Dentinhaftkraft zweier neuer CAD/CAM-Materialien in Abhängigkeit verschiedener adhäsiver Zementsysteme

Zielsetzung: Ziel der Studie war die Bestimmung der Dentinhaftkraft von zwei so-genannten Hybridmaterialien für computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) Restaurationen unter Anwendung von fünf verschiedenen Zementen vor und nach sechsmonatiger Lagerung. Materialien und Methoden: Aus extrahierten menschlichen Molaren wurden 300 Dentinprobekörper hergestellt (n=15 pro Gruppe; 10 Gruppen (2 Hybridkeramiken, 5 Zemente) je nach 24 h/nach sechsmonatiger Lagerung). Aus Hybridkeramikblöcken von Lava Ultimate (3M ESPE) und VITA ENAMIC (VITA Zahnfabrik) wurden Zylinder hergestellt, welche standardisiert aufgeraut wurden. Anschliessend wurden die Hybrid-keramikzylinder mit einem der folgenden fünf Zemente auf die Dentinprobekörper zementiert: mit den Kompositzementen RelyX Ultimate (3M ESPE), PANAVIA F2.0 (Kuraray), Variolink II (Ivoclar Vivadent), els cem (Saremco Dental AG) oder als Negativkontrollgruppe mit dem kunststoffmodifizierten Glasionomerzement Ketac Cem Plus (3M ESPE). Die Dentinhaftkraft der Hybridkeramikzylinder wurde einerseits nach 24 h und andererseits nach sechsmonatiger Lagerung via Scherkrafttest bestimmt. Nach dem Scherkrafttest wurde das Bruchmuster unter einem Lichtmikroskop bei 40-facher Vergrösserung beurteilt. Die Dentinhaftkraftwerte wurden mittels nichtparametrischer ANOVA gefolgt von exakten Wilcoxon Rangsummen-Tests statistisch analysiert (α=0,05). Die Beurteilung des Bruchmusters wurde deskriptiv ausgewertet. Resultate: Für die Hybridkeramik Lava Ultimate und nach 24 h erzielten die Kompositzemente RelyX Ultimate und Variolink II die höchsten Dentinhaftkraftwerte. Die Dentinhaftkraftwerte von RelyX Ultimate und Variolink II unterschieden sich nicht signifikant. Die Dentinhaftkraftwerte von PANAVIA F2.0 unterschieden sich ebenfalls nicht signifikant von denjenigen von RelyX Ultimate, waren jedoch signifikant tiefer als diejenigen von Variolink II. Unter allen Kompositzementen erzielte els cem die tiefsten Dentinhaftkraftwerte. Nach sechsmonatiger Lagerung waren die Dentinhaftkraftwerte für RelyX Ultimate die höchsten, gefolgt von Variolink II, von els cem und anschliessend von PANAVIA F2.0, welcher nach sechsmonatiger Lagerung die tiefsten Dentinhaftkraftwerte der Kompositzemente zeigte. Der kunststoffmodifizierte Glasionomerzement Ketac Cem Plus zeigte sowohl nach 24 h als auch nach sechsmonatiger Lagerung die tiefsten Dentinhaftkraftwerte. Für VITA ENAMIC war die Reihenfolge der Zemente nach Dentinhaftkraft nach 24 h ähnlich wie diejenige nach sechsmonatiger Lagerung: Die Dentinhaftkraft war für RelyX Ultimate und Variolink II am höchsten, gefolgt von PANAVIA F2.0, von els cem und schlussendlich von Ketac Cem Plus mit den tiefsten Dentinhaftkraftwerten. Nach 24 h und für alle fünf Zemente unterschieden sich die Dentinhaftkraftwerte zwischen Lava Ultimate und VITA ENAMIC nicht signifikant. Nach sechsmonatiger Lagerung unterschieden sich die Dentinhaftkraftwerte zwischen Lava Ultimate und VITA ENAMIC ebenfalls nicht signifikant für RelyX Ultimate und els cem im Gegensatz zu den Dentinhaftkraftwerten von PANAVIA F2.0, Variolink II und Ketac Cem Plus, welche signifikant tiefer waren für Lava Ultimate als für VITA ENAMIC. Das häufigste Bruch-muster war für Lava Ultimate nach 24 h und für VITA ENAMIC sowohl nach 24 h als auch nach sechsmonatiger Lagerung adhäsiv zwischen Dentin und Zement. Nach sechs-monatiger Lagerung war für Lava Ultimate das häufigste Bruchmuster tendenziell gemischte Brüche. Schlussfolgerung: Basierend auf den Resultaten kann gesagt werden, dass für beide Hybridkeramiken sowohl RelyX Ultimate als auch Variolink II empfohlen werden können. PANAVIA F2.0 kann für VITA ENAMIC empfohlen werden, für Lava Ultimate allerdings weniger, da die Dentinhaftkraft nach sechsmonatiger Lagerung abnahm. Von einer konventionellen (allerdings nicht indizierten und in dieser Studie experimentellen) Zemen-tierung der beiden Hybridkeramiken mit dem kunststoffmodifizierten Glasionomerzement Ketac Cem Plus muss abgeraten werden.

