ARAŞTIRMA (Research) ABSTRACT ÖZET

Transkript

1 ARAŞTIRMA (Research) Hacettepe Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi Cilt: 33, Sayı: 3, Sayfa: 2-13, 2009 Kıymetsiz Metal Alaşımlarında Metal-Porselen Bağlantısına Artık Metal Kullanımı, Kaplama Uygulaması ve Oksidasyon Isısının Etkisinin İncelenmesi Evaluation of the Effect of Recast Metal Addition, Plating and Oxidation Temperature on Metal-Porcelain Bond Strength in Non-Precious Alloys *Yrd.Doç.Dr. M. Şamil AKYIL, *Prof.Dr. Zeynep Y. DUYMUŞ *Atatürk Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı ÖZET Amaç: Bu araştırmanın amacı; Ni-Cr ve Cr-Co kıymetsiz metal alaşımına %25 ve %50 oranında artık metal ilave edilmesinin, krom ve kalay kaplama uygulamasının ve 850 o C, 950 o C ve 1050 o C de okside edilmesinin metal-porselen bağlantı direncine etkisini incelemektir. Gereç ve Yöntem: Araştırma kapsamında Ni-Cr (Wiron 99) ve Cr-Co (Wirobond C) alaşımından %100 saf, %25 bir kez dökülmüş artık-%75 saf ve %50 artık-%50 saf metal alaşımından toplam 540 örnek hazırlandı. Örnekler elektroliz yöntemiyle krom ve kalay kaplandı ve üç alt gruba ayrılarak; 850 o C, 950 o C ve 1050 o C de oksidasyon işlemine tabi tutuldu. Oksidasyon sonrası örneklerin orta bölgeleri üzerine porselen uygulaması yapıldı. Örnekler üç-nokta bükme testi uygulanarak Hounsfield test cihazında 5mm/dk başlık hızıyla test edildi. Elde edilen veriler çok yönlü varyans analizi ile değerlendirildi. Bulgular: Alaşım türüne göre Cr-Co metal alaşımından, metal alt yapı çeşidine göre %100 saf metal içeren, elektrolitik kaplama çeşidine göre krom kaplama uygulanan ve oksidasyon ısısına göre 950 o C de okside edilen örneklerden en yüksek bağlantı direnci elde edildi. Sonuçlar hem Ni-Cr hem de Cr-Co alaşım için en yüksek bağlantı direncinin saf metal içeren krom kaplama uygulanmış ve 950 o C de okside edilmiş örneklerden elde edildiğini gösterdi. ABSTRACT Aim: This study is intended to examine the effect on metal-porcelain bond strength of the addition of 25% and 50% of recast metal to Ni-Cr and Cr-Co nonprecious metal alloys, of chromium and tin plating and of their oxidation at 850 o C, 950 o C and 1050 o C. Material and Methods: In this study, total of 540 samples were prepared from Ni-Cr (Wirron 99) and a Cr-Co (Wirobond C) metal alloy, as containing 100% pure, 25% once-cast recast metal-75% pure, and 50% recast-50% pure metal alloy and they were plated with chromium and tin by electrochemical plating method and all the samples were divided into three groups and oxidized at 850 o C, 950 o C and 1050 o C. After oxidation, porcelain was applied on the midline of the metal alloy samples. The samples were tested in Hounsfield test machine at a cross-head speed of 5mm/min, using three-point bend test. The data were evaluated by using multiple-way analysis of variance. Results: It was determined that the highest metalporcelain bond strength was obtained from Cr-Co non-precious metal alloy, from the metal substructure containing 100% pure metal alloy, from the chromium plating and from the oxidation heat treatment at 950 o C. The results showed that the highest bond strength for both Ni-Cr and Cr-Co metal alloys was obtained from the metal substructure containing 100% pure metal alloy which was plated with chromium and applied the oxidation heat treatment at 950 o C.

