DOI: https://doi.org/10.1186/s12909-024-05869-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39180072
تاريخ النشر: 2024-08-23
المؤلف: Mengting Duan وآخرون
الموضوع الرئيسي: البحث في طب الأسنان وكوفيد-19
نظرة عامة
هدفت الدراسة إلى تقييم تأثير الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ونظام المحاكاة الافتراضية على التدريب قبل السريري لطلاب طب الأسنان المتقدمين في إعداد تجويف الوصول. باستخدام بيانات الميكرو-CT من ضرس سفلي أول مستخرج، تم إنشاء أسنان مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، وشارك ثمانية وتسعون طالبًا في تمرين تدريبي يتضمن كل من الأسنان البلاستيكية والأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، بالإضافة إلى محاكاة افتراضية، حيث تم تقييم الأداء من قبل أطباء أسنان خبراء. أشارت النتائج إلى عدم وجود فرق كبير في الدرجات بين الأسنان البلاستيكية والأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد؛ ومع ذلك، أظهرت المحاكاة الافتراضية نسبة إزالة منطقة صحيحة/غير صحيحة عالية بلغت 96.86% ± 5.08%.
عبّر الطلاب عن تفضيلهم لتدريب الأسنان البلاستيكية وفضلوا تسلسل تدريب يتضمن جميع الأنماط الثلاثة، حيث أيد 71.42% إعطاء الأولوية للمحاكاة الافتراضية. دعم أكثر من 80% دمج الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والمحاكاة الافتراضية في المناهج التدريبية القياسية. تشير النتائج إلى أنه بينما يعتبر الجمع بين المحاكاة الافتراضية، والأسنان البلاستيكية، وتدريب الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هو الأمثل، إلا أن المحاكاة الافتراضية لا يمكنها بعد استبدال التدريب التقليدي على الدمى بالكامل. مع المزيد من التحسينات، قد تحل الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في النهاية محل الأسنان البلاستيكية في التدريب قبل السريري.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الحاجة الملحة لتدريب فعال قبل السريري في إعداد تجويف الوصول لطلاب طب الأسنان المتقدمين، مع التأكيد على الانتقال من الدراسات النظرية إلى الممارسة السريرية. تم استخدام أنماط تدريب متنوعة، بما في ذلك الأسنان الطبيعية المستخرجة، والأسنان البلاستيكية التجارية، والأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، وأنظمة المحاكاة الافتراضية؛ ومع ذلك، لا تزال فعاليتها المقارنة وترتيبها الأمثل بناءً على ملاحظات الطلاب غير مستكشفة بشكل كافٍ. التدريب التقليدي باستخدام الأسنان المستخرجة، على الرغم من فائدته في فهم تشريح غرفة اللب، محدود بتوافر أنواع الأسنان المتنوعة والمخاوف الأخلاقية، مما يؤدي إلى عدم اتساق في جودة التدريب والتقييم.
تدعو الورقة إلى استخدام الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، التي يمكن أن تحاكي الميزات التشريحية للأسنان الطبيعية بدقة عالية، كبديل قابل للتطبيق. توفر هذه النماذج، التي تم إنتاجها باستخدام التصوير المقطعي المحوسب باستخدام شعاع مخروط (CBCT) أو التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (microCT)، مزايا مثل الدقة التشريحية، والإنتاج على نطاق واسع، وزيادة الرؤية للطلاب أثناء التدريب. بالإضافة إلى ذلك، توفر تقنية المحاكاة الافتراضية بيئة تدريب غامرة خالية من المخاطر تساعد في الانتقال إلى الممارسة السريرية. تهدف الدراسة إلى تقييم فعالية هذه الطرق الثلاثة للتدريب – الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، والأسنان البلاستيكية التجارية، والمحاكاة الافتراضية – من خلال التقييم والاستبيانات، لتحديد التركيبة الأكثر فعالية لتعزيز تجربة التدريب لطلاب طب الأسنان.
الطرق
يستعرض قسم “الطرق” التصميم التجريبي والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون نهجًا كميًا، حيث نفذوا تجارب محكومة لجمع البيانات حول المتغيرات المحددة. شملت المنهجيات الرئيسية التحليلات الإحصائية، مثل نماذج الانحدار، لتقييم العلاقات بين المتغيرات المستقلة والتابعة.
شمل جمع البيانات عملية أخذ عينات منهجية، مما يضمن حجم عينة تمثيلية لتعزيز موثوقية النتائج. كما تضمنت الدراسة أدوات ووسائل قياس متنوعة، تم التحقق من دقتها قبل الاستخدام. بشكل عام، تم تصميم الطرق بدقة لتسهيل فهم شامل للأسئلة البحثية المطروحة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى أن كل من الأسنان البلاستيكية التجارية والأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد قابلة للمقارنة من حيث الدرجات الإجمالية لإعداد تجويف الوصول. ومع ذلك، أظهرت الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد جودة متفوقة مرتبطة بالتجويف، بما في ذلك جوانب مثل موقع التجويف، والحجم، والمخطط. في المقابل، تفوقت الأسنان البلاستيكية التجارية في النتائج المتعلقة بالوصول، لا سيما في المدخل إلى غرفة اللب، واكتشاف فتحات القناة الجذرية، وضمان الوصول في خط مستقيم.
