DOI: https://doi.org/10.2186/jpr.jpr_d_23_00119
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38346729
تاريخ النشر: 2024-01-01
المؤلف: Han Zhu وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تتناول مقدمة ورقة البحث الدور المهم للسيراميك السني في التعويضات السنية، مع تسليط الضوء على جاذبيتها الجمالية، وقوتها الميكانيكية، وتوافقها الحيوي. لقد مكنت طرق التصنيع الحالية، وخاصة التصميم المدعوم بالحاسوب/التصنيع المدعوم بالحاسوب (CAD/CAM) والتصنيع القابل للاستخراج (SM)، من إنتاج ترميمات سيراميكية دقيقة وقوية مثل التيجان، وأطقم الأسنان الجزئية الثابتة (FPDs)، والقشور، والتجويفات. ومع ذلك، فإن SM يقدم عدة قيود، بما في ذلك هدر المواد، والاهتراء العالي على أدوات الطحن، والتحديات في تحقيق الأشكال الدقيقة بسبب قيود حجم الأداة، وإمكانية إدخال الشقوق الدقيقة أثناء عملية الطحن.
لمعالجة هذه القيود، تقترح الورقة التحول نحو التصنيع الإضافي (AM)، المعروف أيضًا بالطباعة ثلاثية الأبعاد، والذي أظهر وعدًا في التغلب على عيوب SM. يسمح AM ببناء الأشياء طبقة تلو الأخرى من بيانات النموذج ثلاثي الأبعاد، مما يقلل من هدر المواد ويعزز مرونة التصميم. تشير الورقة إلى معيار ISO/ASTM 52900:2021، الذي يحدد عمليات AM، مما يبرز أهميته وإمكاناته في قطاع التصنيع السني، وخاصة للسيراميك.
طرق
في قسم الطرق، تناقش الورقة مزايا جهاز الاستريوليثوغرافي (SLA) كتقنية تصنيع إضافي (AM)، مع تسليط الضوء على دقتها الفائقة وتشطيب سطحها مقارنةً بتقنيات AM الأخرى. وهذا يجعل SLA خيارًا شائعًا لتصنيع السيراميك، خاصة في التطبيقات السنية.
تحدد الأبحاث مواد السيراميك السني المختلفة المستخدمة في التعويضات السنية، بما في ذلك السيراميك الزجاجي مثل بورسلين الفلسبار، وبورسلين الفلسبار المدعم باللوكيت، والليثيوم ديسليكات، بالإضافة إلى السيراميك متعدد البلورات مثل الألومينا والزركونيا. ومن الجدير بالذكر أن التركيز الحالي في AM السيراميكي هو على الزركونيا المستقرة جزئيًا باليتريا (Y-TZP)، والألومينا، والليثيوم ديسليكات (LD)، التي تُفضل لخصائصها في الترميمات السنية.
نقاش
يستعرض قسم النقاش في ورقة البحث تقنيات التصنيع الإضافي (AM) المختلفة القابلة للتطبيق على السيراميك السني، مصنفة وفقًا لتصنيف ISO/ASTM. من بين الفئات السبع المحددة، تفي القليل منها فقط، بما في ذلك الاستريوليثوغرافي (SLA)، ومعالجة الضوء الرقمي (DLP)، والطباعة المباشرة بالحبر (DIP)، والطباعة الهلامية ثلاثية الأبعاد (3DGP)، بالمعايير السريرية الصارمة للتعويضات السنية. يوضح القسم مبادئ وعمليات هذه التقنيات، مع تسليط الضوء على مزايا وقيود كل منها. على سبيل المثال، تعتبر SLA وDLP كلاهما أشكالًا من بلمرة الفوتون في الحوض (VPP)، حيث تستخدم SLA الليزر للتصلب بينما تستخدم DLP جهاز المرايا الرقمية لإسقاط الضوء، مما يسمح بتصلب أسرع للطبقات ولكن مع قيود على حجم النموذج والدقة.
