DOI: https://doi.org/10.4047/jap.2025.17.3.125
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40687194
تاريخ النشر: 2025-01-01
المؤلف: Zhenyun Du وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير تصميم جسم المسح للزرع (ISB) على الدقة (الصدق) وقابلية استخدام الانطباعات الرقمية للزرع. فرضت الفرضية الصفرية عدم وجود اختلافات كبيرة في هذه المعايير عبر تصاميم ISB المختلفة. تم استخدام نموذج معدني مصبوب مع تسعة زراعات وأقنعة مخاطية سيليكونية بسماكات متفاوتة، وتم إنشاء سبعة نماذج أولية لـ ISB من خلال تعديل ISB تجاري من حيث الطول، المادة، انعكاس السطح، وهندسة السطح العلوي. خضعت كل نموذج أولي لعشر مسحات باستخدام ماسح داخلي للفم، مع الحصول على مسحات مرجعية من ماسح مكتبي. ركز التحليل على الانحرافات في العمق، الزاوية، والدوران، باستخدام طرق إحصائية تشمل اختبار ويلش واختبار غيمس-هويل بعد الاختبار.
أشارت النتائج إلى أن المادة أثرت بشكل كبير على دقة العمق، حيث تفوقت التيتانيوم المنفجر والتيتانيوم المصقول على البولي إيثير إيثير كيتون (PEEK). أظهرت ISBs الأقصر انحرافات زاوية أكبر مقارنة بالتحكم، بينما لم تكن الانحرافات الدورانية ذات دلالة. كانت أوقات المسح أطول لـ ISBs العاكسة والأطول مع تقليل المساحات العلوية، على الرغم من أن ISBs الأقصر عززت قابلية الاستخدام. تستنتج الدراسة أن تصميم ISB يؤثر بشكل كبير على دقة الانطباع الرقمي، مع تحسين المواد التيتانيوم وفتحات البراغي الأكبر من قابلية الاستخدام. بينما يمكن أن تقلل ISBs الأقصر من وقت المسح، إلا أنها قد تؤثر سلبًا على الدقة الزاوية. تؤكد النتائج على أهمية تحسين تصميم ISB لتعزيز نتائج الانطباع الرقمي، مع تسليط الضوء أيضًا على الحاجة إلى معالجة أخطاء الخياطة كمصدر رئيسي لعدم دقة العمق. يُنصح الأطباء بالنظر في هندسة ISB والمادة لتحقيق ملاءمة مثالية وقابلية استخدام في ترميمات الزرع.
مقدمة
تستعرض المقدمة الخطوات الحاسمة المتضمنة في تصنيع الأطراف الاصطناعية المدعومة بالزرع بعد فقدان الأسنان، مع التأكيد على أهمية تحقيق ملاءمة سلبية واتصالات آمنة بين مكونات الزرع. تبرز التحديات التي تطرحها الطبيعة الانكليزية للزرعات السنية، حيث يمكن أن يؤدي عدم التوافق إلى ضغط ثابت على المكونات وعظام ما حول الزرع، مما يتفاقم بسبب التحميل الديناميكي. بينما يُعتبر عدم التوافق العمودي بمقدار 50-100 ميكرومتر مقبولًا سريريًا، هناك نقص في التوحيد القياسي فيما يتعلق بالتسامحات الزاوية والدورانية، حيث يقترح بعض المصنعين تسامحات محددة لم يتم توثيقها على نطاق واسع.
تناقش هذه الفقرة أيضًا الانتقال من الأغطية التقليدية للانطباع إلى أجسام المسح الداخلية (ISBs) في تقنيات الانطباع الرقمي، والتي تقدم تحديات جديدة في التقاط الهياكل الفموية بدقة. تشير إلى أن عوامل التصميم المختلفة لـ ISBs يمكن أن تؤثر على دقة المسح، ومع ذلك، فإن الأدبيات الحالية تقدم إرشادات غير حاسمة حول التصاميم المثلى. تهدف الدراسة إلى تقييم كيفية تأثير الميزات الفيزيائية المحددة لـ ISBs – مثل الطول، مادة السطح، والشكل – على دقة الانطباعات الرقمية وراحة المشغل. تفرض الفرضية الصفرية أنه لن تكون هناك اختلافات كبيرة في الأداء بين نماذج ISB الأولية المخصصة وISB المتاحة تجاريًا فيما يتعلق بقدرتها على تكرار المواقع الحقيقية للزرع أو كفاءة إنتاج انطباعات رقمية مرضية.
