Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Finite element analysis (FEA) in implantology is performed in design applications concerning the complex topology of an implant, according to theoretical assumptions about and clinical data concerning the biomechanical nature of skeletal tissue. Implants are placed in topologically and physiologically complex sites, and major disagreement exists in literature about various aspects concerning their modeling and analysis. Current research seeks to improve the implementation of an implant by the use of short implants, which negate the necessity of additional surgical procedures in regions of limited bone height. However, short implants with large crown heights introduce biomechanical complications associated with increased stress and strain distributions in skeletal tissue, which may cause bone loss and implant failure. The short implant is characterized by the geometric ratio of the crown height to the implant length, called the crown-to-implant (C/I) ratio. In this work nonlinear FEA was performed to investigate the effects and significance of the C/I ratio on long-term implant stability. A finite element model was developed according to literature, and emulation of previous research and comparison of reported results were performed. Comparison of results demonstrated significant sources of error in previous research, which are argued to be caused by mesh-dependency from common model idealizations in literature. A convergence test was then performed, which verified the mesh-dependency of results and challenged the reliability of some common model assumptions and methods of analysis in literature. A 16-point design of experiments was then performed to evaluate the significance and influence of the C/I ratio, considering a proposed novel method for evaluating results and predicting long-term stability. Analysis of results demonstrated that the C/I ratio augments the inherent biomechanical effects of an implant design, particularly overloading strain concentrations at implant interface features. The use of short implants with high C/I ratios is determined to be inadvisable, considering the physiological response of tissue to strain distributions and biological context. A novel, multiscale material model is then proposed to describe the short-term accumulation of damage and biomechanical remodeling response in orthotropic skeletal tissue, as a potential solution to the mesh-dependency of results.

Bisher erweisen sich Materialfrakturen als die häufigste Ursache für Misserfolge bei dem Einsatz dentaler Keramiken. Verbesserte mechanische Eigenschaften neuer dentalkeramischer Werkstoffe wie zirkonoxidverstärke Lithiumsilikatkeramik (ZLS) sollen die Möglichkeit bieten, materialbedingtes Versagen zu reduzieren und die Indikation für keramische Werkstoffe zu erweitern. Ziel der vorliegenden, prospektiv-klinischen Studie war die Bewertung von Risikofaktoren für materialbezogenes Versagen von chairside-hergestellten Teilkronen (Cerec System SW 4.2, Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland) unter Verwendung einer ZLS-Keramik (VITA Suprinity, VITA Zahnfabrik, H. Rauter GmbH & Co. KG, Bad Säckingen, Deutschland). Hierbei sollten die angewandte Zementierungstechnik sowie eine reduzierte Mindestschichtstärke (MMT) von 0,5 bis 1,0 mm untersucht werden. Die Nullhypothese der vorliegenden Studie war, dass die Überlebens- und Erfolgsraten unabhängig von der angewandten Zementierungstechnik und der MMT der Restaurationen sind. In die klinische, monozentrische Studie wurden 45 Patienten (28 weiblich, 17 männlich) mit der Indikation für maximal zwei vollständig höckerbedeckende, chairside-hergestellte Teilkronen aus ZLS-Keramik eingeschlossen. Einschlusskriterien waren vitale, symptomfreie Prämolaren und Molaren mit existierendem Antagonisten und wenigstens einem Approximalkontakt. 