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Comparative mechanical behavior of dentin enamel and
dentin ceramic junctions assessed by speckle
interferometry (SI)
Michel Fages, Pierre Slangen, Jacques Raynal, Stéphane Corn, Kinga Turzo,
Jacques Margerit, Frédéric Cuisinier
To cite this version:
Michel Fages, Pierre Slangen, Jacques Raynal, Stéphane Corn, Kinga Turzo, et al.. Comparative
mechanical behavior of dentin enamel and dentin ceramic junctions assessed by speckle interferometry
(SI). Dental Materials, Elsevier, 2012, 28 (10), pp.e229 - e238. �10.1016/j.dental.2012.05.006�.
�hal-01743585�
C o m p ar ati v e m e c h a ni c al b e h a vi or of d e nti n e n a m el a n d
d e nti n c er a mi c j u n cti o n s a s s e s s e d b y s p e c kl e
i nt erf er o m etr y ( SI)
Mic h el F a g e s
a ,∗, Pi err e Sl a n g e n
b, J ac q u e s R a y n al
a, St e p h a n e C or n
b, Ki n g a T ur z o
c,
J ac q u e s M ar g erit
a, Fr é d éric J. C ui si ni er
aa E A 4 2 0 3, D e p art m e nt of Bi ol o gic Sci e nc e s, U ni v er sit y of M o nt p elli er I, M o nt p elli er, Fr a nc e b Ec ol e d e s Mi n e s d’ Al è s, I. L. O. A., Al è s, Fr a nc e
cD e p art m e nt of Pr o st h o d o ntic a n d Or al Bi ol o g y, U ni v er sit y of S z e g e d D e nt al Sc h o ol, S z e g e d, H u n g ar y
K e y w or d s:
D e nti n e n a m el j u n cti o n ( D EJ) D e nti n c er a mi c j u n cti o n ( D CJ) S p e c kl e i nt erf er o m etr y ( SI) T o ot h cr o w n
C er a mi c cr o w n
a b s t r a c t
O bj ecti v e. T h e d e nti n – e n a m el j u n cti o n ( D EJ) pl a y s a cr u ci al r ol e i n d e nt al bi o m e c h a ni c s; h o w-e v w-er, littl w-e i s k n o w n a b o ut it s str u ct ur w-e a n d m w-e c h a ni c al b w-e h a vi or. N w-e v w-ert h w-el w-e s s, n at ur al t w-e w-et h ar e a n e c e s s ar y m o d el f or pr o st h eti c cr o w n s. T h e m e c h a ni c al b e h a vi or of t h e n at ur al D EJ a n d t h e d e nti n c er a mi c j u n cti o n ( D CJ) m a n uf a ct ur e d wit h a C A D- C A M s y st e m ar e c o m p ar e d. M et h o d s. T h e r ef er e n c e s a m pl e s u n d er g o n o m o di fi c ati o n, w hil e t h e e x p eri m e nt al s a m pl e s w er e drill e d t o r e c ei v e a c e m e nt e d f el d s p at hi c c er a mi c cr o w n. L o n git u di n all y c ut s a m pl e s w er e u s e d t o a c hi e v e a pl a n ar o bj e ct o b s er v ati o n a n d t o l o o k “i n si d e ” t h e t o ot h. A c o m-pl et e a p p ar at u s e n a bli n g t h e st u d y of t h e c o m pr e s si v e m e c h a ni c al b e h a vi or of t h e i n v ol v e d t o ot h b y a n o n- c o nt a ct l a s er s p e c kl e i nt erf er o m etr y ( SI) w a s d e v el o p e d t o all o w n a n o m etri c di s pl a c e m e nt s t o b e tr a c k e d d uri n g t h e c o m pr e s si o n t e st.
R e s ult s. It i s o b s er v e d t h at t h e D EJ a ct e d a s a criti c al z o n e a c c o m m o d ati n g t h e m o v e m e nt b et w e e n d e nti n a n d e n a m el. A s m o ot h tr a n siti o n o c c ur s b et w e e n d e nti n a n d e n a m el. I n t h e m o d el e d pr o st h eti c, t h e s a m e ki n d of a c c o m m o d ati o n eff e ct s al s o o c c ur s, b ut wit h a st e e p er tr a n siti o n sl o p e b et w e e n d e nti n a n d c er a mi c.
Si g ni fic a nc e. O n t h e n at ur al t o ot h, t h e str e s s a c c o m m o d ati o n ari s e s fr o m a diff er e nti al b e h a vi or b et w e e n e n a m el a n d d e nti n fr o m t h e D EJ. I n t h e c er a mi c cr o w n, t h e c e m e nt e d d e nti n – c er a mi c j u n cti o n s h o ul d pl a y t hi s r ol e. T hi s st u d y d e m o n str at e s t h e p o s si bl e r e al-i z atal-i o n of pr o st h etal-i c cr o w n r e c o n str u ctal-i o n s a p pr o a c hal-i n g bal-i o m e c h a nal-i c al b e h a val-i or s.
1.
I ntr o d u cti o n
T h e d e nti n – e n a m el j u n cti o n ( D EJ) i n t e et h i s t h e z o n e b et w e e n t w o di sti n ct c al ci fi e d ti s s u e s wit h v er y diff er e nt bi o m e c h a n-i c al pr o p ertn-i e s: e n a m el a n d d e ntn-i n [ 1]. E n a m el n-i s h ar d a n d brittl e a n d e n v el o p s t h e s oft er d e nti n. T h e e n a m el a n d d e nti n w or k t o g et h er d uri n g t h e m a n y l o a d c y cl e s e x p eri e n c e d b y t h e
∗ C orr e s p o n di n g a ut h or at : 1 1 A v e n u e C el e sti n Ar n a u d, 3 4 1 1 0 L a P e yr a d e, Fr a n c e. T el.: + 3 3 6 8 4 8 5 5 7 1 5; f a x: + 3 3 4 6 7 4 8 6 0 9 2.
E- m ail a d dr e s s: mif a g e s @ w a n a d o o.fr ( M. F a g e s).
t o ot h o v er it s lif eti m e. G e n er all y, i nt erf a c e s b et w e e n m at eri al s wit h di s si mil ar el a sti c a n d m e c h a ni c al pr o p erti e s r e pr e s e nt “ we a k li n k s ” i n a str u ct ur e; h o w e v er, t h e D EJ a ct s t o s u c-c e s sf ull y tr a n sf er a p pli e d l o a d s ( e. g., m a sti c-c at or y or i m p a c-ct) fro m t h e e n a m el t o t h e d e nti n a n d i n hi bit s e n a m el cr a c k s fro m pr o p a g ati n g i nt o t h e d e nti n a n d c a u si n g t o ot h fr a ct ur e [ 2, 3].
T h e D EJ a p p e ar s a s a di s cr et e li n e w h e n vi s u ali z e d mi cr o s c o pi c all y a n d i s t h o u g ht t o r e pr e s e nt t h e ori gi n al p o si-ti o n of t h e b a s e m e nt m e m br a n e of t h e a m el o bl a st s a n d o d o nt o bl a st s w h er e t h e y c oi n ci d e i n t h e e m br y ol o gi c al t o ot h b u d [ 4]. I n h u m a n e n a m el a n d d e nti n, f ati g u e d a m a g e i s t h e e n d r e s ult of e xtr e m e l o a d s a n d i s fr e q u e ntl y a s s o ci at e d wit h p at h ol o g y or e xt e n si v e w e ar. T h e fr a ct ur e-r e si st a nt pr o p erti e s of t h e D EJ ar e b eli e v e d t o ori gi n at e fr o m a gr a d u al c h a n g e i n mi cr o str u ct ur e a n d i n t h e pr o p erti e s of d e nti n a n d e n a m el rat h er t h a n fr o m t h e a br u pt tr a n siti o n b et w e e n t h e t w o di s-si mil ar m at eri al s [ 5, 6]. W a n g a n d W ei n er s u g g e st e d t h at t h e D EJ i s o n e of t h e w or ki n g sit e s of t h e t o ot h d uri n g m a sti c ati o n [ 7]. I m b e ni et al. [ 1] b eli e v e t h at c oll a g e n fi bril s p er p e n di c u-l ar t o t h e i nt erf a c e c o n stit ut e t h e k e y r ei nf or ci n g m e c h a ni s m at t h e D EJ, t h u s e x pl ai ni n g w h y s o f e w cr a c ki n g e v e nt s c a u s e d el a mi n ati o n w h e n t h e y i m pi n g e o n t h e D EJ. Z a sl a n s k y et al. [ 8, 9] hi g hli g ht e d t h e i m p ort a n c e of t h e D EJ a s t h e bi n di n g i nt erf a c e b et w e e n e n a m el a n d d e nti n. T h e y h a v e s h o w n t h at a dj a c e nt t o t h e D EJ i s a 2 0 0 – 3 0 0 m m-t hi c k z o n e of d e nti n of a m u c h l o w er stiff n e s s ( c o m pr e s si o n el a sti c m o d ul u s) t h a n t h e b ul k of t h e d e nti n i n t h e t o ot h.
