițiile clinice ale crosetelor aplicate pe diferite coroane turnate și de a explora caracteristicile de frecare microscopice.

CONCLUZII În condițiile experimentale din acest studiu, coroanele din aliaj Co-Cr și coroanele din aliaj Au-Ag-Pd se comporta în diferite moduri, atunci când pe ele au fost aplicate crosete circulare din aliaj de Co-Cr. In design-ul coroanei ar trebui să se tina cont de materiale dispozitivelor de fixare.

BIBLIOGRAFIE

1. Carr AB, McGivney GP, Brown DT. Mc Cracken’s removable partial prothodontics. 11th ed.St Louis: Mosby/ Elsevier; 2005. p. 156. 2. Sato Y, Abe Y, Yuasa Y, Akagawa Y. Effect of friction coefficient on Akers clasp retention. J Prosthet Dent 1997;78:22-7. 3. Rodrigues RC, Ribeiro RF, de Mattos Mda G, Bezzon OL. Comparative study of circumferential clasp retention force for titanium and cobalt-chromium removable partial dentures. J Prosthet Dent 2002;88:290-6. 4. Cheng H, Xu M, Zhang H, Wu W, Zheng M, Li X. Cyclic fatigue properties of cobalt chromium alloy clasps for partial removable dental prostheses. J Prosthet Dent 2010;104: 389-96. 5. Mahmoud A, Wakabayashi N, Takahashi H, Ohyama T. Deflection fatigue of Ti-6Al-7Nb,Co-Cr, and gold alloy cast clasps. J Prosthet Dent 2005;93:183-8. 6. Vallittu PK, Kokkonen M. Deflection fatigue of cobalt-chromium, titanium, and gold alloy castdenture clasp. J Prosthet Dent 1995;74:412-9. 7. Wataha JC, Messer RL. Casting alloys. Dent Clin N Am 2004;48:499-512. 8. Ucar Y, Brantley WA, Johnston WM,Dasgupta T. Mechanical properties, fracture surface characterization, and microstructural analysis of six noble dental casting alloys.J Prosthet Dent 2011;105:394-402. 9. Manaranchea C, Hornbergerb H. A proposal for the classification of dental alloys according to their resistance to corrosion. Dent Mater 2007;23:1428-37. 10. O’Brien WJ. Dental materials and their selection. 3rd ed.Chicago: Quintessence; 2002. p. 225-38. 11. Matkovi_c T, Matkovi_c P, Malina J. Effects of Ni and Mo on the microstructure and some other properties of CoeCr dental alloys. J Alloy Comp 2004;366:293-7. 12. Wataha JC. Alloys for prosthodontic restorations. J Prosthet Dent 2002;87: 351-63. 13. Gapido CG, Kobayashi H, Miyakawa O, Kohno S. Fatigue resistance of cast occlusal rests using Co-Cr and Ag-Pd-Cu-Au alloys. J Prosthet Dent 2003;90:261-9. 14. Ahmad I, Sherriff M, Waters NE. The effect of reducing the number of clasps on removable partial denture retention. J Prosthet Dent1992;68:928-33. 15. Ash MM, Nelson SJ. Wheeler’s dental anatomy, physiology and occlusion. 9th ed. Philadelphia: Saunders; 2009. p. 194. 16. Sato Y. Clinical methods for adjusting retention force of cast clasps. J Prosthet Dent 1999;82:557-61. 17. Schipper RG, Silletti E, Vingerhoeds MH. Saliva as research material: biochemical, physicochemical and practical aspects. Arch Oral Biol 2007;52:1114-35. 18. Sakaguchi RL, Powers JM. Craig’s restorative dental materials. 13th ed.St. Louis: Mosby; 2012. p. 221. 19. Bridgeman JT, Marker VA, Hummel SK, Benson BW, Pace LL. Comparison of titanium and cobalt-chromium removable partial denture clasps. J Prosthet Dent 1997;78:187-93. 20. Lippo VJ, Lassila LV, Pekka KV. Effect of water and artificial saliva on the low cycle fatigue resistance of cobalt-chromium dental alloy. J Prosthet Dent 1998;80: 708-13.