بالإضافة إلى ذلك، أثبت تدريب المحاكاة الافتراضية فعاليته، حيث حقق معظم الطلاب أكثر من 90% من إزالة المنطقة الصحيحة أثناء إعداد تجويف الوصول. أظهرت نتائج الاستطلاع أن الطلاب وجدوا الأسنان البلاستيكية أسهل لأغراض التدريب. قدم نظام المحاكاة الافتراضية، جنبًا إلى جنب مع الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، تجربة حفر واقعية تشبه الممارسة السريرية. فضل أغلبية كبيرة من الطلاب (أكثر من 70%) المحاكاة الافتراضية كطريقة تدريب أساسية، وأيد أكثر من 80% دمج الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والمحاكاة الافتراضية في منهجهم التدريبي. كان تسلسل التدريب المفضل هو “تدريب نظام المحاكاة الافتراضية + تدريب الأسنان البلاستيكية + تدريب الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.”
المناقشة
في هذه الدراسة، شارك 98 طالبًا في برنامج تدريبي يتضمن إعداد تجويف الوصول باستخدام ثلاثة أنماط: الأسنان البلاستيكية التجارية، والأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ونظام المحاكاة الافتراضية. تم إنشاء الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من قالب ضرس سفلي وتم تعديلها لتناسب نظام الدمى. شمل التدريب إكمال الإجراءات على كل من المنصات الفيزيائية والافتراضية، مع تقييم بناءً على معايير محددة. أشارت النتائج إلى عدم وجود فرق كبير في الدرجات الإجمالية بين الأسنان البلاستيكية والأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد؛ ومع ذلك، حصلت الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد على درجات أعلى في المؤشرات المتعلقة بالتجويف، بينما تفوقت الأسنان البلاستيكية في جوانب إجرائية محددة. أظهر نظام المحاكاة الافتراضية نسبة عالية من إزالة المنطقة الصحيحة، لكن الطلاب أبلغوا عن مشاعر مختلطة بشأن فعاليته وراحتهم.
تتوافق النتائج مع الأبحاث السابقة التي تشير إلى أن دمج النماذج المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والمحاكاة الافتراضية يعزز التعليم في مجال طب الأسنان. بينما فضل الطلاب ردود الفعل اللمسية للأسنان البلاستيكية، اعترفوا بالقيمة التعليمية للأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والمحاكاة الافتراضية. توصي الدراسة بتسلسل تدريبي يبدأ بالمحاكاة الافتراضية، يتبعها الأسنان البلاستيكية، وينتهي بالأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لتحقيق أفضل نتائج التعلم. قد تؤدي التحسينات المستقبلية في مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تعزيز قابليتها للتطبيق في تدريب طب الأسنان، مما قد يؤدي إلى استبدال الأسنان البلاستيكية. بشكل عام، تؤكد الدراسة على أهمية دمج طرق التدريب التقليدية والمبتكرة لإعداد طلاب طب الأسنان بشكل أفضل للممارسة السريرية.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود تستدعي الاعتبار للبحوث المستقبلية. بشكل أساسي، كان تقييم التدريب مقصورًا على نوع معين من الأسنان وشارك فيه طلاب من مدرسة طب أسنان واحدة، مما يشير إلى أن قابلية تطبيق النتائج بشكل أوسع تتطلب دراسات تشمل أنواع أسنان متنوعة ومؤسسات متعددة. بالإضافة إلى ذلك، لا تزال الآثار طويلة المدى لطرق التدريب على الممارسة السريرية للطلاب غير مفحوصة، مما يبرز فجوة في فهم الفوائد المستدامة لهذه الأساليب.
علاوة على ذلك، تتطلب الأسنان المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المستخدمة في الدراسة تحسينات في خصائص المواد لمحاكاة الأسنان الطبيعية بشكل أفضل، مما قد يسهل استبدالها للأسنان البلاستيكية والتجارية في برامج التدريب. يحتاج نظام المحاكاة الافتراضية أيضًا إلى تحسينات لتحسين سهولة الاستخدام وتطوير نظام تقييم يتماشى بشكل أقرب مع السيناريوهات السريرية الحقيقية. أخيرًا، يجب تقييم الاعتبارات المتعلقة بالتكلفة والوقت المرتبطة بأساليب التدريب المختلفة لإبلاغ التطبيقات المستقبلية بشكل فعال.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12909-024-05869-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39180072
Publication Date: 2024-08-23
Author(s): Mengting Duan et al.
Primary Topic: Dental Research and COVID-19
Overview
The study aimed to assess the impact of 3D printed teeth and a virtual simulation system on the pre-clinical training of senior dental undergraduates in access cavity preparation. Utilizing micro-CT data from an extracted lower first molar, 3D printed teeth were created, and ninety-eight students participated in a training exercise involving both plastic and 3D printed teeth, as well as a virtual simulation, with performance evaluated by expert dentists. The results indicated no significant difference in scores between the plastic and 3D printed teeth; however, the virtual simulation demonstrated a high valid/invalid area removal ratio of 96.86% ± 5.08%.
