The significance of brittle reaction layers in fusing of dental ceramics to titanium

This thesis comprises four intercomplementary parts that introduce new approaches to brittle reaction layers and mechanical compatibility of metalloceramic joints created when fusing dental ceramics to titanium. Several different methods including atomic layer deposition (ALD), sessile drop contact angle measurements, scanning acoustic microscopy (SAM), three-point bending (TPB, DIN 13 927 / ISO 9693), cross-section microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were employed. The first part investigates the effects of TiO2 layer structure and thickness on the joint strength of the titanium-metalloceramic system. Samples with all tested TiO2 thicknesses displayed good ceramics adhesion to Ti, and uniform TPB results. The fracture mode was independent of oxide layer thickness and structure. Cracking occurred deeper inside titanium, in the oxygen-rich Ti[O]x solid solution surface layer. During dental ceramics firing TiO2 layers dissociate and joints become brittle with increased dissolution of oxygen into metallic Ti and consequent reduction in the metal plasticity. To accomplish an ideal metalloceramic joint this needs to be resolved. The second part introduces photoinduced superhydrophilicity of TiO2. Test samples with ALD deposited anatase TiO2 films were produced. Samples were irradiated with UV light to induce superhydrophilicity of the surfaces through a cascade leading to increased amount of surface hydroxyl groups. Superhydrophilicity (contact angle ~0˚) was achieved within 2 minutes of UV radiation. Partial recovery of the contact angle was observed during the first 10 minutes after UV exposure. Total recovery was not observed within 24h storage. Photoinduced ultrahydrophilicity can be used to enhance wettability of titanium surfaces, an important factor in dental ceramics veneering processes. The third part addresses interlayers designed to restrain oxygen dissolution into Ti during dental ceramics fusing. The main requirements for an ideal interlayer material are proposed. Based on these criteria and systematic exclusion of possible interlayer materials silver (Ag) interlayers were chosen. TPB results were significantly better in when 5 μm Ag interlayers were used compared to only Al2O3-blasted samples. In samples with these Ag interlayers multiple cracks occurred inside dental ceramics, none inside Ti structure. Ag interlayers of 5 μm on Al2O3-blasted samples can be efficiently used to retard formation of the brittle oxygen-rich Ti[O]x layer, thus enhancing metalloceramic joint integrity. The most brittle component in metalloceramic joints with 5 μm Ag interlayers was bulk dental ceramics instead of Ti[O]x. The fourth part investigates the importance of mechanical interlocking. According to the results, the significance of mechanical interlocking achieved by conventional surface treatments can be questioned as long as the formation of the brittle layers (mainly oxygen-rich Ti[O]x) cannot be sufficiently controlled. In summary in contrast to former impressions of thick titanium oxide layers this thesis clearly demonstrates diffusion of oxygen from sintering atmosphere and SiO2 to Ti structures during dental ceramics firing and the following formation of brittle Ti[O]x solid solution as the most important factors predisposing joints between Ti and SiO2-based dental ceramics to low strength. This among other predisposing factors such as residual stresses created by the coefficient of thermal expansion mismatch between dental ceramics and Ti frameworks can be avoided with Ag interlayers.Titaani on ollut olennainen osa hammaslääketieteen materiaalivalikoimaa jo pitkään. Viimeaikainen tuotantotekninen kehitys, titaanin erinomainen korroosionkestävyys, biokompatibiliteetti, saatavuus ja edullisuus ovat tehneet titaanimetallokeramiasta varteenotettavan vaihtoehdon proteettisiin ratkaisuihin. Vaikka titaanisovelluksilla on lyhytkestoisissa kliinisissä seurantatutkimuksissa saatu tyydyttäviä, hyviä ja jopa erinomaisia tuloksia niin kestävyydessä kuin estetiikassakin, titaanimetallokeramiaan liittyy edelleen ratkaisemattomia ongelmia, jotka rajoittavat titaanin käyttöä. Merkittävin ongelma aiheutuu hammaskeraamien polttoprosesseissa liitoksiin muodostuvista hauraista reaktiokerroksista, jotka tekevät liitoksista titaanin ja keraamimateriaalin välillä verrattain heikkoja. Liitoslujuuden parantamiseksi on kehitetty lukuisia eri menetelmiä, mutta niiden vaikutus mekaanisten ominaisuuksien kannalta kriittisten reaktiokerrosten muodostumiseen on edelleen epäselvä. Koska titaanimetallokeramia on jo vakiintunut kliiniseen käyttöön, on hauraista reaktiokerroksista aiheutuvien ongelmien ratkaiseminen ja liitoslujuuden maksimoiminen ensiarvoisen tärkeää. Väitöskirjatyö antaa kaivattua informaatiota liitosten heikkouksien syistä ja mahdollisuuksista vaikuttaa liitosten kestävyyteen. Työssä osoitetaan, että liitosten haurauden syy on mekaanisesti heikko reaktiokerros ja siinä erityisesti kiinteä happirikas Ti[O]x-kerros, joka muodostuu polttouunien sisäilmasta ja SiO2:sta/keraamista peräisin olevan hapen ja titaanin välisessä liukenemisreaktiossa. Vaikka alueella riittää edelleen paljon tutkittavaa, liitoksen erityisominaisuuksien tunteminen voi mahdollistaa titaanimetallokeramiamenetelmien entistä luotettavamman ja kestävämmän soveltamisen, siten että titaanin merkittävimpiä materiaalietuja voidaan täysipainoisesti hyödyntää myös metallokeraamisissa ratkaisuissa. Tämä lisää entisestään edullisen titaanin käyttömahdollisuuksia hammaslääketieteellisessä protetiikassa vähentäen proteettisen hoidon kustannuksia niin potilaiden kuin hoitavan tahon osalta