طرق
استخدمت الدراسة نموذج فك معدني مصبوب يحتوي على تسعة أسطح اتصال للزرع لتقييم تأثيرات عوامل مختلفة على دقة الانطباع الرقمي للزرع. تم توجيه الزرعات بزاوية استراتيجية بمقدار 14° للأمام والخلف لمواقع محددة، بينما تم محاذاة الأخرى عموديًا. تم ضبط الزرعات على عمق 2 مم، مع تطبيق قناع مخاطي سيليكوني لتحقيق أعماق فعالة تبلغ 3 مم و5 مم. تم تطوير سبعة مجموعات فرعية من النماذج الأولية لجسم المسح الداخلي المتاح تجاريًا (ISB)، متغيرة في الطول، مادة السطح، وتصميم السطح العلوي. من الجدير بالذكر أنه تم إنشاء نموذجين أوليين من التيتانيوم لتقييم تأثير تشطيب السطح، وتم إجراء تعديلات على طول ISB وشكل السطح العلوي.
لجمع البيانات، تم مسح كل نموذج أولي عدة مرات باستخدام ماسح داخلي للفم، مع إجراء ما مجموعه 80 مسحة. تم التحكم في بيئة المسح من حيث درجة الحرارة والإضاءة، وتم تقييم المسحات من حيث الاكتمال والقبول السريري. تم استخدام ماسح مكتبي بعد ذلك لتحديد خط الأساس للمقارنة، مما يوفر دقة عالية وصدق. تم تحليل ملفات STL الناتجة من كلا طريقتي المسح باستخدام برنامج CAD، مما يسمح بإجراء قياسات مفصلة للعمق، الزاوية، والدوران. أسفر التحليل عن 80 نقطة قياس لكل مجموعة فرعية من النماذج الأولية، والتي تم تقييمها إحصائيًا مع تعديلات لمقارنات متعددة، مما يضمن نتائج قوية بشأن تأثير خصائص جسم المسح على دقة الانطباع.
نتائج
في تقييم أخطاء الخياطة المتعلقة بمواقع جسم المسح للزرع (ISB)، وجدت الدراسة عدم وجود اختلافات كبيرة في القياسات بالنسبة للعرض الأوسط (M) (P > .05). ومع ذلك، لوحظت اختلافات كبيرة عند مقارنة القياسات بالموقع 1 (P1)، خاصة مع زيادة أخطاء الانحراف عند الموقع 9 (P9) (P < .05). كشف التحليل عن اختلافات كبيرة في الانحرافات الزاوية والدورانية بين طرق المرجع، على الرغم من عدم ارتباطها بانحرافات العمق. من الجدير بالذكر أن انحرافات العمق كانت مختلفة بشكل كبير بين التصوير المقطعي المحوسب (CT) وطب الأسنان التقليدي (TP) (P < .007)، مع ارتباط قوي بين CT وطرق التيتانيوم (TB) (P = .018) تحت ظروف مخاطية سميكة. أشارت التحليلات اللاحقة إلى أن شكل وحجم السطح العلوي لـ ISB أثر بشكل إيجابي على الدقة في اختبارات المخاط السميك، ولكن ليس في اختبارات المخاط الرقيق. بينما لم تُلاحظ أي انحرافات دورانية كبيرة عبر الطرق، أظهرت كل من تصميمات ISB الأطول (LO) والأقصر (SH) ارتباطات قوية مع انخفاض الدقة في ظروف المخاط المنخفض. أشارت تقييمات قابلية الاستخدام إلى أن مجموعات TP وLO وHL كانت لديها أوقات مسح أطول بشكل كبير مقارنة بمجموعة التحكم (CT) (P < .007)، بينما لم تختلف المجموعات الأخرى بشكل كبير. بشكل عام، تؤكد النتائج على تأثير تصميم ISB على أوقات المسح وتوافق العمق، مع تحسين المواد التيتانيوم وتعديلات السطح العلوي المحددة للدقة.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في الدراسة الضوء على التأثير الكبير لخصائص تصميم جسم المسح للزرع (ISB) على دقة وقابلية استخدام الانطباعات الرقمية للزرع. أشارت النتائج إلى أنه بينما كانت أخطاء الخياطة هي المصدر الرئيسي لعدم دقة العمق، فإن بعض العوامل مثل المادة، الطول، وهندسة السطح العلوي لـ ISB أثرت بشكل ملحوظ على صدق القياسات وكفاءة المسح. على وجه الخصوص، أظهرت ISBs المصنوعة من التيتانيوم دقة متفوقة مقارنةً بالتحكمات PEEK، خاصة في قياسات العمق، بينما أدت التعديلات على شكل وحجم السطح العلوي أيضًا إلى تحسين النتائج للزرعات الموضوعة بعمق. ومع ذلك، لم تُلاحظ أي اختلافات كبيرة في الدقة الزاوية أو الدورانية بناءً على هذه التعديلات.
