DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-03851-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38212816
تاريخ النشر: 2024-01-11
المؤلف: Engy Adel Ahmed Farag وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تبحث الدراسة في تأثير تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وزاوية البناء على الملاءمة الهامشية للتاجات المطبوعة، باستخدام طرق المعالجة الضوئية الرقمية (DLP) والتصوير المجسم (SLA). تم مسح ضرس أول مُعد مسبقًا، وتم طباعة التاجات في ثلاث زوايا مختلفة: 0°، 45°، و90°. تم قياس الفجوات الهامشية باستخدام ميكروسكوب رقمي، وتم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام تحليل التباين ثنائي الاتجاه واختبار توكي بعد الاختبار.
تشير النتائج إلى أن كل من تقنية الطباعة وزاوية البناء تؤثر بشكل كبير على التباين الهامشي للتاجات (p < 0.001). على وجه الخصوص، أظهرت طابعات SLA تباينًا هامشيًا متوسطًا متفوقًا قدره 55.6 ميكرومتر مقارنة بـ 72 ميكرومتر لطابعات DLP (p < 0.001). بالإضافة إلى ذلك، أثرت زاوية البناء على الملاءمة الهامشية، حيث أدت زاوية 0° إلى أصغر تباين (48.5 ميكرومتر)، تليها 45° (62.5 ميكرومتر) و90° (80.5 ميكرومتر)، وكلها ذات دلالة إحصائية (p < 0.001). تستنتج الدراسة أن كل من اختيار تقنية الطباعة وزاوية البناء هما عاملان حاسمان يؤثران على دقة الملاءمة الهامشية للتاجات المطبوعة ثلاثية الأبعاد، مع بقاء جميع النتائج ضمن الحدود المقبولة سريريًا.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الأهمية المتزايدة للتكنولوجيا الرقمية في طب الأسنان الترميمي، خاصة من خلال استخدام تقنيات التصميم بمساعدة الكمبيوتر/التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAD/CAM). من بين هذه التقنيات، تبرز التصنيع الإضافي (AM) بسبب الحد الأدنى من إنتاج النفايات، ومرونة التصميم، والدقة المحسنة مقارنة بالطرق التقليدية. تناقش الورقة تقنيتين بارزتين في التصنيع الإضافي: المعالجة الضوئية الرقمية (DLP) والتصوير المجسم (SLA). تستخدم DLP الضوء فوق البنفسجي لعلاج البوليمرات السائلة طبقة تلو الأخرى، بينما تستخدم SLA ليزر UV مركز لتتبع وتصلب كل طبقة، مما يبرز أهمية اتجاه البناء في تعزيز الدقة الحجمية وتقليل تكاليف التصنيع.
يشير المؤلفون إلى أن الدراسات السابقة أظهرت أن التاجات المطبوعة ثلاثية الأبعاد تظهر ملاءمة ودقة أفضل مقارنة بالتاجات المفرودة، حيث تؤثر زاوية البناء بشكل كبير على دقة التاجات المؤقتة. وبالتالي، تهدف الدراسة إلى تقييم تأثير تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وزاوية البناء على الدقة الهامشية للتاجات الدائمة. يقترح الباحثون فرضيتين صفريتين: أولاً، أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لا تؤثر على الدقة الهامشية للتاجات، وثانيًا، أن زاوية البناء لا تؤثر على هذه الدقة.
طرق البحث
في هذه الدراسة المخبرية، تم تصنيع 60 تاجًا كاملًا من الأضراس السفلية وتم تصنيفها إلى مجموعتين بناءً على تقنية الطباعة: المجموعة 1 استخدمت المعالجة الضوئية الرقمية (DLP) والمجموعة 2 استخدمت التصوير المجسم (SLA). تم تقسيم كل مجموعة إلى ثلاث مجموعات فرعية (n = 10) وفقًا لزاوية البناء: 0°، 45°، و90°. تم تقييم التاجات من حيث الدقة الهامشية مقابل سن ضرس أول سفلي مُعد مسبقًا، والذي يتميز بتقليل إطباقي قدره 2 مم وزاوية تقارب 6° مع خط إنهاء عميق بسمك 1 مم.
تم تصميم التاجات باستخدام برنامج CAD وتم طباعتها باستخدام برامج محددة لكل تقنية، مما يضمن الاتجاه الصحيح وهياكل الدعم أثناء عملية الطباعة. بعد الطباعة، خضعت التاجات لعمليات تنظيف وعلاج وفقًا لإرشادات الشركات المصنعة. تم تقييم التباينات الهامشية من خلال قياس المسافة الرأسية بين حواف التاج وخط إنهاء التحضير المقابل في أربعة مواقع (الخد، القريب، اللساني، والبعيد) باستخدام ميكروسكوب رقمي. تم إجراء التحليل الإحصائي للبيانات باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه وثنائي الاتجاه، مع تحديد الدلالة عند p ≤ 0.05، مما يضمن تقييمًا قويًا لطرق الطباعة والزوايا على الدقة الهامشية.