Health status in patients hospitalised for severe odontogenic infections

Objective Previous findings refer to certain predisposing medical conditions that compound the risk of developing severe and potentially lethal acute odontogenic infections (OI). The objective of this study was to clarify this rationale and infection severity in general. Material and methods Records of patients aged >= 18 years requiring hospital care for deep OI were retrospectively investigated. The main outcome variable was need for intensive care unit (ICU) treatment. Additional outcome variable was occurrence of infection complications and/or distant infections. Several parameters describing patients' prior health and recent dental treatment were set as independent variables. Results Of the 303 acute OI patients included, 71 patients (23%) required treatment in the ICU, with no significant difference between previously healthy and patients with disease history. OIs originating from teeth in the mandible compared with maxilla had 7.8-fold risk (p = .007) for ICU treatment in binary logistic regression analyses. Elevated levels of infection parameters at hospital admission predicted further ICU stay. Infection complications and/or distant infections occurred in 7.6% of patients, of which septicaemia and pneumonia were the most common. The mortality rate was 0.3%. Infection complications and/or distant infections occurred significantly more often in smokers (p = .001) and in patients with excessive consumption of alcohol or drugs (p = .025), however smoking showed 3.5-folded independent risk for infection complications and/or distant infections (p = .008) in logistic regression. Conclusions Severe OIs often occur in previously healthy patients. Smokers in particular are prone to the most serious OIs.Peer reviewe

