© Borgis - Nowa Stomatologia 4/2014, s. 159-166
*Anna Kochanek-Leśniewska1, Andrzej Majcher2, Elżbieta Mierzwińska-Nastalska1
Analiza wartości siły retencji na drodze rozłączania koron teleskopowych w układach trójelementowych wykonanych w technologii CAD/CAM
Analysis of the retention force during separation telescopic crowns in three-element system manufactured using CAD/CAM technology
1Katedra Protetyki Stomatologicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
Kierownik Katedry: prof. dr hab. n. med. Elżbieta Mierzwińska-Nastalska
2Instytut Technologii Eksploatacji, Państwowy Instytut Badawczy, Radom
Dyrektor Instytutu: prof. dr hab. inż. Adam Mazurkiewicz
Summary
Introduction. The three-element telescopic crowns system is a modification of the traditional system. There is an intermediate element which wear during use dentures mounted between the primary and secondary crowns. The telescopic crowns components can be made in various technologies e.g. CAD/CAM technology.
Aim. The aim of the study was to analyze changes in the retention force on the way disconnecting telescopic crowns as a function of load cycles in three-element systems made using CAD/CAM technology.
Material and methods. Material consisted of 6 three-element telescopic crowns systems in which the primary and secondary crowns were made using CAD/CAM technology and provided with two types of direct elements, and 3 crowns systems as a control group made a cast and electroforming. Systems have been tested in Institute for Sustainable Technologies in Radom.
Results. The results are shown in the form of graphs of retention force as a function of the displacement telescopic crowns during their separation in the range 0-25 000 load cycles. The results were not statistically significant, but the graphical analysis indicated tendency to distribution of the relationship between the retention force by disconnecting the crown and the type of intermediate element.
Conclusions. It seems that the retention force distribution during disconnecting crowns largely depends on the contacting surfaces. Retention telescopic crowns made of different technologies may be variably sensitive to the crown geometry. The new associations in material systems telescopic crowns may appear isolated systems, the characteristics of which will differ from the characteristics of the group.
Wstęp
Wartość siły retencji koron teleskopowych jest uzależniona od bardzo wielu czynników. Najważniejszym z nich jest geometria, a w szczególności nachylenie ścian osiowych (1-4). W układach koron teleskopowych o cylindrycznych ścianach retencja wynika z siły tarcia pomiędzy dwiema powierzchniami, przemieszczającymi się równolegle względem siebie (5-8). W piśmiennictwie często można spotkać określenie o pojawieniu się pomiędzy wspomnianymi powierzchniami tzw. frykcji. Frykcja jest w języku angielskim definiowana jako tarcie przez przyleganie, co bezpośrednio odpowiada sytuacji, jaka ma miejsce w trakcie działania koron cylindrycznych (9, 10). Powierzchnia kontaktu dwóch koron, nawet tych o idealnie równoległych ścianach, nie jest jednak zawsze równoznaczna z powierzchnią wynikającą bezpośrednio z matematycznego wyliczenia pól powierzchni i hipotetycznego ich styku. Korony najczęściej wykonywane metodą odlewania pomimo wypolerowania nie są idealnie gładkie. Chropowatość powierzchni wpływa bezpośrednio na powierzchnię kontaktu koron, czyniąc z niej miejsce wielokrotnego kontaktu punktowego (5). Badania Sakai i wsp. pokazują, że chropowatość powierzchni ma wpływ na siłę retencji, ale wskazują również na fakt, że chropowatość ta zmienia się w trakcie prowadzonych badań (11) trudno więc jednoznacznie stwierdzić, jak silną determinantą jest dla wartości siły retencji.
Inny mechanizm utrzymania protez wspartych na systemie koron podwójnych występuje w przypadku koron stożkowych. Obserwuje się w takim przypadku zaciskanie lub klinowanie (6, 7). Właściwa wartość siły retencji pojawia się dopiero w tzw. pozycji końcowej, czyli gdy uzupełnienie protetyczne znajdzie się na podłożu protetycznym (4, 12). Przy zdejmowaniu protezy z podłoża retencja jest tracona bardzo szybko. Taki typ retencji bywa określany jako utrzymanie adhezyjne, a obecność pomiędzy dwoma elementami lubrykantu, takiego jak ludzka ślina, dodatkowo wprowadza efekty hydrodynamiczne (1, 9, 13).
Technologicznie bardzo trudne jest wykonanie koron teleskopowych idealnie cylindrycznych. Dla ułatwienia wyszukania toru wprowadzania protezy, a także postępowania laboratoryjnego, korony zwykle wykonuje się z 1-2° nachyleniem ścian osiowych (2, 5). Korony stożkowe z definicji są koronami o nachyleniu ścian większym niż 2-3°. Wraz ze wzrostem stopnia zbieżności ścian, korony mają coraz mniejszą retencję i zmienia się ich funkcja z utrzymującej na stabilizującą (2, 4, 6, 11).