النتائج
تشير النتائج إلى أن كل من تقنية الطابعة وزاوية البناء تؤثر بشكل كبير على التباين الهامشي للتاجات المطبوعة ثلاثية الأبعاد، كما يتضح من تحليل التباين ثنائي الاتجاه (p < 0.001). على وجه الخصوص، كان متوسط التباين الهامشي لطابعات التصوير المجسم (SLA) 55.6 ميكرومتر (± 13.59)، وهو أقل بكثير من ذلك لطابعات المعالجة الضوئية الرقمية (DLP)، التي كان متوسطها 72 ميكرومتر (± 13.67) (p < 0.001). كشف تحليل إضافي باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه عن اختلافات كبيرة في التباين الهامشي بناءً على زاوية البناء. حدد اختبار توكي بعد الاختبار أن زاوية البناء 0° أظهرت أقل تباين هامشي عند 48.5 ميكرومتر (± 9.04)، تليها زاوية 45° عند 62.5 ميكرومتر (± 8.05)، وزاوية 90° عند 80.5 ميكرومتر (± 8.99)، مع جميع المقارنات yielding p < 0.001. تؤكد هذه النتائج على أهمية كل من تقنية الطباعة وزاوية البناء في تحسين دقة تاجات الأسنان المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
المناقشة
تقيّم قسم المناقشة في الدراسة تأثير تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد وزاوية البناء على الدقة الهامشية لتاجات الأضراس السفلية الأولى. تشير النتائج إلى أن الملاءمة الهامشية تختلف بشكل كبير مع اتجاهات البناء المختلفة، مما يؤدي إلى رفض الفرضية الصفرية. تم اختبار ثلاث زوايا بناء (0º، 45º، و90º)، وكشفت أن الفجوات الهامشية للتاجات المطبوعة عند 0º و45º كانت 40 ميكرومتر و55 ميكرومتر، على التوالي، بينما أدت زاوية 90º إلى فجوة أكبر قدرها 72 ميكرومتر. يُعزى هذا التباين إلى زيادة البلمرة في السطح الداخلي الخدي في عينات 90º بسبب اختراق الضوء الأوسع، مما يؤثر سلبًا على الملاءمة.
تسلط الدراسة الضوء على أن كل من التصوير المجسم (SLA) والمعالجة الضوئية الرقمية (DLP) هما تقنيتان شائعتان في الطباعة ثلاثية الأبعاد في طب الأسنان، مع ملاحظة أن SLA تتميز بدقتها العالية في التصنيع. يعد اختيار زاوية البناء أمرًا حاسمًا، حيث يؤثر على الحاجة إلى هياكل الدعم والدقة العامة للتاجات المطبوعة. تتماشى النتائج مع الأبحاث السابقة التي تشير إلى أن اتجاه البناء 0º يوفر أفضل ملاءمة هامشية، بينما يعتبر الاتجاه 45º أيضًا مقبولًا سريريًا. ومع ذلك، تعترف الدراسة بضرورة إجراء مزيد من التحقيقات في عوامل إضافية مثل موضع المنصة ونوع الدعم، فضلاً عن الآثار المترتبة على المسافات الأطول أو الترميمات داخل التاج. بشكل عام، تؤكد الأبحاث أن كل من تقنية الطباعة وزاوية البناء تؤثر بشكل كبير على الدقة الهامشية للتاجات المطبوعة ثلاثية الأبعاد، مع بقاء جميع المتغيرات المختبرة ضمن الحدود المقبولة سريريًا.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-03851-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38212816
Publication Date: 2024-01-11
Author(s): Engy Adel Ahmed Farag et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
The research investigates the impact of 3D printing technology and build angle on the marginal fit of printed crowns, utilizing digital light processing (DLP) and stereolithography (SLA) methods. A prepared resin first molar was scanned, and crowns were printed at three different orientations: 0°, 45°, and 90°. Marginal gaps were measured using a digital microscope, and statistical analysis was performed using Two-way ANOVA and Tukey’s post-hoc test.
