ANALI PAZU Vol. 13, No. 2, pp. 35 58, november 2023 https://doi.org/10.18690/analipazu.13.2.35-58.2023 , 2023 V KOVINSKEGA OGRODJA NA POJAV NAPAK V MIKROSTRUKTURI PRI KOVINSKO/PORCELANSKIH ZOBNIH RESTAVRACIJAH Sprejeto 21. 3. 2023 Recenzirano 27. 6. 2023 Izdano 7. 11. 2023 LARA UPEC 1 , PETER BOHINC 2 , MIHAEL B 3 1 Univerza v Ljubljani, Zdravstvena fakulteta, Ljubljana, Slovenija, larazupec98@gmail.com. 2 Univerza v Ljubljani, Zdravstvena fakulteta, Ljubljana, peter.bohinc@zf.uni-lj.si. 3 DOPISNI AVTOR larazupec98@gmail.com Znanstvena veda: Tehnika kovinsko-porcelanske prevleka, mehanska obdelava kovinskega ogrodja, brusna sredstva, peskanje, mikrostruktura -porcelanski zobni nadomestki. Namen v tem prispevku predstavljene a ogrodja vplivajo na pojav napak -porcelan. V okviru izvedenih raziskav smo izdelali vzorce iz Co-Cr zlitine z je priprava metalografskih obrusov s - in pokazali, da je pojav napak pri vzorcih katerih kovinsko obrodje je bilo obdelano z brusnim sredstvom v eni smeri vzorcih s kovinskim ogrodjem obdelanim z brusnim sredstvom . ANALI PAZU Vol. 13, No. 2, pp. 35 58, november 2023 https://doi.org/10.18690/analipazu.13.2.35-58.2023 , 2023 INFLUENCE OF METAL SURFACE FINISHING ON PORCELAIN MICROSTRUCTURE FAILURES IN PORCELAIN-FUSED-TO-METAL DENTAL RESTORATION LARA UPEC 1 , PETER BOHINC 2 , MIHAEL B 3 Accepted 21. 3. 2023 Revised 27. 6. 2023 Published 7. 11. 2023 1 University of Ljubljana, Faculty of Medicine, Ljubljana, Slovenia, larazupec98@gmail.com. 2 University of Ljubljana, Faculty of Medicine, Ljubljana, Slovenia, peter.bohinc@zf.uni-lj.si. 3 University of Maribor, Faculty of Mechanical Engineering, Maribor, mihael.bruncko@um.si. CORRESPONDING AUTHOR larazupec98@gmail.com Although the current trend in fixed prosthetics is the use of full-ceramic dental restorations, research has shown that most commonly used are still metal-ceramic dental restorations. The purpose of the research presented in this paper is to find out how different techniques of mechanical treatment of the surface of the metal frame affect the occurrence of defects in the porcelain layer and the metal-porcelain interface. As part of the research, we produced samples from Co-Cr alloy using various surface treatment methods and techniques, followed by the preparation of metallographic tablecloths, with the help of which we analyzed the influence of surface treatments on the change in the macro- and microstructure of the metal framework, the porcelain veneer and the interface between them. The results of the conducted research showed that the occurence of defects in samples whose metal surface was treated with an abrasive in one direction is minimal, the surface of the metal framework is uniformly rough with an average thickness of the oxide layer framework treated with an abrasive in several directions, we observed a rougher surface of the metal framework with the presence of plastic deformation of the surface of the metal framework, which forms a thinner oxide layer. Science: Engineering Keywords: metal-ceramic crown, metal framework processing, abrasive stones, sandblasting, microstructure A. : Vpliv restavracijah 37. 1 Uvod Kovinsko-porcelanski zobni nadomestki so sestavljeni iz kovinskega ogrodja, ki daje oporo porcelanski kroni, ki je mehansko in (Qui in sod., 2010; Rosenstiel in sod., 2006). Kovinsko ogrodje mo (Kirsten in sod., 2014; Rosenstiel in sod., 2006). Z mehansko obdelavo kovinskega sredstvi (Rosenstiel in sod., 2006). Za peskanje uporabljamo peskalnike, ki pod dje nanesli med litjem oziroma predhodnjimi izdelovalnimi postopki (frezanje, litije, selektivno lasersko -porcelansko vez (Anusavice in sod., 2003; Rosenstiel in sod., 2006). brusna sredstva oz. brusne kamne. Pri kovinsko- organsko vezjo dober vir potencialne kontaminacije kovinskega ogrodja. Prav tako - Pri mehanski obdelavi kovinskega osnovne kovinske zlitine in tudi zrak (Slika 1). Posledica tega je lahko pojav poroznosti v kovinsko- poroznosti v porcelanskem