Students expressed a preference for plastic teeth training and favored a training sequence that included all three modalities, with 71.42% advocating for the virtual simulation to be prioritized. Over 80% supported the integration of 3D printed teeth and virtual simulation into standard training curricula. The findings suggest that while the combination of virtual simulation, plastic, and 3D printed teeth training is optimal, the virtual simulation cannot yet fully replace traditional manikin training. With further enhancements, 3D printed teeth may eventually supplant plastic teeth in pre-clinical training.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the critical need for effective pre-clinical training in access cavity preparation for senior dental undergraduates, emphasizing the transition from theoretical studies to clinical practice. Various training modalities, including extracted natural teeth, commercial plastic teeth, 3D printed teeth, and virtual simulation systems, have been employed; however, their comparative effectiveness and optimal arrangement based on student feedback remain inadequately explored. Traditional training using extracted teeth, while beneficial for understanding pulp chamber anatomy, is limited by the availability of diverse tooth types and ethical concerns, leading to inconsistencies in training quality and assessment.
The paper advocates for the use of 3D printed teeth, which can replicate the anatomical features of natural teeth with high precision, as a viable alternative. These models, produced using cone beam computed tomography (CBCT) or micro-computed tomography (microCT) scans, offer advantages such as anatomical accuracy, large-scale production, and enhanced visibility for students during training. Additionally, virtual simulation technology provides a risk-free, immersive training environment that aids in the transition to clinical practice. The study aims to evaluate the effectiveness of these three training methods—3D printed teeth, commercial plastic teeth, and virtual simulations—through scoring and questionnaires, ultimately determining the most effective combination for enhancing the training experience of dental undergraduates.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental design and analytical techniques employed in the study. The researchers utilized a quantitative approach, implementing controlled experiments to gather data on the specified variables. Key methodologies included statistical analyses, such as regression models, to assess the relationships between the independent and dependent variables.
Data collection involved a systematic sampling process, ensuring a representative sample size to enhance the reliability of the findings. The study also incorporated various measurement tools and instruments, which were validated for accuracy prior to use. Overall, the methods were rigorously designed to facilitate a comprehensive understanding of the research questions posed.
Results
The results of the study indicate that both commercial plastic teeth and 3D printed teeth are comparable in terms of total scores for access cavity preparation. However, 3D printed teeth demonstrated superior cavity-related quality, including aspects such as cavity location, size, and outline. In contrast, commercial plastic teeth excelled in access-related outcomes, particularly in the entrance to the pulp chamber, detection of root canal orifices, and ensuring straight-line access.
Additionally, the virtual simulation training proved effective, with most students achieving over 90% valid area removal during access cavity preparation. Survey results highlighted that students found plastic teeth easier for training purposes. The virtual simulation system, alongside 3D printed teeth, provided a realistic drilling experience akin to clinical practice. A significant majority of students (over 70%) preferred virtual simulation as the primary training method, and more than 80% supported the integration of 3D printed teeth and virtual simulation into their training curriculum. The preferred training sequence identified was “virtual simulation system training + plastic teeth training + 3D printed teeth training.”
Discussion
In this study, 98 dental undergraduate students participated in a training program involving access cavity preparation using three modalities: commercial plastic teeth, 3D printed teeth, and a virtual simulation system. The 3D printed teeth were created from a mandibular molar template and modified to fit a manikin system. Training involved completing procedures on both physical and virtual platforms, with scoring based on established criteria. Results indicated no significant difference in overall scores between the plastic and 3D printed teeth; however, the 3D printed teeth scored higher in cavity-related indices, while the plastic teeth excelled in specific procedural aspects. The virtual simulation system demonstrated a high valid area removal ratio, but students reported mixed feelings regarding its effectiveness and comfort.
The findings align with previous research suggesting that integrating 3D printed models and virtual simulations enhances dental education. While students preferred the tactile feedback of plastic teeth, they acknowledged the educational value of 3D printed teeth and virtual simulations. The study recommends a training sequence starting with virtual simulation, followed by plastic teeth, and concluding with 3D printed teeth to optimize learning outcomes. Future improvements in 3D printing materials could further enhance their applicability in dental training, potentially replacing plastic teeth. Overall, the study underscores the importance of combining traditional and innovative training methods to better prepare dental students for clinical practice.
Limitations
The study presents several limitations that warrant consideration for future research. Primarily, the training evaluation was restricted to a specific tooth type and involved participants from a single dental school, suggesting that broader applicability of the findings necessitates studies incorporating various tooth types and multiple institutions. Additionally, the long-term effects of the training methods on students’ clinical practice remain unexamined, highlighting a gap in understanding the sustained benefits of these approaches.
Moreover, the 3D printed teeth utilized in the study require enhancements in material properties to better mimic natural teeth, which could facilitate their potential replacement of commercial plastic and natural teeth in training programs. The virtual simulation system also needs refinement to improve user-friendliness and to develop a scoring system that aligns more closely with real clinical scenarios. Finally, considerations regarding the cost and time associated with different training methods should be evaluated to inform future applications effectively.