Effect of different onlay materials and resin core thickness on stress distribution in partial coverage restorations: a 3D finite element study.

چکیده اصلی

OBJECTIVE: To investigate the effects of onlay materials and resin core thickness on stress distribution in partial coverage restorations under static and thermal loading using finite element analysis (FEA). METHODS: A 3D mandibular first molar model was created from CBCT data. Four materials (zirconia, lithium disilicate [LD], polymer-infiltrated ceramic network [PICN], gold alloy [GA]) and five resin core thicknesses (1 mm to 4 mm, plus full crown control) were tested. A total of 20 models were loaded with 100 N occlusal force and thermal stresses (5-37 °C and 37-55 °C). The distribution characteristics of the maximum principal stress (MPS) were analyzed for different combinations of variables. RESULTS: Under mechanical loading, thin resin cores (1-2 mm) performed best. Increasing thickness to 3 mm sharply raised enamel stress (zirconia: 77.35-80.72 MPa); at 4 mm, restoration stress peaked (zirconia: 150.12 MPa). Zirconia showed highest restoration stress (54.01-150.12 MPa) but lowest dentin stress (5.02-7.70 MPa); PICN had low and most stable restoration stress (55-91 MPa) but highest dentin stress (8-13 MPa). Under high-temperature thermal stress, enamel stress jumped sharply at ≥ 3 mm resin thickness, markedly higher than under low-temperature stress. GA with an extremely thin resin core (1R4O) caused abnormally high dentin stress (50.83 MPa) at low temperature. CONCLUSION: A thin resin core (1-2 mm) offered better overall mechanical performance. Material type markedly influenced stress distribution. High-temperature thermal stress posed a greater threat to tooth structure than low-temperature stress. Thermal stress barely affected periapical/periodontal tissues. CLINICAL RELEVANCE: For extensive MOD restorations, a 2 mm resin core is recommended as the safe threshold. Material selection should balance the protection of the restoration itself and the stress transfer to the tooth structure.

ترجمه فارسی چکیده

هدف: بررسی تأثیر مواد رویه و ضخامت هسته رزینی بر توزیع استرس در ترمیم‌های پوشش‌ناقص تحت بارگذاری استاتیک و حرارتی با استفاده از تحلیل المان محدود (FEA). روش‌ها: یک مدل سه‌بعدی مولر اول پایین فک از داده‌های سی‌تی‌اس‌سی ساخته شد. چهار متریال (زیرکونیا، دی‌سیلیکیت لیتیم [LD]، شبکه سرامیکی نفوذی پلیمری [PICN]، آلیاژ طلا [GA]) و پنج ضخامت هسته رزینی (۱ تا ۴ میلی‌متر، به همراه کنترل تاج کامل) آزمایش شد. مجموعاً ۲۰ مدل با نیرو اکلوزال ۱۰۰ نیوتن و استرس‌های حرارتی (۵-۳۷ درجه و ۳۷-۵۵ درجه) بارگذاری شدند. ویژگی‌های توزیع استرس اصلی ماکزیمم (MPS) برای ترکیب‌های متغیر تحلیل شد. نتایج: تحت بارگذاری مکانیکی، هسته‌های رزینی نازک (۱-۲ میلی‌متر) عملکرد بهتری داشتند. افزایش ضخامت به ۳ میلی‌متر استرس دندان‌سفید را به شدت افزایش داد (زیرکونیا: ۷۷.۳۵-۸۰.۷۲ مگاپاسکال) و در ۴ میلی‌متر، استرس ترمیم به اوج رسید (زیرکونیا: ۱۵۰.۱۲ مگاپاسکال). زیرکونیا بالاترین استرس ترمیم (۵۴.۰۱-۱۵۰.۱۲ مگاپاسکال) اما کمترین استرس دندان‌سفید (۵.۰۲-۷.۷۰ مگاپاسکال) را نشان داد؛ PICN استرس ترمیم پایین و پایدار (۵۵-۹۱ مگاپاسکال) اما بالاترین استرس دندان‌سفید (۸-۱۳ مگاپاسکال) را داشت. تحت استرس حرارتی دمای بالا، استرس دندان‌سفید به شدت در ضخامت رزینی ≥ ۳ میلی‌متر افزایش یافت که به طور قابل توجهی بالاتر از استرس دمای پایین بود. طلا با هسته رزینی بسیار نازک (۱R4O) در دمای پایین استرس دندان‌سفید غیرعادی بالایی (۵۰.۸۳ مگاپاسکال) ایجاد کرد. نتیجه‌گیری: هسته رزینی نازک (۱-۲ میلی‌متر) عملکرد کلی مکانیکی بهتری ارائه داد. نوع متریال تأثیر قابل توجهی بر توزیع استرس داشت. استرس حرارتی دمای بالا تهدید بیشتری برای ساختار دندان نسبت به استرس دمای پایین ایجاد کرد. استرس حرارتی تقریباً بر بافت‌های پری‌آپیکال/پریودنتال اثر نداشت. اهمیت بالینی: برای ترمیم‌های MOD گسترده، ۲ میلی‌متر هسته رزنی به عنوان آستانه ایمن توصیه می‌شود. انتخاب متریال باید تعادل حفاظت از خود ترمیم و انتقال استرس به ساختار دندان را در نظر بگیرد.

متن کامل اصلی