تؤكد الدراسة على أهمية اختيار ميزات ISB المناسبة لتعزيز النتائج السريرية في محاذاة الأطراف الاصطناعية متعددة الوحدات. على الرغم من أن النتائج تشير إلى أن تحسين تصميم ISB يمكن أن يخفف بعض قيود الانطباعات الرقمية، فإن استمرار أخطاء الخياطة يبرز الحاجة إلى تحسين تقنيات المسح وحلول البرمجيات. يوصي المؤلفون بأن يأخذ الأطباء بعين الاعتبار بعناية هندسة ISB والمادة لتحقيق ملاءمة مثالية وقابلية استخدام في ترميمات الزرع، مع الاعتراف أيضًا بحدود الدراسة المعملية وإمكانية تباين المشغل في البيئات السريرية.
DOI: https://doi.org/10.4047/jap.2025.17.3.125
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40687194
Publication Date: 2025-01-01
Author(s): Zhenyun Du et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study investigates the impact of implant scan body (ISB) design on the accuracy (trueness) and usability of digital implant impressions. The null hypothesis posited no significant differences in these parameters across various ISB designs. A metal cast model with nine implants and silicone mucosal masks of varying thicknesses was utilized, and seven ISB prototypes were created by modifying a commercial ISB in terms of length, material, surface reflectance, and top surface geometry. Each prototype underwent ten scans using an intraoral scanner, with reference scans obtained from a desktop scanner. The analysis focused on deviations in depth, angulation, and rotation, employing statistical methods including the Welch test and Games-Howell post hoc test.
Results indicated that the material significantly influenced depth accuracy, with blasted titanium and polished titanium outperforming polyetheretherketone (PEEK). Shorter ISBs exhibited greater angular deviations compared to the control, while rotational deviations were not significant. Scanning times were longer for reflective, longer ISBs with reduced top areas, although shorter ISBs enhanced usability. The study concludes that ISB design significantly affects digital impression accuracy, with titanium materials and larger screw holes improving usability. While shorter ISBs can reduce scanning time, they may compromise angular accuracy. The findings underscore the importance of optimizing ISB design to enhance digital impression outcomes, while also highlighting the need to address stitching errors as a major source of depth inaccuracies. Clinicians are advised to consider ISB geometry and material to achieve optimal fit and usability in implant restorations.
Introduction
The introduction outlines the critical steps involved in fabricating implant-supported prostheses following tooth loss, emphasizing the importance of achieving a passive fit and secure connections between implant components. It highlights the challenges posed by the ankylotic nature of dental implants, where misfit can lead to static stress on components and peri-implant bone, exacerbated by dynamic loading. While a vertical misfit of 50-100 µm is deemed clinically acceptable, there is a lack of standardization regarding angular and rotational tolerances, with some manufacturers suggesting specific tolerances that are not widely documented.