sloju. Temu se lahko izognemo z mehansko obdelavo kovinskeg pa v nam dostopni literaturi nismo oziroma 38 ANALI PAZU. 2006). Slika 1: deforma Vir: Rosenstiel in sod., 2006 Namen raziskovalnega dela predstavljenega v tem prispevku je ugotoviti, kako a napak napak v porce -porcelan minimalen. A. : Vpliv restavracijah 39. V okviru eksperimentalnega 2 Metode dela po konvencionalnem postopku izdelave kovinsko-porcelanskih prevlek (Rosenstiel in sod., 2006), mikroskopiranje. Kovinsko podlago, ki bi naj predstavljala kovinsko ogrodje, smo dolivni kanal, ki je kasneje pri sintranju . Ker se je taka oblika izkazala za neustrezno, smo kasneje izdelali nove vzorce z dimenzijami 0,5 x 10 x 10 mm. ulili zlitino Co- masi. Ulite vzorce iz Co- razlikujejo glede na uporabljeno tehniko mehanske obdela ogrodja: A - Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, namenjenim obdelavi kovine za nanos keramike, v eni smeri; B - Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, namenjenim obdelavi kovine za BI - Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, namenjenim obdelovanju obdelovali s postopkom peskanja; C - Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, kontaminiranim z drugo kovino, CI -Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, kontaminiranim z drugo kovino, ali s postopkom peskanja; D - Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, kontaminiranim z drugo kovino, 40 ANALI PAZU. v skladu z navodili centrifugalnega litja vzorcev iz Co-Cr zlitine in nanosa opakra ter porcelana je Za karakterizacijo morebitnih napak v mikrostrukturi vzorcev smo le- e m). stereomikroskopa Olympus SZX10. Karakterizacija mikrostrukture pa je bila elektreonskega mikroskopa FEI Quanta 3D. 3 Rezultati V skupini vzorcev z oznako A, pri obdelana z brusnim sredstvom, namenjenim obdelavi kovin za nanos porcelana, v o makroskopskih napak, vidnih s Slika 2: Vir: lasten Na mikroposnetkih na slikah 4 in 5 je prikazana mikrosktruktura prerezu, ki predstavlja optimalno obdelavo kovinskega ogrodja za kovinsko- porcelanski zobni nadomestek (obdelan s potegi brusnega sredstva, namenjenega le A. : Vpliv restavracijah 41. obdelovanju kovine za kovinsko-porcelansko tehniko, v eni smeri, peskan po el. mikroskopom je prikazana enakomerna debelina oksidne plasti, nastale na kovinskem ogrodju, kate Slika 3: Vir: lasten Slika 4: Vir: lasten 42 ANALI PAZU. Slika 5: prerez, polirano stanje, svetlobna mikroskopija) Vir: lasten Slika 6: Vir: lasten napake. Prva napaka, ki se je p odstopanje porcelana od kovine (Slika 7). A. : Vpliv restavracijah 43. Slika 7: Vir: lasten Druga napaka, ki se je pojavila po drugem sintranju porcelana predvidevamo, da 8). Slika 8: Vir: lasten V kovinskem ogrodju smo opazili 44 ANALI PAZU. ogrodja. Slika 9: Vir: lasten kega ogrodja je nastala Slika 10: Vir: lasten A. : Vpliv restavracijah 45. Slika 11: Vir: lasten Slika 12: prerez, polirano stanje, elektronska mikroskopija) Vir: lasten posledica napakmed procesom centrifugalnega litja. 46 ANALI PAZU. ogrodja bolj gladka kot pri vzorcu A (Slika 14 in Slika 15). V notranjosti tako kot pri da je 16). Slika 13: Vir: lasten Slika 14: Vir: lasten A. : Vpliv restavracijah 47. Slika 15: Vir: lasten Slika 16: Vir: lasten , , s stereomikroskopom poroznosti v kovinskem ogrodju. 48 ANALI PAZU. Slika 17: Vir: lasten V mikrostrukturi kovinskega ogordja vzorca C posnet s stereomikroskopom to bi lahko bila uporaba kontaminiranega brusnega sredstva pri obdelovanju kovinskega ogrodja 20 pri vzorcu C uporabljeno kon Slika 18: Vir: lasten A. : Vpliv restavracijah 49. Slika 19: prerez, polirano stanje, svetlobna mikroskopija) Vir: lasten Slika 20: prerez, polirano stanje, elektronska mikroskopija) Vir: lasten s stereomikroskopom (Slika 21). Pri vzorcu CI, ki ni bil 50 ANALI PAZU. neenakomern Slika 21: prerez, polirano stanje, elektronska mikroskopija) Vir: lasten Slika 22: prerez, polirano stanje, elektronska mikroskopija) Vir: lasten A. : Vpliv restavracijah 51. Slika 