1 Ausschlusskriterien waren klinische Anzeichen eines Bruxismus, für die lichtoptische Abformung mittels Intraoralscanner ungeeignete (tief subgingivale) Präparationen, unbehandelte parodontale Erkrankungen und ein Patientenalter jünger als 18 Jahre bzw. die fehlende Einwilligungsfähigkeit. Die Behandlung fand in der Poliklinik für Präventive Zahnmedizin, Parodontologie und Kariologie der Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen, Deutschland, zwischen dem 1. Januar und dem 31. Juli 2014 statt. Die Präparation der Zähne erfolgte gemäß der veröffentlichten Richtlinien zur Präparationsgestaltung bei Vollkeramikrestaurationen nach Ahlers et al. (Ahlers et al., 2009). Mit Hilfe eines intraoralen Scanners (Cerec AC Omnicam, Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland) wurden die präparierten Zähne digitalisiert / digtial abgeformt. Anschließend erfolgte die Konstruktion der monolithischen Restaurationen digital (Cerec software 4.2, Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland). Nach der computergestützen Herstellung in einer Nassfräseinheit (Cerec MCXL, Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland) wurden die Restaurationen gemäß Herstellervorgaben kristallisiert und gebrannt (VITA Vacumat, VITA Zahnfabrik, H. Rauter GmbH & Co. KG, Bad Säckingen, Deutschland). Aufgrund der Standardeinstellung der Konstruktionssoftware wurde eine MMT von 0,7mm festgelegt. Diese Abweichung vom Behandlungsprotokoll der Studie, welches initial eine Mindestschichtstärke von 1,0mm vorsah, wurde erst nach dem Eingliedern aller Restaurationen festgestellt. Die Ethikkommission wurde ohne Zeitverzögerung von der Abweichung informiert und genehmigte die Fortsetzung der Studie. Basierend auf der Analyse der generierten Konstruktionsdaten wurden die hergestellten keramischen Teilkronen final in zwei Gruppen eingeteilt (MMT 0,5-0,74mm und MMT 0,75-1,0mm). Die adhäsive Befestigung der Teilkronenrestaurationen geschah nach dem Zufallsprinzip (randomisiert), entweder mit einem dualhärtenden Komposit-Zement und Multibottle-Bonding in Verbindung mit der Total-Etch- Technik (DC: Syntac classic und Variolink, beides IvoclarVivadent, Schaan, Liechenstein) oder mit einem selbstadhäsiven Zement (SAC: RelyX Unicem, 3M Deutschland GmbH, Neuss, Deutschland). Als Bewertungsparameter wurden Überlebensrate (Restauration blieb in situ) und die Erfolgsrate (interventionsfreie Funktionsperiode der Restauration) der Restaurationen erfasst. Die Nachuntersuchungen, durchgeführt von einer zuvor kalibrierten und erfahrenen Zahnärztin, begannen zum Zeitpunkt der Zementierung (Baseline) und wurden in 6-Monats-Intervallen bis zu einem Beobachtungszeitraum von 2 Jahren durchgeführt. 2 Die statistische Analyse erfolgte auf Basis der erfassten Daten über das Überleben bzw. den Erfolg oder den Totalverlust der Restaurationen. Die zeitabhängigen Überlebensraten der Restaurationen (basierend auf dem In-situ-Kriterium) und die Erfolgsraten (interventionsfrei) der Teilkronen wurden mittels Kaplan-Meier-Überlebensanalyse berechnet. Die MMT (0,5- 0,74 mm vs. 0,75-1,0 mm) und die Zementierungstechnik (SAC vs. DC) wurden als mögliche Kovariate der zeitabhängigen Überlebens- und Erfolgsraten ausgewertet. Alle potentiellen Risikofaktoren liegen auf kategorialen Skalen. Der Einfluss potenzieller Risikofaktoren (Zementierung / MMT) wurde mittels univarianter Log-Rank-Tests untersucht. Eine Cox- Regression war aufgrund der begrenzten Anzahl von Ereignissen nicht möglich (failure time analysis). Ein p-Wert von weniger als 0,05 wurde als statistisch signifikant akzeptiert. Alle Analysen wurden mit der Statistiksoftware R (Version 3.5.3) durchgeführt; für die Zeit-zu- Ereignis-Analysen wurde das R-Paket „Überleben“ (Version 2.44.1.1) verwendet. In die Zweijahres-Nachuntersuchung zwischen März und August 2016 konnten 44 Patienten (27 weiblich / 17 männlich, Recall-Rate: 97,8%) mit insgesamt 59 Teilkronen (mittlerer Beobachtungszeitraum: 24,4±3,4 Monate) einbezogen werden. Das mittlere Alter der Patienten betrug 50,7±10,6 Jahre. Einunddreißig Restaurationen wurden der Gruppe 1 (MMT 0,5- 0,74mm) und