R e st or ati o n s t h at ar e all c er a mi c r e q uir e pr o p er a d h e-s i v e b o n di n g o n t h e d e nti n t o a c hi e v e t h eir r e q uir e d lif e e x p e ct a n c y. All- c er a mi c r e st or ati o n s ar e m a d e wit h f el d s-p at hi c or zir c o ni a c er a mi c s. T h e str o n g e st c er a mi c s h a v e a fr a ct ure t o u g h n e s s of at l e a st 3. 0 M P a m 1/ 2 [ 1 0], w hi c h i s r el-at i v el y cl o s e t o t h e e n a m el fr a ct ur e t o u g h n e s s of 1. 3 M P a m 1/ 2, i n a dir e cti o n p er p e n di c ul ar t o t h e e n a m el r o d s [ 8]. N e v ert h e-l e s s, fr a ct ur e s of t h e c er a mi c p art of ae-le-l- c er a mi c cr o w n s ar e dif fi c ult t o pr e v e nt, a n d cr a c k gr o wt h i s a si g ni fi c a nt pr o b-l e m [ 1 1]. T hi s p h e n o m e n o n c a n b e e x pb-l ai n e d b y t h e a b s e n c e of a str e s s a c c o m m o d ati o n z o n e. T h e n at ur al str e s s a c c o m-m o d ati o n z o n e of 2 0 0 – 3 0 0 m-t hi c k d e nti n h a s a m u c h l o w er stiff n e s s t h a n t h e b ul k of t h e d e nti n c or e [ 8]. B o n di n g a g e nt s m u st b e s el e ct e d v er y c ar ef ull y b e c a u s e t h ey d et er mi n e n ot o nl y t h e a d h e si o n b ut al s o t h e ulti m at e str e n gt h of f ull- c er a mi c cr o w n s [ 1 2 – 1 4]; t h er ef or e, it i s i m p or-t a nor-t or-t o c o m p ar e or-t h e m e c h a ni c al b e h a vi or of n aor-t ur al or-t e eor-t h a n d of t h e all- c er a mi c cr o w n c e m e nt e d o n d e nti n. I n st e a d of “ c e m e nt j oi nt ”, w e will u s e t h e t er m “ d e nti n – c er a mi c j u n cti o n ” ( D CJ).
W e a p pli e d c o m pr e s si v e f or c e s r e pr e s e nt ati v e of t h o s e o c c urri n g i n t h e or al c a vit y o n n at ur al t e et h a n d all- c er a mi c cr o w n s, a n d w e d et er mi n e t h e r el ati v e m o v e m e nt of e n a m el a n d d e nti n, or c er a mi c cr o w n a n d d e nti n, r e s p e cti v el y.
2.
M at eri al s a n d m et h o d s
2. 1. N at ur al t e et h
I nt a ct l o w er fir st pr e m ol ar s fr e e of c ari e s w er e st or e d i n p h y s-i ol o gs-i c al s er u m aft er h a vs-i n g b e e n e xtr a ct e d a s p art of t h e ro uti n e ort h o d o nti c tr e at m e nt of y o u n g h e alt h y a d ol e s c e nt p ati e nt s ( a g e d < 1 8). Fi v e s et s of t w o s a m pl e s e a c h ( o n e n at-ur al t o ot h a n d o n e pr o st h eti c t o ot h) w er e a m a s s e d. Ri g ht a n d l eft pr e m ol ar s fr o m t h e s a m e p ati e nt w er e u s e d. O n e w a s k e pt i nt a ct, a n d t h e ot h er w a s pr e p ar e d t o r e c ei v e t h e pr o st h eti c cr o w n. 2. 2. Pr o st h etic cr o w n s W e e m pl o y e d t h e C er e c 3 D® ( Sir o n a D e nt al S y st e m®, B e n-s h ei m, G er m a n y) C A D/ C A M ( c o m p ut er ai d e d d e n-si g n/ c o m p ut er ai d e d m a n uf a ct uri n g) u nit t o m a n uf a ct ur e e a c h pr o st h eti c cr o w n a s a cl o n e of t h e o p p o sit e t o ot h u si n g t h e r e pr o d u cti o n c a p a bilit y of t h e C er e c® s oft w ar e V 2. 8 0. T hi s C A D/ C A M s y st e m i s c o m p o s e d of t w o di sti n ct u nit s: t h e o pti c al i m pri nt r e c or d-i n g al s o all o wd-i n g t h e C A D, a n d t h e md-illd-i n g u nd-it u sd-i n g t h e C A D d at a t o m a n uf a ct ur e t h e s a m pl e o ut of a c er a mi c bl o c k. T h e s oft w ar e w a s s et t o gi v e a d e nt o- pr o st h eti c s p a ci n g of 1 0 0 m a n d a p eri p h er al j oi nt of 4 0 m f or a t ot al t hi c k n e s s of 8 0 0 m. O pti c al i m pri nt s, of t h e pr e p ar e d t o ot h a n d of t h e o p p o sit e t o ot h, w er e r e c or d e d, a n d t h e C er e c M C® m a c hi n e mill e d t h e pr o st h eti c cr o w n s [ 1 5]. T h e w h ol e cl o ni n g pr o c e s s i s pr e s e nt e d i n Fi g. 1 .
T h e Vit a M ar kII® ( Vit a Z a h nf a bri k, B a d S ä c ki n g e n, S wit z erl a n d) c er a mi c bl o c k s of al bit e- e nri c h e d f el d s p at hi c c er a mi c w e r e u s e d. T h eir a br a si o n c o ef fi ci e nt i s cl o s e t o t h at of n at ur al d e nt al e n a m el. Aft er milli n g, t h e e xtr a d o s w er e gl a z e d ( A z k e nt®, Vit a Z a h nf a bri k, B a d S ä c ki n g e n, S wit z erl a n d).
T h e cr o w n s w er e c e m e nt e d o nt o t h e pr e p ar e d t e et h u si n g R el y x U ni c e m ® a d h e si v e c e m e nt ( 3 M E S P E D e nt al Di vi si o n, St. P a ul, M N, U S A) f oll o wi n g t h e st a n d ar d cli ni c al pr ot o c ol of ill u-mi n ati o n of e a c h si d e of t h e cr o w n f or 4 s at 3 0 0 0 m W/ c m 2 wit h a S wi s s m a st er Li g ht ® l a m p ( E. M. S., N y o n s, S wit z erl a n d).
2. 3. S p eci m e n pr e p ar ati o n
Aft er e xtr a cti o n, t h e t e et h w er e di si nf e ct e d a n d st or e d i n p h y s-i ol o gs-i c al s er u m ws-it h tr a c e s of c hl or of or m. T h e t e et h w er e l o n git u di n ally c ut i n t h e v e sti b ul ar –li n g u al ori e nt ati o n, a n d o n e of t h e t w o r e s ulti n g p art s w a s r e m o v e d wit h a di a m o n d di s c. L o n git u di n al c ut s h a v e b e e n u s e d t o all o w pl a n ar o b s er-v ati o n a n d t o a p pr e ci at e t h e diff er e nt b e h a er-vi or s i n si d e t h e t o ot h of t h e n at ur al D EJ a n d of t h e D CJ i nt erf a c e s. T h e t o ot h w a s t h e n gl u e d i nt o t h e s a m pl e h ol d er wit h a l a y er of Ar al dit e® ( H u n st m a n A d v a n c e d M at eri al s, T h e W o o dl a n d s, T e x a s, U S A). T h e s a m pl e h ol d er s h a v e b e e n c a st i n c hr o mi u m c o b alt u si n g t h e i m pri nt of a r o ot. T h e m e c h a ni c al st a bilit y of t h e s p e c-i m e n h ol d er s w a s v alc-i d at e d b y a s p e c kl e c-i nt erf er o m etr y ( SI) e x p eri m e nt.
2. 4. L o a di n g s y st e m
T h e c o m pr e s si o n t e st d e vi c e f ul fill s t h e hi g h s e n siti vit y of s p e c kl e i nt erf er o m etr y a n d c o p e s wit h t h e ri gi d b o d y m oti o n s of t h e w h ol e s y st e m. T h e s a m pl e t o ot h c e m e nt e d i n t h e s a m-pl e h ol d er w a s m-pl a c e d u n d er t h e f or c e tr a n s d u c er ( M o d el 3 1, H o n e y w ell I nt er n ati o n al, M orri st o n, NJ, U S A). T hi s mi d-r a n g e pr e ci si o n mi ni at ur e l o a d c ell i s sl o wl y tr a n sl at e d v erti c all y b y t h e m ot or ( M- 2 3 5®, PI. K arl sr u h e, G er m a n y). T h e s y st e m c a n g e n er at e a f or c e- dri v e n di s pl a c e m e nt ( C- 8 6 2 M er c ur y PI, K arl sr u h e , G er m a n y) or si m pl y a u s er’s di s pl a c e m e nt. T h e c o m pr e s si o n a p p ar at u s c o m m u ni c at e s wit h t h e c o m p ut er t hro u g h a NI U S B- 6 2 5 1 p ort ( N ati o n al I n str u m e nt s, A u sti n, T X, U S A) a n d i s i nt erf a c e d wit h a n i n- h o u s e L a b Vi e w pr o gr a m. T h e e ntir e m e c h a ni c al s y st e m w a s b olt e d o nt o t h e h ol o gr a p hi c ta bl e t o p ( N e w p ort, Ir vi n e, C A, U S A). V er y s m all di s pl a c e m e nt st e p s, a s s m all a s 1. 6 n m, c a n t h e or eti c all y b e a c hi e v e d. T h e
Fi g. 1 – Cl o ni n g pr o c e s s: t h e i nt a ct n at ur al cr o w n s a m pl e ( A), o pti c al pri nt ( B), s h a pi n g ( C), o pti c al pri nt of t h e s e c o n d t o ot h pr e p ar e d t o r e c ei v e t h e pr o st h eti c cl o n e ( D), a d a pt ati o n of t h e s h a pi n g o n t h e t o ot h pr e p ar e d ( E), C A D fi ni s h e d, C A M r e a d y ( F), c er a mi c bl o c k i n t h e milli n g u nit ( G), t h e pr o st h eti c cl o n e mill e d ( H), t h e pr o st h eti c cl o n e c e m e nt e d o n t h e t o ot h pr e p ar e d (I), t h e n at ur al t o ot h (J), v erti c al c ut s ( K), pr o st h eti c cl o n e ( L) n at ur al t o ot h.
f or c e c a n b e a p pli e d t o t h e t o ot h dir e ctl y wit h t h e f or c e tr a n s-d u c er or t hr o u g h a r el a y r o s-d. F or c e h a s al w a y s b e e n a p pli e s-d t o t h e s a m e p art of t h e li n g u al c u s p. Pr eli mi n ar y t e sti n g b y SI s h o w e d g o o d p erf or m a n c e s of t h e m e c h a ni c al s et- u p a n d n o s p uri o u s di s pl a c e m e nt s.