2 3 Sonuç: Bu araştırmanın sınırları dâhilinde her iki alaşımda güçlü bir metal-porselen bağlantısı elde etmek için %100 saf metal içeren alt yapıların kullanılmasının en ideal uygulama olduğu, bununla birlikte alaşımların yapısına en fazla %50 oranında artık metal ilave edilmesi durumunda, bu kombine alaşımın elektrolitik olarak krom kaplanması ve ardından 950 o C de okside edilmesinin daha güçlü bir bağlantı elde edilmesinde faydalı olacağı bulunmuştur. Conclusion: Within the limitation of this study, it is found that the 100% pure metal alloy for both metal alloys is an adequate substructure to obtain strong bonding between porcelain and metal, and that oxidation of non-precious metal alloys containing maximum 50% recasting metal at 950 o C after being electroplated with chromium can help provide stronger bonding between porcelain and non-precious metal alloy. ANAHTAR KELİMELER Metal-porselen bağlantısı, dental alaşımlar, tekrar döküm metal KEYWORDS Metal-porcelain bonding, dental alloy, recasting metal GİRİŞ Metal-porselen restorasyonlar, restoratif diş hekimliği uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu restorasyonlarda amaç; porselenin estetik özellikleri ile döküm restorasyonların direnç ve uyumunu kombine etmektir 1,2. Restoratif diş hekimliği uygulamalarında devrim niteliğinde değişime yol açan gelişmelerden biri metal alaşımlarına eriyerek birleşen porselen sistemleri olmuştur 3. Porselenin metal ile birleşme mekanizması, metal-porselen restorasyonlarının klinik diş hekimliğinde kullanılmaya başlanmasından günümüze kadar oldukça popüler olmuştur. Sistemin ömrü; ağız içindeki yaygın streslere dayanabilecek şekilde metal ile porselen arasında sağlam bir bağlantının oluşmasına bağlıdır 4,5. Kıymetli metal alaşımları kullanıldığında başarılı seramo-metal restorasyonlar elde edilmektedir. Ancak altın ve diğer kıymetli metallerin fiyatlarındaki aşırı artışlar, porselen veneer alt yapı materyali olarak kıymetsiz metal alaşımlarının kullanımlarının artmasına yol açmıştır 6,7. Kıymetsiz metal alaşımları ekonomik avantajlarına ek olarak kıymetli alaşımlardan daha rijit, bükülmeye ve kalıcı deformasyonlara karşı daha dirençlidirler 8,9. Bu materyallerin en önemli dezavantajı porselen-alaşım bağlanma başarısızlığının oluşabilmesidir 6. Porselenin metale bağlanma mekanizması günümüzde daha iyi anlaşılmıştır 10. Okside elementler (kalay, indiyum, krom gibi) porselen bağlantısını artıran ara yüz oksidinin oluşmasından ve alaşımın sertliğinden sorumludurlar 11. Oksit bağlantısı terimi ilk kez 1960 ların sonlarında Van Der-Waals kuvvetlerine yönelik olarak bir çalışmada kullanılmış bundan sonra metal ile seramik yüzeyleri arasında önemli ve stabil bir bağlantı kuvveti olarak kabul edilmiştir 12. Porselen metal bağlantısında önemli bir role sahip olan oksit tabakasının daha etkili oluşturulmasına yönelik uygulamalardan biri metal yüzeyinin kaplanmasıdır 6,13, Kıymetsiz metal alaşımlarında oksit tabakasının kalınlığını kontrol etmek oldukça zordur. Çeşitli okside elementlerin elektro-depozisyonu, porselen bağlantısını sağlamak için yüzey oksit tabakası oluşturmada etkili bir yöntemdir. Bu uygulama, kıymetsiz metal alaşımlarında oksit tabakasının kalınlığını kontrol etme tekniğine dayanmaktadır 10. Kıymetsiz metal alaşımlarının giderek artan fiyatları, protez laboratuarlarını değişik oranlarda artık metal kullanımına yöneltmiştir 19. Bu bağlamda mevcut araştırma; (1) kaide metali olarak Ni-Cr ve Cr-Co kıymetsiz metal alaşımlarının kullanılmasının, (2) porselen uygulanacak altyapı metali olarak %100 saf, %25 ve %50 oranında bir kez dökülmüş artık metal içeren alaşım kullanılmasının, (3) metal altyapı yüzeylerinin, potan-

3 4 siyel kontrollü olarak, elektroliz yöntemiyle krom ve kalay kaplanmasının ve (4) elektrolitik olarak kaplanmış alaşımlara 850 o C, 950 o C ve 1050 o C ısıda oksidasyon uygulanmasının metal-porselen bağlantı direncine olan etkisinin incelenmesi amaçlamaktadır. GEREÇ VE YÖNTEM Araştırma kapsamında Ni-Cr (Wiron 99, Bego Bremen/Germany) ve Cr-Co (Wirobond C, Bego Bremen/Germany) kıymetsiz metal alaşımları kullanıldı. 25 mm x 5 mm boyutlarında ve 0.5 mm kalınlığında toplam 540 örnek hazırlandı. Standart örnekler elde etmek amacıyla aynı boyutlarda paslanmaz çelik bir ana model hazırlandı. Ana modelin ölçüsü astarlama (puttywash) ölçü yöntemi ile silikon esaslı bir ölçü maddesi (Speedex putty-speedex light body, Coltene Konstanz-Germany) kullanılarak alındı ve elde edilen ölçü içerisine inley döküm mumu (Ash Pinnacle, Amalgamed Dental, England) eritilip dökülerek mum örnekler elde edildi. Manşete alma işlemi öncesi mum örnekler üzerine yüzey gerilimini azaltması amacıyla surfaktan likit (Unitek Debubblizer) sürüldü ve standart tij kaidesi üzerindeki döküm düğmeciğine plastik tijler (Ney in 14 numaralı tiji) bağlandı. Mum örnekler, fosfat bağlı bir revetman (Maruvest Speed, Megadental