DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04848-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39327573
تاريخ النشر: 2024-09-26
المؤلف: Marwa A Gad وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في دقة الأبعاد وثبات اللون للراتنجات الأساسية للأطقم السنية المصنعة باستخدام ثلاث طرق مختلفة: التصميم بمساعدة الكمبيوتر والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAD-CAM) ، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، والبلمرة الحرارية التقليدية. تستخدم الدراسة تقنية مطابقة السطح الرقمي وجهاز مسح ليزر على الطاولة لتقييم هذه الخصائص قبل وبعد الشيخوخة من خلال دورة حرارية. تم تقييم ما مجموعه 27 عينة من حيث دقة الأبعاد ، بينما تم تحليل 54 عينة قرصية لتغيير اللون باستخدام مقياس الطيف الضوئي ، مع تطبيق اختبارات إحصائية مختلفة لتحليل البيانات.
تشير النتائج إلى أن الدورة الحرارية أثرت سلبًا على دقة الأبعاد للراتنجات البلمرة الحرارية في جميع المواقع المقاسة ومجموعة الطباعة ثلاثية الأبعاد في مواقع محددة ، بينما حافظت راتنجات CAD-CAM على دقة متسقة عبر جميع المواقع. من حيث ثبات اللون ، أظهرت راتنجات CAD-CAM أقل تغيير في اللون ، تليها راتنجات البلمرة الحرارية ، بينما أظهرت راتنجات الطباعة ثلاثية الأبعاد أكبر تغيير في اللون. علاوة على ذلك ، أدى الغمر في محاليل تنظيف الأطقم إلى زيادة ملحوظة في تغيير اللون عبر جميع المجموعات مقارنة بالدورة الحرارية وحدها. بشكل عام ، أظهرت راتنجات CAD-CAM دقة أبعاد وثبات لون متفوقين ، بينما وُجد أن راتنجات الطباعة ثلاثية الأبعاد هي الأقل استقرارًا في كل من الأبعاد واللون بعد الشيخوخة.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية أهمية الأطقم السنية الكاملة (CDs) للمرضى الذين فقدوا جميع أسنانهم ، خاصة في السياقات التي تحد فيها الصحة العامة أو الحالات الفموية أو القيود المالية من خيارات العلاج. يعد التوافق بين سطح القاعدة الداخلية للطقم والأنسجة الفموية عاملاً حاسمًا لنجاح الأطقم القابلة للإزالة ، مما يتطلب توافقًا مثاليًا مع الأنسجة أثناء التصنيع. تبرز الورقة التقدم في تقنيات التصنيع ، وخاصة ظهور تقنية CAD-CAM ، التي تعالج مشكلات مثل انكماش البلمرة التي كانت تعيق سابقًا محاذاة الأطقم. تُلاحظ طرق CAD-CAM ، بما في ذلك الطحن التنازلي والطباعة ثلاثية الأبعاد ، لفعاليتها المحسنة ودقتها وخصائصها الميكانيكية المتفوقة مقارنةً بالراتنجات الأكريلية التقليدية.
تهدف الدراسة إلى تقييم ومقارنة دقة الأبعاد وثبات اللون للراتنجات الأساسية للأطقم المنتجة عبر الطحن CAD-CAM والطباعة ثلاثية الأبعاد مقابل PMMA البلمرة الحرارية التقليدية. كما تحقق في تأثيرات الدورة الحرارية وغمر منظف الأطقم على هذه الخصائص. تفترض الفرضية الصفرية عدم وجود اختلافات كبيرة في دقة الأبعاد وثبات اللون بين المواد المختلفة قبل وبعد هذه العلاجات. تم تحديد حجم العينة بـ 81 باستخدام طرق إحصائية لضمان قوة كافية للدراسة. بشكل عام ، تتناول هذه الدراسة فجوة في الأدبيات بشأن أداء تقنيات تصنيع الأطقم الحديثة.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى وجود اختلافات كبيرة في دقة الأبعاد وثبات اللون بين ثلاث تقنيات تصنيع قاعدة الطقم: الطحن CAD-CAM ، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، والبلمرة الحرارية التقليدية. أظهرت مجموعة الطحن CAD-CAM أعلى دقة أبعاد وتوافق مثالي ، كما يتضح من خرائط الألوان التي تظهر انحرافًا طفيفًا عن اللون الأخضر المثالي ، مما يشير إلى عدم وجود تشوه في المعالجة. في المقابل ، أظهرت مجموعة الطباعة ثلاثية الأبعاد أدنى دقة وانتظام ، مع ملاحظات لتغيرات أبعاد كبيرة بعد الدورة الحرارية في عدة مواقع. أكدت التحليلات الإحصائية ، بما في ذلك اختبار ويلكوكسون للرتب الموقعة واختبار كروسكال-واليس مع تصحيح دن ، هذه النتائج ، مما يكشف أن مجموعة الطحن CAD-CAM تفوقت باستمرار على التقنيات الأخرى عبر جميع المواقع.
