Comparative study of fracture strength depending on the occlusal thickness of full zirconia crown

Purpose: The purpose of this study was to compare the fracture strength of traditional metal-ceramic crowns and full zirconia crowns according to the occlusal thickness. Materials and methods: A mandibular first molar resin tooth was prepared with 1.5 mm occlusal reduction, 1.0 mm rounded shoulder margin and $6^{\circ}$ taperness in the axial wall. Duplicating the resin tooth, 64 metal dies were fabricated. 48 full zirconia crowns were fabricated using Prettau zirconia blanks by ZIRKONZAHN CAD/CAM and classified into six groups according to the occlusal thickness (0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 0.9 mm, 1.0 mm). 16 metal-ceramic crowns were fabricated and classified into two groups according to the occlusal porcelain thickness (1.0 mm, 1.5 mm). All crowns were cemented on each metal die and mounted in a universal testing machine. The load was directed at the functional cusp of each specimen until catastrophic failure occurred. One-way ANOVA, Tukey multiple comparison test (${\alpha}=.05$) and t-test (${\alpha}=.05$) were used. Results: The results were as follows. 1. The test 1 group (646.48 N) showed the lowest fracture strength (P<.05), and the value of the test 2.3.4.5 groups (866.40 N, 978.82 N, 1196.82 N, 1222.41 N) increased as thickness increased, but no significant difference were found with the groups (P>.05). The value of test 6 group (1781.24 N) was significantly higher than those of the other groups (P<.05). 2. There were no significant differences of the fracture strength of metal ceramic crowns according to occlusal porcelain thickness 1.0 mm (2515.71 N) and 1.5 mm (3473.31 N) (P<.05). Conclusion: Full zirconia crown needs to be 1.0 mm or over in occlusal thickness for the posterior area to have higher fracture strength than maximum bite force.

완전 지르코니아 크라운의 교합면 두께에 따른 파절강도의 비교 연구

연구 목적: 본 연구의 목적은 전통적인 금속도재관과 완전 지르코니아 크라운의 교합면 두께에 따른 파절강도를 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 하악 제1대구치에 해당하는 레진치를 교합면 1.5 mm, 변연은 1.0 mm 폭의 rounded shoulder로 하고 축면 경사각이 $6^{\circ}$가 되도록 삭제하여 금속 다이 64개를 제작하였다. 완전 지르코니아 크라운은ZIRKONZAHN CAD/CAM을 이용하여 Prettau zirconia blanks를 절삭하여 48개의 크라운을 제작하고 교합면 교두정의 두께에 따라 6개 군으로 분류하였다(0.5 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, 0.8 mm, 0.9 mm, 1.0 mm). 16개의 금속도재관을 제작하여 교합면 교두정 도재의 두께에 따라 2개 군으로 분류하였다(1.0 mm, 1.5 mm). 완성된 완전 지르코니아 크라운과 금속도재관은 만능시험기 상에서 치아 교합면에 수직으로 하중이 가하도록 하여 파절강도를 측정하였다. One-way ANOVA, Tukey multiple comparison test (${\alpha}=.05$)와 t-test (${\alpha}=.05$)로 검정하였다. 결과: 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 실험 1군은 가장 낮은 값(646.48 N)을 나타내었고(P<.05), 실험 2, 3, 4, 5군은 교합면의 두께가 증가할수록 파절강도는 증가하였지만 (866.40 N, 978.82 N, 1196.82 N, 1222.41 N) 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다(P>.05). 실험 6군은 다른 군보다 통계적으로 유의하게 가장 높은 값(1781.24 N)을 나타내었다(P<.05). 2. 대조군의 파절강도는 도재의 두께가 1.0 mm와 1.5 mm일때각각2515.71 N, 3473.31 N이며 이는 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다(P>.05). 결론: 완전 지르코니아 크라운은 대구치부에서 최대교합력보다 높은 파절강도를 갖기 위해서는 1.0 mm이상의 두께가 필요하다.