Bonding mode and bond strength between zirconia and porcelain and new internal structural analysis

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K17194
• Research Institution: The Nippon Dental University
• Principal Investigator: 小澤 誠 日本歯科大学, 新潟生命歯学部, 非常勤講師 (20610265)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ジルコニア / 焼付界面 / 陶材 / FE-SEM

Outline of Annual Research Achievements

ジルコニアフレームに陶材を焼成した修復法が審美修復を目的として臨床応用されているが，陶材の破折や剥離に遭遇することがある．この原因の一つに，陶材の焼付界面での結合が不十分であることが考えられる．研究代表者らは，以前の研究でジルコニアと陶材の焼付界面に酸素による化学結合の存在を明らかにした．本研究では，ジルコニアと陶材間の化学的結合状態を詳細に解析し，結合強さの向上と安定の得られる焼成条件を追求することで，補綴装置製作時の新しい焼付方法を確立することを目的とした．
ジルコニアフレームには，イットリア添加部分安定化型ジルコニアを用い，焼付用陶材にはボディ陶材を用いた．陶材の焼成温度を4種類（950℃，1050℃，1100℃，1150℃）とし，FE-SEMによる焼付界面の化学分析，3点曲げ試験による接着強度， 焼成によるジルコニア試料の変形といった3項目について比較検討した．
FE-SEMによる化学分析の結果，ジルコニアや陶材の主成分および添加物であるジルコニウム, イットリウム, アルミニウム, ナトリウム, カルシウム，カリウムの元素拡散は認めなかった．しかし，全ての焼成条件において，ジルコニア表層の焼付界面から0.2~0.5μm程度に酸素含有の多い層を認めた．3点曲げ試験の結果，全ての焼成条件で陶材の剥離に至る曲げ強さを比較すると有意差は認めなかった．ジルコニアフレームは950℃，1050℃，1100℃の条件下では，陶材焼成側方向にジルコニアの湾曲変形を認めた．
得られた成果に関し，現在論文を作成中である．