2. 5. SI a p p ar at u s
T h e o pti c al s et- u p w a s pr e vi o u sl y pr e s e nt e d i n d et ail [ 1 6]. T h e fr e q u e n cy- d o u bl e d Y A G l a s er e mit s 5 0 m W at 5 3 2 n m w a v e-l e n gt h i n t h e gr e e n r a n g e. T h e e-l a s er b e a m i s t h e n i nj e ct e d i n a C O T S ( c o m m er ci all y off-t h e- s h elf) s y st e m ( C a n a di a n I n str u-m e nt s, N otti n g h a u-m, U K) off eri n g i nj e cti o n, v ari a bl e i nt e n sit y c o u pli n g i n t h e o ut p ut fi b er s, a n d p h a s e s hifti n g.
T h er e ar e t w o i n p ut fi b er s: o n e f or i nj e cti o n a n d o n e f or d et e cti o n of t h e r e fl e ct e d si g n al at t h e o ut p ut fi b er i nt erf a c e s. P art s of t h e o ut p ut fi b er s ar e b ar e d a n d wr a p p e d ar o u n d pi e z o-el e ctri c tr a n s d u c er s. T h e p h a s e s hift i s a p pli e d o n eit h er or b ot h of t h e t w o o ut p ut fi b er s b y a p pl yi n g a v olt a g e at t h e P Z T a n d t h u s g e n er ati n g a ti n y e xt e n si o n of t h e fi b er. T h e s y st e m i s pr ot e ct e d fr o m t h er m al a n d m e c h a ni c al eff e ct s b y a pl a sti c b o x a n d i s e a sil y br e a d b o ar d a bl e. P h a s e s hift s w er e c ali br at e d u si n g c o m m o n pr o c e d ur e s [ 1 6].
A s e n siti v e o pti c al fi b er i n- pl a n e i nt erf er o m et er h a s b e e n d e si g n e d wit h s e n siti vit y v e ct or S v. H ori z o nt al s e n siti vit y i s a c hi e v e d. T w o s y m m etri c al b e a m s pr o d u c e a n i nt erf er e n c e si g n al o n t h e w h ol e o bj e ct a n d t h e n ill u mi n at e t h e s a m pl e s. T h e o bj e ct s ar e o pti c all y r o u g h-r e n d er e d b y w hit e p o w d er. A n X C 7 0 C C D c a m er a ( S o n y, T o k y o, J a p a n) r e c or d s t h e s a m pl e s ur-f a c e u n d er l o a di n g ur-f or c e s. T h e i m a g e s ar e t h e n st or e d i n li v e m e m or y or o n t h e c o m p ut er’s h ar d di s k. T h e i m a g e pr o c e s si n g w a s p erf or m e d u si n g t h e a p pr o pri-at e s oft w ar e i n L a b Vi e w, a n d t h e r e s ult s ar e pr e s e nt e d a s v e ct or m a p s or f al s e c ol or m a p s. I s o di s pl a c e m e nt m a p s c a n b e vi s u ali z e d i n r e al ti m e d uri n g t h e l o a di n g of t h e s a m pl e. T h e s y st e m c a n h a n dl e ar e a s r a n gi n g fr o m 5 m m × 5 m m t o 1 m × 1 m w h e n u si n g t h e a p pr o pri at e t y p e of l a s er a n d l o a d-i n g s y st e m. T h e m e a s ur e m e nt u n c ert ad-i nt y d-i s a p pr o xd-i m at el y 5 0 n m, w hi c h i s c o m m o n f or i nt erf er o m etri c m e a s ur e m e nt i n a c o ntr oll e d e n vir o n m e nt. T h e di s pl a c e m e nt r e s ol uti o n i s
a p pr o xi m at el y 1 0 n m, w hil e t h e s p ati al r e s ol uti o n i s dir e ctl y li n k e d t o t h e m a g ni fi c ati o n of t h e o bj e ct s c e n e o n t h e i m a g e s e n s or ( 1 2 8 0 × 9 0 0 pi x el s).
A “ 4- b u c k et s ” p h a s e s hifti n g al g orit h m l e a d s t o p h a s e v ari ati o n s d uri n g t h e c o m pr e s si o n t e st [ 1 7]. D uri n g t h e t e st, t h e i niti al p h a s e st at e w a s m e m or y-r e si d e nt a n d r e al-ti m e s u btr a ct e d fr o m t h e c urr e nt st at e. S o m eti m e s t h e r ef er e n c e st at e w a s al s o r efr e s h e d b e c a u s e f or s o m e l o a di n g st e p s, t h e n u m b er of fri n g e s c a n b e t o o hi g h, a n d t h e r e s ulti n g n oi s e w o ul d i nt erf er e wit h t h e i nt er pr et ati o n of t h e r e s ulti n g fri n g e s. I nt erf ero gr a m s s h o w t h e i n- pl a n e di s pl a c e m e nt s fr o m p h a s e s hifti n g s p e c kl e i nt erf er o m etr y. Hi g h e st q u alit y i m a g e s w er e st or e d o n t h e h ar d di s k a n d o v erl ai d wit h u p p er j a w p o siti o n a n d l o a d v al u e ( N).
2. 6. Ty pic al e x p eri m e nt s
S p e ci m e n s w er e w hit e p o w d er e d u si n g E ut e st 3 D e v el o p er C a st oli n E ut e cti c p o w d er ( C a st oli n, L a u s a n n e, S wit z erl a n d) t o g e n er at e a u nif or m diff u si n g s urf a c e a n d t o a v oi d diff er-e nt m o d ul ati o n s b er-et w er-e er-e n d er-e nti n a n d er-e n a m er-el or c er-er a mi c a n d d e nti n. T h e s a m e l o a d s w er e a p pli e d t o t h e n at ur al t o ot h a n d t h e pr o st h eti c cr o w n s a m pl e s t o all o w c o m p ari s o n s of t h eir re s p e cti v e c o m pr e s si v e b e h a vi or s. T h e st arti n g l o a d w a s a p pr o xi m at el y 0 N. T h e c o m pr e s si o n w a s i n cre a s e d st e p wi s e, p erf or mi n g di s cr et e di s pl a c e m e nt s of t h e tr a n s d u c er ti p ( o n e st e p i s a p pr o xi m at el y 1. 6 n m of Y - di s pl a c e m e nt). T h er ef or e, a gr e at er n u m b er of st e p s c orr e-s p o n d e-s t o a hi g h er c o m pr e e-s e-si o n. T h e e-s a m pl e c a n b e l o a d e d or u nl o a d e d. T h e l o a di n g r a n g e a p pli e d t o t h e diff er e nt s a m-pl e s w a s b et w e e n 5 N a n d 1 2 0 N. T h e C C D c a m er a r e c or d s at t h e s a m pl e s urf a c e t h e i nt erf er e n c e s of t h e t w o ill u mi n ati o n b e a m s c o mi n g fr o m t h e t w o o ut p ut o pti c al fi b er s. Li v e fri n g e s ar e di s pl a y e d b et w e e n a r ef er e n c e st at e a n d t h e c urr e nt l o a d st at e . B et w e e n mi ni m al a n d m a xi m al l o a di n g, diff er e nt p h a s e m a p s ar e r e c or d e d a n d st or e d i n t h e m e m or y. T h e m e c h a ni c al d ef or m ati o n s ar e c o m p ut e d fr o m t h e di s-pl a c e m e nt m a p s g e n er at e d fr o m t h e p h a s e diff er e n c e m a p s.
S p e c kl e i nt erf er o m etr y i s a r el ati v e di s pl a c e m e nt m e a-s ur e m e nt. T h e m a xi m u m r a n g e b et w e e n t w o a-s u c c e a-s a-si v e
Fi g. 2 – N at ur al t o ot h s a m pl e u n d er diff er e nt l o a d s. ( A) W hit e li g ht i m a g e s. ( B) S cr e e n s h ot n o. 0 4: f or c e: 3 5. 5 N, F : 3 5. 5 N ( n e w r ef: 0). ( C) S cr e e n s h ot n o. 1 3: f or c e: 4 0. 2 3 N, F : 0. 1 6 N ( n e w r ef: 4 0. 3 9). ( D) S cr e e n s h ot n o. 2 4: f or c e: 8 2. 5 4 N, F : 1 3. 9 6 N ( n ew r ef: 9 6. 5). m e a s ur e m e nt s i s a p pr o xi m at el y 2 0 m. I n o ur e x p eri m e nt s, w e n e e d t o r e c or d s m all er st e p s a s s o m e m e c h a ni c al n oi s e a p p e ar s. T h er ef or e, n e w di s pl a c e m e nt r ef er e n c e s ( z er o di s-pl a c e m e nt r e s et) ar e r e c or d e d d uri n g t h e t e st. 2. 7. Di s pl ac e m e nt c alc ul ati o n s Diff er e nt o p er ati o n m o d e s of SI ar e c o m m o nl y u s e d, e. g., s u btr a cti o n- m o d e , ti m e- a v er a g e d SI, a n d d o u bl e- p ul s e d SI [ 1 6]. I n t hi s w or k, w e f o c u s o n s u btr a cti o n- m o d e SI, or m or e s p e ci fi c all y, o n p h a s e- s hifti n g SI, w hi c h i s m ai nl y u s e d f or st ati c d ef or m ati o n m e a s ur e m e nt s.