achtundzwanzig der Gruppe 2 (MMT 0,75-1,0mm) zugeordnet. Vierunddreißig der untersuchten Restaurationen waren im Oberkiefer und 25 im Unterkiefer (23 Prämolaren- und 36 Molaren-Teilkronen) eingesetzt. Dreißig der untersuchten Restaurationen wurden mit DC zementiert und 29 Teilkronen mit SAC-Material eingesetzt, wobei die Verteilung auf Gruppe 1 und 2 nahezu gleichmäßig war. Zum Zeitpunkt der 2-jährigen Nachuntersuchung wurde der Verlust von zwei Teilkronen festgestellt. Die Gesamtüberlebensrate nach zwei Jahren betrug demnach 97% (95% Konfidenzintervall (CI): 0,92-1). Alle Verluste traten in der Gruppe 1 auf (MMT=0,5-0,74 mm) und waren mit Materialfrakturen verbunden. Die 2-Jahres-Überlebensrate der Gruppe 1 betrug 94% (95% CI: 0,85-1) und 100% in der Gruppe 2 (MMT=0,75-1,0 mm). Obwohl dieses Ergebnis statistisch nicht signifikant war, zeigte der p-Wert von 0,0797 eine Tendenz zu einem verringerten Materialbruchrisiko bei Restaurationen mit einer erhöhten Materialstärke. Die Zementierungstechnik (SAC vs. DC, HR=0,95, p=0,956) zeigte zum Untersuchungszeitpunkt keinen signifikanten Einfluss auf die Überlebensrate der Teilkronen. Abgesehen von den zwei Totalverlusten waren bei zwei Restaurationen (zwei Patienten) klinische Eingriffe zur Erhaltung der Funktion erforderlich. Beide Eingriffe wurden durch den Verlust der Retention von mit SAC eingesetzten Teilkronen verursacht. Die Restaurationen wiesen keine Defekte auf und wurden mit dem gleichen Material rezementiert. 3 Weitere Eingriffe aufgrund von Temperaturempfindlichkeit, Vitalitätsverlust oder Sekundärkaries waren nicht notwendig. Die Ergebnisse der hier vorgelegten Studie können als erster klinischer Nachweis interpretiert werden, dass für ZLS-Keramiken die Postulierung früherer In-vitro-Studien betreffend einer Reduktion der okklusalen MMT auf 1,0 mm ohne eine gleichzeitige Zunahme frakturbedingter Ausfälle zuzutreffen scheint. Um jedoch einen Grenzwert bzw. eine Empfehlung für eine maximal reduzierte und gleichzeitig langlebige Restauration definieren zu können, sind zusätzliche Studien mit größeren Populationen und längeren Beobachtungszeiträumen erforderlich.:1. Einführung 1.1 Einleitung 1.2 Moderne dentale Keramik 1.2.1 Einteilung 1.2.2 Fertigungstechniken 1.2.3 Indikation und Performance 1.3 Befestigung von Keramiken 1.4 Ziel der Studie 2 Publikation 3 Zusammenfassung der Arbeit 4 Anhang 4.1 Abkürzungsverzeichnis 4.2 Abbildungsverzeichnis 4.3 Tabellenverzeichnis 5 Literaturverzeichnis 6 Darstellung des eigenen Beitrages 7 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 8 Danksagung

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第19744号 / 工博第4199号 / 新制||工||1648(附属図書館) / 32780 / 京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻 / (主査)教授 中條 善樹, 教授 赤木 和夫, 教授 松原 誠二郎 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

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Many fire-prone forests in western North America suffer from hazardous fuel conditions. Mechanical mastication is an increasingly common method of fuels treatment, but little is known regarding long-term effectiveness. A randomized block design at two sites (northern Sierras and southern Cascades) compared ladder fuels and overstory growth among treatments including mastication alone and mastication followed with prescribed fire or herbicide 10 or 11 years post-treatment. Subsequent herbicide application reduced ladder fuels in comparison to mastication alone or with prescribed fire. Prescribed fire further reduced ladder fuels at the southern Cascades site, however, in the northern Sierras postire ladder fuels were positively related to overstory absence. Mastication alone effectively released ponderosa pine at the southern Cascades site, whereas neither herbicide nor prescribed fire affected pine radial growth. This study demonstrates the feasibility of prescribed fire and herbicide for increasing treatment longevity of mastication, but also highlights potential limitations and important considerations.

