DOI: https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2024.05.006
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38797579
تاريخ النشر: 2024-05-25
المؤلف: Marie Lask وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تدرس الدراسة آثار الطلاء والتغليف والتلميع على الخصائص الكيميائية والميكانيكية لراتنج مطبوع ثلاثي الأبعاد وراتنجين مركبين للتغليف. تشير النتائج الرئيسية إلى أن راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد أظهر درجة تحويل أعلى (DC)، مما يشير إلى تحسين التوافق الحيوي، إلى جانب زيادة خشونة السطح (SR) والتآكل ثلاثي الجسم (3BW) بعد التلميع. في المقابل، أظهر صلابة أقل (HM) ومعامل مرونة (E_IT) وقوة انحناء (FS) مقارنة براتنجات التغليف المركبة. من بين المركبات التغليفية، تفوق VITA-VCR على GC-VCR من حيث FS بعد التلميع وأظهر نتائج متباينة في HM و3BW اعتمادًا على طريقة التلميع المستخدمة.
حسن تلميع راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل كبير من DC مقارنة بالأسطح غير المعالجة، بينما حقق VITA-Varnish DC مشابهًا لـ GC-VCR. من الجدير بالذكر أن التلميع بفرشاة شعر الماعز أو تطبيق GC-Varnish قلل من SR، بينما أدى VITA-Varnish إلى أدنى 3BW. تدعو النتائج إلى استخدام تلميع فرشاة شعر الماعز لكل من راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد وراتنجات التغليف المركبة بسبب تأثيراتها المفيدة على الخصائص الميكانيكية. على العكس من ذلك، ارتبط التلميع والتغليف بالسيليكون بانخفاض E_IT ولا يُوصى بها لهذه المواد. بشكل عام، تؤكد الدراسة على أهمية معالجة الأسطح المخصصة في تحسين أداء المواد السنية.
طرق
في هذه الدراسة، تم إنشاء عينات على شكل أقراص بأبعاد Ø12×1.2 ±0.2 مم لتقييم خصائص ميكانيكية مختلفة، بما في ذلك التيار المباشر (DC) وخشونة السطح (SR) وصلابة مارتنز (HM) ومعامل الانضغاط المرن ($E_{IT}$) وقوة الانحناء (FS)، مع حجم عينة n=12 لكل قياس. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام عينات مستطيلة قياس 12×10×4 مم لتقييم قوة الانحناء ثلاثية النقاط (3BW)، أيضًا مع n=12. تم تصنيع ما مجموعه 144 عينة مطبوعة ثلاثية الأبعاد من راتنج البلمرة الضوئية (VarseoSmile Crown plus; BEGO GmbH Co KG) باستخدام طابعة Varseo XS 3D. خضعت هذه العينات لعملية تنظيف في حمام بالموجات فوق الصوتية مع 96% إيثانول لفترات محددة وتمت بلمرتها بعد ذلك باستخدام تقنية بلمرة الفلاش (Otoflash G171; NK Optik GmbH).
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى وجود اختلافات كبيرة في خصائص راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد مقارنة براتنجات التغليف المركبة. كشفت التحليلات غير المعلمية أن راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد أظهر درجة تحويل أعلى (DC) من GC-VCR (P<.001). عززت معالجة السطح مثل التلميع بالسيليكون وفرشاة شعر الماعز DC لراتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد مقارنة بعدم المعالجة أو تطبيق VITA-Varnish (P<.011). من الجدير بالذكر أن التلميع بالسيليكون حقق DC أعلى من التغليف (P=.001)، بينما أدى تطبيق VITA-Varnish إلى أدنى DC (P<.001). بالإضافة إلى ذلك، بعد معالجة السطح، أظهرت راتنجات التغليف المركبة خشونة سطح أقل (SR) من راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد (P<.001). فيما يتعلق بمقاييس الصلابة، عرض راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد معامل صلابة أقل (HM) من كلا راتنجات التغليف المركبة بعد استخدام فرشاة شعر الماعز أو عدم المعالجة (P<.006). على العكس من ذلك، أدى التلميع بالسيليكون إلى أعلى HM لـ GC-VCR (P<.007). كان معامل المرونة (E IT) لراتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد أقل باستمرار من ذلك الخاص براتنجات التغليف المركبة عبر جميع معالجات السطح (P<.002). علاوة على ذلك، حددت الدراسة علاقات كبيرة بين المعلمات المختبرة، بما في ذلك ارتباط إيجابي بين HM وE IT (ρ=.841، P<.001) وارتباط سلبي بين معلمات مارتنز وكلا من DC و3BW (ρ=-.504/-.595، P<.001). تؤكد هذه النتائج تأثير تقنيات معالجة السطح على الخصائص الميكانيكية للمواد السنية.