يتعمق النقاش أكثر في المعايير التي تؤثر على أداء هذه التقنيات AM. بالنسبة لـ VPP، فإن تركيبة التعليق السيراميكي ومعايير التعرض حاسمة لتحقيق الخصائص الميكانيكية والدقة المطلوبة. يتم التأكيد على نسبة الصلب إلى السائل المثلى واللزوجة، حيث تؤثر بشكل مباشر على جودة الأجزاء المصنعة. وبالمثل، بالنسبة لـ DIP، فإن استقرار تشكيل القطرات وعمليات التصلب أمران أساسيان، مع خصائص ريوولوجية محددة مطلوبة للطباعة الفعالة. يختتم القسم بالتطرق إلى أهمية معايير سلسلة العمليات، مثل معالجة البيانات، واتجاه البناء، وسمك الطبقة، التي تؤثر مجتمعة على القوة الميكانيكية ودقة الترميمات السيراميكية النهائية. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانيات تقنيات AM في التطبيقات السنية بينما تبرز أيضًا الحاجة إلى البحث المستمر لتحسين هذه العمليات لتحقيق نتائج أفضل.
DOI: https://doi.org/10.2186/jpr.jpr_d_23_00119
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38346729
Publication Date: 2024-01-01
Author(s): Han Zhu et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
The introduction of the research paper discusses the significant role of dental ceramics in prosthodontics, highlighting their aesthetic appeal, mechanical strength, and biocompatibility. Current manufacturing methods, particularly computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) and subtractive manufacturing (SM), have enabled the production of accurate and robust ceramic restorations such as crowns, fixed partial dentures (FPDs), veneers, and inlays. However, SM presents several limitations, including material waste, high wear on milling tools, challenges in achieving fine shapes due to tool size constraints, and the potential introduction of microcracks during the milling process.
To address these limitations, the paper suggests a shift towards additive manufacturing (AM), also known as 3D printing, which has shown promise in overcoming the drawbacks of SM. AM allows for the layer-by-layer construction of objects from 3D model data, thereby minimizing material waste and enhancing design flexibility. The paper references the ISO/ASTM 52900:2021 standard, which defines AM processes, underscoring its relevance and potential in the dental manufacturing sector, particularly for ceramics.
Methods
In the section on methods, the paper discusses the advantages of Stereolithography Apparatus (SLA) as an additive manufacturing (AM) technology, highlighting its superior accuracy and surface finish compared to other AM techniques. This makes SLA a prevalent choice for ceramic manufacturing, particularly in dental applications.
The research identifies various dental ceramic materials utilized in prosthodontics, including glassy ceramics such as feldspar porcelain, leucite-reinforced feldspar porcelain, and lithium disilicate, as well as polycrystalline ceramics like alumina and zirconia. Notably, the current focus in ceramic AM is on yttria-partially stabilized four-directional zirconia (Y-TZP), alumina, and lithium disilicate (LD), which are favored for their properties in dental restorations.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the various additive manufacturing (AM) technologies applicable to dental ceramics, categorized according to the ISO/ASTM classification. Among the seven identified categories, only a few, including stereolithography (SLA), digital light processing (DLP), direct inkjet printing (DIP), and 3D gel printing (3DGP), meet the stringent clinical standards for prosthodontics. The section elaborates on the principles and processes of these technologies, highlighting the advantages and limitations of each. For instance, SLA and DLP are both forms of vat photopolymerization (VPP), where SLA utilizes a laser for curing while DLP employs a digital micromirror device to project light, allowing for faster layer curing but with constraints on model size and accuracy.
The discussion further delves into the parameters influencing the performance of these AM technologies. For VPP, the composition of the ceramic suspension and exposure parameters are critical for achieving desired mechanical properties and accuracy. The optimal solid-to-liquid ratio and viscosity are emphasized, as they directly affect the quality of the fabricated parts. Similarly, for DIP, the stability of droplet formation and solidification processes are essential, with specific rheological properties required for effective printing. The section concludes by addressing the importance of process chain parameters, such as data processing, build orientation, and layer thickness, which collectively influence the mechanical strength and accuracy of the final ceramic restorations. Overall, the findings underscore the potential of AM technologies in dental applications while also highlighting the need for ongoing research to optimize these processes for improved outcomes.