من حيث ثبات اللون ، أظهرت مجموعة الطحن CAD-CAM أيضًا أقل تغيير في اللون (ΔE00 = 0.911 ± 0.075) بعد الدورة الحرارية والغمر في منظف الأطقم ، بينما أظهرت مجموعة الطباعة ثلاثية الأبعاد أكبر تغيير في اللون (ΔE00 = 1.957 ± 0.129) ، مما يشير إلى ثبات لون أقل. من الجدير بالذكر أن جميع المجموعات شهدت تغييرات أكبر في اللون عند تعرضها لمنظف الأطقم مقارنة بالدورة الحرارية ، مع ملاحظات لاختلافات كبيرة. علاوة على ذلك ، بينما كانت تغييرات اللون لمجموعتي الطباعة ثلاثية الأبعاد والبلمرة الحرارية تقع تحت عتبات القابلية للإدراك والقبول السريرية بعد الدورة الحرارية ، ظلت مجموعة الطحن CAD-CAM أقل بكثير من عتبة القبول. بشكل عام ، أظهرت تقنية الطحن CAD-CAM دقة وتكرارية وثبات لون متفوق مقارنةً بالطرق الأخرى المختبرة.
المناقشة
تحققت الدراسة من تأثيرات الدورة الحرارية ومنظف الأطقم على دقة الأبعاد وثبات اللون لثلاثة أنواع من راتنجات قاعدة الطقم: الطحن CAD-CAM ، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، وPMMA البلمرة الحرارية. تم رفض الفرضيات الصفرية التي تفترض عدم وجود تأثيرات كبيرة ، حيث أشارت النتائج إلى أن الدورة الحرارية أثرت سلبًا على دقة الأبعاد لمجموعات الطباعة ثلاثية الأبعاد والبلمرة الحرارية ، بينما حافظت راتنجات الطحن CAD-CAM على دقة متفوقة. تشير النتائج إلى أن انكماش البلمرة وامتصاص الماء يؤثران بشكل كبير على الاستقرار الأبعاد لهذه المواد ، حيث أن الطحن CAD-CAM يعطي أدق وأفضل النتائج القابلة للتكرار بسبب ظروف المعالجة المثلى.
من حيث ثبات اللون ، أظهرت جميع المجموعات تغييرات لونية مقبولة سريريًا بعد الدورة الحرارية والغمر في منظف الأطقم ، لكن مجموعة الطحن CAD-CAM أظهرت أقل تباين في اللون. يُعزى هذا الاستقرار المتفوق إلى معدلات البلمرة العالية وانخفاض المسامية للراتنجات المطحونة ، على عكس تعرض مجموعة الطباعة ثلاثية الأبعاد للتغير اللوني بسبب عدم اكتمال الربط وتسرب المونومر المتبقي. تبرز الدراسة أهمية تقنيات المعالجة في تحقيق كل من دقة الأبعاد وثبات اللون في مواد قاعدة الطقم ، مع الاعتراف أيضًا بالقيود في محاكاة البيئة الفموية ، مما يشير إلى الحاجة إلى مزيد من التحقيقات السريرية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04848-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39327573
Publication Date: 2024-09-26
Author(s): Marwa A Gad et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This research investigates the dimensional accuracy and color stability of denture base resins fabricated using three different methods: computer-aided design and computer-aided manufacturing (CAD-CAM) milling, 3D printing, and conventional heat polymerization. The study employs digital surface matching technology and a benchtop laser scanner to assess these properties before and after aging through thermocycling. A total of 27 specimens were evaluated for dimensional accuracy, while 54 disc specimens were analyzed for color change using a spectrophotometer, with various statistical tests applied to analyze the data.