Limeshain/Himbach Germany) kullanılarak döküm manşetine alındı. Döküm işlemi; toplam 540 örneğin yarısı için Ni-Cr, diğer yarısı için Cr-Co metal alaşımı kullanılarak yarı otomatik santrifüjlü (Bego, Fornax 35E) döküm makinesinde gerçekleştirildi. Her bir alaşım türü için örneklerin dökümünde kullanılan metal alaşımın içeriğine göre üç temel grup (n= 90) şu şekilde oluşturuldu: Grup 1: %100 saf metal kullanılarak dökülen örnekler, Grup 2: %25 bir kez dökülmüş artık metal ile %75 saf metal karışımı kullanılarak dökülen örnekler, Grup 3: %50 bir kez dökülmüş artık metal ile %50 saf metal karışımı kullanılarak dökülen örnekler. Artık metaller, üretici firma önerilerine uygun olarak saf metalden bir kez dökülerek elde edilen dökümlerden sağlandı. Farklı içerikte metal altyapılar elde edilirken, artık ve saf metaller birbirleri ile ağırlık oranlarına göre elektronik terazi (S V, Gottl Kem&Sohn-7460 Albstadt, Ebingen) kullanılarak karıştırıldı. Döküm sonrası örnekler oda sıcaklığında soğumaya bırakıldı. Oksit tabakası ve revetman artıklarını giderebilmek ve döküm yüzeyini pürüzlendirebilmek amacı ile örnekler kumlama cihazında (Minikor Bego, Minipol, Bremen) 30 saniye süreyle 90µ gren çaplı alüminyum oksit tozu ile kumlandı ve tijler separe yardımıyla kesilerek uzaklaştırıldı. Daha sonra örnekler ultrasonik temizleme cihazında (Ultrasonic Cleaner, Serial Num: 2297, Biem Ultrasonic Makine San. Ltd. Şti., Türkiye) distile su içerisinde 5 dakika süreyle temizlendi. Örnekler elektrolitik olarak yüzey kaplanma türlerine göre üç alt gruba (n=30) şu şekilde ayrıldı: Alt Grup 1: Elektroliz yöntemiyle 0.1 molar CrCl 3 (Krom 3 klorür) ve elektrolit olarak 1 molar KCl (Potasyum klorür) içeren sulu çözeltide (3.27 gr CrCl gr KCl ml distile su) krom kaplanan örnekler, Alt Grup 2: Elektroliz yöntemiyle 0.1 Molar SnCl 2 (Kalay 2 klorür) ve %37 lik HCl (hidroklorik) asit çözeltisinde (4.4 gr SnCl ml HCl ml distile su) kalay kaplanan örnekler, Alt Grup 3: Herhangi bir kaplama uygulanmayan örnekler. Elektroliz uygulamaları potansiyel kontrollü olarak, platin anot üzerinde, Potentioscan Wenking POS 73 cihazı (Bank Elektronik, Gerhard Bank Electronic, Serial Num.:14407, Göttingen/W. Germany) kullanılarak gerçekleştirildi. Kaplama oluşturacak en uygun potansiyel değerini tespit etmek için dönüşümlü voltametri tekniğinden yararlanıldı. Krom çözeltisi için; +1000/-1500 mv potansiyelleri arasında voltamogram alındığında, yaklaşık mv da Cr +3 ün Cr o a, kalay çözeltisi için ise -200 / -1000

4 5 mv potansiyel arasında voltamogram alındığında yaklaşık -800 mv da Sn +2 nin Sn o a indirgenmesine karşılık gelen bir pik elde edildi. Bu piklerden yararlanılarak krom kaplama solüsyonuna; mv ve kalay kaplama solüsyonuna ise; -800 mv potansiyel uygulandı. Krom kaplama yapılan örnekler 8 dakika, kalay kaplama yapılan örnekler ise 1 dakika süre ile elektroliz işlemine tabi tutuldu ve 2µ kalınlığında kaplama tabakası oluşturuldu. Oluşturulan kaplama tabakasının kalınlığı tarayıcı elektron mikroskobu (Jeol SEM, JSM-6400, Japonya) kullanılarak ölçüldü (Resim 1A ve 1B). Örnekler elektrolitik kaplama sonrası distile su ile yıkandı ve kontaminasyondan korumak amacı ile kapalı kaplar içerisine yerleştirildi. Elektrolitik kaplama yapılan örnekler aynı gün içerisinde oksidasyon işlemine tabi tutuldu ve porselen uygulamaları gerçekleştirildi. Her bir elektrolitik olarak yüzey uygulaması alt grubu da kendi içinde oksidasyon uygulama ısısına göre (a) 850 o C, (b) 950 o C ve (c) 1050 o C şeklinde üç farklı gruba (n=10) daha ayrıldı. Tüm örneklerin oksidasyon işlemleri; 300 o C lik sabit ısıdan başlayarak 3 dakikada 600 o C ye ulaşan ısıda 1.5 dakika bekletildikten sonra; 2.5 dakikada 850 o C ye, 3.5 dakikada 950 o C ye ve 4.5 dakikada 1050 o C ye ulaşan ısılarda 1.5 dakika vakum altında bekletilerek gerçekleştirildi. Oksidasyon işlemi tamamlandıktan sonra, örneklerin orta bölgeleri üzerine 8 mm x 5 mm boyutlarında ve 1 mm kalınlığında porselen uygulaması yapıldı (Resim 2). Porselen (Ceramco, Burlington NJ, Weybritge, USA) üretici firma önerilerine uygun olarak opaker (1. opaker; 970 o C, 2. opaker; 960 o C de) ve dentin (940 o C de) olmak üzere iki tabaka halinde uygulandı ve pişirildi. Araştırmada kullanılan örneklere glazür uygulanmadı. Örneklerin metal-porselen bağlantı dirençleri, ADA nın Dental Malzemeler ve Aletler için önerdiği 20 üç-nokta bükme mekanizması kullanılarak 5 mm/dk başlık yükleme hızında Hounsfield test cihazında (Hounsfield Test Equipment Company, HTE 37 Fullerton Road, Croydon, England) ölçüldü (Resim 3). Kuvvet yüklemesi, örneklerin metal-porselen ara yüzeyinde adeziv ve/veya koheziv bir başarısızlık oluşuncaya kadar (porselen metalden tamamen ayrılıncaya kadar) sürdürüldü. Başarısızlığı oluşturan maksi- RESİM 1 Elektrolitik kaplama tabakalarının SEM görüntüsü (Ok işareti krom kaplama tabakasını (A) ve kalay kaplama tabakasını (B) göstermektedir).

