Study of the quality of the marginal gap of artificial crown frames made with the use of traditional and digital technologies

Cover Page

Abstract


The aim of the study is to evaluate the quality of the marginal gap of the frames of artificial crowns made with the use of CAD/CAM system and by casting method.

Materials and methods. The article presents an assessment of the quality of the edge fitting of artificial crown frames made by means of CAD/CAM system KaVo ARCTICA on digital images of dentition created by intraoral laser scanner iTero Cadent and frames made of Co-Cr by the method of casting. The Image J computer program was used to study the quality of the marginal gap of artificial crown frames. For statistical analysis of the obtained data nonparametric Wilcoxon-Mann-Whitney test was used for the evaluation of the related samples.

Results. We found that the average value of the marginal gap between the tooth stump of the experimental model and the frames of artificial crowns made in the KaVo ARCTICA Engine milling and grinding machine from the titanium blank Titan-Blank is 21.79 microns. The average value of the cement gap of the frames of artificial crowns made by the traditional casting method is 77.18 microns. The value of the marginal gap of artificial crown frames made by using the CAD/CAM system KaVo ARCTICA was 2.8 times less than the value of the marginal gap of frames made by the traditional casting method with a significance level of р < 0.05 (V-Wilcoxon criterion for related samples = 0, р = 0.001).

Conclusion. The results of our study indicate that the frames of artificial crowns made with the use of CAD/CAM system KaVo ARCTICA have a greater dimensional accuracy of the marginal gap compared to the frames of artificial crowns made by the traditional casting method.


Full Text

Введение

Металлокерамические реставрации до сих пор широко используются при протезировании дефектов твердых тканей зубов и зубных рядов [4]. Традиционная технология литья, применяемая при изготовлении каркасов металлокерамических протезов, заключается в следующем. Сначала получают оттиск протезного ложа, по которому изготавливают гипсовую модель. Культи препарированных зубов на гипсовой модели дважды покрывают лаком для компенсации усадки сплава. Далее создают репродукции каркасов искусственных коронок методом погружения культи в расплавленный воск до получения необходимой толщины. Моделируют литники, формуют в опоку, выплавляют воск в муфельной печи и отливают каркасы протезов из металлических сплавов (кобальт-хромовый сплав (КХС), никель-хромовый сплав (НХС)) [4]. Параллельно с этим на современном этапе развития ортопедической стоматологии используется полностью цифровой метод изготовления каркасов металлокерамических коронок, который включает в себя получение цифровых изображений зубных рядов пациента с помощью внутриротовых сканеров, виртуальное моделирование и изготовление каркасов в фрезерно-шлифовальном станке CAD/CAM-системы [1–3, 5, 6]. Научных публикаций, посвященных сравнительной оценке качества краевого прилегания металлических каркасов искусственных коронок, полученных с применением традиционного метода литья и цифровой технологии, недостаточно, что и явилось обоснованием необходимости проведения данного исследования.

Цель исследования — изучить качество краевого прилегания каркасов искусственных коронок, изготовленных с помощью CAD/CAM-системы и методом литья.

Материалы и методы

Для изучения качества краевого прилегания каркасов искусственных коронок нами была разработана специальная схема проведения исследования (рис. 1), в которой была использована экспериментальная модель с подготовленной под искусственную коронку культей зуба 2.7 с циркулярным уступом в виде желоба (рис. 2).

 

Рис. 1. Схема проведения эксперимента

Fig. 1. Scheme of the experiment

 

Рис. 2. Экспериментальная модель

Fig. 2. Experimental model

 

На первом этапе с помощью внутриротового лазерного сканера iTero Cadent (США) были получены 11 цифровых изображений экспериментальной модели. В программном обеспечении Dental CAD 2.2 Valletta проводили моделирование каркасов искусственных коронок.

На втором этапе из титановой заготовки Titan-Blank в фрезерно-шлифовальном станке KaVo ARCTICA Engine были изготовлены 11 каркасов искусственных коронок.

На третьем этапе с экспериментальной модели были получены 11 двухслойных одноэтапных А-силиконовых оттисков (Express STD, Express XT RegularBody, 3M ESPE, США) и изготовлены 11 разборных моделей из высокопрочного гипса Fujirock (GC, Япония). С помощью технологии литья были получены 11 каркасов искусственных коронок из КХС.

На четвертом этапе проводили сравнение качества краевого прилегания каркасов искусственных коронок, изготовленных с помощью CAD/CAM KaVo ARCTICA, с качеством краевого прилегания каркасов искусственных коронок, изготовленных по традиционной технологии литья. Для оценки величины краевого зазора каркасов искусственных коронок применяли следующую методику. Область уступа подготовленного зуба экспериментальной модели окрашивали маркером для лучшей визуализации краевой линии уступа. Фотографии краевого зазора каркасов получали с помощью операционного микроскопа Leica M320 под 40-кратным увеличением на мезиальной, дистальной, оральной и вестибулярной поверхностях. С помощью компьютерной программы Image J измеряли величины краевого зазора искусственных коронок в 10 контрольных точках на каждой поверхности (рис. 3). Результаты измерений заносили в таблицы для последующего статистического анализа.