Cel pracy
Celem pracy była analiza zmian wartości siły retencji na drodze rozłączania koron teleskopowych w funkcji cykli obciążeń w układach trójelementowych wykonanych z wykorzystaniem technologii CAD/CAM.
Materiał i metody
Materiał do badań stanowiło dziewięć trójelementowych próbek koron teleskopowych (ryc. 1). Korony wykonano o 1° nachyleniu ścian osiowych, wykorzystując jako filar dolny kieł oszlifowany ze stopniem typu chamfer o wysokości 6 mm. Wyodrębniono jako grupę kontrolną (K) trzy próbki (oznaczone K1, K2, K3), w których korona wewnętrzna została wykonana ze stopu Au (AUROLLOYD, Bego, Niemcy), korona zewnętrzna ze stopu Cr-Co (WIRON 88, Bego, Niemcy), obie metodą odlewania, oraz element pośredni wykonany w technice galwanoformingu z 99,99% złota (AGC MICRO, Wieland, Niemcy). W dwóch grupach badanych (A i B) korony wewnętrzne oraz zewnętrzne wykonano z tlenku cyrkonu (DD BIO ZW, Dental Direct, Niemcy) w technologii CAD/CAM (frezarka I MES, Niemcy). W grupie A element pośredni został wykonany ze złota galwanicznego z wykorzystaniem metody galwanoformingu (AGC MICRO, Wieland, Niemcy) i próbki z tej grupy oznaczono jako A1, A2, A3. W grupie B element pośredni wykonano z PMMA (polimetakrylanu metylu, PMMA, T-CAM, Polska) w technologii CAD/CAM, a próbki oznaczono odpowiednio jako B1, B2, i B3. Dodatkowo przygotowano dla każdej próbki badanej komplet dwóch podstaw: górnej i dolnej, które posłużyły do montażu w urządzeniu pomiarowym.
Ryc. 1. Trójelementowe układy koron teleskopowych: A – grupa badana A (ZrO-AuGalv-ZrO); B – grupa badana B (ZrO-PMMA-ZrO); C – grupa kontrolna K (Au-AuGalv-CrCo).
Do badań siły retencji zaprojektowano i skonstruowano specjalne stanowisko pomiarowe w Instytucie Technologii Eksploatacji w Radomiu (ryc. 2). W celu przygotowania próbek do badań korony wewnętrzne cementowano na podstawach dolnych z zastosowaniem cementu dualnego Relyx U200 (3M ESPE, USA). Następnie podstawę dolną umieszczano w uchwycie urządzenia pomiarowego i montowano koronę zewnętrzną w górnej podstawie oraz element pośredni wewnątrz korony zewnętrznej. Korony zewnętrzne wraz z elementem pośrednim były precyzyjnie pozycjonowane względem korony wewnętrznej. Osiowe zamocowanie koron było pozycją wyjściową do przeprowadzenia powtarzalnych, wielokrotnych cykli złączania i separacji koron.
Ryc. 2. Urządzenie pomiarowo-badawcze.
Pomiary zostały wykonane dzięki urządzeniu realizującemu cykle obciążeń oraz pomiar siły retencji. Specjalne oprogramowanie stworzone na potrzeby badań rejestrowało pomiary i realizowało ich zapis do plików umożliwiających analizę w dowolnych pakietach oprogramowania statystycznego. Przebieg testu pomiarowego opisuje sekwencja:
[P(lr, vz, npp)]0,
[M(Fz, vr, ncp)]1, [P(lr, vz, npp)]1,
[M(Fz, vr, ncp)]2, [P(lr, vz, npp)]2,
...
[M(Fz, vr, ncp)]N, [P(lr, vz, npp)]N,
gdzie P oznacza funkcję wykonania pomiaru, M – funkcję wykonania obciążeń cyklicznych (złączania i rozłączania koron). Parametry powyższych funkcji to:
Fz – siła złączania koron,
vr – prędkość złączania i rozłączania koron w trakcie obciążeń cyklicznych,
ncp – liczba cykli w paczce, po której mierzona jest retencja,
lr – droga rozłączania koron,
vz – prędkość złączania i rozłączania koron w trakcie pomiarów retencji,
npp – liczba powtórzeń pomiaru retencji,
N – liczba paczek cykli złączania i rozłączania koron.