Einfluss von Politursystemen auf Oberflächenrauigkeit und mechanische Eigenschaften von CAD/CAM-Materialien

Zielsetzung: Das Ziel dieser Studie war, den Einfluss von drei Politursystemen auf die Oberflächenrauigkeit von verschiedenen Materialien für computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) Restaurationen mittels Profilometrie sowie die mikromechanischen Eigenschaften der Materialien mittels Mikrohärtemessgerät zu analysieren. Materialien und Methoden: Von dem CAD/CAM-Kompositmaterial Paradigm MZ100 (3M ESPE), der CAD/CAM-Feldspatkeramik VITABLOCS Mark II (VITA Zahnfabrik) und den CAD/CAM-Hybridmaterialien Lava Ultimate (3M ESPE), VITA ENAMIC (VITA Zahnfabrik) und AMBARINO High-Class (Creamed) wurden je 60 Prüfkörper zugeschnitten, gekennzeichnet und standardisiert aufgerauht. Die standardisierte Aufrauhung wurde mit Baseline-Rauigkeitsmessungen überprüft (Ra und Rz; µm). Die Prüfkörper wurden mit einem von drei Politursystemen poliert (n=20 pro CAD/CAM-Material): 1) Sof-Lex Scheiben (Disc-System, 3 Politurschritte: medium, fein und superfein; 3M ESPE), 2) VITA Polishing Set Clinical (Silikonpolitursystem, 2 Politurschritte: medium und fein; VITA Zahnfabrik) oder 3) KENDA Nobilis (Silikonpolierer, 1 Politurschritt (universal); KENDA Dental). Nach Politur der Prüfkörper wurden Ra und Rz sowie die mikromechanischen Eigenschaften Oberflächenhärte (VHN; Vickers Härte) und Elastizitätsmodul (EM; GPa) gemessen. In den darauf folgenden sechs Monaten wurden die Prüfkörper in Leitungswasser gelagert und insgesamt sechs Mal einem maschinellem Zahnbürsten zugeführt. Anschliessend wurden erneut Ra und Rz sowie VHN und EM gemessen. Ra-, Rz-, VHN- und EM-Werte wurden mittels nichtparametrischer ANOVA global analysiert und die p-Werte mittels Bonferroni-Holm Korrektur für multiples Testen korrigiert. Als post-hoc Tests wurden Kruskal-Wallis-Tests sowie exakte Wilcoxon Rangsummen-Tests verwendet und die p-Werte wurden nicht korrigiert. Das Signifikanzniveau wurde auf α=0,05 festgelegt. Resultate: Für alle drei CAD/CAM-Hybridmaterialien ergaben Sof-Lex Scheiben nach der Politur die tiefste Oberflächenrauigkeit (d. h. die tiefsten Ra- und Rz-Werte), gefolgt von KENDA Nobilis und von dem VITA Polishing Set Clinical. Bei dem CAD/CAM-Kompositmaterial sowie bei der CAD/CAM-Feldspatkeramik ergaben Sof-Lex Scheiben und KENDA Nobilis ähnliche Resultate, gefolgt von dem VITA Polishing Set Clinical. Bei einigen CAD/CAM-Materialien zeigten sich – zum Teil in Abhängigkeit des Politursystems – nach maschinellem Zahnbürsten und Lagerung signifikant höhere Ra- und Rz-Werte. Die CAD/CAM-Materialien zeigten unabhängig des Politursystems und der Lagerung signifikant verschiedene VHN- und EM-Werte. Bei einigen CAD/CAM-Materialien zeigten sich – zum Teil ebenfalls in Abhängigkeit des Politursystems – nach maschinellem Zahn-bürsten und Lagerung signifikant tiefere VHN- und EM-Werte. Schlussfolgerungen: Die Wahl des Politursystems beeinflusste die Oberflächenrauigkeit der CAD/CAM-Materialien markant, wobei Sof-Lex Scheiben insgesamt die besten Politurresultate zeigten, gefolgt von dem Silikonpolierer KENDA Nobilis. Von der Verwendung des Silikonpolitursystems VITA Polishing Set Clinical muss eher abgeraten werden. Das CAD/CAM-Kompositmaterial Paradigm MZ100 und die CAD/CAM-Hybridmaterialien Lava Ultimate und AMBARINO High-Class als weichere und elastischere Materialien liessen sich insgesamt besser polieren, waren aber bezüglich mechanischer Eigenschaften anfälliger auf Lagerung als die härtere CAD/CAM-Feldspatkeramik VITABLOCS Mark II und das CAD/CAM-Hybridmaterial VITA ENAMIC.

