Cechy mechaniczne układu ząb cement wkład koronowo-korzeniowy wykonany ze stopu Co-Cr metodą selektywnego spiekania laserowego

Transkrypt

1 PROTET. STOMATOL., 2014, LXIV, 5, Cechy mechaniczne układu ząb cement wkład koronowo-korzeniowy wykonany ze stopu Co-Cr metodą selektywnego spiekania laserowego The mechanical properties of the system tooth-cement-post made of Co-Cr alloy using the selective laser sintering method Kamila Wróbel-Bednarz 1, Witold Walke 2, Marcin Basiaga 2 1 Katedra Protetyki Stomatologicznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego Kierownik: prof. dr hab. E. Mierzwińska-Nastalska 2 Katedra Biomateriałów i Inżynierii Wyrobów Medycznych, Politechnika Śląska Kierownik: prof. dr hab. inż. J. Marciniak HASŁA INDEKSOWE: wkłady koronowo-korzeniowe, wytrzymałość na niszczenie, metoda selektywnego spiekania laserowego (SLS) KEY WORDS: posts, resistance to destruction, selective laser sintering (SLS) method Streszczenie Wstęp. W wykonawstwie wkładów koronowo- -korzeniowych powszechnie stosowanymi stopami metali w grupie średniotopliwych są stopy na osnowie kobaltu pozyskiwane metodą odlewania. Od niedawna alternatywą stała się metoda selektywnego spiekania laserowego SLS (ang. selective laser sintering), dzięki niej uzupełnienia protetyczne z chromkobaltu wykazują wysoką homogenność, czystość stopu i dopasowanie anatomiczne. Poważnym powikłaniem w leczneniu z wykorzystaniem metalowych wkładów koronowo- -korzeniowych jest złamanie korzenia spowodowane często przeciążeniem zgryzowym. Niestety w większości przypadków nie ma możliwości powtórnego leczenia z wykorzystaniem danego zęba. Cel pracy. Celem pracy była analiza cech mechanicznych układu ząb cement wkład koronowo-korzeniowy ze stopu Co-Cr wykonany metodą SLS. Materiał i metoda. W badaniu wykorzystano 26 bydlęcych zębów siecznych. Wkłady koronowo-korzeniowe ze stopu Co-Cr wykonane zostały Summary Introduction. Cobalt-based alloys are most commonly used in prosthetic treatment with posts. They are usually obtained by casting, but recently a selective laser sintering (SLS) method has become an alternative. Owing to this method Co-Cr restorations show high homogeneity, alloy purity and precise anatomical fit. A root fracture, often caused by the occlusal overload, is a serious complication in treatment with metal posts. Unfortunately, in the majority of cases the re-treatment with the damaged tooth is not possible. Aim of the study. To analyse the mechanical properties of the tooth-cement-post made of Co- -Cr alloy using the SLS method. Material and methods. Twenty four bovine incisors were used in this study. Crown-root Co-Cr alloy posts were made using the indirect method with selective laser sintering. The obtained posts were set into the roots with use of composite self- -adhesive cement G-CEM Automix (GC, Japan). The compression test was carried out employing a MTS testing machine, Model

2 K. Wróbel-Bednarz i inni meto dą pośrednią, z zastosowaniem selektywnego spiekania laserowego (SLS). Otrzymane wkłady osadzono w korzeniach z użyciem cementu kompozytowego G-CEM Automix (GC, Japonia). Test ściskania przeprowadzono z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej MTS Model 45. Wyniki. Analizując wszystkie przeprowadzone próby, w 90% dochodziło do odcementowania wkładu, któremu często towarzyszyło pęknięcie korzenia zęba. Do odcementowania na wysokości powierzchni nośnej dochodziło przy średniej wartości siły odcementowującej wynoszącej 386,5 N. Wartości maksymalnego obciążenia mieściły się w przedziale 261, ,066 N. Analiza statystyczna wykazała istnienie korelacji między wytrzymałością na odcementowanie, a wytrzymałością na niszczenie. Współczynnik korelacji wyniósł (p= ). Wnioski. Określone w badaniu cechy mechaniczne potencjalnie odpowiadają za odporność na złamanie zęba zaopatrzonego wkładem metalowym wykonanym metodą SLS oraz trwałość takiej odbudowy protetycznej w jamie ustnej w odcinku przednim. Wkłady