Complications with computer-aided designed/computer-assisted manufactured titanium and soldered gold bars for mandibular implant-overdentures: short-term observations

BACKGROUND Implant-overdentures supported by rigid bars provide stability in the edentulous atrophic mandible. However, fractures of solder joints and matrices, and loosening of screws and matrices were observed with soldered gold bars (G-bars). Computer-aided designed/computer-assisted manufactured (CAD/CAM) titanium bars (Ti-bars) may reduce technical complications due to enhanced material quality. PURPOSE To compare prosthetic-technical maintenance service of mandibular implant-overdentures supported by CAD/CAM Ti-bar and soldered G-bar. MATERIALS AND METHODS Edentulous patients were consecutively admitted for implant-prosthodontic treatment with a maxillary complete denture and a mandibular implant-overdenture connected to a rigid G-bar or Ti-bar. Maintenance service and problems with the implant-retention device complex and the prosthesis were recorded during minimally 3-4 years. Annual peri-implant crestal bone level changes (ΔBIC) were radiographically assessed. RESULTS Data of 213 edentulous patients (mean age 68 ± 10 years), who had received a total of 477 tapered implants, were available. Ti-bar and G-bar comprised 101 and 112 patients with 231 and 246 implants, respectively. Ti-bar mostly exhibited distal bar extensions (96%) compared to 34% of G-bar (p < .001). Fracture rate of bars extensions (4.7% vs 14.8%, p < .001) and matrices (1% vs 13%, p < .001) was lower for Ti-bar. Matrices activation was required 2.4× less often in Ti-bar. ΔBIC remained stable for both groups. CONCLUSIONS Implant overdentures supported by soldered gold bars or milled CAD/CAM Ti-bars are a successful treatment modality but require regular maintenance service. These short-term observations support the hypothesis that CAD/CAM Ti-bars reduce technical complications. Fracture location indicated that the titanium thickness around the screw-access hole should be increased.

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.

CAD/CAM fabrication accuracy of long- vs. short-span implant-supported FDPs

OBJECTIVE To compare the precision of fit of long-span vs. short-span implant-supported screw-retained fixed dental prostheses (FDPs) made from computer-aided-design/computer-aided-manufactured (CAD/CAM) titanium and veneered with ceramic. The null hypothesis was that there is no difference in the vertical microgap between long-span and short-span FDPs. MATERIALS AND METHODS CAD/CAM titanium frameworks for an implant-supported maxillary FDP on implants with a flat platform were fabricated on one single master cast. Group A consisted of six 10-unit FDPs connected to six implants (FDI positions 15, 13, 11, 21, 23, 25) and group B of six 5-unit FDPs (three implants, FDI positions 21, 23, 25). The CAD/CAM system from Biodenta Swiss AG (Berneck, Switzerland) was used for digitizing (laser scanner) the master cast and anatomical CAD of each framework separately. The frameworks were milled (CAM) from a titanium grade V monobloc and veneered with porcelain. Median vertical distance between implant and FDP platforms from the non-tightened implants (one-screw test on implant 25) was calculated from mesial, buccal, and distal scanning electron microscope measurements. RESULTS All measurements showed values <40 μm. Total median vertical microgaps were 23 μm (range 2-38 μm) for group A and 7 μm (4-24 μm) for group B. The difference between the groups was statistically significant at implant 21 (P = 0.002; 97.5% CI -27.3 to -4.9) and insignificant at implant 23 (P = 0.093; -3.9 to 1.0). CONCLUSIONS CAD/CAM fabrication including laboratory scanning and porcelain firing was highly precise and reproducible for all long- and short-span FDPs. While all FDPs showed clinically acceptable values, the short-span FDPs were statistically more precise at the 5-unit span distance.

Accuracy of linear measurements using three imaging modalities: two lateral cephalograms and one 3D model from CBCT data

BACKGROUND The aim of this study was to evaluate the accuracy of linear measurements on three imaging modalities: lateral cephalograms from a cephalometric machine with a 3 m source-to-mid-sagittal-plane distance (SMD), from a machine with 1.5 m SMD and 3D models from cone-beam computed tomography (CBCT) data. METHODS Twenty-one dry human skulls were used. Lateral cephalograms were taken, using two cephalometric devices: one with a 3 m SMD and one with a 1.5 m SMD. CBCT scans were taken by 3D Accuitomo® 170, and 3D surface models were created in Maxilim® software. Thirteen linear measurements were completed twice by two observers with a 4 week interval. Direct physical measurements by a digital calliper were defined as the gold standard. Statistical analysis was performed. RESULTS Nasion-Point A was significantly different from the gold standard in all methods. More statistically significant differences were found on the measurements of the 3 m SMD cephalograms in comparison to the other methods. Intra- and inter-observer agreement based on 3D measurements was slightly better than others. LIMITATIONS Dry human skulls without soft tissues were used. Therefore, the results have to be interpreted with caution, as they do not fully represent clinical conditions. CONCLUSIONS 3D measurements resulted in a better observer agreement. The accuracy of the measurements based on CBCT and 1.5 m SMD cephalogram was better than a 3 m SMD cephalogram. These findings demonstrated the linear measurements accuracy and reliability of 3D measurements based on CBCT data when compared to 2D techniques. Future studies should focus on the implementation of 3D cephalometry in clinical practice.

WEAVE: Efficient Geographical Routing in Large-Scale Networks

We propose WEAVE, a geographical 2D/3D routing protocol that maintains information on a small number of waypoints and checkpoints for forwarding packets to any destination. Nodes obtain the routing information from partial traces gathered in incoming packets and use a system of checkpoints along with the segments of routes to weave end-to-end paths close to the shortest ones. WEAVE does not generate any control traffic, it is suitable for routing in both 2D and 3D networks, and does not require any strong assumption on the underlying network graph such as the Unit Disk or a Planar Graph. WEAVE compares favorably with existing protocols in both testbed experiments and simulations.

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.

3D Direct Simulation Monte Carlo Modelling of the Inner Gas Coma of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko: A Parameter Study

Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) is a powerful numerical method to study rarefied gas flows such as cometary comae and has been used by several authors over the past decade to study cometary outflow. However, the investigation of the parameter space in simulations can be time consuming since 3D DSMC is computationally highly intensive. For the target of ESA's Rosetta mission, comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, we have identified to what extent modification of several parameters influence the 3D flow and gas temperature fields and have attempted to establish the reliability of inferences about the initial conditions from in situ and remote sensing measurements. A large number of DSMC runs have been completed with varying input parameters. In this work, we present the simulation results and conclude on the sensitivity of solutions to certain inputs. It is found that among cases of water outgassing, the surface production rate distribution is the most influential variable to the flow field.