5 6 RESİM 2 Porselen uygulaması yapılmış örnekler. RESİM 3 Örneklerin üç-nokta bükme mekanizması kullanılarak test edilmesi. mum kuvvet değeri Newton olarak kaydedildi. Elde edilen sonuçlar aşağıdaki formül 21 kullanılarak MPa la çevrildi; Yükleme Kuvveti (N) Kuvvet (MPa) = Uygulama Yüzey Alanı (mm 2 ) Elde edilen verilerin istatistiksel değerlendirmesi, SPSS 10.0 paket programında, tek yönlü ve çok yönlü varyans analizi (ANOVA) ve çoklu karşılaştırmalar için Duncan testi kullanılarak yapıldı. BULGULAR Sonuçlar en yüksek metal-porselen bağlantı direncinin alaşım türüne göre Cr-Co metal alaşımından hazırlanan (50.77 MPa), metal alt yapı türüne göre %100 saf metal içeren (50.88 MPa), elektrolitik kaplama türüne göre krom kaplama yapılan (51.06 MPa) ve oksidasyon ısısına göre 950 o C de okside edilen (54.89 MPa) örneklerden elde edildiğini gösterdi (Tablo I). Alt gruplar için yapılan tek yönlü varyans analizleri farklı ısılarda oksidasyon uygulamasının istatistiksel olarak önemli olduğunu ortaya koydu (p<0.001). Çoklu karşılaştırma testi (Duncan Test) sonuçları en yüksek direncinin 950 o C de okside edilmiş örneklerden elde edildiğini gösterdi (Tablo I). Ni-Cr alaşım örneklere ait verileri değerlendirmek amacıyla yapılan çok yönlü varyans analizi sonuçları farklı oranlarda artık metal içeren metal altyapı kullanılmasının (p<0.05) ve farklı ısılarda oksidasyon uygulamasının (p<0.001) istatistiksel olarak önemli olduğunu ortaya koydu (Tablo II). Ni-Cr alaşım için en yüksek bağlantı ortalamasının saf metal altyapılı, krom kaplanmış ve 950 o C de okside edilmiş örneklerden elde edildiği tespit edildi (61.66 MPa) (Tablo III). Çoklu karşılaştırma testi sonuçları Ni-Cr alaşımı için en yüksek direncinin saf metal içeren örneklerde olduğunu ve 950 o C ve 850 o C de okside edilmiş örneklerden elde edilen bağlantı dirençlerinin daha yüksek ve birbirine benzer olduğunu gösterdi (Tablo IV). Cr-Co alaşım için yapılan çok yönlü varyans analizi sonuçları oksidasyon ısısının (p<0.001) ve elektrolitik kaplama-oksidasyon ısısı arasındaki etkileşimin (p<0.001) istatistiksel olarak önemli olduğunu ortaya koydu (Tablo V). Cr-Co alaşım için en yüksek bağlantı değerinin saf metal altyapılı, krom kaplanmış ve 950 o C de okside edilmiş örneklerden elde edildiği tespit edildi (72.22 MPa) (Tablo VI). Çoklu karşılaştırma testi sonuçları en yüksek direncinin 950 o C de okside edilmiş örneklerde olduğunu ortaya koydu (Tablo VII).

6 7 TABLO I Alaşım türü, metal altyapı, elektrolitik kaplama ve oksidasyon ısıları açısından ortalama ve standart sapma değerlerinin dağılımı Ortalama* (MPa) Standart Sapma n Alaşım Türü Ni-Cr Alaşımı Cr-Co Alaşımı Saf Metal a Metal Altyapı Çeşidi %25 Artık -%75 Saf Metal a %50 Artık -%50 Saf Metal a Krom Kaplama a Elektrolitik Kaplama Kalay Kaplama a Kaplamasız a o C b Oksidasyon Isısı 950 o C c o C a *Bir ana faktörde farklı harflerle gösterilen ortalamalar arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir a, b, c; p<0.01 (Duncan Testi). TABLO II Ni-Cr metal alaşımından hazırlanan örneklere ait çok yönlü varyans analizi sonuçları Varyasyon Kaynağı Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması Metal Altyapı * Elektrolitik Kaplama Oksidasyon Isısı *** Metal Altyapı x Elektrolitik Kaplama Metal Altyapı x Oksidasyon Isısı Elektrolitik Kaplama x Oksidasyon Isısı Metal Altyapı x Elektrolitik Kaplama x Oksidasyon Isısı Hata Toplam 270 *** p <0.001, * p <0.05 F p TARTIŞMA Metal-porselen çalışmalarında araştırıcıların üzerinde durduğu önemli noktalardan biri porselen kitlesinin altyapı olarak kullanılan metalle iyi bir bağlantı oluşturmasıdır. Bu, metal-porselen çalışmalarında uzun süreli başarı elde edebilmenin ilk şartlarından biridir Metal porselen ara yüzeyindeki bağlantının ölçülmesi oldukça zordur 9. Bu tür çalışmalarda çeşitli test yöntemleri kullanılmıştır 20, Makaslama bağlantı direnci test yöntemi, ilk olarak Shell ve Nilsen 26 tarafından geliştirilmiştir. Atsü ve Berksun 25 çalışmalarında DIN spesifikasyonuna uygun bir test yöntemini tercih etmişlerdir. Bu çalışmada ADA nın dental malzemeler ve aletler için önerdiği 20 üç-nokta bükme testi kullanılmıştır. Bu araştırmada en yüksek metal-porselen bağlantı direnci Cr-Co metal alaşımından hazırlanan örneklerden elde edilmiştir (72.22 MPa).