The findings indicate that both the printing technology and the build angle significantly affect the marginal discrepancy of the crowns (p < 0.001). Specifically, SLA printers demonstrated a superior mean marginal discrepancy of 55.6 µm compared to 72 µm for DLP printers (p < 0.001). Additionally, the build angle influenced the marginal fit, with the 0° orientation yielding the smallest discrepancy (48.5 µm), followed by 45° (62.5 µm) and 90° (80.5 µm), all statistically significant (p < 0.001). The study concludes that both the choice of printing technology and the build orientation are critical factors affecting the marginal accuracy of 3D printed crowns, with all results falling within clinically acceptable limits.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the growing significance of digital technology in restorative dentistry, particularly through the use of computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) techniques. Among these, additive manufacturing (AM) stands out due to its minimal waste production, design flexibility, and improved accuracy compared to traditional subtractive methods. The paper discusses two prominent AM techniques: digital light processing (DLP) and stereolithography (SLA). DLP utilizes UV light to cure liquid photopolymers layer by layer, while SLA employs a concentrated UV laser to trace and solidify each layer, emphasizing the importance of build orientation in enhancing volumetric accuracy and reducing manufacturing costs.
The authors note that previous studies have demonstrated that 3D-printed crowns exhibit superior fit and precision compared to milled crowns, with build orientation significantly impacting the accuracy of provisional crowns. Consequently, the study aims to evaluate the influence of 3D printing technology and build orientation on the marginal accuracy of permanent crowns. The researchers propose two null hypotheses: first, that 3D printing technology does not affect the marginal accuracy of crowns, and second, that build orientation does not influence this accuracy.
Methods
In this in vitro study, 60 full anatomical mandibular molar crowns were fabricated and categorized into two groups based on printing technology: Group 1 utilized Digital Light Processing (DLP) and Group 2 employed Stereolithography (SLA). Each group was further divided into three subgroups (n = 10) according to the printing build angle: 0°, 45°, and 90°. The crowns were evaluated for marginal accuracy against a prepared mandibular first molar resin tooth, which featured a 2 mm occlusal reduction and a 6° convergence angle with a 1 mm circumferential deep chamfer finish line.
The crowns were designed using CAD software and printed with specific software for each technology, ensuring proper orientation and support structures during the printing process. After printing, the crowns underwent cleaning and curing processes according to the manufacturers’ guidelines. Marginal discrepancies were assessed by measuring the vertical distance between the crown margins and the corresponding abutment preparation finish line at four locations (buccal, mesial, lingual, and distal) using a digital microscope. Statistical analysis of the data was performed using one-way and two-way ANOVA, with significance set at p ≤ 0.05, ensuring robust evaluation of the printing methods and angles on marginal accuracy.
Results
The results indicate that both printer technology and build angle significantly influence the marginal discrepancy of 3D printed crowns, as demonstrated by a two-way ANOVA (p < 0.001). Specifically, the mean marginal discrepancy for stereolithography (SLA) printers was 55.6 µm (± 13.59), which was significantly lower than that of digital light processing (DLP) printers, which had a mean of 72 µm (± 13.67) (p < 0.001). Further analysis using one-way ANOVA revealed significant differences in marginal discrepancy based on build angle. Tukey's post-hoc test identified that the 0° build angle exhibited the smallest marginal discrepancy at 48.5 µm (± 9.04), followed by the 45° angle at 62.5 µm (± 8.05), and the 90° angle at 80.5 µm (± 8.99), with all comparisons yielding p < 0.001. These findings underscore the importance of both printer technology and build angle in optimizing the accuracy of 3D printed dental crowns.
Discussion
The discussion section of the study evaluates the impact of 3D printing technology and build orientation on the marginal accuracy of lower first molar crowns. The findings indicate that the marginal fit varies significantly with different construction directions, leading to the rejection of the null hypothesis. Specifically, three build angles (0º, 45º, and 90º) were tested, revealing that the marginal gaps for crowns printed at 0º and 45º were 40 μm and 55 μm, respectively, while the 90º orientation resulted in a larger gap of 72 μm. This discrepancy is attributed to excessive polymerization at the buccal intaglio surface in the 90º samples due to broader light penetration, which adversely affects fit.
The study highlights that both stereolithography (SLA) and digital light processing (DLP) are prevalent 3D printing technologies in dentistry, with SLA noted for its superior manufacturing precision. The choice of build angle is critical, as it influences the need for support structures and the overall accuracy of the printed crowns. The results align with previous research suggesting that a 0º build orientation yields the best marginal fit, while the 45º orientation is also clinically acceptable. However, the study acknowledges the necessity for further investigations into additional factors such as platform position and support type, as well as the implications for longer spans or intracoronal restorations. Overall, the research confirms that both printing technology and build angle significantly affect the marginal accuracy of 3D printed crowns, with all tested variables remaining within clinically acceptable limits.