Biomechanical Comparison of Ceramic, Titanium and Chrome Cobalt Post Inlays in Post-Traumatic Dental Defects Repair

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Abstract. The aim of the study is the biomechanical substantiation of restoration of tooth crowns destroyed due to trauma using ceramic post inlays.

Materials and research methods. In order to experimentally compare the strength of pin inlays, tooth root and ceramic crown depending on the material of the inlays, three-dimensional mathematical modeling of the stress-strain state of the pin structure using the method of finite element analysis was carried out. The physical and mechanical properties and size of a single-rooted tooth with a fractured crown (upper central incisor), a ceramic crown and a peg inlay made of a chrome-cobalt alloy, titanium or ceramics corresponded to the natural ones. Calculations were performed using the properties of both the devital and the intact tooth. Situations of early operation of the post construction with close contact of the root, inlay, and crown, as well as possible decay of tooth tissues along the edge of the crown in the long-term operation of the construction were simulated. A functional load of 150N was applied to two areas: the incisal edge and the upper third of the palatal surface of the crown on post inlays with a change in load direction from 0 to 90°.

Research results and their analysis. According to the data of mathematical modeling of functional load, the strength of a post-traumatic tooth defect replacement is sufficient when using both metal and ceramic post inlays; changes in physical and mechanical properties of the tooth with increasing time from the moment of devitalization increase stress in the ceramic crown, and root failure along the edge of the crown causes the ultimate stress at a horizontal shift of load direction.

The biomechanical rationale allows: in case of complete destruction of the crown part of the tooth — to recommend milled dowel ceramic inlays as a support of metal-free artificial crowns; to stick to the technology of their fixation in the root canal and of the fixation of crowns to the inlays; to ensure a strict dispensary of patients with a ceramic crown on milled dowel ceramic inlay to detect and to eliminate tooth root caries in the long term; to provide direction of functional load within 30° from the axis of the restored tooth during prosthetics.

About the authors

V. N. Olesova

State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: olesova@fmbcfmba.ru
Moscow

A. S. Ivanov

Rostov State Medical University Ministry of Health of the Russian Federation

Email: olesova@fmbcfmba.ru
Rostov-na-Donu

E. E. Olesov

State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: olesova@fmbcfmba.ru
Moscow

A. S. Romanov

State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: olesova@fmbcfmba.ru
Moscow

R. S. Zaslavskiy

State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: olesova@fmbcfmba.ru
Moscow

References

  1. Manatina V.I. Clinical Substantiation of Indications for the Use of Endocrowns. Sovremennaya Stomatologiya = Modern Dentistry. 2019;2:69-74 (In Russ.).
  2. Razakov D.Kh., Arutyunov E.I. Comparative Characteristics of the Use of Zirconium, Metal and Combined Pin Stump Inlays in the Treatment of the Anterior Group of the Teeth of the Upper Jaw. Byulleten Meditsinskikh Internet-Konferentsiy = Bulletin of Medical Internet Conferences. 2019;7:305 (In Russ.).
  3. Fisyunov A.D., Rubnikovich S.P. The Use of a Composite-Reinforced Stump Pin Inlay for Prosthetics of a Complete Defect in the Coronal Part of the Tooth. Stomatologiya. Estetika. Innovatsii = Dentistry. Aesthetics. Innovation. 2019;3:292-302 (In Russ.).
  4. Bersanov R.U. Funktsionalnaya i Ekonomicheskaya Effektivnost Sovremennykh Metodov Ortopedicheskoy Reabilitatsii Bolnykh s Chastichnoy i Polnoy Adentiey = Functional and Economic Efficiency of Modern Methods of Orthopedic Rehabilitation of Patients with Partial and Complete Adentia. Extended abstract of Doctor’s thesis in Medicine. Moscow Publ., 2016. 48 p. (In Russ.).
  5. Klemin V.A., Kubarenko V.V. Artificial Tooth Crown Stump: Components, Classification, Design Options. Sovremennaya Ortopedicheskaya Stomatologiya = Modern Orthopedic Dentistry. 2016;26:39-42 (In Russ.).
  6. Soares P.V. Replacing a Cast Post with a Glass Fiber Post Using an Adhesive Retention Technique. Kafedra. Stomatologicheskoe Obrazovanie = Cathedra-Chair. Dental Education. 2015;52:8-10 (In Russ.).
  7. Ertesyan A.R. Sovershenstvovanie Ortopedicheskogo Lecheniya Bolnykh s Nizkimi i Razrushennymi Klinicheskimi Koronkami Opornykh Zubov = Improvement of Orthopedic Treatment of Patients with Low and Destroyed Clinical Crowns of Abutment Teeth. Candidate’s thesis in Medicine. Samara Publ., 2017, 132 p. (In Russ.).
  8. Grishkova N.O. Eksperimentalno-Klinicheskoe i Ekonomicheskoe Sravnenie Tekhnologiy Izgotovleniya Iskusstvennykh Zubnykh Koronok = Experimental-Clinical and Economic Comparison of Technologies for the Manufacture of Artificial Dental Crowns. Extended abstract of candidate’s thesis in Medicine. 2017. 24 p. (In Russ.).
  9. Iskenderov R.M. Accounting for Materials to Manage the Cost of Manufacturing One Orthopedic Unit of Production Using CAD-CAM Technologies in Dentistry. Sovremennye Problemy Nauki i Obrazovaniya = Modern Problems of Science and Education. 2016;2:33 (In Russ.).
  10. Retinskaya MV, Goryainova KE, Rusanov F.S., Lebedenko I.Yu. Scientific Basis for the Choice of Material for CEREC Crowns. Stomatologiya = Dentistry. 2016;6:110-111 (In Russ.).
  11. Kelly J.R. Ceramics in Dentistry: Principles and Practice. Quintessence Publishing Co., Inc. 2016. 128 p.
  12. Verma M., Meena N. Dental Ceramics Material and Applications. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2016. 224 p.
  13. Oganyan A.I., Tsalikova N.A., Salamov M.Ya., Grishkina M.G. The Use of Zirconium Dioxide Post Stump Structures for Restoration of the Crown Parts of Teeth in Various Parts of the Dentition. Rossiyskaya Stomatologiya = Russian Dentistry. 2016;1:24-25 (In Russ.).
  14. Dubrov V.E., Zyuzin D.A., Kuzkin I.A., Shcherbakov I.M., Donchenko S.V., Saprykina K.A. Application of the Finite Element Method in Modeling Biological Systems in Traumatology and Orthopedics. Rossiyskiy Zhurnal Biomekhaniki = Russian Journal of Biomechanics. 2019;1:140-152 (In Russ.).
  15. Manatina V.I. Comparative Analysis of the Stress-Strain States of the Structures of the Pulped Tooth and Orthopedic Structures in the Elimination of Defects in the Coronal Part. Stomatologicheskiy Zhurnal = Dental Journal. 2019;1:47-53 (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».