7 8 TABLO III Ni-Cr metal alaşımından hazırlanan örneklere ait ortalama ve standart sapma değerleri (N=10) Metal Altyapı Elektrolitik Kaplama Oksidasyon Isısı Ortalama (MPa) Standart Sapma Krom Kaplama 850 o C o C o C Saf Metal Kalay Kaplama 850 o C o C o C Kaplamasız 850 o C o C o C %25 Artık %75 Saf Metal %50 Artık %50 Saf Metal Krom Kaplama Kalay Kaplama Kaplamasız Krom Kaplama Kalay Kaplama Kaplamasız 850 o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C TABLO IV Ni-Cr metal alaşımından hazırlanan örneklere ait çoklu karşılaştırma (Duncan) testi sonuçları Varyasyon Kaynağı Ortalama Metal Altyapı* %50 Artık %50 Saf Metal a %25 Artık %75 Saf Metal a,b b,a Saf Metal b Oksidasyon Isısı** 1050 o C a 850 o C b 950 o C b *Bir ana faktörde farklı harflerle gösterilen ortalamalar arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir a,b; p<0.05 **a,b; p<0.001

8 9 TABLO V Cr-Co metal alaşımından hazırlanan örneklere ait çok yönlü varyans analizi sonuçları Varyasyon Kaynağı Serbestlik Derecesi Kareler Toplamı Kareler Ortalaması Metal Altyapı Elektrolitik Kaplama Oksidasyon Isısı *** Metal Altyapı x Elektrolitik Kaplama Metal Altyapı x Oksidasyon Isısı Elektrolitik Kaplama x Oksidasyon Isısı *** Metal Altyapı x Elektrolitik Kaplama x Oksidasyon Isısı Hata *** p <0.001 Toplam F p TABLO VI Cr-Co metal alaşımından hazırlanan örneklere ait ortalama ve standart sapma değerleri (N=10) Metal Altyapı Elektrolitik Kaplama Oksidasyon Isısı Saf Metal %75 Saf %25 Artık Metal %50 Saf %50 Artık Metal Krom Kaplama Kalay Kaplama Kaplamasız Krom Kaplama Kalay Kaplama Kaplamasız Krom Kaplama Kalay Kaplama Kaplamasız Ortalama (MPa) Standart Sapma 850 o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C o C

9 10 TABLO VII Cr-Co metal alaşımından hazırlanan örneklere ait çoklu karşılaştırma (Duncan) testi sonuçları Oksidasyon Isısı Ortalama* 1050 o C a 850 o C b 950 o C c *Bir ana faktörde farklı harflerle gösterilen ortalamalar arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir a, b, c; p<0.05 Araştırma bulgularımıza paralel olarak Baydemir ve ark. 28 yaptıkları çalışmada Cr-Co metal alaşımlarının porselene bağlantı değerlerinin, Ni-Cr metal alaşımlarından fazla olduğunu saptamışlardır. Ancak Mc Lean, 10,29 Moffa ve ark. 30 metal porselen çalışmalarında Ni-Cr alaşımlarının yaygın olarak kullanıldığını, Cr-Co alaşımlarının ise tercih edilmediğini, Huget ve ark. 31 da kıymetsiz metal alaşımlarından Ni-Cr alaşımlarının porselene daha iyi bağlanabilmeleri ve fiziksel özellikleri nedeniyle tercih edildiklerini belirtmişlerdir. Tuccilo ve Nielsen 32 yarı soy ve soy olmayan hiçbir alaşım sisteminin ihtiyaçları tam olarak karşılayamadığını bildirmişlerdir. Cr-Co metal alaşımları Ni-Cr ve kıymetli metal alaşımlarından daha güçlü ve serttir. Aynı zamanda Ni-Cr alaşımlarıyla aynı densite ve döküm ısısına sahiptir 2. Elastiklik modülü rijitliğin, sertliğin bir ölçüsüdür 33 ve de kobalt nikelden daha fazla alaşımın elastiklik modülünü arttırır 34. Bununla birlikte Cr-Co sistemlerinin elastiklik modülü seramik-alaşım sistemleri içerisinde en yüksek olanıdır 35. Yüksek elastiklik modülüne sahip alaşımlar bükülmeye karşı daha yüksek direnç göstermektedir 36. Araştırma kapsamında en yüksek metal-porselen bağlantısının bu alaşımdan hazırlanan örneklerde elde edilmiş olması Cr-Co alaşımlarına ait bu özellikler ile açıklanabilir. Diş hekimliği literatüründe artık metal ile yeni metalin karıştırılarak kullanılmasının veya artık metalin tekrar dökülmesinin kıymetsiz metal alaşımlarının çeşitli özellikleri üzerine etkilerine dair farklı sonuçlar bildiren çok sayıda araştırma bulunmaktadır 4,7,19,25,31, Bu araştırmaların bir kısmı tekrar dökümünün alaşımın fiziksel özelliklerinde dikkate değer mikro yapısal ve klinik bir değişim oluşturmadığını ve tekrar dökümlerin her birinin orijinal alaşımın yapısıyla aynı olduğunu bildirmektedir 4,7,38,40. Bu araştırma bulgularının aksine, artık metal kullanımının alaşımların çeşitli fiziksel özelliklerini değiştirdiğini bildiren araştırmalar da mevcuttur 19,25,31,37,39, Bununla birlikte Berksun 44 tekrarlanan dökümlerin ısısal uyumu değiştirdiğini buna bağlı olarak da metal-porselen bağlantısının zayıfladığını ifade etmiştir. Bu araştırmada artık metal literatürde önerilen maksimum değere 10,37,41 uygun olarak en fazla %50 oranında ilave edilmiş olmasına karşın en yüksek metal-porselen bağlantı direnci hem Ni-Cr hem de Cr-Co alaşımında saf metal içeren altyapılardan elde edilmiştir. Bu bulgu artık metal kullanımının alaşımların değişik özelliklerini ve metal-porselen bağlantı direncini etkilediğini bildiren araştırma sonuçlarıyla uyum göstermektedir. Çeşitli kaplama ajanları porselen ile metal arasındaki bağlantıyı geliştirmeye yönelik olarak kullanılmakta ve bu kaplama ajanlarının bağlantı direncini artırdıkları bilinmektedir 6, Elektrolitik olarak kalay ve krom kaplama 16,18, saçılma yöntemi (supputering) ile alüminyum, indiyum veya kalay oksit 45 veya altın kaplama 17 kullanılan yöntemlerdendir. Bu çalışmada, örnek yüzeylerine elementlerin diğer formlarının yerine Cr +3 biriktirilerek krom kaplama, Sn +2 biriktirilerek kalay kaplama uygulanabilmesi için elektroliz işlemi, doğru akım kullanılarak potansiyel kontrollü olarak gerçekleştirilmiştir. Araştırma kapsamında en yüksek metal-porselen bağlantı değerleri her iki kıymetsiz metal alaşımında elektro-