koronowo-korzeniowe ze stopu Co-Cr wykonane metodą SLS wykazują wysoki stopień dopasowania do tkanek zęba. Results. In all the analysed tests post decementation occurred in 90% of cases. It was often accompanied by root fracture. Post decementation at the bearing surface level occurred with an average force of N. Destructive load values ranged from to N. The statistical analysis showed correlation between the decementation strength and the compressive strength of the sample. The correlation coefficient was (p = ). Conclusions. Mechanical properties identified in the study potentially determine the fracture resistance of the tooth with metal posts made with use of SLS method and the durability of restoration in the anterior area of the mouth. Wstęp Metale są najlepiej i najdłużej znaną grupą materiałów stosowanych w medycynie. W latach sześćdziesiątych dwudziestego wieku zaobserwowano szeroki rozwój badań nad tymi materiałami oraz pierwsze próby normalizacji w aspekcie użytku medycznego. Dzięki długiemu okresowi obserwacji klinicznej, licznym badaniom materiałowym oraz nieustannemu polepszaniu cech użytkowych metale są obecnie powszechnie stosowane w medycynie rekonstrukcyjnej (1). W protetyce stomatologicznej wykorzystywane są różne stopy metali. W rehabilitacji z zastosowaniem uzupełnień stałych uwzględniane są stopy wysokoszlachetne, szlachetne i nieszlachetne, w zależności od składu. Wykorzystuje się stopy z zawartością pierwiastków: Au, Ag, Ti, Cr, Co, Ni. Aby stop metalu mógł być użyty w rekonstrukcji tkanki ludzkiej powinien spełniać wymagania stawiane wszystkim biomateriałom. Ponadto istnieją szczegółowe wytyczne co do właściwości fizykochemicznych warunkujących wymaganą odporność korozyjną, szczególnie w środowisku jamy ustnej (2, 3). Stopy metali znajdujące zastosowanie w protetyce stomatologicznej charakteryzują się satysfakcjonującymi właściwościami fizyko-chemicznymi i mechanicznymi, niemniej w znacznej mierze zależy to od 318 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5

3 Wkłady koronowo-korzeniowe składu danego stopu, obecności zanieczyszczeń, temperatury i techniki wytwarzania (4, 5). Stopy homogenne, o małym stopniu uziarnienia, z mniejszą ilością zanieczyszczeń wykazują większą wytrzymałość mechaniczną i odporność korozyjną (6). Powszechnie stosowanymi w protetyce stomatologicznej stopami metali w grupie średniotopliwych są stopy na osnowie kobaltu (7). Wykazują one wysoką biozgodność w środowisku tkankowym i płynach ustrojowych. Charakteryzują się również dobrą odpornością na korozję wżerową i szczelinową, jak również naprężeniową oraz zmęczeniową (8-11). W ujęciu mechanicznym ząb odbudowany wkładem koronowo-korzeniowym zachowuje się inaczej pod wpływem przeciążenia zgryzowego niż ząb z zachowaną żywa miazgą (12). Takie czynniki jak: średnica wkładu, jego długość, efekt obejmy, rodzaj cementowania mają wpływ na trwałość tego typu uzupełnień w jamie ustnej. Współczynnik L/D (długość do średnicy) opisywany w piśmiennictwie również ma wpływ na wytrzymałość wkładu i jest do niej wprost proporcjonalny. W piśmiennictwie poruszany jest problem złamania korzenia zaopatrzonego metalowym wkładem koronowo-korzeniowym. Zjawisko to opisywane jest nawet w publikacjach z lat 80. Według badaczy tego typu powikłania są przyczyną do szukania alternatywy dla tego typu uzupełnień (13-15). Na podstawie przeglądu piśmiennictwa z lat Fokkinga i wsp. (16) stwierdzili, że w przypadku wkładów metalowych obserwuje się więcej niepowodzeń niż w przypadku wkładów kompozytowych wzmacnianych włóknem szklanym (ang. Fiber Reinforced Composite, FRC), które manifestują się złamaniem korzenia. W badaniach Newman i wsp. (17), w których określano właściwości mechaniczne wkładów prefabrykowanych i metalowych stwierdzono, że wkłady metalowe wykazują lepsze właściwości i znoszą wyższe obciążenia. Zaznaczono jednak, że w przypadku złamania, powikłania są poważniejsze w porównaniu z wkładami typu FRC. Akkayan i wsp. (18) na