 

Рис. 3. Измерение краевого зазора каркасов искусственных коронок в компьютерной программе Image J: a — величина краевого зазора каркаса, изготовленного в CAD/CAM-системе KaVo ARCTICA, — 20,060 мкм; b — величина краевого зазора каркаса, изготовленного методом литья, — 76,222 мкм

Fig. 3. Measurement of the marginal gap of artificial crown frames with the computer program Image J: a — the value of the edge gap of the frame made in the CAD/CAM system KaVo ARCTICA is 20.060 microns; b — the value of the marginal gap of the frame made by casting is 76.222 microns

 

Для оценки качества краевого прилегания каркасов применяли критерии, разработанные компанией Renishaw (Великобритания): 0–19 мкм — отличное прилегание, отсутствие клинических проблем; 20–39 мкм — хорошее прилегание; 40–79 мкм — удовлетворительное; 80–119 мкм — приемлемое; 120 мкм — максимальное ограничение для надежного функционирования.

Результаты и обсуждение

Результаты по изучению величины краевого зазора каркасов искусственных коронок представлены в табл. 1 и 2.

 

Таблица 1 / Table 1

Средние величины краевого зазора каркасов искусственных коронок, созданных с помощью CAD/CAM KaVo ARCTICA, мкм

Average values of the marginal gap of the frames of artificial crowns made with the use of CAD/CAM KaVo ARCTICA, microns

n

Поверхности зуба

мезиальная

дистальная

оральная

щечная

1

25,8606

25,3413

14,4929

14,6233

2

26,3228

23,5348

18,2259

22,4082

3

18,8766

18,8218

19,8234

34,0726

4

23,2197

22,3077

20,9960

27,7382

5

25,5873

22,6831

18,3695

21,9846

6

27,8276

27,1179

17,6620

23,7557

7

18,2496

30,7128

18,3603

21,7365

8

17,5962

15,7975

19,4503

21,1620

9

18,6539

16,8027

24,9438

15,9147

10

25,1898

26,8864

20,8579

21,7525

11

17,8571

25,2464

21,3155

18,6675

Среднее значение

21,7911

 

Таблица 2 / Table 2

Средние величины краевого зазора каркасов искусственных коронок, созданных по традиционной технологии литья из КХС, мкм

Average values of the marginal gap of the frames of the artificial crowns made of Co-Cr with the use of traditional casting technology, microns

n

Поверхности зуба

мезиальная

дистальная

оральная

щечная

1

69,4759

96,5628

91,4691

70,3620

2

67,7418

73,2287

90,3666

76,1360

3

85,7697

60,7552

74,2173

75,2850

4

79,0040

89,6184

80,0235

66,5002

5

66,6137

86,3708

66,0705

86,8570

6

66,8435

79,2615

76,7699

92,5928

7

73,9825

73,6988

78,5381

80,8690

8

65,6938

80,0303

66,1116

87,8103

9

87,2264

58,7426

85,3112

69,3210

10

82,5405

76,7097

82,3566

62,9565

11

77,8177

75,9248

81,1599

81,3306

Среднее значение

77,1825

 

Описательные статистики (табл. 3) и визуальный анализ гистограмм (рис. 4) позволяют качественно оценить характеристики распределения средних значений величины краевого зазора. На основании этих данных мы сделали вывод, что распределения значений признаков в обеих группах отличаются от нормального (наблюдается ярко выраженная асимметрия, мультимодальность). Кроме того, сравниваемые группы являются связанными, так как все искусственные коронки были изготовлены для одной экспериментальной модели, но разными методами. В связи с этим для анализа данных применяли непараметрический V-критерий Уилкоксона – Манна – Уитни для связанных выборок. Анализ проводился в программной среде R, предназначенной для статистической обработки данных и работы с графикой. В данном исследовании в качестве критического был принят уровень значимости p = 0,05.

 

Рис. 4. Гистограммы распределения значений признака «Величина краевого зазора»

Fig. 4. Histograms. Distribution of values of the marginal gap

 

Таблица 3 / Table3

Описательные статистики распределения значений величины краевого зазора

Descriptive statistics of the distribution of values of the marginal gap

Метод изготовления каркасов искусственных коронок

n

Среднее ± стандартное отклонение

Медиана

Минимум

Максимум

25-й процентиль

75-й процентиль

Стандартная ошибка среднего

Цифровой (CAD/CAM)

11

21,79 ± 1,908

22,26

18,50

24,09

20,43

23,23

0,58

Традиционный (литье)

11

77,18 ± 2,303

76,77

74,01

81,97

75,65

78,83

0,69

Примечание. Во всех таблицах n — количество каркасов искусственных коронок.

Note. In all tables, n — the number of the frames of the artificial crowns.

