Flexural strength of Lithium Disilicate Based Glass Ceramic Blocks for CAD/CAM

Abstract

The purpose of this study is to evaluate flexural strength and other mechanical properties of CEREC Tessera ™, a new lithium disilicate CAD/CAM block and to compare it with IPS e.max® CAD which is widely used for dental restorations of CAD/CAM system. Fifteen specimens (length:15.0mm; width:4.0mm; thickness:3.0mm, ISO6872) each were fabricated from the two materials (IPS e.max® CAD, CEREC Tessera™). Every side of specimens was polished with wet silicon paper and sintered with Universal Glaze (Dentsply Sirona, Charlotte, NC, USA) as each manufacturer instruction. To measure flexural strength, 3-point bending test was done with a universal Testing Machine (Instron 3366, Instron, MA, US), a support span of 10mm with a crosshead speed of 1.0mm/min. The Weibull modulus and Young’s modulus were calculated from the test data. Median value of flexural strength of e.max® was 225.3 MPa, and of Tessera™ was 214.0 MPa. There was no statistically significant difference between two groups according to Mann-Whitney test (p=0.852). The Weibull modulus for each group was 7.8167 and 5.2246, respectively. The Weibull characteristic strengths (σ0), which is the strength at which 63.2% of specimen would fail, were 230.9MPa and 241.1MPa respectively. Likelihood ratio test was used, and there was no significant difference between two groups (p=0.1994). Young’s modulus of each group was 9.69(± 0.95)GPa, 10.50(± 0.79)GPa respectively. Student’s t-tsest was used and there was significant difference between two groups (p<0.05). Within the limitation of our study, there is no difference in flexural strength and Weibull modulus between CEREC Tessera™ and IPS e.max® CAD. However, CEREC Tessera™ has other advantages over IPS e.max® CAD. Therefore, it can be said that CEREC Tessera™ can be successfully used as IPS e.max® CAD. 본 연구의 목적은 최신 리튬 디실리케이트 CAD/CAM 블록인 CEREC Tessera™의 굴곡 강도를 측정하고 현재 CAD/CAM 방식의 수복물 제작에서 널리 쓰이고 있는 IPS e.max® CAD와 비교해 보는 것이다. 두 재료 (IPS e.max® CAD, CEREC Tessera™)를 이용해서 각각 15개의 시편이 제작되었다. (길이 15.0mm, 너비 4.0mm, 두께 3.0mm, ISO6872의 기준을 따름.) Wet polishing paper이용하여 시편의 모든 면이 연마되었으며 Universal glaze(Dentsply Sirona, Charlotte, NC, USA) 와 함께 각각 제조사의 권고사항대로 firing하였다. 시편의 굴곡 강도는 3점 굽힘 시험을 이용하여 측정되었다. 3점 굽힘 시험에는 Instron Universal Testing Machine (Instron 3366, Instron, MA, US)이 사용되었으며, 10mm 길이의 지지길이, 분당 1.0mm의 crosshead 속도로 실험이 진행되었다. 실험 결과 e.max®와 Tessera™의 굴곡강도의 중앙값은 각각 225.3, 214.0 MPa이었으며 Mann-Whitney test를 이용하여 두 그룹 간의 통계적 유의성을 확인하였고 통계적 유의성은 없는 것이 확인되었다(p=0.852). 각 그룹의 와이블 계수는 e.max®: 7.8167, Tessera™: 5.2246이었으며 재료가 63.2%의 확률로 파괴되는 강도인 와이블 특성 강도(σ0)는 230.9MPa, 241.1MPa이었다. 우도비 검정 시행하였을 때 두 그룹간 유의미한 차이는 없었다 (p=0.1994). 각 그룹의 굴곡 탄성률은 각각 9.69(± 0.95)GPa, 10.50(± 0.79)GPa이었으며student’s t-test로 검정하였을 때 통계적으로 유의미한 차이가 존재하였다 (p<0.05). 본 연구에 한해서는 최신 리튬 디실리케이트 CAD/CAM block인 CEREC Tessera™와 IPS e.max® CAD의 굴곡강도와 와이블 계수는 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것이 확인되었다. 그렇지만 CEREC Tessera™에는 다른 장점들이 있기 때문에 IPS e.max® CAD만큼 성공적으로 쓰일 수 있을 것이다.