C o m bi ni n g t h e pri m ar y i nt erf er e n c e p att er n p h a s e c h a n g e s b et w e e n t h e r e c or di n g s yi el d s n e w s e c o n d ar y i nt erf ere n c e fri n g e s ( al s o c all e d c orr el ati o n fri n g e s).
T h e v ari a bl e ϕs d e n ot e s t h e st art p h a s e ( al s o c all e d s p e c kl e p h a s e) at t h e i niti al st at e of t h e o bj e ct. T h e v ari a bl e ϕ r e pr e-s e nt e-s t h e p h a e-s e c h a n g e b et w e e n t w o e-st at e e-s.
T h e s e s p e c kl e i nt erf er o gr a m s c a n b e s u btr a ct e d a n d l e a d t o t h e f oll o wi n g e q u ati o n f or t h e s e c o n d ar y i nt erf er e n c e fri n g e p att er n, a s s u mi n g p erf e ct s p ati al c orr el ati o n b et w e e n t h e t w o pri m ar y s p e c kl e p att er n s:
I1− I2 = 2 IrIo( c o s(ϕs+ ϕ ) − c o s( ϕs))
C urr e ntl y, n oi s e li mit s t h e a c c ur a c y of i nt e n sit y s u btr a cti o n SI t o a p pr o xi m at el y 1 5 n m. R e g ar di n g t h e i n- pl a n e s e n siti vit y of t h e s et u p, t h e a n gl e of t h e i m pi n gi n g b e a m i s a p pr o xi-m at el y 3 0◦ a n d d et er mi n e s t h e c orr e s p o n d e n c e b et w e e n t h e p h a s e gr a y l e v el v ari ati o n a n d t h e i n- pl a n e di s pl a c e m e nt ux. I n o ur i nt erf er o m et er, t h e w a v el e n gt h of t h e l a s er i s 5 3 2 n m, a n d it s r el ati o n s hi p wit h t h e i n- pl a n e di s pl a c e m e nt i s gi v e n b y t h e f oll o wi n g e q u ati o n: ux = 4 si n ϕx
T h e r e s ulti n g v ari ati o n of o n e gr a y l e v el of p h a s e ux i s a p pr o xi m at el y 2. 0 8 n m.
3.
R e s ult s
Fi v e s et s of t w o s a m pl e s e a c h ( n at ur al t o ot h a n d pr o st h eti c cr o w n) w er e pr o d u c e d. T h e e x p eri m e nt al pr ot o c ol w a s t e st e d a n d v ali d at e d wit h f o ur of t h e m. Pr e s e nt e d r e s ult s c orr e s p o n d s ol el y t o t h e fift h s a m pl e (f or n at ur al t o ot h a n d pr o st h eti c cl o n e).
T h e i nt erf er o m etri c i m a g e s di sti n ctl y s h o w t h e b e h a vi or of t h e s a m pl e s a n d c o n fir m t h e q u alit y of t h e m e c h a ni c al a p p ar at u s a n d t h e i nt e grit y of t h e d e di c at e d s a m pl e h ol d er (F i g s. 2 a n d 3 ). A n at ur al t o ot h i s pr e s e nt e d i n Fi g. 2 . Fi g ur e c a pti o n s al s o pr e s e nt t h e s cr e e n s h ot n u m b er ( or i m a g e n u m b er), t h e f or c e a p pli e d t o t h e s a m pl e, t h e f or c e diff er e n c e fr o m t h e r ef er e n c e st at e, a n d f or c e fr o m t h e r ef er e n c e st at e ( or p h a s e r e s et). F i g. 2 A di s pl a y s t h e s a m pl e u n d er w hit e li g ht b ef or e p ai nt-i n g. Fnt-i g. 2 B – D nt-i s SI nt-i m a g e s r e c or d e d at dnt-iff er e nt c o m pr e s snt-i o n l e vel s a n d pr e s e nt t y pi c al fri n g e s. Fri n g e s o c c ur w h e n t h e di s pl a c e m e nt i n d u c e s a n o pti c al p h a s e of 3 6 0 – 0◦. T h e di s-pl a c e m e nt i n t h e X dir e cti o n i s c o m p ut e d fr o m t h e o pti c al p h a s e .
I n F i g. 2B – D , diff er e nt c o nti n u o u s gr a y li n e s d e m ar c at e t h e D EJ (r e d arr o w s) c orr e s p o n di n g t o t h e i m a g e t a k e n i n w hit e
Fi g. 3 – Pr o st h eti c cr o w n s a m pl e u n d er diff er e nt l o a d s. ( A) W hit e li g ht i m a g e s. ( B) S cr e e n s h ot n o. 0 8: f or c e 3 6. 7 8 N, F : 2. 5 7 N ( n e w r ef: 4 1. 0 1 N). ( C) S cr e e n s h ot n o. 1 5: f or c e 7 7. 5 6 N, F : 5. 2 9 N ( n e w r ef: 8 2. 8 5 N). ( D) S cr e e n s h ot n o. 3 3: f or c e 6 4. 0 9 N, F : 1 8. 7 6 N ( n e w r ef: 4 1. 0 1 N).
Fi g. 4 – N at ur al t o ot h b e h a vi or at a l o a d of 3 8. 6 5 N, F = 1. 7 4 N, n e w r ef: 4 0. 3 9 N. ( A) SI i m a g e: t h e si n gl e w hit e li n e
c orr e s p o n d s t o t h e r e gi o n of i nt er e st ( R OI) u s e d f or t h e c al c ul ati o n of di s pl a c e m e nt. ( B) Di s pl a c e m e nt c ur v e al o n g t h e w hit e li n e, di s pl a c e m e nt s i n n m v er s u s p o siti o n i n pi x el s. St e p i s a b o ut 4 3 n m.
li g ht ( 2 A). T h e D EJ i s cl e arl y vi si bl e w h e n t h e a p pli e d f or c e r e a ch e s 3 5. 5 N. T h e D EJ i s al w a y s m or e vi si bl e i n fr o nt of t h e l o a di n g p oi nt. F i g. 3 A pr e s e nt s a pr o st h eti c cr o w n s a m pl e u n d er w hit e li g ht b ef or e p ai nti n g, a n d Fi g. 3 B – D ar e r e c or d e d at diff er e nt c o m pr e s si o n l e v el s a n d pr e s e nt t y pi c al fri n g e s at diff er e nt l o a d s. T h e D CJ a p p e ar s fr o m 3 8 N a n d i s cl e arl y vi si bl e i n Fi g. 3 B – D (re d arr o w s). F or t h e pr o st h eti c cr o w n s, it a p p e ar s a s a c o nti n-u o n-u s gr a y li n e c orr e s p o n di n g t o t h e i m a g e t a k e n i n w hit e li g ht (F i g. 3 A).
T h e SI i m a g e s di s pl a y e d i n Fi g. 2 B – D s h o w t h at t h e n at-ur al e n a m el c a p m o v e s i n d e p e n d e ntl y fr o m t h e d e nti n. T hi s diff er e n c e i s cl e arl y d eli mit e d b y a li n e c orr e s p o n di n g t o t h e a n at o mi c al l o c ati o n of t h e d e nti n – e n a m el j u n cti o n ( D EJ). F or t h e pr o st h eti c cr o w n, i n t h e SI i m a g e s (F i g. 3B – D) t h e s a m e ki n d of s hift o c c ur s at t h e c e m e nt j u n cti o n of t h e c er a mi c cr o w n wit h t h e d e nti n. T h e D EJ i s l e s s w ell m ar k e d t h a n t h e D CJ d u e t o t h e s m all er a s s o ci at e d di s pl a c e m e nt s. L ar g e v ari a-ti o n s i n i nt e n sit y (F i g. 3C a n d D) c orr e s p o n d t o fri n g e s r e s ula-ti n g fr o m ri gi d b o d y m oti o n (i n pl a n e r ot ati o n pr oj e ct e d o nt o t h e s e n siti vit y v e ct or).
T h e hi g h e st l o a di n g v al u e s e n a bli n g t h e di sti n cti o n of t h e i nt erf a c e z o n e w er e 1 1 7. 4 N f or t h e pr o st h eti c cr o w n a n d 8 2. 5 N f or t h e n at ur al t o ot h. B e y o n d 1 2 0 N, all s a m pl e s b e h a v e d li k e ri g i d b o di e s. Ar o u n d 2 0 0 N, s o m e s a m pl e s w er e d e str o y e d d u e t o fr a ct ur e s of t h e brittl e m at eri al s. Fr o m all of t h e s cr e e n-s h ot n-s, diff er e nt i m a g e n-s w er e c h o n-s e n f or u n-s e i n c o m p uti n g t h e di s pl a c e m e nt m a p s.
I n Fi g. 4 A, fr o m l eft t o ri g ht, w e d e n ot e t h e tr a n siti o n b et w e e n li g ht gr a y a n d d ar k gr a y c orr e s p o n di n g t o t h e r e gi o n b et w e e n t h e d e nti n a n d t h e e n a m el. O n e h ori z o nt al w hit e li n e h a s b e e n d e fi n e d a s t h e r e gi o n of i nt er e st ( R OI). I n Fi g. 4 B, t h e c ur v e r e pr e s e nt s t h e di s pl a c e m e nt c h a n g e i n n a n o m e-t er s v er s u s e-t h e p o sie-ti o n al o n g e-t h e w hie-t e se-tr ai g he-t li n e s h o w n i n Fi g. 4 A. T h e r el ati v e di s pl a c e m e nt b et w e e n t h e d e nti n a n d t h e e n a m el i s 5 2 n m f or l o a d s b et w e e n 3 8. 6 N a n d 4 0. 4 N ( F = 1. 8 N). I n Fi g. 4 B, t h e gr a y l e v el ar e ri si n g at t h e e n d of t h e c ur v e a s it i s cl o s e t o t h e ri g ht e d g e of t h e t o ot h, it i s cl e arl y vi si bl e o n t h e n ati v e i m a g e wit h hi g h er m a g ni fi c ati o n. T hi s i s g e n er at e d b y t h e s m o ot h i n pl a n e tilt of t h e p al ati n e c u s pi d f oll o wi n g t h e u p p er di s pl a c e m e nt of t h e u p p er j a w r o d fr o m t h e m e c h a ni c al t e sti n g a s t h e f or c e d e cr e a s e s fr o m 4 0. 3 9 N t o 3 8. 6 5 N.