Scania has experienced difficulties with large variations of the slope of the back plane after press quenching of case hardened crown wheels of especially type R780 Steg supplied from ingot cast material. This leads to that a large number of crown wheels has to be remeasured and sorted according to back slope which is time consuming for operators. Also, after sorting of the crown wheels, hard machining has to be adjusted according to the different slopes of the back plane of the crown wheels. In some cases, it also leads to scrapping of the crown wheels.This master’s thesis was divided in two parts. The aim of the first part was to confirm that the crown wheel type and casting technique that exhibits the largest variations in slope of the back plane is the R780 Steg originating from ingot cast material. The crown wheel types that were compared were the R780 Steg, R780 Slät and R885 Slät. Crown wheels manufactured from ingot cast material and from continuous cast material were compared. Hence, 6 combinations were examined. The slope of the back plane was measured with the measuring probe FARO after press quenching. The slope of the crown wheels was found to depend on both casting technique and the geometry of the crown wheel. The results confirmed that the crown wheel type and supplier combination that by far yields the largest variations in slope of the back plane is the R780 Steg supplied by Steel Plant A who uses the ingot casting technique. For this combination the variation exceeds 0,1 mm. All other combinations of crown wheels and suppliers yield acceptable variations.The second part of this master’s thesis was composed of determining if segregations in the cast ingot are the cause of the variations in slope of the back plane of the crown wheel type R780 Steg. This was done by measuring if there is a correlation between the slope of the back plane of the crown wheel after press quenching, the chemical composition and the original position of the crown wheel in the ingot. As in the first part of the study, the distortion was measured by the measuring probe FARO. The samples were sent to Degerfors Laboratorium for chemical analysis. Analyses of C, S and N were made by using combustion analyses. For As, P, B and Al optic spectrometry (spark) was used. All other elements were analysed by x-ray fluorescence. Segregations were found to be present and in combination with the geometry of R780 Steg to be the cause of the large variations in slope of the crown wheels.The results of this thesis show that, for the crown wheel type R780 Steg, Scania should not use suppliers that employ the ingot casting technique. Instead, only suppliers using the continuous casting technique should be used. However, for the other crown wheel types ingot or continuously cast material can be used.

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Many landowners in the southeastern United States have invested in southern yellow pine plantations and managed them using traditional management schemes. However, non-industrial private forest landowners often have goals and challenges that make traditional management less desirable or possible. This thesis contains two projects that offer potential solutions for these landowners. The first project is a management option for landowners with small parcels that wish to manage pine plantations and proposes low-density management paired with crown lifting for the production of saw logs without commercial thinning entries. The second proposes a method for incorporating mixed-species management into already existing plantations. This increases biodiversity and could be more ecologically stable than single-species plantations. These options present opportunities for non-industrial private forest landowners who do not fit into the traditional management framework due to differences in management goals or economic constraints on management.

Background: The golden standard for single unit crowns has for long been porcelain fused to metal (PFM). However, demands for improved esthetic materials has driven the development of zirconia which has increased in popularity due to its eminent mechanical and esthetic properties. Long term follow-up of zirconia is lacking and no consensus regarding which luting agent to use has yet been established. Aim: The aim of the present study was to evaluate the longevity of single unit crowns in relation to luting cements used and to investigate if any shift in the choice of crown materials could be seen over time. Methods: A retrospective journal survey with inclusion criteria being patients treated with tooth supported single crowns at the students’ clinic at the Umea University School of Dentistry. Extracted data were focused on 8 factors regarding information about the patient and materials used in the crown treatment. Statistical analyses were made with GraphPad.com and Microsoft Excel 2010. Results: Core reinforced zirconia crowns luted with RelyX showed a statistically significant higher success rate (95%) compared to crowns luted with zinc oxide phosphate (60%) (p<0.05). The most common complications were loss of retention and chipping of the veneering porcelain. Conclusion: The choice of luting agent seems to be of importance for core reinforced zirconia crowns. No statistically significant difference in success rate could be seen for PFM and monolithic zirconia. A shift in the choice of crown material could be seen. Monolithic ZR had increased, while PFM and ZR core had decreased.