podstawie swoich badań dowiedli, że w przypadku zębów zaopatrzonych wkładami metalowymi złamania zakwalifikowane są jako nienaprawialne. W ujęciu właściwości mechanicznych samego wkładu Bittner i wsp. (19) wysnuwają wniosek, że sztywniejsze wkłady koronowo-korzeniowe mogą zapewnić lepsze wsparcie dla korony, a nawet korzystniejszą koncentrację i dystrybucję naprężeń, jednak przy przeciążeniu skutki mogą być nieodwracalne, ponieważ dochodzi do złamania korzenia. Wkłady koronowo-korzeniowe ze stopów metali są powszechnie wykonywane metodą odlewania. Zastosowanie w medycynie metody szybkiego prototypowania RP (ang. rapid prototyping) opisane zostało przez zespół Mankowich i wsp. w 1990 roku (20). Odmianą RP jest selektywne spiekanie laserowe SLS (ang. selective laser sintering), a precyzyjniej bezpośrednie spiekanie laserowe metalu (ang. direct metal laser sintering DMLS), które od niedawna stało się alternatywą klasycznej metody odlewowej. Jest to sposób wytwarzania wynaleziony przez naukowca z Uniwersytetu w Teksasie Carla Deckarda w 1989 roku (21, 22). W metodzie SLS wykorzystywany jest fizyczny model obiektu generowany z programu typu CAD (projektowanie wspomagane komputerowo, ang. Computer Assisted Design), wykorzystywanego obecnie w projektowaniu uzupełnień protetycznych. Projekt zapisywany jest w formie pliku stereolitograficznego (.stl) i za pomocą kompatybilnego oprogramowania komputerowego dzielony cyfrowo na poszczególne warstwy. Dodatkowo model CAD może być tworzony na podstawie danych pozyskanych z tomografii komputerowej oraz rezonansu magnetycznego, z różnicą w wymiarach sięgającą tylko 1,79%. Dzięki temu wytwarzane w tej technologii uzupełnienia protetyczne pozwalają zapewnić wysoki stopień dopasowania, z uwzględnieniem wszelkich odmienności PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5 319

4 K. Wróbel-Bednarz i inni Ryc. 1. Skaner 3Shape (Wieland, Niemcy). anatomicznych indywidualnych dla danego pacjenta (23). W metodzie SLS obiekt budowany jest w osi poziomej, warstwa po warstwie z proszku metalowego, termoplastycznego lub ceramicznego, którego cząstki spiekane są ze sobą wiązką lasera kontrolowanego komputerowo. Proces odbywa się w osłonie gazowej, pod ciśnieniem 7000 hpa. Każda kolejna warstwa obiektu o grubości 0,1 mm łączy się z poprzednią dzięki laserowemu stopieniu jej powierzchni. Spiekanie laserowe jest procesem wysokotemperaturowym z dokładnością wynoszącą 10 µm. Dzięki temu uzupełnienie otrzymane tą metodą nie zawiera zanieczyszczeń (24-26). Warstwowa produkcja umożliwia wykonanie wzoru o złożonej geometrii w przestrzeni trójwymiarowej i coraz częściej wykorzystywana jest w wytwarzaniu indywidualnych uzupełnień o kształcie anatomicznym, w tym nawet implantów oraz rusztowań dla komórek kościotwórczych (27-29). Cel pracy Celem pracy była analiza cech mechanicznych układu ząb cement wkład koronowo-korzeniowy ze stopu Co-Cr wykonany metodą SLS, wyznaczonych na podstawie próby na ściskanie, w warunkach in vitro. Ryc. 2. Program DentalDesigner Premium (Wieland, Niemcy) obraz cyfrowy wkładu; a powierzchnia nośna wkładu, b projekcja wargowo-podniebienna, c projekcja mezjo-dystalna. Materiał W badaniu wykorzystano 26 bydlęcych zębów siecznych, które opracowano według zasad leczenia endodontycznego. Kanały wypełniono metodą kondensacji gutaperki na ciepło. Tak przygotowane korzenie przechowywano w wodzie destylowanej. Kolejny etap polegał na opracowaniu powierzchni nośnej zęba, zachowując określoną długość korzenia (18 mm). 320 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5