I n Fi g. 5 A, i n fr o nt of t h e c u s p s u bj e ct e d t o t h e l o a d, t h e d eli n e ati o n m a d e b y t h e D EJ i s vi si bl e, a n d t h e gr a y l e v el s diff er b e c a u s e of a diff er e nt a c c o m m o d ati o n. T o c al c ul at e t h e di s pl a c e m e nt v al u e, si x r e d e q u al p ar al-l eal-l al-li n e s w er e d e fi n e d p er p e n di c ual-l aral-l y a cr o s s t h e D EJ. T h e r e d li n e s ar e s e p ar at e d b y 1 pi x el o n e t o t h e ot h er, a n d s o a p p e ar a s a b ol d r e d li n e o n t h e fi g ur e s. T h e di s pl a c e m e nt i s t h e a v er-a g e v er-al u e of t h e si x- st er-a c k e d pr o fil e s. I n Fi g. 5 B, t h e bl er-a c k c ur v e i s t h e m e a n v al u e fitti n g of t h e bl u e c ur v e v al u e s al o n g t h e si x p at h s, a n d t h e bl u e c ur v e i s o n e of t h e si x di s pl a c e m e nt c ur v e s. T h e m e a n r el ati v e di s pl a c e m e nt b et w e e n t h e d e nti n a n d t h e e n a m el i s a b o ut 2 0 n m f or l o a d s b et w e e n 3 9. 2 1 N a n d 4 0. 3 9 N ( F = 1. 1 8 N).
T h e s a m e a n al yti c al pr o c e s s w a s a p pli e d f or t h e pr o st h eti c cr o w n s ( F i g s. 6 – 8). I n F i g. 6A, o n e h ori z o nt al bl a c k li n e w a s d e fi n e d a s t h e re gi o n of i nt er e st, a s t h e t e c h ni c al n oi s e w a s l e s s pr o mi n e nt t h a n f or t h e n at ur al t o ot h. T h e ar e a of i nt er e st i s l o c at e d i n a fri n g e i n fr o nt of t h e str e s s z o n e fr o m l eft t o ri g ht. W e d e n ot e t h e tr a n siti o n b et w e e n li g ht gr a y a n d d ar k gr a y c orr e-s p o n di n g t o t h e r e gi o n b et w e e n t h e d e nti n a n d t h e c er a mi c c a p . I n Fi g. 6 B, t h e c ur v e r e pr e s e nt s t h e di s pl a c e m e nt c h a n g e i n n a n o m et er s v er s u s t h e p o siti o n al o n g t h e w hit e str ai g ht li n e s h o w n i n Fi g. 6 A. T h e r el ati v e di s pl a c e m e nt b et w e e n t h e d e nti n a n d t h e c er a mi c c a p i s 4 3 n m f or l o a d s b et w e e n 8 2. 8 N a n d 7 6. 3 N ( F = 6. 5 N). I n Fi g. 7 , t o e v al u at e t h e di s pl a c e m e nt v al u e s, si x e q u al p ar-all el str ai g ht p at h s h a v e b e e n d e fi n e d i n t h e r e gi o n of i nt er e st
Fi g. 5 – N at ur al t o ot h b e h a vi or at a l o a d of 3 9. 2 1 N, F = 1. 1 8 N, n e w r ef: 4 0. 3 9 N. ( A) SI i m a g e: si x r e d e q u al p ar all el li n e s, 1 pi x el s e p ar at e d, ar e d e fi n e d a cr o s s t h e D EJ. ( B) Di s pl a c e m e nt c ur v e s: bl u e c ur v e: di s pl a c e m e nt v al u e s al o n g o n e of t h e si x r ed li n e s. Bl a c k b ol d c ur v e i s t h e m e a n v al u e fitti n g of t h e 6 bl u e c ur v e s. ( F or i nt er pr et ati o n of t h e r ef er e n c e s t o c ol or i n t hi s fi g ur e l e g e n d, t h e r e a d er i s r ef err e d t o t h e w e b v er si o n of t h e arti cl e.)
a cr o s s t h e D CJ i n t h e p al ati n e z o n e i n fr o nt of t h e l o a di n g p oi nt (Fi g. 7 A). T h e si x r e d li n e s ar e dr a w n p er p e n di c ul arl y t o t h e D CJ t o a c c ur at el y m e a s ur e t h e di s pl a c e m e nt v ari ati o n a cr o s s t h e D CJ. T hi s i s m u c h a p pr o pri at e t h a n t h e si n gl e h ori z o nt al bl a c k li n e f or Fi g. 6 a s t h e r e d li n e s e n a bl e t h e r e al c o m p ari s o n fr o m o n e si d e t o t h e ot h er p er p e n di c ul ar t o t h e D CJ. I n Fi g. 7 B, t h e di s pl a c e m e nt i s di s pl a y e d a s t h e a v er a g e v al u e of t h e si x st a c k e d pr o fil e s. T h e bl a c k c ur v e i s t h e m e di a n v al u e fitti n g of t h e bl u e c ur v e v al u e s. I n t hi s c a s e, t h e r el ati v e di s pl a c e m e nt i s a p pr o xi m at el y 9 5 n m f or l o a d s b et w e e n 8 2. 8 N a n d 7 2. 8 N ( F = 1 0 N). It s h o w s cl e arl y t h e eff e ct of t h e D CJ a ct-i n g a s a n a c c o m m o d atct-i o n ar e a f or t h e a p plct-i e d dct-i s pl a c e m e nt, b ut wit h a s h ar p er sl o p e t h a n t h e n at ur al D EJ. T h e SI i m a g e i n Fi g. 8 w a s s el e ct e d t o r e pr e s e nt t h e c h ar a c-t eri sc-ti c i s o di s pl a c e m e nc-t m a p of c-t h e di s c o nc-ti n uic-t y z o n e l o c ac-t e d i n fr o nt of t h e l o a di n g p oi nt f or a c er a mi c cr o w n. A c ol or e d a n d z o o m e d i m a g e i s al s o pr e s e nt e d. T h e fri n g e s hift i n t h e
re gi o n of i nt er e st cl e arl y d eli n e at e s a m e c h a ni c al i nt erf a c e b et w e e n t h e c er a mi c a n d t h e d e nti n, w hi c h ar e s e p ar at e d b y t h e c e m e nt.
Fi g. 8 pr e s e nt s t h e c h ar a ct eri sti c fri n g e s o bt ai n e d f or a h u g e l o a d diff er e n c e ( 3 0. 0 7 N) a n d t h e i m p ort a nt n oi s e o c c urri n g d u e t o s o m e s p e c kl e d e c orr el ati o n eff e ct. R e s ult s fr o m Fi g. 8 s h o w it i s m a n d at or y t o m a k e st e p r ef er e n c e s e n a bli n g s m all er di s pl a c e m e nt l o a d a n d t h u s v er y l o w d e c orr el ati o n n oi s e. F i g. 9 s h o w s t h e n at ur al t o ot h wit h t h e s a m e c h ar g e t h a n pr o st h eti c t o ot h (F i g. 8) a n d all o w s t o c o m p ar e D EJ a n d D CJ.
4.
Di s c u s si o n
T h e i m p ort a n c e of t h e D EJ a s a n i nt erf a c e bi n di n g t h e e n a m el a n d d e nti n s urf a c e s h a s l o n g b e e n r e c o g ni z e d ( Tyl m a n [ 2]). O ur u n d er st a n di n g of t h e r ol e a n d t h e l o c ati o n of t h e D EJ h a sFi g. 6 – Pr o st h eti c cr o w n b e h a vi or at a l o a d of 7 6. 3 4 N, F = 6. 5 1 N, n e w r ef: 8 2. 8 5 N. ( A) SI i m a g e: a si n gl e bl a c k li n e c orr e s p o n d s t o t h e r e gi o n of i nt er e st ( R OI) u s e d f or di s pl a c e m e nt c al c ul ati o n. ( B) Di s pl a c e m e nt c ur v e al o n g t h e bl a c k li n e, di s pl a c e m e nt s i n n m v er s u s p o siti o n i n pi x el s. St e p i s a b o ut 4 3 n m.