Differential diagnosis of CT focal liver lesions using texture features, feature selection and ensemble driven classifiers

The aim of the present study is to define an optimally performing computer-aided diagnosis (CAD) architecture for the classification of liver tissue from non-enhanced computed tomography (CT) images into normal liver (C1), hepatic cyst (C2), hemangioma (C3), and hepatocellular carcinoma (C4). To this end, various CAD architectures, based on texture features and ensembles of classifiers (ECs), are comparatively assessed.

Influence of Abutment Design on Stiffness, Strength, and Failure of Implant-Supported Monolithic Resin Nano Ceramic (RNC) Crowns

BACKGROUND Recent technical development allows the digital manufacturing of monolithic reconstructions with high-performance materials. For implant-supported crowns, the fixation requires an abutment design onto which the reconstruction can be bonded. PURPOSE The aim of this laboratory investigation was to analyze stiffness, strength, and failure modes of implant-supported, computer-assisted design and computer-aided manufacturing (CAD/CAM)-generated resin nano ceramic (RNC) crowns bonded to three different titanium abutments. MATERIALS AND METHODS Eighteen monolithic RNC crowns were produced and loaded in a universal testing machine under quasi-static condition according to DIN ISO 14801. With regard to the type of titanium abutment, three groups were defined: (1) prefabricated cementable standard; (2) CAD/CAM-constructed individualized; and (3) novel prefabricated bonding base. Stiffness and strength were measured and analyzed statistically with Wilcoxon rank sum test. Sections of the specimens were examined microscopically. RESULTS Stiffness demonstrated high stability for all specimens loaded in the physiological loading range with means and standard deviations of 1,579 ± 120 N/mm (group A), 1,733 ± 89 N/mm (group B), and 1,704 ± 162 N/mm (group C). Mean strength of the novel prefabricated bonding base (group C) was 17% lower than of the two other groups. Plastic deformations were detectable for all implant-abutment crown connections. CONCLUSIONS Monolithic implant crowns made of RNC seem to represent a feasible and stable prosthetic construction under laboratory testing conditions with strength higher than the average occlusal force, independent of the different abutment designs used in this investigation.

In Vitro Implant Impression Accuracy Using a New Photopolymerizing SDR Splinting Material

PURPOSE The study aims to evaluate three-dimensionally (3D) the accuracy of implant impressions using a new resin splinting material, "Smart Dentin Replacement" (SDR). MATERIALS AND METHODS A titanium model of an edentulous mandible with six implant analogues was used as a master model and its dimensions measured with a coordinate measuring machine. Before the total 60 impressions were taken (open tray, screw-retained abutments, vinyl polysiloxane), they were divided in four groups: A (test): copings pick-up splinted with dental floss and fotopolymerizing SDR; B (test): see A, additionally sectioned and splinted again with SDR; C (control): copings pick-up splinted with dental floss and autopolymerizing Duralay® (Reliance Dental Mfg. Co., Alsip, IL, USA) acrylic resin; and D (control): see C, additionally sectioned and splinted again with Duralay. The impressions were measured directly with an optomechanical coordinate measuring machine and analyzed with a computer-aided design (CAD) geometric modeling software. The Wilcoxon matched-pair signed-rank test was used to compare groups. RESULTS While there was no difference (p = .430) between the mean 3D deviations of the test groups A (17.5 μm) and B (17.4 μm), they both showed statistically significant differences (p < .003) compared with both control groups (C 25.0 μm, D 19.1 μm). CONCLUSIONS Conventional impression techniques for edentulous jaws with multiple implants are highly accurate using the new fotopolymerizing splinting material SDR. Sectioning and rejoining of the SDR splinting had no impact on the impression accuracy.

Lung Pattern Classification for Interstitial Lung Diseases Using a Deep Convolutional Neural Network

Automated tissue characterization is one of the most crucial components of a computer aided diagnosis (CAD) system for interstitial lung diseases (ILDs). Although much research has been conducted in this field, the problem remains challenging. Deep learning techniques have recently achieved impressive results in a variety of computer vision problems, raising expectations that they might be applied in other domains, such as medical image analysis. In this paper, we propose and evaluate a convolutional neural network (CNN), designed for the classification of ILD patterns. The proposed network consists of 5 convolutional layers with 2×2 kernels and LeakyReLU activations, followed by average pooling with size equal to the size of the final feature maps and three dense layers. The last dense layer has 7 outputs, equivalent to the classes considered: healthy, ground glass opacity (GGO), micronodules, consolidation, reticulation, honeycombing and a combination of GGO/reticulation. To train and evaluate the CNN, we used a dataset of 14696 image patches, derived by 120 CT scans from different scanners and hospitals. To the best of our knowledge, this is the first deep CNN designed for the specific problem. A comparative analysis proved the effectiveness of the proposed CNN against previous methods in a challenging dataset. The classification performance (~85.5%) demonstrated the potential of CNNs in analyzing lung patterns. Future work includes, extending the CNN to three-dimensional data provided by CT volume scans and integrating the proposed method into a CAD system that aims to provide differential diagnosis for ILDs as a supportive tool for radiologists.