5 Wkłady koronowo-korzeniowe Ryc. 3. Wkład koronowo-korzeniowy wykonany ze stopu metalu Co-Cr. Ryc. 4. Geometryczny schemat próbki układu ząb cement wkład koronowo-korzeniowy. Ryc. 5. Próbka układu ząb cement wkład koronowo-korzeniowy. Kanały korzeniowe opracowano mechanicznie z wykorzystaniem systemu wierteł kalibrowanych (GC, Japonia). Wszystkie kanały przygotowano w taki sam sposób osiągając średnicę ø1,7 mm na wysokości powierzchni nośnej, długość 12,9 mm, z zachowaniem zbieżności dowierzchołkowej. Wkłady koronowo-korzeniowe ze stopu Cr- Co wykonane zostały meto dą pośrednią, z zastosowaniem metody selektywnego spiekania laserowego (SLS) przy współpracy z laboratorium protetycz nym Techdent w Warszawie. Do ich wytwo rzenia niezbędne było wymodelowanie wkła du koronowo-korzeniowego z żywicy akry lowej Patern Resin (GC, Japonia) w oparciu o ogólnie przyjęte zasady, z uwzględnieniem anatomii uzupełnienia protetycznego. Tak przygotowany wkład z skano wano za pomocą skanera laserowego 3shape i-mes (Wieland, Niemcy) (ryc. 1). Obraz pod dano analizie i korektom w programie kompu terowym do projektowania uzupełnień prote tycznych DentalDesigner Premium (Wieland, Niemcy) (ryc. 2). Na podstawie obrazu cyfrowego wykonano wkłady koronowo-korzeniowe metodą selektywnego spiekania proszku metalowego. Mieszanka metali posiadała określony skład procentowy: Co 62,9%, Cr 24,9%, Mo 4,8%, W 5,6%, Si 1,1% (ryc. 3). Otrzymane w ten sposób wkłady osadzono w kanałach PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5 321

6 K. Wróbel-Bednarz i inni korzeniowych wykorzystując sa moadhezyjny cement kompozytowy G-CEM Automix (GC, Japonia) (ryc. 4). Przygotowane próbki osadzono w bloczkach akrylowych, co umożliwiło ich późniejszy montaż w maszynie wytrzymałościowej (ryc. 5). Metoda Test ściskania przeprowadzono z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej MTS Model 45 w Katedrze Biomateriałów i Inżynierii Wyrobów Medycznych Wydziału Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej w Zabrzu. Próbki osadzane były w uchwycie maszyny pod kątem 135 o względem kierunku przyłożonej siły. Prędkość przesuwu trawersy wynosiła 0,5 mm/min (ryc. 6). Badanie trwało do momentu zniszczenia próbki. Podczas przeprowadzanoia testu rejestrowane były następujące parametry: czas trwania badania, obciążenie opisujące siłę oddziałującą na próbkę podczas badania, naprężenie, jako stosunek siły do powierzchni badanej próbki, odkształcenie jako odległość między określonymi punktami zmieniającą się pod wpływem deformacji, wydłużenie próbki podczas badania. Na podstawie danych liczbowych wyznaczono wytrzymałość na niszczenie oraz odcementowanie. Wyniki badań poddano analizie statystycznej. W tym celu przygotowano statystyki opisowe dla każdego z badanych parametrów. W analizie zależności wyznaczono współczynnik korelacji Pearsona. Ryc. 6. Pozycja próbki osadzonej w maszynie wytrzymałościowej podczas testu na ściskanie. towarzyszyło pęknięcie korzenia zęba. W jednym przypadku doszło do złamania wkładu wewnątrz korzenia 3,1 mm poniżej powierzchni nośnej zęba. W przypadku odcementowania wkładu Co-Cr z korzenia w każdym przypadku wkład nie był całkowicie pokryty cementem (ryc. 8). W przypadku odcementowania wkładu koronowo-korzeniowego nie dochodziło do jego deformacji. Wyniki Przebieg badania zapisywany był w postaci wykresu przedstawiającego zależność pomiędzy obciążeniem, a wydłużeniem (ryc. 7). Dane liczbowe rejestrowanych parametrów zestawiono w tabeli I. Analizując wszystkie przeprowadzone próby, w 90% dochodziło do odcementowania wkładu, któremu często Ryc. 7. Wykres obrazujący zależność pomiędzy obciążeniem a wydłużeniem dla układu ząb cement wkład Co-Cr. 322 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5

7 Wkłady koronowo-korzeniowe T a b e l a I. Wartości parametrów rejestrowanych podczas testu na ściskanie badanych próbek Parametr Średnia Min. Maks. SD Czas [s] 356,52 141, , ,6433 Maksymalne obciążenie [N] Wytrzymałość na niszczenie [MPa] Maksymalne naprężenie [MPa] Siła odcementowująca [N] Wytrzymałość na odcementowanie [MPa] Wydłużenie [mm] Odkształcenie [mm/mm] Moduł sprężystości przy ściskaniu [MPa] 483,32 261, , , ,0756 9, ,6478 5, , , , , ,5 2,82 1,175 5,45 0,955 0,196 0,08 0,364 0, Ryc. 8. Próbka ząb cement wkład Co-Cr po zniszczeniu; a odcementowanie wkładu na wysokości powierzchni nośnej zęba, b ząb z odcementowanym wkładem i ze złamaną boczną ścianą zęba, c podłużne pęknięcie ścian korzenia, d odcementowany wkład koronowo-korzeniowy, e ząb ze złamanym korzeniem 3,6 mm poniżej powierzchni nośnej, f odłamana część koronowa wkładu. Do odcementowania wkładu na wysokości powierzchni nośnej dochodziło przy średniej wartości siły odcementowującej wynoszącej 386,5015 N (min=158,6790 N, max=695,7347 N, SD=127,3664). Wartości maksymalnego obciążenia mieściły się PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5 323