Fi g. 7 – Pr o st h eti c cr o w n b e h a vi or u n d er a l o a d of 7 2. 8 5 N, F = 1 0 N, n e w r ef: 8 2. 8 5 N. ( A) SI i m a g e: si x r e d e q u al p ar all el li n e s, 1 pi x el s e p ar at e d, ar e d e fi n e d a cr o s s t h e D EJ. ( B) Di s pl a c e m e nt c ur v e s: bl u e c ur v e: di s pl a c e m e nt v al u e s al o n g o n e of t h e si x r e d li n e s. Bl a c k b ol d c ur v e i s t h e m e a n v al u e fitti n g of t h e 6 bl u e c ur v e s. T h e di s pl a c e m e nt i s a p pr o xi m at el y 9 5 n m. ( F or i nt er pr et ati o n of t h e r ef er e n c e s t o c ol or i n t hi s fi g ur e l e g e n d, t h e r e a d er i s r ef err e d t o t h e w e b v er si o n of t h e arti cl e.)
e v ol v e d wit h o n g oi n g r e s e ar c h. T h e u ni q u e m e c h a ni c al pr o p-erti e s of t hi s z o n e w er e fir st r e c o g ni z e d fr o m mi cr o- h ar d n e s s pr o fil e s ( Cr ai g et al. [ 1 8, 1 9]). W a n g a n d W ei n er [ 7] m e a s ur e d t h e str ai n a cr o s s t hi s z o n e w h e n a c o m pr e s si v e l o a d w a s a p pli e d a n d s u g g e st e d t h at t hi s i s a n i m p ort a nt w or ki n g p art of t h e t o ot h d uri n g m a sti c ati o n. A n a s y m m etr y b et w e e n e n a m el a n d d e nti n w a s n ot e d pr e vi o u sl y ( W o o d et al. [ 2 0]) b ut w a s n ot q u a nti fi e d. B e c htl e et al. e x pl ai n e d t h e p h e n o m e n o n of cr a c k arr e st at t h e D EJ u si n g t h e el a sti c m o d ul u s mi s m at c h b et w e e n t h e d e nti n a n d t h e e n a m el [ 2 1]. It w a s f o u n d ( Z a sl a n s k y [ 9]) u si n g SI t h at a c o m-pr e s si v e l o a d a p pli e d t o t h e ti p of t h e m ai n c u s p of a h u m a n pr e m ol ar c a u s e d t h e e ntir e e n a m el c a p t o
m o v e e s s e nti all y a s a stiff b o d y, tilti n g t o w ar d t h e b u c c al s urf a c e .
R e c e ntl y, B ar a k et al. [ 2 2] hi g hli g ht e d t h e i m p ort a n c e of e n a m el i n a w h ol t o ot h d e m o n str ati o n t hr o u g h a fi nit e el e-m e nt e-m o d el st u d y a n d v ali d at e d t h eir fi n di n g s b y a e-m etr ol o g y m et h o d. C h att a h et al. [ 2 3] s h o w e d t h at t h e e n a m el c a p i n a mi ni pi g a ni m al m o d el i s c a p a bl e of d ef or mi n g a n d r ot ati n g at l o a d s a s l o w a s 1 6 N. Z a sl a n s k y et al. [ 9] s h o w e d t h at t h e e n a m el c a p of a n i s ol at e d h u m a n pr e m ol ar di d n ot d ef or m or rot at e at l o a d s l o w er t h a n 8 0 N. H u m a n e n a m el i s stiff er t h a n t h at of t h e mi ni pi g, a n d t h e c u s p s d o n ot d ef or m or cr a c k u ntil hi g h l o a d s ar e r e a c h e d. H o w e v er, i n b ot h c a s e s, t h e ai m w a s t o pr e s er v e t h e f u n cti o n alit y of t h e gri n di n g s urf a c e s o v er l o n g
Fi g. 8 – SI i m a g e s a m pl e “ pr o st h eti c cr o w n ” a n d di s pl a c e m e nt s s h o w n i n a c o nt o ur c ol or e d m a p. B e h a vi or f or a l o a d of 5 2. 7 8 N, F = 3 0. 0 7 N, n e w r ef: 8 2. 8 5 N.
Fi g. 9 – SI i m a g e s a m pl e “ n at ur al t o ot h ”. B e h a vi or f or a l o a d of 5 2. 3 N, F = 6. 5 N, n e w r ef: 5 8. 8 N.
p eri o d s of ti m e. T h e u s e of t h e s e o p p o si n g str at e gi e s t o a c hi e v e t h e s a m e e n d h a s b e e n attri b ut e d t o p h yl o g e n eti c diff er e n c e s i n m a sti c at or y f u n cti o n. [ 2 4, 2 5]. T h e mi ni pi g m ol ar i s c a p a bl e of d ef or mi n g a n d r ot ati n g at l o w l o a d s, a n d t h e i ntri n si c r e a c-ti o n of t h e cr o w n t o e c c e ntri c l o a di n g i s c o m pl e m e nt e d a n d e v e n e n h a n c e d b y t h e str u ct ur e s s u p p orti n g t h e t o ot h [ 2 3]. I n o ur st u d y, w e c o n si d er e d t h e h alf- c ut cr o w n b e c a u s e t hi s c o n fi g ur ati o n h a s t h e m aj or a d v a nt a g e of o b s er vi n g t h e i n-pl a n e b e h a vi or of t h e D EJ a n d t h e D CJ i n a n d d oi n g s o fr o m eit h er f ar fr o m or cl o s e t o t h e l o a di n g z o n e. Z a sl a n s k y w or k e d wit h p ar all el e pi p e d c ut s fr o m pr e m ol ar s [ 9], w hil e C h att a h et al. [ 2 3 – 2 5] st u di e d w h ol e t e et h. O n SI i m a g e s, t h e i nt erf a c e s a p p e ar di sti n ctl y al o n g t h eir e ntir e l e n gt h s, t h u s s h o wi n g t h eir c o m pl et e l o a di n g (fr o m 3 5. 5 N f or t h e D EJ o n t h e n at ur al t o ot h a n d fr o m 3 6 N f or t h e pr o st h eti c cr o w n). T h e fir st i nt er pr e-t ae-ti o n c o n fir m s e-t h ae-t e-t h e e n a m el b ul k a n d e-t h e c er a mi c c a p will m o v e sli g htl y u n d er l o a di n g a s ri gi d b o di e s. H o w e v er, t h e m e c h a ni c al r e s p o n s e i s diff er e nt f or t h e s a m e a p pli e d l o a d-i n g f or c e, a n d t h e dd-i s pl a c e m e nt d-i s l ar g er f or c er a md-i c t h a n f or e n a m el. T h u s i n Fi g. 8 , at a l o a d of 5 2. 7 N, t h e SI i m a g e cl e arl y s h o w s a r el ati v e di s pl a c e m e nt b et w e e n e n a m el a n d d e nti n. I n F i g. 9 , at a si mil ar l o a d ( 5 2. 3 N), t h e i m a g e i d e nti fi e s t h e D EJ a n d t h e diff eri n g b e h a vi or s of t h e e n a m el a n d d e nti n. H o w e v er, it d o e s n ot s h o w a r el ati v e di s pl a c e m e nt a s hi g h a s i n Fi g. 8 . T hi s di s pl a c e m e nt i s c o n fir m e d i n SI pi ct ur e s i n Fi g s. 6 a n d 7 , wit h v al u e s of 8 3 n m a n d 9 5 n m, r e s p e cti v el y. T hi s b e h a vi or d e m o n-str at e s t h e a c c o m m o d ati o n n-str e n gt h of t h e D CJ a n d c o n fir m s it s pr ot e cti v e r ol e f or t h e c er a mi c c a p s. M or e o v er, w e e m p h a si z e t h at t h e di s pl a c e m e nt of t h e cr o w n, w h et h er e n a m el or c er a mi c, i s diff er e nt if t h e m e a-s ur e m e nt ar e a i a-s f ar fr o m or cl o a-s e t o t h e l o a di n g z o n e. I n e a c h c a s e , t h e l ar g er di s pl a c e m e nt i s l o c at e d o p p o sit e t o t h e l o a d. T h e gr a y l e v el s m a p s al s o s h o w a di s pl a c e m e nt of t h e o p p o sit e c u s pi d b ut of s m all er m a g nit u d e. F o r t h e n at ur al t o ot h, Z a sl a n s k y writ e s, “t h e a s y m m e-try i n stiff n e s s b et w e e n t h e b u c c al a n d li n g u al si d e s m a y t h eref or e h a v e a pr of o u n d si g ni fi c a n c e i n d et er mi ni n g h o w e x a ctl y t h e e n a m el c a p r e s p o n d s t o l o a d d uri n g m a sti c ati o n ”. T hi s a s y m m etri c n at ur e of t h e str u ct ur e m a y al s o c o ntri b ut e t o t h e di stri b uti o n of l o a d s t h at ar e n ot a p pli e d al o n g t h e l o n g a xi s of t h e t o ot h. T h e p o s si bl e a s y m m etr y i n stiff n e s s b et w e e n t h e b u c c al a n d li n g u al si d e s of t h e t o ot h p oi nt s t o a b a si c pr o p ert y of t o ot h f u n cti o n, pr e s u m a bl y r el at e d t o t h e pr e ci s e m a n n er i n w hi c h str e s s i s di stri b ut e d d uri n g m a sti c ati o n.
C o n v er s el y, f or t h e pr o st h eti c cr o w n, t h e c e m e nt j oi nt t hi ck n e s s will b e t h e s a m e e v er y w h er e ( 1 0 0 m), e x c e pt i n t h e z o n e of t h e c er vi c al j oi nt, w h er e it i s a p pr o xi m at el y 4 0 m. T h e di s pl a c e m e nt of t h e c er a mi c c a p will b e a f u n cti o n of t h e t hi c k n e s s of t h e c e m e nt a n d it s el a sti c m o d ul u s [ 2 6]. T h e b e h a vi or of t h e s a m pl e s a p p e ar s t o b e r ati o n al. A b o v e a c er-t ai n l o a d ( 1 1 7. 4 N f or er-t h e pr o ser-t h eer-ti c cr o w n a n d 8 2. 6 N f or er-t h e n at ur al t o ot h), t h e SI i m a g e s s h o w t h at t h e D EJ a n d t h e D CJ c a n n ot b e o b s er v e d. W h e n t h e i nt erf a c e s i n b ot h s etti n g s c a n n o l o n g er a c c o m m o d at e t h e l o a di n g str e s s, t h e t e et h b e gi n t o a ct a s w h ol e ri gi d o bj e ct s, a n d hi g h er l o a di n g f or c e s g e n er at e cr a c k s a n d fr a ct ur e s of t h e s a m pl e s. O ur w or k t e n d s t o c o n fir m b ot h Z a sl a n s k y’s a n d W ei n er’s st u di e s: t h e D EJ z o n e i s a n i m p ort a nt p art of t h e t o ot h str u c-t ure . M or e o v er, w e h a v e d e m o n sc-tr ac-t e d a c o m p ar a bl e b e h a vi or f or t h e D CJ. W e b eli e v e t h e s e z o n e s ar e cr u ci al f or t h e str e s s re si st a n c e of t h e cr o w n str u ct ur e, w h et h er n at ur al or pr o s-t h es-ti c. F or m o n o bl o c vis-tr e o u s c er a mi c pr o ss-t h es-ti c cr o w n s, l o a d re si st a n c e i s a r e s ult of t h e c e m e nti n g pr o c e s s [ 2 7, 2 8].
