Verschleißverhalten von Zirkonoxidsubstraten gegenüber Prüfkörpern aus verschiedenen Materialien

Ziel: In dieser Studie wurde das Verschleißverhalten von Zirkonoxidsubstraten mit unterschiedlichen Oberflächenrauheiten gegenüber Prüfkörpern aus unterschiedlichen Materialien untersucht. Methode: Halbkugelförmige Proben (Durchmesser 5 mm) aus verschiedenen Materialien (VM9, Vintage ZR, IPS e.max Press, menschlicher Zahnschmelz) dienten als Gegenprüfkörper zu Scheiben aus drei unterschiedlichen Zirkonoxidmaterialien (P-NanoZr, Cercon HT, Zenostar) mit jeweils drei verschiedenen Rauheiten (glatt: Ra = 0,01 μm; mäßig rau Ra = 0,1 μm; rau: Ra = 1 μm). Jede Gruppe (n = 7) wurde äquivalent zu fünf Jahren klinischer Funktion in einem Kausimulator thermomechanisch ermüdet. Anschließend wurden alle Proben mit einem Laserscanner gescannt und der Volumenverlust quantitativ erfasst. Das Verschleißmuster wurden mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops (REM) ausgewertet. Die Bestimmung der Kristalleigenschaften der Zirkonoxidproben erfolgte mittels Raman-Spektroskopie. Ergebnisse: Auf der Zirkonoxidseite wurde der geringste Volumenverlust bei glattem P-NanoZr gegenüber Schmelz-Gegenprüfkörpern gemessen (0,002 ± 0,002 mm3), während der größte Verlust an rauem Cercon HT gegenüber Vintage-Gegenprüfkörpern auftrat (0,37 ± 0,14 mm3). Glattes Zenostar verursachte am Schmelz-Gegenprüfkörper den geringsten Volumenverlust (0,03 ± 0,02 mm3), während raues Zenostar an den VM9-Gegenprüfkörpern den größten Volumenverlust verursachte (2,67 ± 0,35 mm3). Zwischen der Oberflächenrauheit der Zirkonoxidproben und dem Volumenverlust der Zirkonoxid- und Gegenprüfkörper fand sich eine positive Korrelation. P-NanoZr zeigte verglichen mit den anderen Zirkonoxidmaterialien den geringsten Verschleiß. Die verschiedenen Proben wiesen ein vergleichbares Verschleißmuster auf. Die künstliche Alterung beeinflusste die Verteilung der tetragonalen und der monoklinen Phase in den verschiedenen Zirkonoxidmaterialien nicht. Schlussfolgerung: Die Mikrostruktur von Zirkonoxid hat einen relativ geringen, die Oberflächenrauheit den größten Einfluss auf den Eigenverschleiß und den Verschleiß von Gegenmaterialien.