Deep odontogenic infections-identifying risk factors for nosocomial pneumonia

Objectives To evaluate occurrence and risk factors for pneumonia in patients with deep odontogenic infection (OI). Materials and methods All patients treated for deep OIs and requiring intensive care and mechanical ventilation were included. The outcome variable was diagnosis of nosocomial pneumonia. Primary predictor variables were re-intubation and duration of mechanical ventilation. The secondary predictor variable was length of hospital stay (LOHS). The explanatory variables were gender, age, current smoking, current heavy alcohol and/or drug use, diabetes, and chronic pulmonary disease. Results Ninety-two patients were included in the analyses. Pneumonia was detected in 14 patients (15%). It was diagnosed on postoperative day 2 to 6 (median 3 days, mean 3 days) after primary infection care. Duration of mechanical ventilation (p = 0.028) and LOHS (p = 0.002) correlated significantly with occurrence of pneumonia. In addition, re-intubation (p = 0.004) was found to be significantly associated with pneumonia; however, pneumonia was detected in 75% of these patients prior to re-intubation. Two patients (2%) died during intensive care unit stay, and both had diagnosed nosocomial pneumonia. Smoking correlated significantly with pneumonia (p = 0.011). Conclusion Secondary pneumonia due to deep OI is associated with prolonged hospital care and can predict the risk of death. Duration of mechanical ventilation should be reduced with prompt and adequate OI treatment, whenever possible. Smokers with deep OI have a significantly higher risk than non-smokers of developing pneumonia.Peer reviewe

Puna-apila sisältää runsaasti kasviestrogeeneja

Nurmipalkokasveissa on kasviestrogeeneja, joiden pelätään aiheuttavan hedelmällisyyshäiriöitä lehmälle ja lampaalle. Näin saattaakin tapahtua, jos eläimiä ruokitaan pelkällä tuoreella puna-apilalla tai siitä tehdyllä säilörehulla. Hedelmällisyysriskejä voidaan kuitenkin vähentää, kun käytetään rehuna puna-apilan ja nurmiheinäkasvin seosta sekä valitaan sopiva palkokasvilaji tai myöhäinen kehitysaste. Myös säilörehun raaka-aineen esikuivaus ja säilöntäaineen käyttö vähentävät hieman estrogeenitehoa.vo

Kasvomurtumapotilaan moderni tutkimus ja hoito : tunnistatko kasvomurtumien erityispiirteet?

Väestön ikääntyminen ja ihmisten vapaa-ajan käyttäytyminen vaikuttavat kasvomurtumien potilas- ja vammaprofiiliin Suomessa. Kasvomurtumapotilaan muut vammat voivat olla oireettomia, mutta henkeä uhkaavia tai elämänlaadun kannalta merkittäviä. Diagnostiikan, potilasohjauksen ja hoidon tulee olla systemaattisia ja tieteelliseen näyttöön perustuvia. Niiden tulee sisältää huolellinen traumatologinen tutkimus sekä myös muiden vammojen hoito. Moderni kasvomurtumapotilaiden hoito tavoittelee yksilöllisesti suunniteltua potilaiden elämänlaatua ylläpitävää hoitoa.</p

Kasvomurtumapotilaan oheisvammat : yleisiä vain suurienergiaisissa vammoissa?