The section further discusses the transition from traditional impression copings to intraoral scan bodies (ISBs) in digital impression techniques, which present new challenges in accurately capturing oral structures. It notes that various design factors of ISBs can influence scan accuracy, yet existing literature provides inconclusive guidance on optimal designs. The study aims to evaluate how specific physical features of ISBs—such as length, surface material, and shape—affect the accuracy of digital impressions and operator convenience. The null hypothesis posits that there will be no significant differences in performance between custom ISB prototypes and a commercially available ISB regarding their ability to replicate true implant positions or the efficiency of producing satisfactory digital impressions.
Methods
The study employed a cast metal jaw model featuring nine implant connection surfaces to evaluate the effects of various factors on digital implant impression accuracy. Implants were strategically angulated at 14° anteriorly and posteriorly for specific positions, while others were aligned vertically. The implants were set at a depth of 2 mm, with a silicone mucosal mask applied to achieve effective depths of 3 mm and 5 mm. Seven prototype subgroups of a commercially available intraoral scan body (ISB) were developed, varying in length, surface material, and top surface design. Notably, two titanium prototypes were created to assess the impact of surface finish, and modifications were made to the ISB’s length and top surface shape.
For data collection, each prototype was scanned multiple times using an intraoral scanner, with a total of 80 scans conducted. The scanning environment was controlled for temperature and lighting, and scans were evaluated for completeness and clinical acceptability. A desktop scanner was subsequently used to establish a baseline for comparison, providing high precision and trueness. The resulting STL files from both scanning methods were analyzed using CAD software, allowing for detailed measurements of depth, angulation, and rotation. The analysis yielded 80 measurement points per prototype subgroup, which were statistically evaluated with adjustments for multiple comparisons, ensuring robust findings regarding the influence of scan body characteristics on impression accuracy.
Results
In the evaluation of stitching errors related to implant scan body (ISB) positions, the study found no significant differences in measurements relative to the middle cross (M) (P > .05). However, significant variations were observed when comparing measurements to position 1 (P1), particularly with deviation errors increasing at position 9 (P9) (P < .05). The analysis revealed significant differences in angular and rotational deviations between reference methods, although these were not correlated with depth deviations. Notably, depth deviations were significantly different between computed tomography (CT) and traditional prosthodontics (TP) (P < .007), with a strong correlation between CT and titanium-based (TB) methods (P = .018) under thick mucosal conditions. Further post-hoc analysis indicated that the top shape and size of the ISB positively influenced accuracy in thick mucosal tests, but not in thin mucosal tests. While no significant rotational deviations were noted across methods, both longer ISB designs (LO) and shorter designs (SH) showed strong correlations with accuracy decreases in low mucosal conditions. Usability evaluations indicated that TP, LO, and HL subgroups had significantly longer scanning times compared to the control group (CT) (P < .007), while other subgroups did not differ significantly. Overall, the results underscore the impact of ISB design on scanning times and depth congruence, with titanium materials and specific top modifications enhancing accuracy.
Discussion
The discussion section of the study highlights the significant influence of implant scan body (ISB) design characteristics on the accuracy and usability of digital implant impressions. The results indicated that while stitching errors were the primary source of depth inaccuracies, certain factors such as the material, length, and top surface geometry of the ISB notably affected measurement trueness and scanning efficiency. Specifically, titanium ISBs demonstrated superior accuracy compared to PEEK controls, particularly in depth measurements, while modifications to the top surface shape and size also yielded improved results for deeply placed implants. However, no significant differences were observed in angular or rotational accuracy based on these modifications.
The study emphasizes the importance of selecting appropriate ISB features to enhance clinical outcomes in multi-unit prosthesis alignment. Although the findings suggest that optimizing ISB design can mitigate some limitations of digital impressions, the persistence of stitching errors underscores the need for improved scanning techniques and software solutions. The authors recommend that clinicians carefully consider ISB geometry and material to achieve optimal fit and usability in implant restorations, while also acknowledging the limitations of the in vitro study and the potential for operator variability in clinical settings.