8 K. Wróbel-Bednarz i inni Ryc. 9. Wykres rozrzutu dla parametrów: wytrzymałość na odcementowanie i wytrzymałość na niszczenie. Ryc. 10. Wykres rozrzutu dla parametrów: wytrzymałość na odcementowanie i moduł sprężystości przy ściskaniu. T a b e l a I I. Współczynniki korelacji pomiędzy wytrzymałością a odkształceniem i wydłużeniem Wytrzymałość Odkształcenie Wydłużenie r -0,0783-0,0693 p 0,743 0,771 w przedziale 261, ,066 N. Maksymalne wartości naprężenia zarejestrowane podczas badania dla całego układu wyniosły od 9,2000 do 35,6478 MPa. Porównując wymiar początkowy i wyjściowy próbki stwierdzono, że jej wydłużenie wyniosło średnio 2,82 mm, a wartość odkształcenia, czyli odległości pomiędzy określonymi punktami zmieniającej się pod wpływem deformacji równa była średnio 0,196 mm/mm (min=0,08, max=0,364). W analizie wyników wykluczono te z prób, w których doszło do przemieszczenia próbki podczas obciążania. Na podstawie wyników otrzymanych dla parametrów: maksymalne obciążenie i siła odcementowująca wyznaczono wartości wytrzymałości na niszczenie zawierające się w przedziale 9-36 MPa oraz wytrzymałości na odcementowanie wynoszące średnio 14 MPa. Ponadto określono moduł sprężystości badanego układu wyznaczony przy ściskaniu. Wartość średnia wyniosła 374 MPa (zakres: MPa). Analiza statystyczna wykazała istnienie korelacji między wytrzymałością na odcementowanie, a wytrzymałością na niszczenie. Współczynnik korelacji wyniósł (p= ) (ryc. 9). Z uwagi na zależność matematyczną podobną korelację przedstawiają parametry: maksymalne obciążenie i siła odcementowująca. Ponadto analiza statystyczna wykazała istnienie korelacji między wytrzymałością na odcementowanie, a parametrem moduł sprężystości przy ściskaniu przy współczynniku korelacji r=0,49806 (p=0,025) (ryc. 10). Nie stwierdzono zależności między wytrzymałością, a odkształceniem i wydłużeniem (p > 0,05) (tab. II). Dyskusja We współczesnym piśmiennictwie można odnaleźć wiele prac na temat odmiennej charakterystyki biomechanicznej w odniesieniu 324 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5

9 Wkłady koronowo-korzeniowe do zębów z zachowaną żywą miazgą i leczonych endodontycznie, zaopatrzonych wkładem koronowo-korzeniowym. Leczenie endodontyczne zęba z założenia wiąże się z usunięciem tkanek miękkich miazgi zęba. Leczeniu takiemu towarzyszy również częściowe zniesienie twardych tkanek poprzez opracowanie ubytku, wykonanie otworu trepanacyjnego, czy chemiczne oraz mechaniczne opracowanie kanałów korzeniowych. Z powodu utraty twardych tkanek biomechanika zęba leczonego endodontycznie zmienia się niekorzystnie (5, 30, 31). Ponadto, do osłabienia struktur zębowych przyczynia się zmniejszenie ilości kolagenu oraz zjawisko dehydratacji, powstałe na skutek zatrzymania krążenia miazgowego (32). Zęby leczone endodontycznie powinny zostać odbudowane w sposób umożliwiający ich długoczasową obecność w jamie ustnej, z jednoczesnym zachowaniem jak największej ilości zdrowych tkanek (33). Należy zwrócić uwagę, że preparacja pod wkład koronowo- -korzeniowy powoduje dodatkowe osłabienie korzenia poprzez zmniejszenie ilości zębiny korzeniowej (34). Dlatego celowe wydaje się przeprowadzanie analizy zachowania odbudowanych zębów pod wpływem sił zgryzowych oraz w przypadku przeciążenia w warunkach in vitro. W licznych badaniach określa się siły zgryzowe w warunkach fizjologicznych. Ich wartości średnie w odcinku przednim wynoszą N. Uszczegóławiają to Kshirsagar i wsp. (35) określając