Vertaisarvioitu. English summary. Finnish summaryPeer reviewe

Tuotantoympäristötekijöiden vaikutus naudan tervalihaisuuden esiintymiseen

In 1979—80, DFD (dark, firm, dry) meat was obtained from 26.3 % of the bulls slaughtered in Finland. The incidence of DFD meat depends closely on the mode of lairage at the slaughterhouse. In the present study, the frequency of DFD meat in 693 bulls reared at 45 farms was examined in relation to the production environment on the farms. The incidence of DFD meat is increased by housing in group pens at the slaughterhouse, high atmospheric humidity and poor hygiene in the farm buildings, failure to keep the animals clean and rearing in standings. In an analysis of variance,29.9 % of the variation in the pH of the carcasses was explained when the independent variables were: the mode of lairage at the slaughterhouse (group pens vs. individual spaces, 17.1 %), the atmospheric humidity in the farm buildings (8.6 %), the management at the farms (pens. vs. standings, 6.3 %), the slaughterhouse (three slaughterhouses 3.8 %)and the level of hygiene at the farm(1.9 %). The reduction in the variation explained caused by the removal of each variable is given in percentage units in parentheses. The influence of feeding was slight, being smaller than that of a good rearing environment and individual spaces at the slaughterhouse, but intensive feeding and a high growth rate were also connected with a low DFD percentage.Teurastusta edeltäneet rasitukset vähentävät nautojen ja erityisesti sonnien lihasten glykogeenipitoisuutta niin, että teurastuksen jälkeen lihan pH saattaa jäädä korkeaksi. Liha on tummaa, kiinteää ja kuivaa ja sitä kutsutaan tervalihaksi. Suomessa esiintyi vuosina 1979—80 tehdyn laajan selvityksen perusteella tervalihaa 26.3 %:ssa sonnien ruhoista. Säilytettäessä sonneja teurastamossa ryhmäkarsinassa ennen teurastusta esiintyy tervalihaisuutta ylikaksikertaa enemmän kuin parressa tai yksilökarsinassa säilytettäessä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin sonnien kasvatusnavetan olosuhteiden vaikutusta tervalihaisuuden esiintymiseen. Aineisto kerättiin kolmen teurastamon alueelta 45 naudanlihan tuotantoon erikoistuneelta tilalta, joilta lähetettiin tutkimusjakson aikana 693 sonnia teurastukseen. 24 tunnin kuluttua teurastuksesta suoritetussa pitkän selkälihaksen pH-mittauksessa todettiin sonneista 12.8 %:lla tervalihaisuutta (pH 6.00 tai korkeampi). Säilytystapa teurastamon navetassa vaikutti tässäkin aineistossa eniten tervalihan esiintymiseen. Sisäkasvattamoissa kasvatettujen sonnien pH-vaihtelua selittävässä varianssianalyysimallissa, jonka selitysasteeksi saatiin 29.9 %, teurastamosäilytystavan osuus mallista oli 17.1%-yksikköä, kasvatusnavetan ilmankosteuden osuus 8.6 %-yksikköä, hoitotavan (karsina-/parsikasvatus) 6.3 %-yksikköä ja navettahygienian tason 1.9%-yksikköä. Teurastamoiden välisen vaihtelun osuus oli mallissa 3.8 %-yksikköä. Ulkokasvattamoissa kasvaneiden tervalihaisuus oli alhaisempi kuin sisäkasvattamoissa kasvaneiden. Havainnon tekee epävarmaksi tässä aineistossa yleinen ulkokasvattamosonnien säilytys teurastamossa yksilökarsinoissa. Sisäkasvattamoissa kostea navettailma, huono navettahygienia ja eläinten likaisuus lisäsivät tervalihaisuuden esiintymistä. Emännän hoitaessa eläimiä yksin tai isännän kanssa yhdessä tervalihaisuutta todettiin vain 1.1 %:ssa ruhoista kun tiloilla, joissa isäntä hoiti eläimet yhdessä palkatun väen kanssa keskimääräinen tervaliha-% oli 17.5. Sonnien kytkeminen parteen lihotuskauden aikana lisäsi tervalihaisuuden esiintymistä karsinakasvatukseen verrattuna. Eläinten joutuessa teurastamossa ryhmäkarsinaan, kasvatustapa tilalla vaikutti vain vähän tervalihaprosenttiin (parsikasvatus 28.0%, karsinakasvatus 20.6 %). Ero oli sensijaan tilastollisesti merkitsevä teurastamon yksittäissäilytyksen jälkeen (parsikasvatus 9.8 %, karsinakasvatus 0.8 %). Ruokinta ei tässä aineistossa vaikuttanut tilastollisesti merkitsevästi tervalihaisuuden esiintymiseen, vaikka viitteellisiä havaintoja voimakkaan väkirehuruokinnan edullisesta vaikutuksesta tehtiin. Tämän tutkimuksen mukaan näyttää siltä, että teurastamonsäilytysolosuhteidenkorjaamisen jälkeen kasvatustilan hygienian ja ympäristötekijöiden parantuminen ovat tarpeen tervalihaisuuden ehkäisemiseksi