10 11 kimyasal olarak krom kaplama uygulanan örneklerden elde edilmiş olup bu durum krom kaplamanın anti-oksidan özelliğine 46 bağlı olarak alaşımın yüzeyinde kontrolsüz kalın bir oksit tabakasının oluşmaması ile açıklanabilir. Bununla birlikte, kalay kaplama 231 o C de eriyik haline gelir ve porselenin içerisine difüze olur. Ancak porselen bu ısıya kadar hava geçirgenliğine izin verir. Krom, kalay ve nikelden daha fazla oksidasyon eğiliminde (Cr>Sn>Ni) olduğundan gerekli oksijeni kalay kaplama tabakasından elde ederek okside olur 16. Bu durum, kalay kaplanan örneklerde alaşımın içindeki kromunda okside olmasıyla beklenenden daha kalın bir oksit tabakasının oluşmasıyla sonuçlanmış olabilir. Oksit tabakasının kalınlığının artması bağlantı direncinin azalması anlamına gelmektedir 10,18. Bununla birlikte kalay, porselenle reaksiyona girerek kimyasal bağlar oluşturmakta ve fazla miktarda kalayın reaksiyona girmesi sonucu porselenin direnci azalmaktadır. Kalay iyonlarının difüzyon hızı, porselenin vitrifikasyon hızından yüksektir. Metalik kalay porselenin içine hızla yayılarak reaksiyona girmekte ve devitrifikasyona yol açarak porselenin direncini düşürmektedir 47. Bu çalışmada kalay kaplama literatürde önerilen 10 şekilde 2 µ kalınlığında oluşturulmuş olmasına karşın bu faktörlere bağlı olarak daha düşük bir bağlantı direnci göstermiş olabilir. Metal-porselen bağlantısı için oksit tabakasının varlığı son derece önemlidir 48. Metal ile porselenin birbirlerine bakan yüzeylerinde kimyasal bağlanma kuvveti oluşturabilmek için metal alaşımındaki okside olabilen iyonlar ile erimiş porselenin oksijen atomları arasında yaygın bir elektron transferi gereklidir 10,49. Bununla birlikte kalın oksit tabakası istenmeyen bir durumdur, çünkü porselen ile metal arasında sandviç rolü oynayarak bağlantı başarısızlığına neden olmaktadır 10,32,50,51. Bunun aksine oksit tabakasının bulunmaması veya minimum miktarda olması da metal üzerindeki atomik kontaklara gelecek olan porselenin metali yeteri kadar ıslatamamasına sebep olur 10. Oksit tabakası, metal ile porseleni atomik temasa geçirecek şekilde ince bir tabaka halinde olmalı ve metal ile çok ince yapışma göstermelidir 1. Bu çalışmanın bulguları farklı ısılarda oksidasyon uygulamasının her iki metal alaşım için istatistiksel olarak önemli olduğunu ortaya koymuştur. En düşük bağlantı ortalamaları her iki alaşımda da 1050 o C de okside edilen örneklerden elde edilmiştir. En uygun oksidasyon ısısının, en yüksek bağlantı değerlerinin elde edildiği aynı zamanda kıymetsiz metal alaşımlarının üretici firmaları tarafında da önerilen ısı düzeyi olan 950 o C olduğu tespit edilmiştir. Bu araştırmada yaygın olarak kullanılan iki farklı kıymetsiz metal alaşımından artık metal ilave edilerek elde edilen metal alt yapılarda oluşan aşırı ve kontrolsüz oksidasyona karşı koruyucu bir film tabakası oluşturmak amacıyla krom veya kalay kaplama uygulanarak en uygun oksidasyon ısısı tespit edilmeye çalışılmıştır. %25 ve %50 oranında artık metal ilave edilerek hazırlanan örneklerin tümü kabul edilebilir en düşük metal-porselen bağlantı direnci olan 25 MPa değerini 2 aşmıştır. Bununla birlikte sonuçlar metalporselen çalışmalarında %100 saf metal alaşımı kullanılmasının en ideal uygulama olduğunu ancak alaşımın yapısına %50 oranını aşmayacak şekilde artık metal ilave edilmesi durumunda daha güçlü bir metal-porselen bağlantısı sağlamak için bu kombine alaşımın elektrolitik olarak krom kaplanması ve 950 o C de okside edilmesinin faydalı olabileceğini göstermiştir. SONUÇLAR 1. En yüksek bağlantı dirençleri; metal alt yapı türü açısından Cr-Co metal alaşımından hazırlanan örneklerden, metal alaşım içeriği açısından %100 saf metal içeren örneklerden, elektrolitik kaplama açısından krom kaplanmış örneklerden ve oksidasyon ısısı açısından 950 o C de okside edilen örneklerden elde edildi. 2. Ni-Cr alaşımı için en yüksek bağlantı direnci; saf metal içeren krom kaplama uygulanmış ve 950 o C de okside edilmiş örneklerden elde edildi.