Lung cancer screening with CT: evaluation of radiologists and different computer assisted detection software (CAD) as first and second readers for lung nodule detection at different dose levels

OBJECTIVES To find the best pairing of first and second reader at highest sensitivity for detecting lung nodules with CT at various dose levels. MATERIALS AND METHODS An anthropomorphic lung phantom and artificial lung nodules were used to simulate screening CT-examination at standard dose (100 mAs, 120 kVp) and 8 different low dose levels, using 120, 100 and 80 kVp combined with 100, 50 and 25 mAs. At each dose level 40 phantoms were randomly filled with 75 solid and 25 ground glass nodules (5-12 mm). Two radiologists and 3 different computer aided detection softwares (CAD) were paired to find the highest sensitivity. RESULTS Sensitivities at standard dose were 92%, 90%, 84%, 79% and 73% for reader 1, 2, CAD1, CAD2, CAD3, respectively. Combined sensitivity for human readers 1 and 2 improved to 97%, (p1=0.063, p2=0.016). Highest sensitivities--between 97% and 99.0%--were achieved by combining any radiologist with any CAD at any dose level. Combining any two CADs, sensitivities between 85% and 88% were significantly lower than for radiologists combined with CAD (p<0.03). CONCLUSIONS Combination of a human observer with any of the tested CAD systems provide optimal sensitivity for lung nodule detection even at reduced dose at 25 mAs/80 kVp.

Computer-assisted liver surgery: clinical applications and technological trends

Oncological liver surgery and interventions aim for removal of tumor tissue while preserving a sufficient amount of functional tissue to ensure organ regeneration. This requires detailed understanding of the patient-specific internal organ anatomy (blood vessel system, bile ducts, tumor location). The introduction of computer support in the surgical process enhances anatomical orientation through patient-specific 3D visualization and enables precise reproduction of planned surgical strategies though stereotactic navigation technology. This article provides clinical background information on indications and techniques for the treatment of liver tumors, reviews the technological contributions addressing the problem of organ motion during navigated surgery on a deforming organ, and finally presents an overview of the clinical experience in computer-assisted liver surgery and interventions. The review concludes that several clinically applicable solutions for computer aided liver surgery are available and small-scale clinical trials have been performed. Further developments will be required more accurate and faster handling of organ deformation and large clinical studies will be required for demonstrating the benefits of computer aided liver surgery.

A systematic review of the clinical performance of CAD/CAM single-tooth restorations

PURPOSE: This systematic review sought to determine the long-term clinical survival rates of single-tooth restorations fabricated with computer-aided design/computer-assisted manufacture (CAD/CAM) technology, as well as the frequency of failures depending on the CAD/CAM system, the type of restoration, the selected material, and the luting agent. MATERIALS AND METHODS: An electronic search from 1985 to 2007 was performed using two databases: Medline/PubMed and Embase. Selected keywords and well-defined inclusion and exclusion criteria guided the search. All articles were first reviewed by title, then by abstract, and subsequently by a full text reading. Data were assessed and extracted by two independent examiners. The pooled results were statistically analyzed and the overall failure rate was calculated by assuming a Poisson-distributed number of events. In addition, reported failures were analyzed by CAD/CAM system, type of restoration, restorative material, and luting agent. RESULTS: From a total of 1,957 single-tooth restorations with a mean exposure time of 7.9 years and 170 failures, the failure rate was 1.75% per year, estimated per 100 restoration years (95% CI: 1.22% to 2.52%). The estimated total survival rate after 5 years of 91.6% (95% CI: 88.2% to 94.1%) was based on random-effects Poisson regression analysis. CONCLUSIONS: Long-term survival rates for CAD/CAM single-tooth Cerec 1, Cerec 2, and Celay restorations appear to be similar to conventional ones. No clinical studies or randomized clinical trials reporting on other CAD/CAM systems currently used in clinical practice and with follow-up reports of 3 or more years were found at the time of the search.

Maintenance of implant-supported maxillary prostheses: a 2-year controlled clinical trial

To analyze maintenance service of fixed maxillary prostheses and overdentures based on conventional gold bars or titanium bars and frameworks fabricated with computer-aided design/computer-assisted manufacture (CAD/CAM) technology.