T h e s oft D EJ i nt erf a c e i s a ct u all y a gr a d e d str u ct ur e, a n d m u c h r e m ai n s t o b e u n d er st o o d a b o ut t h e m a n n er i n w hi c h t h e w h ol e t o ot h b e h a v e s u n d er l o a d. Fi g s. 6 a n d 7 s h o w t h at t h e D CJ pr e s e nt s a gr a d e d b e h a vi or b ut wit h a s h ar p er sl o p e t h a n t h e D EJ. A n i nt er e sti n g u s e of d e nt o- pr o st h eti c s p a ci n g c o ul d b e t o s el e ct t h e c e m e nt j oi nt t hi c k n e s s b a s e d u p o n t h e c e m e nt el a sti c m o d ul u s. T hi s w o ul d r e fi n e att e m pt s t o mi mi c t h e p h y si ol o gi c al b e h a vi or of t h e n at ur al t o ot h [ 2 9], a c c or d-i n g t o t h e bd-i o md-i m etd-i c c o n c e pt [ 3 0]. T hd-i s s e e m s alr e a d y v er y i m p ort a nt a s s e v er al a ut h or s h a v e i n v e sti g at e d t h e eff e ct of diff er e n c e s i n t h e r e si n- c e m e nt el a sti c m o d ul u s o n str e s s-tra n s mi s si o n t o s e v er al c o m p o sit e or c er a mi c r e c o n str u cti o n s [ 3 1, 3 2]. Ot h er a ut h or s h a v e st u di e d t h e i n fl u e n c e of diff er-e nt b o n di n g a g er-e nt s u n d er-er str er-e s s o n t h er-e i nt er-er n al a n d m ar gi n al a d a pt ati o n of c o m p o sit e or c er a mi c r e c o n str u cti o n s [ 3 3].
T h e bi o mi m eti c pri n ci pl e t hr o u g h t h e u s e of r e c o n str u cti o n c er a mi c s t h at h a v e w e ar c o ef fi ci e nt s cl o s e t o t h at of n at ur al e n a m el r e s ulti n g fr o m c e m e nt s wit h a n el a sti c m o d ul u s si m-il ar t o t h at of t h e n at ur al D EJ, w e c a n e x p e ct t h e c o n str u cti o n of r e al bi o mi m eti c pr o st h eti c t e et h i n t h e n e ar f ut ur e.
5.
C o n cl u si o n
S p e c kl e i nt erf er o m etr y i s hi g hl y r e c o m m e n d e d f or p erf or mi n g di s pl a c e m e nt m e a s ur e m e nt s f or d e nt al bi o m e c h a ni c s. T h e SI a p pr o a c h all o w s f or t h e m e a s ur e m e nt of t h e m e c h a ni c al pr o p erti e s of bi ol o gi c al str u ct ur e s a n d ot h er bi o m at eri al s t h at ar e a f e w h u n dr e d mi cr o n s t hi c k. T h e str ai n a c c o m m o d ati o n c a p a cit y of t h e t o ot h i s d eri v e d fr o m t h e diff er e nti al di s pl a c e-m e nt b et w e e n t h e e n a e-m el a n d t h e d e nti n. T h e d e nti n – e n a e-m el j u n cti o n a ct s a s a n i nt erf a c e u ntil a c ert ai n m a xi m al l o a di n g. B e y o n d t hi s t hr e s h ol d, t h e l o a di n g a c c o m m o d ati o n pr o p ert y
di s a p p e ar s, a n d t h e t o ot h t h e n b e h a v e s a s a ri gi d b o d y. W e d e m o n str at e a si mil ar b e h a vi or f or t h e pr o st h eti c cr o w n t o ot h. I n t hi s c a s e, t h e e n a m el i s r e pl a c e d b y t h e c er a mi c cr o w n a n d t h e d e nti n – e n a m el j u n cti o n b y t h e d e nti n – c e m e nt j u n cti o n. T h e s e b e h a vi or s i n di c at e t h e i nt erf a c e r ol e of t h e D EJ a n d t h e D CJ i n t h e c a p a cit y of t e et h t o a c c o m m o d at e t h e str e s s e s of t h eir p h y si ol o gi c al f u n cti o n s or e v e n of t h eir p ar af u n cti o n s. F o r t h e c e m e nt c h ar a ct eri sti c s a n d t h e c e m e nt t hi c k n e s s u s e d i n t hi s p a p er, t h e a c c o m m o d ati o n eff e ct of t h e D CJ i s l e s s m ar k e d t h a n t h at of t h e D EJ. F ut ur e st u d y will d e al wit h t h e eff e ct of t h e c e m e nt c h ar a ct eri sti c s a n d t h e c e m e nt t hi c k n e s s b y a p pl yi n g SI f or s a m pl e s h a vi n g diff er e nt c e m e nt s a n d diff er-e nt t hi c k n er-e s s of c er-e m er-e nt j oi nt, t h a n k s t o t h er-e C A D/ C A M s y st er-e m. T h e li mit s of SI m e a s ur e m e nt ar e t h e s e n siti vit y t o ri gi d b o d y m oti o n a n d d e c orr el ati o n n oi s e aff e cti n g t h e s p ati al r e s ol u-ti o n. T hi s c a n b e e n h a n c e d b y u si n g s m all er pi x el s e n s or s wit h hi g h er p h ot o gr a p hi c m a g ni fi c ati o n.
r e f e r e n c e s
[ 1] I m b e ni V, Kr u zi c JJ, M ar s h all G W, M ar s h all SJ, Rit c hi e R O. T h e d e nti n – e n a m el j u n cti o n a n d t h e fr a ct ur e of h u m a n t e et h. N at ur e M at eri al s 2 0 0 5; 4: 2 2 9 – 3 2.
[ 2] Tyl m a n S D. T h e d e nti n o- e n a m el j u n cti o n. J o ur n al of D e nt al R e s e ar c h 1 9 2 8; 8: 6 1 5 – 2 2.
[ 3] H a b elit z S, M ar s h all SJ, M ar s h all G W, B al o o c h M. T h e f u n cti o n al wi dt h of t h e d e nti n o- e n a m el j u n cti o n d et er mi n e d b y A F M- b a s e d n a n o s cr at c hi n g. J o ur n al of Str u ct ur al Bi ol o g y 2 0 0 1; 1 3 5: 2 4 4 – 3 0 1. [ 4] Li n C P, D o u gl a s W H. Str u ct ur e- pr o p ert y r el ati o n s a n d cr a c k re si st a n c e at t h e b o vi n e d e nti n – e n a m el j u n cti o n. J o ur n al of D e nt al R e s e ar c h 1 9 9 4; 7 3: 1 0 7 2 – 8. [ 5] M e y er J M, B o di er- H o ull e P, C ui si ni er FJ G, L e s ot H, R u c h J V. I niti al a s p e ct s of mi n er ali z ati o n at t h e d e nti n o- e n a m el j u n cti o n i n e m br y o ni c m o u s e i n ci s or i n vi v o a n d i n vitr o: a T E M c o m p ar ati v e st u d y. I n Vitr o C ell ul ar a n d D e v el o p m e nt al Bi ol o g y- A ni m al 1 9 9 9; 3 5( M ar c h ( 3)): 1 5 9 – 6 8.
[ 6] M ar s h all G W, B al o o c h M, G all a g h er R R, G a n s k y S A, M ar s h all SJ . M e c h a ni c al pr o p erti e s of t h e d e nti n – e n a m el j u n cti o n: A F M st u di e s of n a n o h ar d n e s s, el a sti c m o d ul u s a n d fr a ct ur e. Jo ur n al of Bi o m e di c al M at eri al s R e s e ar c h 2 0 0 1; 5 4: 8 7 – 9 5. [ 7] W a n g R, W ei n er S. Str ai n – str u ct ur e r el ati o n s i n h u m a n t e et h u si n g M oir é fri n g e s. J o ur n al of Bi o m e c h a ni c s 1 9 9 8; 3 1: 1 3 5 – 4 1. [ 8] Z a sl a n s k y P, S h a h ar R, B ar a k M M, Fri e s e m A, W ei n er S. T o ot h a n d b o n e d ef or m ati o n: str u ct ur e a n d m at eri al pr o p erti e s b y E S PI. Pr o c e e di n g s of S PI E 2 0 0 6; 6 3 4 1. [ 9] Z a sl a n s k y P, Fri e s e m A A, W ei n er S. Str u ct ur e a n d
m e c h a ni c al pr o p erti e s of t h e s oft z o n e s e p ar ati n g b ul k d e nti n a n d e n a m el i n cr o w n s of h u m a n t e et h: i n si g ht i nt o t o ot h f u n cti o n. J o ur n al of Str u ct ur al Bi ol o g y
2 0 0 6; 1 5 3( F e br u ar y ( 2)): 1 8 8 – 9 9 [ E p u b. 2 0 0 5 D e c e m b er 9]. [ 1 0] Bi e ni e k K W, M ar x R. T h e m e c h a ni c al l o a di n g c a p a cit y of
n e w all- c er a mi c cr o w n a n d bri d g e m at eri al s. S c h w ei z er M o n at s s c hrift f ur Z a h n m e di zi n 1 9 9 4; 1 0 4( 3): 2 8 4 – 9. [ 1 1] G o n z a g a C C, C e s ar P F, Mir a n d a Jr W G, Y o s hi m ur a H N. Sl o w cr a c k gr o wt h a n d r eli a bilit y of d e nt al c er a mi c s. D e nt al M at eri al s 2 0 1 1; 2 7( A pril ( 4)): 3 9 4 – 4 0 6 [ E p u b. 2 0 1 0 D e c e m b er 2 4]. [ 1 2] A d di s o n O, S o d hi A, Fl e mi n g GJ. S e ati n g l o a d p ar a m et er s i m p a ct o n d e nt al c er a mi c r ei nf or c e m e nt c o nf err e d b y c e m e nt ati o n wit h r e si n- c e m e nt s. D e nt al M at eri al s 2 0 1 0; 2 6( S e pt e m b er ( 9)): 9 1 5 – 2 1.