The results indicate that thermocycling adversely affected the dimensional accuracy of heat polymerized resins at all measured locations and the 3D printed group at specific locations, while CAD-CAM milled resins maintained consistent accuracy across all locations. In terms of color stability, CAD-CAM milled resins exhibited the least color change, followed by heat polymerized resins, with 3D printed resins showing the most significant color alteration. Furthermore, immersion in denture cleansing solutions resulted in a notable increase in color change across all groups compared to thermocycling alone. Overall, CAD-CAM milled resins demonstrated superior dimensional accuracy and color stability, while 3D printed resins were found to be the least stable in both dimensions and color after aging.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the significance of complete dentures (CDs) for completely edentulous patients, particularly in contexts where systemic health, oral conditions, or financial constraints limit treatment options. A critical factor for the success of removable CDs is the fit between the denture base’s intaglio surface and the oral tissues, necessitating optimal tissue fit during fabrication. The paper highlights advancements in manufacturing techniques, particularly the advent of CAD-CAM technology, which addresses issues such as polymerization shrinkage that previously hindered denture alignment. CAD-CAM methods, including subtractive milling and 3D printing, are noted for their enhanced efficiency, accuracy, and superior mechanical properties compared to traditional acrylic resins.
The study aims to evaluate and compare the dimensional accuracy and color stability of denture base resins produced via CAD-CAM milling and 3D printing against conventional heat-polymerized PMMA. It also investigates the effects of thermal cycling and denture cleanser immersion on these properties. The null hypothesis posits no significant differences in dimensional accuracy and color stability among the different materials before and after these treatments. A sample size of 81 was determined using statistical methods to ensure adequate power for the study. Overall, this research addresses a gap in the literature regarding the performance of modern denture fabrication techniques.
Results
The results of the study indicate significant differences in dimensional accuracy and color stability among three denture base fabrication techniques: CAD-CAM milling, 3D printing, and conventional heat polymerization. The CAD-CAM milled group exhibited the highest dimensional accuracy and optimal adaptation, as evidenced by color maps showing minimal deviation from the ideal green color, which indicates no processing deformation. In contrast, the 3D-printed group demonstrated the lowest accuracy and uniformity, with significant dimensional changes observed after thermocycling at several locations. Statistical analyses, including the Wilcoxon Signed-Rank test and Kruskal-Wallis test with Dunn’s post hoc correction, confirmed these findings, revealing that the CAD-CAM milled group consistently outperformed the other techniques across all locations.
In terms of color stability, the CAD-CAM milled group also showed the least color change (ΔE00 = 0.911 ± 0.075) after thermocycling and immersion in denture cleanser, while the 3D-printed group exhibited the greatest color change (ΔE00 = 1.957 ± 0.129), indicating lower color stability. Notably, all groups experienced greater color changes when subjected to denture cleanser compared to thermocycling, with significant differences observed. Furthermore, while the color changes for the 3D-printed and heat-polymerized groups fell below the clinical perceptibility and acceptability thresholds after thermocycling, the CAD-CAM milled group remained significantly below the acceptability threshold. Overall, the CAD-CAM milling technique demonstrated superior accuracy, reproducibility, and color stability compared to the other methods tested.
Discussion
The study investigated the effects of thermocycling and denture cleanser on the dimensional accuracy and color stability of three types of denture base resins: CAD-CAM milled, 3D-printed, and heat-polymerized PMMA. The null hypotheses positing no significant effects were rejected, as results indicated that thermocycling adversely affected the dimensional accuracy of 3D-printed and heat-polymerized groups, while CAD-CAM milled resins maintained superior accuracy. The findings suggest that polymerization shrinkage and water sorption significantly influence the dimensional stability of these materials, with CAD-CAM milling yielding the most accurate and reproducible results due to optimal processing conditions.
In terms of color stability, all groups exhibited clinically acceptable color changes post-thermocycling and immersion in denture cleanser, but the CAD-CAM milled group demonstrated the least color variation. This superior stability is attributed to the high polymerization rates and reduced porosity of milled resins, contrasting with the 3D-printed group’s susceptibility to discoloration due to incomplete bonding and residual monomer leakage. The study highlights the importance of processing techniques in achieving both dimensional accuracy and color stability in denture base materials, while also acknowledging limitations in simulating the oral environment, suggesting the need for further clinical investigations.