11 12 3. Cr-Co metal alaşımı için en yüksek bağlantı direnci; saf metal içeren krom kaplama uygulanmış ve 950 o C de okside edilmiş örneklerden elde edildi. BİLGİLENDİRME Bu araştırma 2003/156 proje numarası ile Atatürk Üniversitesi Rektörlüğü tarafından maddi olarak desteklenmiştir. KAYNAKLAR 1. Morena R, Beaudreau GM, Lockwood PE, Evans AL, Fairhust CW. Fatigue of dental ceramics in a simulated oral environment. J Dent Res 1986; 65: Craig GR, Powers MJ. Restorative Dental Materials. 11th edition, St. Louis: CV Mosby, 2002: 480, 552, 553, 556, , Association Reports. Porcelain-metal alloy compatibilitiy: criteria and test methods. J Am Dent Assoc 1981; 102: Persson M, Bergman M. Metal-ceramic bond strength. Acta Odontol Scand 1996; 54: Zaimoğlu A, Burgaz Y, Yurdukoru B. Metal-seramik bağlantısında oksidasyonun önemi. A Ü Diş Hek Fak Derg 1984; 11: Bowers JE, Vermilyea SG, Griswold WH. Effect of metal conditioners on porcelain-alloy bond strength. J Prosthet Dent 1985; 54: Hesby DA, Kobes P, Garver DG, Pelleu GB. Physical properties of a repeatedly used non-precious metal alloy. J Prosthet Dent 1980; 44: Baran GR. Selection criteria for base metal alloys for use with porcelains. Dent Clin North Am 1985; 29: Hammad IA, Stein RS. A qualitative study for the bond and color of ceramometals. J Prosthet Dent 1990; 68: Mc Lean JW. The Science and Art of Dental Ceramics Volum II: Bridge Design and Laboratory Procedures in Dental Ceramics. Chicago: Quintessence Publising, 1980: 25, 28, 31, 32, 36, 37, 189, 241, Barghi N, Mckeehan M, Aranda R. Comparison of fracture strength of porcelain-veneered-to-high noble and base metal alloys. J Prosthet Dent 1987; 57: Bagby M, Marshall SJ, Marshall GW. Metal ceramic compatibility: A review of the literature. J Prosthet Dent 1990; 63: Wu Y, Moser JB, Jameson LM, Malone WFP. The effect of oxidation heat treatment on porcelain bond strength in selected base metal alloys. J Prosthet Dent 1991; 66: Uusalo EK, Lassila VP, Yli-Urpo AU. Bonding of dental porcelain to ceramic-metal alloys. J Prosthet Dent 1987; 57: Chung KH, Duh JG, Shin D, Cagna DR, Cronin RJ. Characteristic and porcelain bond strength of (Ti,Al)N coating on dental alloys. J Biomed Mater Res 2002; 63: Inoue K, Murakami T, Terada Y. The bond strength of Ni-Cr alloy the influence of tin or chromium plating. Int J Prosthodont 1992; 5: Daftary F, Donovan T. Effect of electrodeposition of gold on porcelain-to-metal bond strength. J Prosthet Dent 1987; 57: Değer S, Caniklioğlu MB. Effect of tin plating on base metal alloy-ceramic bond strength. Int J Prosthodont 1998; 11: Aksoy G, Örgev EK, Bıçakcı A. Farklı eritme yöntemlerinin yeni baz metal alaşımları ile bunlara değişik oranlarda artık alaşım karıştırılmış olanlarının yüzey netliği ve sertlikleri üzerindeki etkilerinin karşılaştırılması. Ege Diş Hek Fak Derg 1995; 16: Council on Dental Materials, Instruments and Equipment. Porcelain metal alloy compatibility criteria and test method. J Am Dent Assoc 1981; 101: Graham JD, Johnson A, Wildgoose DG, Shareef MY, Cannavina G. The effect of surface treatments on the bond strength of a nonprecious alloy-ceramic interface. Int J Prosthodont 1999; 12: Gavellis JR, Lim SB, Guckes AD, Morency JD, Sozio RB. A comparison of the bond strength of two ceramometal systems. J Prosthet Dent 1982; 48: Lubouich RP, Goodking RJ. Bond strength studies of precious, semiprecious and nonprecious ceramic metal alloys with two porcelains. J Prosthet Dent 1977; 37: Anthony DH, Burnett AP, Smith DL, Brooks MS. Shear test for measuring bonding cast gold alloy-porcelain composites. J Prosthet Dent 1970; 49: Atsü S, Berksun S. Bond strength of three porcelains to two forms of titanium using two firing atmospheres. J Prosthet Dent 2000; 84: Shell JS, Nielsen JP. Study of the bond between gold alloys and