przedział wartości sił zgryzowych w odcinku przednim w zakresie N. Według niektórych autorów uśrednione siły wynoszą 222 N. Rosentritt i wsp. (36) zwracają uwagę, że u pacjentów z bruksizmem generowane są w odcinku przednim łuku zębowego siły sięgające nawet 300 N, a siła potrzebna do złamania zęba ludzkiego nieleczonego endodontycznie wynosi 600 N. W przeprowadzonym badaniu śrenie wyniki maksymalnego obciążenia zawierały się w przedziale 261, ,066 N, co potencjalnie warunkowałoby odporność na złamanie zęba zaopatrzonego wkładem metalowym wykonanym metodą SLS oraz trwałość takiej odbudowy protetycznej w jamie ustnej w odcinku przednim. W badaniach Rosentritt i wsp. (37) dla zębów niezaopatrzonych wkładem zakres sił wynosił średnio 270 N ( N) i nie różniły się pod kątem wytrzymałości z zębami odbudowanymi wkładami metalowymi, dla których wartości te wyniosły średnio 340 N ( N). Podobne badania przeprowadzili Maccari i wsp. (38) oceniając wytrzymałość układu ząb cement wkład na podstawie maksymalnych sił niszczących. Dla wkładów typu FRC wynosiły one 92 N i dla metalowych odlewanych 208 N. Autorzy zwracają uwagę na fakt, że w przypadku wkładów FRC powikłania w postaci uszkodzenia wkładu umożliwiały leczenie protetyczne. W grupie z wkładami metalowymi w 7 na 10 przypadków nie było możliwe dalsze wykorzystanie zęba i kwalifikowano go do ekstrakcji. Dzieje sie tak, ponieważ wkłady elastyczne uginają się pod wpływem przeciążenia i może dojść wtedy do zniszczenia uzupełnienia, podczas gdy korzeń przeważnie pozostaje nieuszkodzony i możliwe jest powtórne leczenie protetyczne z jego wykorzystaniem. Lasilla i wsp. (39) stwierdzają, że moduł sprężystości wzmacnianych wkładów kompozytowych zbliżony jest do opisujących zębinę, co odpowiada za fenomen kompensacji naprężeń we wkładzie. Wkłady metalowe posiadają wysokie wartości modułu Younga, przez co może dochodzić do koncenrtacji naprężeń i ostatecznie do uszkodzenia zęba. Wkładom koronowo-korzeniowym przypisuje się funkcję pochłaniania energii i dystrybucji naprężeń wewnątrz wkładu, co sprzyja ochronie przed złamaniem korzenia. Wartość modułu sprężystości wkładów FRC (20-30 GPa) zbliżona jest do właściwości opisujących zębinę (~18 GPa) i odmienna w porównaniu do wkładów na bazie złota (50-80 GPa), stopów nieszlachetnych PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5 325

10 K. Wróbel-Bednarz i inni metali ( GPa) (40). W ujęciu mechanicznym założeń biokompatybilności wkłady typu FRC są materiałem z wyboru w odbudowie zębów leczonych endodontycznie (13). W przeprowadzonych badaniach w przypadku odcementowania wkładu często dochodziło do podłużnego złamania korzenia. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że w niniejszym badaniu do odcementowania wkładu dochodziło przy wartości siły średnio o połowę niższej niż niszcząca, która w konsekwencji doprowadzała do złamania korzenia. Można więc wysnuć wniosek, że potencjalnie możliwe byłoby powtórne leczenie protetyczne z wykorzystaniem korzenia zęba. We współczesnym piśmiennictwie spotyka sie również opinię, że wkłady ze stopów metali są w stanie zapewnić lepsze podparcie dla korony protetycznej i bardziej jednolitą dystrybucję naprężeń w układzie ząb-cement-wkład (19). Należy także zwrócić uwagę na fakt, że wkłady metalowe znoszą większe obciążenia niż wkłady kompozytowe, a powikłania w postaci odcementowania wkładu typu FRC może doprowadzić do mikroprzecieku bakteryjnego i w konseksencji do zakażenia w obrębie tkanek okołowierzchołkowych, co może uniemożliwić powtórne leczenie protetyczne (41). Wnioski 1. Wkłady koronowo-korzeniowe ze stopu Co- Cr wykonane metodą SLS wykazują wysoki stopień dopasowania do tkanek zęba. 2. Wkłady koronowo-korzeniowe wykonane ze stopu Co-Cr metodą SLS wykazują znaczną wytrzymałość na siły niszczące znosząc obciążenie w zakresie sił fizjologicznych występujących w odcinku przednim. 