 

Нами было выявлено, что среднее значение величины краевого зазора между культей зуба экспериментальной модели и каркасами искусственных коронок, изготовленных в фрезерно-шлифовальном станке KaVo ARCTICA Engine из титановой заготовки Titan-Blank, составляет 21,79 мкм, что соответствует «хорошему краевому прилеганию» по критериям Renishaw. Среднее значение величины цементного зазора каркасов искусственных коронок, изготовленных традиционным методом литья, составляет 77,18 мкм, что соответствует «удовлетворительному краевому прилеганию» по критериям Renishaw. Величина краевого зазора каркасов искусственных коронок, изготовленных с помощью CAD/CAM-системы KaVo ARCTICA, оказалась в 2,8 раза меньше, чем величина краевого зазора каркасов, изготовленных традиционным методом литья с уровнем значимости p < 0,05 (V-критерий Уилкоксона для связанных выборок = 0, р = 0,001).

Представляют интерес исследования иностранных авторов, занимающихся изучением данной проблемы. В частности, J. Ng et al. [7] в своем исследовании пришли к выводу, что полностью цифровой метод позволяет получить каркасы несъемных протезов с меньшим краевым зазором (48 ± 25 мкм) по сравнению с каркасами, изготовленными по традиционной технологии литья (74 ± 47 мкм), что свидетельствует о заметном отличии от полученных нами данных.

Заключение

Результаты нашего исследования свидетельствуют, что каркасы искусственных коронок, изготовленные с помощью CAD/CAM-системы KaVo ARCTICA, обладают большей размерной точностью краевого прилегания по сравнению с каркасами искусственных коронок, изготовленными традиционным методом литья.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

Evgenii N. Zhulev

Privolzhsky Research Medical University

Author for correspondence.
Email: hrustalev54@mail.ru

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Professor, Department of Orthopaedic Dentistry and Orthodontics

Yuliya A. Vokulova

Federal state official institution “Polyclinic No. 2 of the Federal Сustoms Service of Russia”

Email: vokulova@rambler.ru

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Head of the Dental Department, Stomatologist-Orthopedist

References

  1. Вокулова Ю.А., Жулев Е.Н. Оценка точности получения оттисков зубных рядов с применением технологии лазерного сканирования // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 5. – C. 164. [Vokulova YuA, Zhulev EN. Evaluation of the accuracy of obtaining impressions of the dentition with the use of technology of laser scanning. Modern problems of science and education. 2016;(5):164. (In Russ.)]
  2. Жулев Е.Н., Вокулова Ю.А. Изучение размерной точности цифровых оттисков, полученных с помощью внутриротового сканера iTero // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 12-2. – С. 257–261. [Zhulev EN, Vokulova YuA. Evaluation of dimensional accuracy digital impressions obtained using the intraoral scanner Itero. International journal of applied and fundamental research. 2016;(12-2):257-261. (In Russ.)]
  3. Жулев Е.Н., Вокулова Ю.А. Сравнительная оценка размерной точности оттисков в эксперименте // Dental Forum. – 2017. – № 1. – С. 38–42. [Zhulev EN, Vokulova YuA. Sravnitel’naya otsenka razmernoy tochnosti ottiskov v eksperimente. Dental Forum. 2017;(1):38-42. (In Russ.)]
  4. Розенштиль С.Ф. Ортопедическое лечение несъемными протезами. – М.: Медпресс, 2010. – 940 с. [Rozenshtil’ SF. Ortopedicheskoye lecheniye nes”yemnymi protezami. Moscow: Medpress; 2010. 940 p. (In Russ.)]
  5. Ряховский А.Н. Цифровая стоматология. – М.: Авантис, 2010. – 282 с. [Ryakhovskiy AN. Tsifrovaya stomatologiya. Moscow: Avantis; 2010. 282 p. (In Russ.)]
  6. Шустова В.А., Шустов М.А. Применение 3D-технологий в ортопедической стоматологии. – СПб.: СпецЛит, 2016. – 159 с. [Shustova VA, Shustov MA. Primeneniye 3D-tekhnologiy v ortopedicheskoy stomatologii. Saint Petersburg: SpetsLit; 2016. 159 p. (In Russ.)]
  7. Ng J, Ruse D, Wyatt Ch. A comparison of the marginal fit of crowns fabricated with digital and conventional methods. J Prosthet Dent. 2014;112(3):555-560. https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2013.12.002.

Supplementary files

Supplementary Files Action
1.
Fig. 1. Scheme of the experiment

Download (170KB) Indexing metadata
2.
Fig. 2. Experimental model

Download (113KB) Indexing metadata
3.
Fig. 3. Measurement of the marginal gap of artificial crown frames with the computer program Image J: a — the value of the edge gap of the frame made in the CAD/CAM system KaVo ARCTICA is 20.060 microns; b — the value of the marginal gap of the frame made by casting is 76.222 microns

Download (162KB) Indexing metadata
4.
Fig. 4. Histograms. Distribution of values of the marginal gap

Download (119KB) Indexing metadata

Statistics

Views

Abstract - 30

PDF (Russian) - 18

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2020 Zhulev E.N., Vokulova Y.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies