DOI: https://doi.org/10.1186/s41205-025-00262-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40116974
تاريخ النشر: 2025-03-21
المؤلف: Sakshi Metkar وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تدرس الدراسة قوة الكسر لمثبتات المساحة التقليدية من نوع الشريط والحلقة (C-BLSMs) المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وتلك المصنوعة باستخدام تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D). تم اختبار خمسة عشر من C-BLSMs وخمسة عشر من BLSMs المطبوعة ثلاثية الأبعاد لقوة الكسر باستخدام آلة اختبار عالمية. أظهرت النتائج أن متوسط مقاومة الكسر لـ BLSMs المطبوعة ثلاثية الأبعاد كان أعلى بكثير عند 308.53 نيوتن مقارنة بـ 130.85 نيوتن لـ C-BLSMs، مع وجود فرق ذو دلالة إحصائية (p < 0.05). تؤكد هذه النتيجة الخصائص الميكانيكية المتفوقة لـ BLSMs المطبوعة ثلاثية الأبعاد، مما يشير إلى أن هذه التقنية يمكن أن تعزز من متانة مثبتات المساحة في طب الأسنان للأطفال. في الختام، فإن فقدان الأسنان الأولية المبكر يتطلب مثبتات مساحة فعالة لمنع المضاعفات السنية، وعلى الرغم من أن الطرق التقليدية قد تم استخدامها على نطاق واسع، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد تقدم بديلاً واعدًا. تبرز الدراسة مقاومة الكسر المحسنة لـ BLSMs المطبوعة ثلاثية الأبعاد، مما يشير إلى فوائد محتملة من حيث الدقة والتخصيص. ومع ذلك، فإنها تؤكد أيضًا على الحاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف الأداء والتوافق الحيوي والجدوى الاقتصادية لمثبتات المساحة المطبوعة ثلاثية الأبعاد في البيئات السريرية.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث القضية المهمة لفقدان الأسنان الأولية المبكر في طب الأسنان للأطفال، والتي يمكن أن تنتج عن تسوس الأسنان، أو الصدمات، أو غياب الأسنان الخلقي. تسوس الأسنان، وهو مرض مزمن شائع بين الأطفال، غالبًا ما يؤدي إلى تدهور شديد وفقدان الأسنان إذا لم يتم علاجه. يمكن أن تسبب الصدمات أيضًا ضررًا لا يمكن إصلاحه للأسنان الأولية، بينما تؤدي حالات مثل نقص الأسنان إلى غياب الأسنان تمامًا. يمكن أن يؤدي فقدان الأسنان الأولية المبكر إلى مضاعفات مثل سوء الإطباق وانهيار قوس الأسنان، مما يؤثر سلبًا على صحة الفم للطفل، وقدرته على المضغ، والتحدث، وثقته بنفسه.
لتخفيف هذه العواقب، يتم استخدام مثبتات المساحة، وخاصة مثبتات المساحة من نوع الشريط والحلقة (BLSMs)، للحفاظ على المساحة لظهور الأسنان الدائمة. تبرز الورقة إمكانيات تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في إنشاء BLSMs مخصصة، والتي قد تقدم مزايا على الخيارات التقليدية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، بما في ذلك تحسين الملاءمة والنمذجة السريعة. ومع ذلك، هناك أبحاث محدودة حول الخصائص الميكانيكية لـ BLSMs المطبوعة ثلاثية الأبعاد، وخاصة قوتها في الكسر، والتي تعتبر حاسمة لمتانتها في البيئات السريرية. الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تقييم ومقارنة قوة الكسر لمثبتات BLSMs التقليدية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مع تلك المصنوعة من BLSMs المطبوعة ثلاثية الأبعاد، بهدف تقديم رؤى حول أدائها السريري وآثارها على رعاية الأسنان للأطفال.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام قالب فك سفلي مختلط الأسنان، والذي شمل ضرس دائم أول، وضرس ثانٍ لبني، وضرس أول لبني. لتكرار الظروف السريرية بدقة أكبر، أزال الباحثون الضرس الثاني اللبني من القالب، مما أدى إلى إنشاء نموذج مختلط الأسنان معدّل. سمح هذا النهج بالتحقيق في خصائص الأسنان المحددة ونتائج العلاج في بيئة محكومة.
النتائج
تقدم النتائج المعروضة في الجدول 1 مقارنة بين متوسط مقاومة الكسر لنوعين من مثبتات المساحة: مثبتات المساحة من نوع الشريط والحلقة المطبوعة ثلاثية الأبعاد (3D-BLSM) ومثبتات المساحة التقليدية من نوع الشريط والحلقة (C-BLSM). وجدت الدراسة أن متوسط مقاومة الكسر لمجموعة 3D-BLSM كان أعلى بكثير، حيث سجل 308.53 نيوتن (الانحراف المعياري = 50.15 نيوتن)، مقارنة بمجموعة C-BLSM، التي كان لديها متوسط مقاومة كسر قدره 130.85 نيوتن (الانحراف المعياري = 20.99 نيوتن).
أظهر التحليل الإحصائي قيمة t قدرها 12.657 وقيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن الفرق في مقاومة الكسر بين المجموعتين ذو دلالة إحصائية. تشير هذه القيمة المنخفضة لـ p إلى أن الفرق الملحوظ من غير المحتمل أن يكون بسبب الصدفة العشوائية، مما يعزز موثوقية النتائج ويظهر المتانة المتفوقة لمثبتات المساحة المطبوعة ثلاثية الأبعاد مقارنة بنظيراتها التقليدية.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الدور الحاسم لصحة الفم في المرضى الأطفال، مع التركيز بشكل خاص على آثار فقدان الأسنان الأولية المبكر وأهمية مثبتات المساحة في منع سوء الإطباق. تقارن الدراسة قوة الكسر لمثبتات المساحة التقليدية من نوع الشريط والحلقة (C-BLSMs) ومثبتات المساحة المطبوعة ثلاثية الأبعاد، كاشفة أن الأخيرة تظهر مقاومة كسر أعلى بكثير، حيث تنكسر مثبتات 3D المطبوعة عند قوة متوسطة قدرها 308.53 نيوتن مقارنة بـ 130.85 نيوتن للمثبتات التقليدية. يُعزى هذا التحسن في القوة إلى التحكم الدقيق في توزيع المواد والبنية الذي توفره الطباعة ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى استخدام الفولاذ متعدد الطبقات (MLS) الذي يقدم خصائص ميكانيكية متفوقة مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم في المثبتات التقليدية.
تشير النتائج إلى أن مثبتات المساحة المطبوعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن توفر بديلاً قابلاً للتطبيق للطرق التقليدية، مع تقديم فوائد مثل تحسين راحة المريض، وتقليل تكاليف العلاج، وزيادة التخصيص بناءً على احتياجات المرضى الفردية. ومع ذلك، يؤكد المؤلفون على ضرورة إجراء مزيد من الأبحاث لتقييم الأداء طويل الأمد، والتوافق الحيوي، والجدوى الاقتصادية لمثبتات المساحة المطبوعة ثلاثية الأبعاد قبل اعتمادها على نطاق واسع في العيادات. بشكل عام، تؤكد الدراسة على إمكانيات تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في إحداث ثورة في طب الأسنان للأطفال من خلال تحسين متانة وفعالية مثبتات المساحة، مما يساهم في تحسين نتائج صحة الفم للأطفال.
DOI: https://doi.org/10.1186/s41205-025-00262-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40116974
Publication Date: 2025-03-21
Author(s): Sakshi Metkar et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
The study investigates the fracture strengths of conventional band and loop space maintainers (C-BLSMs) made from stainless steel and those fabricated using three-dimensional (3D) printing techniques. A total of fifteen C-BLSMs and fifteen 3D printed BLSMs were subjected to fracture-strength testing using a universal testing machine. The results indicated that the mean fracture resistance of the 3D printed BLSMs was significantly higher at 308.53 N compared to 130.85 N for the C-BLSMs, with a statistically significant difference (p < 0.05). This finding underscores the superior mechanical properties of 3D printed BLSMs, suggesting that this technology could enhance the durability of space maintainers in pediatric dentistry. In conclusion, the premature loss of primary teeth necessitates effective space maintainers to prevent dental complications, and while conventional methods have been widely used, 3D printing presents a promising alternative. The study highlights the enhanced fracture resistance of 3D printed BLSMs, indicating potential benefits in terms of precision and customization. However, it also emphasizes the need for further research to explore the performance, biocompatibility, and cost-effectiveness of 3D printed space maintainers in clinical settings.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the significant issue of premature loss of primary teeth in pediatric dentistry, which can result from dental caries, trauma, or congenital absence of teeth. Dental caries, a prevalent chronic disease among children, often leads to severe decay and subsequent tooth loss if untreated. Trauma can also cause irreparable damage to primary teeth, while conditions like hypodontia result in the absence of teeth altogether. The early loss of primary teeth can lead to complications such as malocclusion and dental arch collapse, adversely affecting a child’s oral health, chewing, speaking abilities, and self-esteem.
To mitigate these consequences, space maintainers, particularly Band and Loop Space Maintainers (BLSMs), are employed to preserve the space for the eruption of permanent teeth. The paper highlights the potential of 3D printing technology in creating customized BLSMs, which may offer advantages over traditional stainless-steel options, including improved fit and rapid prototyping. However, there is limited research on the mechanical properties of 3D printed BLSMs, particularly their fracture strength, which is crucial for their durability in clinical settings. The primary objective of this study is to evaluate and compare the fracture strength of conventional stainless-steel BLSMs with that of 3D printed BLSMs, aiming to provide insights into their clinical performance and implications for pediatric dental care.
Methods
In this study, a mixed dentition mandibular cast was utilized, which included a permanent first molar, a deciduous second molar, and a deciduous first molar. To replicate clinical conditions more accurately, the researchers removed the deciduous second molar from the cast, thereby creating a modified mixed-dentition model. This approach allowed for the investigation of specific dental characteristics and treatment outcomes in a controlled setting.
Results
The results presented in Table 1 compare the mean fracture resistance of two types of space maintainers: 3D printed band and loop space maintainers (3D-BLSM) and conventional band and loop space maintainers (C-BLSM). The study found that the mean fracture resistance of the 3D-BLSM group was significantly higher, recorded at 308.53 N (standard deviation = 50.15 N), compared to the C-BLSM group, which had a mean fracture resistance of 130.85 N (standard deviation = 20.99 N).
Statistical analysis revealed a t-value of 12.657 and a p-value below 0.05, indicating that the difference in fracture resistance between the two groups is statistically significant. This low p-value suggests that the observed difference is unlikely to be due to random chance, thereby reinforcing the reliability of the findings and demonstrating the superior durability of 3D printed space maintainers in comparison to their conventional counterparts.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the critical role of oral health in pediatric patients, particularly focusing on the implications of premature loss of primary teeth and the importance of space maintainers in preventing malocclusion. The study compares the fracture strength of conventional band and loop space maintainers (C-BLSMs) and 3D printed space maintainers, revealing that the latter demonstrates significantly higher fracture resistance, with 3D printed maintainers fracturing at an average force of 308.53 N compared to 130.85 N for conventional maintainers. This enhanced strength is attributed to the precise control over material distribution and structure afforded by 3D printing, as well as the use of multilayer steel (MLS) which offers superior mechanical properties compared to stainless steel used in conventional maintainers.
The findings suggest that 3D printed space maintainers could provide a viable alternative to traditional methods, offering benefits such as improved patient comfort, reduced treatment costs, and enhanced customization based on individual patient needs. However, the authors emphasize the necessity for further research to evaluate the long-term performance, biocompatibility, and cost-effectiveness of 3D printed space maintainers before their widespread clinical adoption. Overall, the study underscores the potential of 3D printing technology to revolutionize pediatric dentistry by improving the durability and efficacy of space maintainers, ultimately contributing to better oral health outcomes for children.