مناقشة
تقيّم قسم المناقشة في الدراسة تأثير معالجة السطح المختلفة على الخصائص الكيميائية والميكانيكية لراتنج مطبوع ثلاثي الأبعاد ونوعين من راتنجات التغليف المركبة. تشير النتائج إلى أنه بينما لم تؤثر معالجة السطح على صلابة مارتنز (HM)، إلا أنها أثرت بشكل كبير على درجة التحويل (DC) وخشونة السطح (SR) ومعلمات مارتنز وقوة الانحناء (FS) والتآكل ثلاثي الجسم (3BW). أظهر راتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد DC مرتفع (84.7% إلى 95.9%)، مما يشير إلى انخفاض محتوى المونومر المتبقي وزيادة التوافق الحيوي، وهو ما يتفوق على DC المنخفض (62.6% إلى 64.5%) الذي لوحظ في راتنجات التغليف المركبة. من الجدير بالذكر أن طرق التلميع التقليدية كانت غير كافية لراتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث أدت إلى خشونة سطح أعلى مقارنة براتنجات التغليف، مما يشير إلى الحاجة إلى تحسين بروتوكولات معالجة السطح.
تسلط الدراسة الضوء أيضًا على أن التلميع بفرشاة شعر الماعز حسّن بشكل كبير الخصائص الميكانيكية لراتنجات التغليف المركبة، مما أدى إلى انخفاض SR وزيادة FS، بينما كانت الخصائص الميكانيكية لراتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد متضررة بسبب معالجة التلميع والتغليف بالسيليكون. ظهر VITA-Varnish كبديل واعد لتحسين SR وتقليل 3BW لراتنج الطباعة ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك، تشير النتائج إلى أن معالجة السطح الحالية لراتنجات الطباعة ثلاثية الأبعاد ليست مثالية بعد للاستخدام السريري، مما يستدعي مزيدًا من البحث في معالجة السطح المخصصة لتعزيز أدائها تحت قوى المضغ. بشكل عام، تؤكد الدراسة على أهمية تخصيص معالجة السطح لتتوافق مع الخصائص الميكانيكية لمواد مختلفة تستخدم في الترميمات السنية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2024.05.006
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38797579
Publication Date: 2024-05-25
Author(s): Marie Lask et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
The study investigates the effects of varnishing, coating, and polishing on the chemical and mechanical properties of a 3D printed resin and two veneering composite resins. Key findings indicate that the 3D printed resin exhibited a higher degree of conversion (DC), suggesting improved biocompatibility, alongside increased surface roughness (SR) and three-body wear (3BW) after polishing. In contrast, it demonstrated lower hardness (HM), elastic modulus (E_IT), and flexural strength (FS) compared to the veneering composite resins. Among the veneering composites, VITA-VCR outperformed GC-VCR in terms of FS post-polishing and showed varied results in HM and 3BW depending on the polishing method used.