23: Vir: lasten Slika 24: Vir: lasten 52 ANALI PAZU. porcelana (Slika 26 in Slika 27). Slika 25: Vir: lasten Slika 26: Vir: lasten elektronskega mikroskopa (Slika 27) smo razkrili, zakaj je zaradi poroznosti v kovinskem zaradi A. : Vpliv restavracijah 53. Slika 27: Vir: lasten 54 ANALI PAZU. 4 Diskusija mikroskopom smo ugotovili, da mehanska (Tabela 1). Tabela 1: Pregled vpliva mehanskih obdelav na debelino oksidne plasti in pojav morebitnih napak Oznaka vzorca Mehanska obdelava Povp. deb. oksidne - porcelan Poroznost / tujki v A Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, namenjenim obdelovanju kovine za nanos keramike, (pazljivo) v eni smeri. Enakomerna deb. oksidne plasti, enakomerno kovinskega ogrodja. NE B Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, namenjenim obdelovanju kovine za nanos keramike, Neenakomerna hrapavost ogrodja. DA (poroznost) BI Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, namenjenim obdelovanju kovine za nanos keramike, nismo obdelovali s postopkom peskanja. kovinskega ogrodja, neenakomerno debela oksidna plast. DA C Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, kontaminiranim z drugo Neenakomerna hrapavost ogrodja. DA CI Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, kontaminiranim z drugo vzorca nismo obdelovali s postopkom peskanja. kovinskega ogrodja, neenakomerno debela oksidna plast. DA D Vzorci, obdelani z brusnim sredstvom, kontaminiranim z drugo dimenzije 3 x 10 x 10 mm. Debeline oksidne plasti nismo izmerili. DA (poroznost) Vir: lasten A. : Vpliv restavracijah 55. Slika 28: pojav morebitnih napak Vir: lasten 56 ANALI PAZU. pojavila pri vzorcu D nepravilnega strjevanja kovine. Vzrok je bila nepravilna modelacija v vosku, ki je vodila do pojava poroznosti v kovinski konstrukciji namesto v dolivnem kanalu vzorcu A (obdelan v eni smeri, peskan peskani. obdelave, ki smo ga prikazali z vzorci skupine A, pojavi najmanj napak in tvori za doseganje prime obdelovanjem, po njem in po oksidaciji, ki mu sledi (ii) mehanska obdelav kovinskega ogrodja z brusnim sredstvom, namenjenim obdelovanju kovine, ki ni kontaminirano z drugo kovinsko zlitino in (iii) s pomikanjem brusnega sredstva vedno v isto smer (Slika 28). 5 nanosom opakra, kar prepr kot z obdelovanjem v eni smeri. A. : Vpliv restavracijah 57. Posebno pozornost pa je potrebno nameniti modelaciji v vosku, ki je ena izmed kovinskega ogrodja, ki porcelanu zagotovi oporo in mesto, kjer se kovina nazadnje strdi (v dolivnem kanalu), da se izognemo nastanku morebitne poroznosti v kovinskem ogrodju. Literatura Aboras, M. M., Muchtar, A., Azhari, C., H., in Yahaya, N. (2015). Types of Failures in Porcelain-Fused-to- Metal Dental Restoration. 6th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering, 345 348. doi: 10.1007/978-3-319-11128-5_86 Anusavice, K. J. (2003). Phillips' science of dental materials. 11th ed. St Louis: Mosby Inc, 358 370. Barreto, M., T. (1984). Failures in ceramometal fixed restorations. J Prosthet Dent, 51(2), 186 189. doi:10.1016/0022-3913(84)90256-7 Hofstede, T. M., Ercoli, C., Graser, G. N., Tallents, R. H., Moss, M. E. in Zero, D. T. (2000). Influence of metal surface finishing on porcelain porosity and beam failure loads at the metal-ceramic interface. J Prosthet Dent, 84(3), 309 317. doi:10.1067/mpr.2000.109488 Kirsten, A., Parkot, D., Raith, S. in Fischer, H. (2014). A cusp supporting framework design can decrease critical stresses in veneered molar crowns. Dent Mater, 30, 321 326. doi:10.1016/j.dental.2013.12.004 , K., in - , M. (2009). Metal-ceramic bond how to improve. Minerva Stomatol; 58 (Suppl 7): R367 73. Qiu, J., Yu, W. in Zhang, F. (2010). Effects of the porcelain-fused-to-metal firing process on the surface and corrosion of two Co Cr dental alloys. J Mater Sci, 46, 1359 1368. doi:10.1007/s10853-010-4927-0 Rosenstiel, S. F., Land, M. F. in Fujimoto, J. (2004) Contemporary fixed prosthodontics. 4th ed. St Louis: Mosby. , L. (2022). , diplomsko delo, Ljubljana.