[ 1 3] Atti a A, K er n M. I n fl u e n c e of c y cli c l o a di n g a n d l uti n g a g e nt s o n t h e fr a ct ur e l o a d of t w o all- c er a mi c cr o w n s y st e m s. T h e Jo ur n al of Pr o st h eti c D e nti str y 2 0 0 4; 9 2( D e c e m b er ( 6)): 5 5 1 – 6. [ 1 4] G u ar d a G B, G o n c¸al v e s L S, C orr er A B, M or a e s R R, Si n h or eti
M A, C orr er- S o bri n h o L. L uti n g gl a s s c er a mi c r e st or ati o n s u si n g a s elf- a d h e si v e r e si n c e m e nt u n d er diff er e nt d e nti n c o n diti o n s. J o ur n al of A p pli e d Or al S ci e n c e 2 0 1 0; 1 8(J u n e ( 3)): 2 4 4 – 8.
[ 1 5] F a s bi n d er DJ. T h e C er e c s y st e m: 2 5 y e ar s of c h air si d e C A D/ C A M d e nti str y. J o ur n al of t h e A m eri c a n Di et eti c A s s o ci ati o n 2 0 1 0; 1 4 1(J u n e ( S u p pl. 2)): 3 S – 4 S.
[ 1 6] Sl a n g e n P, D e V e u st er C, R e n ott e Y, B er w art L, Li o n Y. C o m p ut er - ai d e d i nt erf er o m etri c m e a s ur e m e nt s of drift a n d p h a s e s hift er c ali br ati o n f or D S PI ( di git al s p e c kl e p att er n i nt erf ero m etr y). O pti c al E n gi n e eri n g 1 9 9 5; 3 4( 1 2): 3 5 2 6 – 3 0.
[ 1 7] Cr e at h K. P h a s e- m e a s ur e m e nt i nt erf er o m etr y t e c h ni q u e s. I n: Pr o gr e s s i n o pti c s X X VI. El s e vi er S ci e n c e P u bli s h er B. V.; 1 9 8 8 [ C h a pt er 5] p. 3 4 9 – 3 9 3.
[ 1 8] Cr ai g R, P e yt o n F A. T h e mi cr o- h ar d n e s s of e n a m el a n d d e nti n. J o ur n al of D e nt al R e s e ar c h 1 9 5 8; 3 7: 6 6 1 – 8. [ 1 9] Cr ai g R, G e hri n g P, et al. R el ati o n of str u ct ur e t o t h e
mi cr o h ar d n e s s of h u m a n d e nti n. J o ur n al of D e nt al R e s e ar c h 1 9 5 9; 3 8: 6 2 4 – 3 0.
[ 2 0] W o o d J D, W a n g R Z, et al. M a p pi n g of t o ot h d ef or m ati o n c a u s e d b y m oi st ur e c h a n g e u si n g M oir é i nt erf er o m etr y. D e nt al M at eri al s 2 0 0 3; 1 9: 1 5 9 – 6 6.
[ 2 1] B e c htl e S, F ett T, Ri z zi G, H a b elit z S, Kl o c k e A, S c h n ei d er G A. Cr a c k arr e st wit hi n t e et h at t h e d e nti n o e n a m el j u n cti o n c a u s e d b y el a sti c m o d ul u s mi s m at c h. Bi o m at eri al s 2 0 1 0; 3 1( M a y ( 1 4)): 4 2 3 8 – 4 7 [ E p u b. 2 0 1 0 F e br u ar y 1 8]. [ 2 2] B ar a k M M, G ei g er S, C h att a h N L T, S h a h ar R, W ei n er S. E n a m el di ct at e s w h ol e t o ot h d ef or m ati o n: a fi nit e el e m e nt m o d el st u d y v ali d at e d b y a m etr ol o g y m et h o d. J o ur n al of Str u ct ur al Bi ol o g y 2 0 0 9; 1 6 8: 5 1 1 – 2 0. [ 2 3] C h att a h L T, S h a h ar R, W ei n er S. D e si g n str at e g y of mi ni pi g m ol ar s u si n g el e ctr o ni c s p e c kl e i nt erf er o m etr y: c o m p ari s o n of d ef or m ati o n u n d er l o a d b et w e e n t h e t o ot h m a n di bl e c o m pl e x a n d i s ol at e d t o ot h. A d v a n c e d M at eri al s 2 0 0 9; 2 1: 4 1 3 – 8. [ 2 4] Str ait D S, Ri c h m o n d B G, S p e n c er M A, R o s s C F, D e c h o w P C, W o o d B A . M a sti c at or y bi o m e c h a ni c s a n d it s r el e v a n c e t o e arl y h o mi ni d p h yl o g e n y: a n e x a mi n ati o n of p al at al t hi ck n e s s u si n g fi nit é- el e m e nt s a n al y si s. J o ur n al of H u m a n E v ol uti o n 2 0 0 7; 5 2( M a y ( 5)): 5 8 5 – 9 9. [ 2 5] C h att a h N L, K u p ci k K, S h a h ar R, H u bli n JJ, W ei n er S. Str u ct ur e-f u n cti o n r el ati o n of pri m at e l o w er i n ci s or: a st u d y of t h e d éf or m ati o n of M a c a c a d e ntiti o n u si n g el e ctr o ni c s p e c kl e p att er n i nt erf er o m etr y ( E S PI). J o ur n al of A n at o m y 2 0 1 1; 2 1 8( 1): 8 7 – 9 5. [ 2 6] N a k a m ur a T, W a k a b a y a s hi K, Ki n ut a S, Ni s hi d a H, Mi y a m a e M, Y at a ni H. M e c h a ni c al pr o p erti e s of n e w s elf- a d h e si v e re si n- b a s e d c e m e nt. J o ur n al of Pr o st h o d o nti c R e s e ar c h 2 0 1 0; 5 4( A pril ( 2)): 5 9 – 6 4 [ E p u b. 2 0 0 9 O ct o b er 3 0]. [ 2 7] Atti a A, A b d el a zi z K M, Fr eit a g S, K er n M. Fr a ct ur e l o a d of c o m p o sit e a n d f el d s p at hi c all c er a mi c C A D/ C A M cr o w n s. Jo ur n al of Pr o st h eti c D e nti str y 2 0 0 6; 9 5( F e br u ar y ( 2)): 1 1 7 – 2 3. [ 2 8] Atti a A, K er n M. Fr a ct ur e str e n gt h of all c er a mi c cr o w n s l ut e d u si n g t w o b o n di n g m et h o d s. J o ur n al of Pr o st h eti c D e nti str y 2 0 0 4; 9 1( M ar c h ( 3)): 2 4 7 – 5 2. [ 2 9] Ur a b e I, N a k aji m a S, S a n o H, T a g a mi J. P h y si c al pr o p erti e s of t h e d e nti n – e n a m el j u n cti o n r e gi o n. A m eri c a n J o ur n al of D e nti str y 2 0 0 0; 1 3(J u n e ( 3)): 1 2 9 – 3 5.
[ 3 0] M a g n e P, B el s er U. U n d er st a n di n g t h e i nt a ct t o ot h a n d t h e bi o mi m eti c pri n ci pl e. I n: M a g n e, B el s er, e dit or s. B o n d e d p or c el ai n r e st or ati o n s i n t h e a nt eri or d e ntiti o n: a
bi o mi m eti c a p pr o a c h. C hi c a g o: Q ui nt e s s e n c e P u bli s hi n g C o.; 2 0 0 2. p. 2 3 – 5 5.
[ 3 1] A u si ell o P, R e n g o S, D a vi d s o n C L, W att s D C. Str e s s di stri b uti o n s i n a d h e si v el y c e m e nt e d c er a mi c a n d re si n- c o m p o sit e cl a s s II i nl a y r e st or ati o n s: a 3 D- F E A st u d y. D e nt al M at eri al s 2 0 0 4; 2 0( N o v e m b er ( 9)): 8 6 2 – 7 2.
[ 3 2] B ur k e FJ, W att s D C. Eff e ct of diff eri n g r e si n l uti n g s y st e m s o n fr a ct ur e r e si st a n c e of t e et h r e st or e d wit h d e nti n- b o n d e d
cr o w n s. Q ui nt e s s e n c e I nt er n ati o n al 1 9 9 8; 2 9(J a n u ar y ( 1)): 2 1 – 7.
[ 3 3] Di et s c hi D, M o or L. E v al u ati o n of t h e m ar gi n al a n d i nt er n al a d a pt ati o n of diff er e nt c er a mi c a n d c o m p o sit e i nl a y s y st e m s aft er a n i n vitr o f ati g u e t e st. J o ur n al of A d h e si v e D e nti str y 1 9 9 9; 1( 1): 4 1 – 5 6.