3. W przypadku wystąpienia przeciążenia, które doprowadza do uszkodzenia układu ząb cement wkład koronowo-korzeniowy powtórne leczenie protetyczne z wykorzystaniem danego zęba może okazać się niemożliwe z uwagi na częste występowanie pęknięcia w obrębie korzenia. 4. W przypadku odcementowania wkładu koronowo-korzeniowego pod wpływem przeciążenia bez uszkodzenia tkanek zęba potencjalnie możliwe jest jego ponowne osadzenie w danym zębie. Piśmiennictwo 1. Nałęcz M., Błażewicz S., Stoch L.: Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000, Biomateriały tom 4, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, Artopoulou I. I., O Keefe K. L., Powers J. M.: Effect of core diameter and surface treatment on the retention of resin composite cores to prefabricated endodontic posts. J Prosthodont., 2006, 15, 3, Marciniak J.: Austenitic steel: a basic implant material in traumatic and orthopedic surgery. Ortop Traumatol Rehabil., 2000, 2, 2, Majewski S., Pryliński M.: Materiały i technologie współczesnej protetyki stomatologicznej. Wydawnictwo Czelej, Pryliński M., Majewski S.: Rekonstrukcja protetyczna zębów po leczeniu endodontycznym. Wydawnictwo Elamed, Craig R. G.: Materiały stomatologiczne. Urban &Partner, Zielińska R., Dejak B., Suchorzewski A.: Porównanie właściwości zębów odbudowanych wkładami koronowo-korzeniowymi lanymi i standardowymi kompozytowymi wzmacnianymi włóknani szklanymi na podstawie piśmiennictwa. Protet. Stomatol., 2010, LX, 1, Marciniak J., Kaczmarek M., Ziębowicz A.: Biomateriały w stomatologii. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Yamanaka K., Mori M., Chiba A.: Dynamic recrystallization of a biomedical Co Cr Wbased alloy under hot deformation. Materials Science and Engineering: A, 2014, 592, 326 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5

11 Wkłady koronowo-korzeniowe comp., Yamanaka K., Mori M., Kuramoto K., Chiba A.: Development of new Co Cr W-based biomedical alloys: Effects of microalloying and thermomechanical processing on microstructures and mechanical properties. Materials&Design, 2014, 55, comp., Yoda K., Suyalatu, Takaichi A., Nomura N., Tsutsumi Y., Doi H., Kurosu S., Chiba A., Igarashi Y., Hanawa T.: Effects of chromium and nitrogen content on the microstructures and mechanical properties of as-cast Co Cr Mo alloys for dental applications. Acta Biomater., 2012, 8, 7, Özkurt Z., Kazazoğlu E.: Clinical success of zirconia in dental applications. J Prosthodont., 2010, 19, 1, Plotino G., Grande N. M., BedinivR., Pameijer C. H., Somma F.: Flexural properties of endodontic posts and human root dentin. Dent Mater., 2007, 23, 9, Schmitter M., Hamadi K., Rammelsberg P.: Survival of two post systems-five-year results of a randomized clinical trial. Quintessence Int., 2011, 42, 10, Stewardson D. A., Shortall A. C., Marquis P. M., Lumley P.J.: The flexural properties of endodontic post materials. Dent. Mater., 2010, 26, 8, Fokkinga W.A., Kreulen C.M., Vallittu P.K., Creugers N.H.: A structured analysis of in vitro failure loads and failure modes of fiber, metal, and ceramic post-and-core systems. Int. J. Prosthodont., 2004, 17, 4, Newman M. P., Yaman P., Dennison J., Rafter M., Billy E.: Fracture resistance of endodontically treated teeth restored with composite posts. J Prosthet Dent., 2003, 89, 4, Akkayan B., Gülmez T.: Resistance to fracture of endodontically treated teeth restored with different post systems. J Prosthet Dent., 2002, 87, 4, Bittner N., Hill T., Randi A.: Evaluation of a one-piece milled zirconia post and core with different post-and-core systems: An in vitro study. J Prosthet Dent., 2010, 103, 6, Winder J., Bibb R.: Medical rapid prototyping technologies: state of the art and current limitations for application in oral and maxillofacial surgery. J Oral Maxillofac Surg., 2005, 63, 7, Mazzoli A.: Selective laser sintering in biomedical engineering.med Biol Eng Comput., 2013, 51, 3, Borsuk-Nastaj B., Młynarski M: Zastosowanie technologii selektywnego topienia laserem (SLM) w wykonawstwie stałych uzupełnień