Polishing the 3D printed resin significantly enhanced its DC compared to untreated surfaces, while VITA-Varnish yielded a DC comparable to GC-VCR. Notably, polishing with a goat hair brush or applying GC-Varnish reduced SR, whereas VITA-Varnish resulted in the lowest 3BW. The findings advocate for the use of goat hair brush polishing for both the 3D printed and veneering composite resins due to its beneficial effects on mechanical properties. Conversely, silicone polishing and coating were associated with diminished E_IT and are not recommended for these materials. Overall, the study underscores the importance of tailored surface treatments in optimizing the performance of dental materials.
Methods
In this study, disk-shaped specimens with dimensions of Ø12×1.2 ±0.2 mm were created to evaluate various mechanical properties, including direct current (DC), surface roughness (SR), Martens hardness (HM), elastic indentation modulus ($E_{IT}$), and flexural strength (FS), with a sample size of n=12 for each measurement. Additionally, rectangular specimens measuring 12×10×4 mm were utilized to assess three-point bending strength (3BW), also with n=12. A total of 144 three-dimensionally printed specimens were fabricated from photopolymerizing resin (VarseoSmile Crown plus; BEGO GmbH Co KG) using a Varseo XS 3D printer. These specimens underwent a cleaning process in an ultrasonic bath with 96% ethanol for specified durations and were subsequently polymerized using a flash polymerization technique (Otoflash G171; NK Optik GmbH).
Results
The results of the study indicate significant differences in the properties of 3D printed resin compared to veneering composite resins. Nonparametric analyses revealed that the 3D printed resin exhibited a higher degree of conversion (DC) than GC-VCR (P<.001). Surface treatments such as silicone polishing and goat hair brushing enhanced the DC of the 3D printed resin compared to no treatment or VITA-Varnish application (P<.011). Notably, silicone polishing yielded a higher DC than coating (P=.001), while VITA-Varnish application resulted in the lowest DC (P<.001). Additionally, after surface treatments, the veneering composite resins demonstrated lower surface roughness (SR) than the 3D printed resin (P<.001). In terms of hardness metrics, the 3D printed resin displayed lower hardness modulus (HM) than both veneering composite resins following goat hair brushing or no treatment (P<.006). Conversely, silicone polishing resulted in the highest HM for GC-VCR (P<.007). The elastic modulus (E IT) of the 3D printed resin was consistently lower than that of the veneering composite resins across all surface treatments (P<.002). Furthermore, the study identified significant correlations among the tested parameters, including a positive association between HM and E IT (ρ=.841, P<.001) and a negative association between Martens parameters and both DC and 3BW (ρ=-.504/-.595, P<.001). These findings underscore the impact of surface treatment techniques on the mechanical properties of dental materials.
Discussion
The discussion section of the study evaluates the impact of various surface treatments on the chemical and mechanical properties of a 3D printed resin and two types of veneering composite resins. The findings indicate that while surface treatments did not affect Martens hardness (HM), they significantly influenced degree of conversion (DC), surface roughness (SR), Martens parameters, flexural strength (FS), and three-body wear (3BW). The 3D printed resin exhibited a high DC (84.7% to 95.9%), suggesting low residual monomer content and enhanced biocompatibility, which is superior to the lower DC (62.6% to 64.5%) observed in the veneering composite resins. Notably, traditional polishing methods were found inadequate for the 3D printed resin, as it resulted in higher SR compared to the veneering composites, indicating a need for improved surface treatment protocols.
The study also highlights that polishing with a goat hair brush significantly improved the mechanical properties of the veneering composite resins, yielding lower SR and higher FS, while the 3D printed resin’s mechanical properties were compromised by silicone polishing and coating treatments. VITA-Varnish emerged as a promising alternative for enhancing SR and reducing 3BW for the 3D printed resin. However, the results suggest that the current surface treatments for 3D printed resins are not yet optimal for clinical applications, necessitating further research into tailored surface treatments to enhance their performance under masticatory forces. Overall, the study underscores the importance of customizing surface treatments to align with the mechanical properties of different materials used in dental restorations.