W funkcji M wykonywania obciążeń korony były złączane z prędkością vr (prędkość rzędu 40-45 mm/s) do chwili uzyskania wartości siły Fz (100 N), po czym z tą samą prędkością korony były rozłączane. Po 100-krotnym powtórzeniu cyklu obciążeń dokonywano czterokrotnego pomiaru siły retencji. Funkcja wykonania pomiaru (P) realizowana była w ten sposób, że korony teleskopowe były złączane z prędkością vz (prędkość wielokrotnie niższa od vr, rzędu 0,060-0,065 mm/s) do momentu uzyskania siły Fz. Następnie, z ustalonym krokiem, będącym wielokrotnością k kroku podstawowego wynoszącego 0,01 mm, korony były rozłączane, z tą samą prędkością. W trakcie ruchu wykonywany był pomiar siły z częstotliwością 20 Hz. Po każdym kroku zapisywana była maksymalna wartość zmierzonej siły. Liczba kroków wynosiła maksymalnie 150, co daje zakres pomiaru retencji na drodze 1,5 mm, 3,0 mm, 4,5 mm itd., w zależności od przyjętej wielokrotności k kroku podstawowego.
Programowanie parametrów testu odbywało się poprzez panel operatora, połączony ze sterownikiem PLC. Wyniki pomiarów przekazywane były automatycznie do komputera PC, za pośrednictwem złącza sieci lokalnej.
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Weigl P, Hahn L, Lauer HC: Advanced biomaterials used for a new telescopic retainer for removable denture. Part I. J Biomed Mater Res 2000; 53: 320-336. 2. Güngör MA, Artunç C, Sonugelen M: Parameters affecting retentive force of conus crowns. J Oral Rehabil 2004; 31: 271-277. 3. Bayer S, Stark H, Gölz L et al.: Telescopic crowns: extra-oral and intra-oral retention force measurement – in vitro/in vivo correlation. Gerodontology 2012; 29: 340-347. 4. Pietruski JK, Sajewicz E, Sudnik J, Pietruska MD: Retention force assessment in conical crowns in different material combinations. Acta Bioeng Biomech 2013; 1: 35-42. 5. Haupfauf L: Protetyka stomatologiczna. Protezy częściowe. Urban & Partner, Wrocław 1997. 6. Dąbrowa T, Panek H, Makacewicz S: Rodzaje mechanizmów utrzymujących protezy częściowe ruchome za pomocą koron podwójnych. Dent Med Probl 2004; 41(3): 521-525. 7. Koczorowski R, Brożek R, Hemerling M: Wykorzystanie elementów precyzyjnych w leczeniu implantoprotetycznym. Dent Med Probl 2006; 43(3): 421-428. 8. Majewski S: Rekonstrukcja zębów uzupełnieniami stałymi. Wydawnictwo Fundacji Rozwoju Protetyki, Kraków 2005. 9. Engels J, Schubert O, Güth J-F et al.: Wear behavior of different double-crown systems. Clin Oral Invest 2013; 17: 503-510. 10. Stancić I, Jelenković A: Retention of telescopic denture in elderly patients with maximum partially edentulous arch. Gerodontology 2008; 25: 162-167. 11. Sakai Y, Takahashi H, Iwasaki N, Igrashi Y: Effects of surface roughness and tapered angle of cone crown telescopic system on retentive force. J Dent Mater 2011; 30(5): 635-641. 12. Hoffmann O, Beaumont Ch, Tatakis DN, Zafiropoulos GG: Telescopic crowns as attachments for implant supported restorations: a case series. J Oral Implantol 200; 6: 303-309. 13. Faber FJ, Huber C: Electroformed telescope crowns- a hydraulic system. J Dent Res 2001; 80: 551. 14. Ciaputa T, Ciaputa A: Podstawy wykonawstwa prac protetycznych. Elamed, Katowice 2009. 15. Dąbrowa T: Kliniczna ocena tworzywa FGP w protezach teleskopowych w celu poprawy ich utrzymania na podłożu protetycznym. Dent Med Probl 2005; 42(3): 473-476. 16. Bücking W: Protetyka dla praktyków. Biblioteka Quintessence, Warszawa 2005. 17. Pietruski JK: Ocena siły retencji wybranych rodzajów koron podwójnych. Rozprawa habilitacyjna. Białystok 2012. 18. Bayer S, Zuziak W, Kraus D et al.: Conical crowns with electroplated gold copings: retention force changes caused by wear and combined off-axial load. Clin Oral Impl Res 2011; 22: 323-329. 19. Dobosz P: Protezy teleskopowe na implantach – opis 2 przypadków. Implantol Stomatol 2011; 3: 30-34. 20. Matusiak P: Regulacja wartości retencyjnych w koronach teleskopowych. Nowocz Tech Dentyst 2009; 6: 56-62. 21. Fabjański P, Marciniak S, Wojciechowki J, Bobrecki M: Ruchome uzupełnienie protetyczne a korony teleskopowe i systemy zakotwiczające – część I. Nowocz Tech Dentyst 2008; 3: 21-28. 22. Groesser J, Sachs C, Heiβ P et al.: Retention forces of 14-unitzirconia telescopic prostheses with six double crowns made from zirconia – an in vitro study. Clin Oral Invest 2014; 18: 1173-1179.