porcelain. J Dent Res 1962; 41: Herrmann M, Rottenegger R, Tinschert J, Marx R. The effect of corrosive environment on the porcelain-to-metal bond: A fracture mechanics investigation. Dent Mater 1992; 8: Baydemir B, Dalkız M, Eser K, Baykal F, Oruç S. Temel baz alaşımların tekrarlanan dökümlerinde metal-porselen bağlantısının incelenmesi. A Ü Diş Hek Fak Derg 1992; 19: Mc Lean JW. The Science and Art of Dental Ceramics Volum I: Bridge Design and Laboratory Procedures in Dental Ceramics. Chicago: Quintessence Publising, 1979: 23, 33, 43-47, 63, 71-72, 82-90, , 200, 255, Moffa JP, Lugasy AA, Gucker AD, Gettleman L. An evaluation of non-precious alloys for use with porcelain

12 13 veneers. Part I. Physical properties. J Prosthet Dent 1973; 30: Huget EF, Vlica JM, Wall RM. Characterization of two ceramic-base metal alloys. J Prosthet Dent 1978; 40: Tuccilo JJ, Nielsen JP. Shear stress measurements at a dental porcelain-gold bond interface. J Dent Res 1973; 51: Wataha JC. Alloys for prosthodontic restorations. J Prosthet Dent 2002; 87: Craig RG. Restorative Dental Materials. 8th ed. St Louis: CV Mosby, 1989: 402, , 488, Mc Lean JW, Hughes H. The reinforcement of dental porcelain with ceramic oxides. Br Dent J 1965; 119: (Kaynak 15 den alınmıştır). 36. Carpenter MA, Goodkind RJ. Effect of varying surface texture on bond strength of one semiprecious and one nonprecious ceramo-alloy. J Prosthet Dent 1979; 42: Harcourt HJ. The remelting of cobalt-chromium alloys. Br Dent J 1962; 6: Nelson DR, Palik JF, Morris HF, Comella MC. Recasting a nickel-chromium alloy. J Prosthet Dent 1986; 55: Aksoy G, Örgev EK, Bıçakcı A. Farklı eritme yöntemlerinin yeni baz metal alaşımları ile bunlara değişik oranlarda artık alaşım karıştırılmış olanlarının dökülebilirlikleri üzerindeki etkilerinin karşılaştırılması. Selçuk Üniv Diş Hek Fak Derg 1996; 6: Presswood RG. Multiple recast of a nickel-chromiumberyllium alloy. J Prosthet Dent 1983; 50: Henriques GEP, Consani S, Rollo JMDA, Silva FA. Soldering and remelting influence on fatigue strength of cobalt-chromium alloys. J Prosthet Dent 1997; 78: Lewis AJ. The effects of remelting on the mechanical properties of a nickel base partial denture casting alloy. Aust Dent J 1975; 20: Akyalçın Ş. İki farklı eritme yöntemi ile dökülen Cr-Co ve Cr-Ni alaşımların saf ve artık metal özelliklerine göre sertlik ve korozyon dirençlerinin karşılaştırılması. Atatürk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı, Doktora Tezi, Erzurum, 2004: Berksun S. Metal destekli porselen restorasyonlarda ısısal uyumluluk ve farklı ısısal genleşme özellikleri ile değişik tasarımların porselen kırılma direnci üzerine etkisi. Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı, Doktora Tezi, Ankara, 1987: Bullard JT, Dill RE, Marker VA, Payne EV. Effect of sputtered metal oxide films on the ceramic-to-metal bond. J Prosthet Dent 1985; 56: Wang RR, Fung KK. Oxidation behavior of surfacemodified titanium-ceramic restorations. J Prosthet Dent 1997; 77: Caniklioğlu MB, Değer S. Kıymetsiz metal alaşımıseramik bağlantı sisteminde etken faktörler. A Ü Diş Hek Fak Derg 1997; 24: Dent RJ, Preston JD, Moffa JP, Caputo A. Effect of oxidation on ceramometal bond strength. J Prosthet Dent 1982; 44: Farah JW, Craig RG. Distribution of stresses in porcelainfused to metal and porcelain jacket crowns. J Dent Res 1975; 54: Shillingburg HT, Hobo S, Whitsett DL. Fundamentalis of Fixed Prosthodontics. 2th ed. Chicago: Quintessence Publising, 1981: 419, 420, Riley EJ. Ceramo-metal restoration. Dent Clin North Am 1977; 21: Geliş Tarihi : Received Date : 25 May 2009 Kabul Tarihi : Accepted Date : 27 October 2009 İLETİŞİM ADRESİ Yrd.Doç.Dr. M. Şamil AKYIL Atatürk Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Protetik Diş Tedavisi AD, Erzurum Tel.: Fax: samilakyil@hotmail.com