protetycznych. Protet. Stomatol., 2012, LXII, 3, Gittard S. D., Narayan R. J.: Laser direct writing of micro and nano-scale medical devices. Expert Rev Med Devices., 2010, 7, 3, Eshraghi S., Das S.: Micromechanical finite- -element modeling and experimental characterization of the compressive mechanical properties of polycaprolactone-hydroxyapatite composite scaffolds prepared by selective laser sintering for bone tissue engineering. Acta Biomater., 2012, 8, 8, Kolan K. C., Leu M. C., Hilmas G. E., Velez M.: Effect of material, process parameters, and simulated body fluids on mechanical properties of bioactive glass porous constructs made by selective laser sintering. J Mech Behav Biomed Mater., 2012, sep., 13, Mangano F., Bazzoli M., Tettamanti L., Farronato D., Maineri M., Macchi A., Mangano C.: Custom-made, selective laser sintering (SLS) blade implants as a non-conventional solution for the prosthetic rehabilitation of extremely atrophied posterior mandible. Lasers Med Sci., 2013, 28, 5, Figliuzzi M., Mangano F., Mangano C.: A novel root analogue dental implant using CT scan and CAD/CAM: selective laser melting PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5 327

12 K. Wróbel-Bednarz i inni technology. Int J Oral Maxillofac Surg., 2012, 41, 7, Mangano F. G., Cirotti B., Sammons R. L., Mangano C.: Custom-made, root-analogue direct laser metal forming implant: a case report. Lasers Med Sci., 2012, 27, 6, Wu G., Zhou B., Bi Y., Zhao Y.: Selective laser sintering technology for customized fabrication of facial prostheses. J Prosthet Dent., 2008, 100, 1, Bassir M. M., Labibzadeh A., Mollaverdi F.: The effect of amount of lost tooth structure and restorative technique on fracture resistance of endodontically treated premolars. J Conserv Dent., 2013, 16, 5, Heydecke G., Butz F., Strub J. R.: Fracture strength and survival rate of endodontically treated maxillary incisors with approximal cavities after restoration with different post and core systems: an in-vitro study. J Dent., 2001, 29, 6, Winter W., Karl M.: Dehydration-induced shrinkage of dentin as a potential cause of vertical root fractures. J Mech Behav Biomed Mater., 2012, 14, Watanabe M. U., Anchieta R. B., Rocha E. P., Kina S., Almeida E. O., Freitas A. C. Jr., Basting R. T.: Influence of crown ferrule heights and dowel material selection on the mechanical behavior of root-filled teeth: a finite element analysis. J Prosthodont., 2012, 21, 4, Clavijo V. G., Reis J. M., Kabbach W., Silva A. L., Oliveira Junior O. B., Andrade M. F.: Fracture strength of flared bovine roots restored with different intraradicular posts. J Appl Oral Sci., 2009, 17, 6, Kshirsagar R., Jaggi N., Halli R.: Bite force measurement in mandibular parasymphyseal fractures: a preliminary clinical study. Craniomaxillofac Trauma Reconstr., 2011, 4, 4, Rosentritt M., Fürer C., Behr M., Lang R., Handel G.: Comparison of in vitro fracture strength of metallic and tooth-coloured posts and cores. J Oral Rehabil., 2000, 27, 7, Rosentritt M., Sikora M., Behr M., Handel G.: In vitro fracture resistance and marginal adaptation of metallic and tooth-coloured post systems. J Oral Rehabil., 2004, 31, 7, Maccari P. C., Cosme D. C., Oshima H. M., Burnett L. H. Jr., Shinkai R. S.: Fracture strength of endodontically treated teeth with flared root canals and restored with different post systems. J Esthet Restor Dent., 2007, 19, 1, Lassila L. V., Tanner J., Le Bell A. M., Narva K., Vallittu P. K.: Flexural properties of fiber reinforced root canal posts. Dent. Mater., 2004, 20, 1, Boschian Pest L., Cavalli G., Bertani P., Gagliani M.: Adhesive post-endodontic restorations with fiber posts: push-out tests and SEM observations. Dent Mater., 2002, 18, 8, Bateman G., Ricketts D. N., Saunders W. P.: Fibre-based post systems: a review. Br Dent J., 2003, 195, 1, Zaakceptowano do druku: r. Adres autorów: Warszawa, ul. Nowogrodzka 59. Zarząd Główny PTS PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2014, LXIV, 5