DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-05679-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40055647
تاريخ النشر: 2025-03-07
المؤلف: Mostafa Elashkar وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الملاءمة الهامشية ومقاومة الكسر لثلاثة أنواع من الأطراف الثابتة المؤقتة المكونة من 3 وحدات (FDPs): المصنوعة يدويًا باستخدام بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) وراتنج مركب ثنائي الأكريليك، والمطبوعة بتقنية CAD/CAM، والمصنوعة بتقنية CAD/CAM. تم إنتاج وتقييم ما مجموعه 64 FDPs من حيث الملاءمة الهامشية الرأسية باستخدام مجهر ستيريو، تلاها تحميل دوري لتقييم مقاومة الكسر باستخدام آلة اختبار عالمية. أظهرت التحليلات الإحصائية أن مجموعة الطحن بتقنية CAD/CAM أظهرت أقل فجوة هامشية (31.77 ± 9.0 ميكرومتر)، متفوقة بشكل كبير على مجموعات التصنيع اليدوي (ص < 0.001). أظهرت المجموعة المطبوعة بتقنية 3D أعلى مقاومة للكسر (1244.46 ± 290.04 نيوتن)، مع إظهار كلا تقنيتي CAD/CAM أداءً متفوقًا مقارنة بالطرق اليدوية. تشير النتائج إلى أن الأطراف الثابتة المؤقتة المطبوعة بتقنية 3D والمصنوعة بتقنية الطحن CAD/CAM توفر ملاءمة هامشية محسنة ومقاومة للكسر، مما يجعلها مفضلة للتجديدات متعددة الوحدات والتطبيقات طويلة الأمد. وتخلص الدراسة إلى أنه على الرغم من أن الأطراف الثابتة المؤقتة المصنوعة رقميًا لها مزايا، إلا أنه يجب توخي الحذر للمرضى الذين يعانون من صرير الأسنان أو العادات غير الوظيفية بسبب المخاطر المحتملة المرتبطة باستخدامها.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الدور الحاسم للتجديدات المؤقتة (IRs) في علاج التعويضات الثابتة، مع التأكيد على وظائفها البيولوجية والميكانيكية، والتي تشمل الحفاظ على وظيفة الإطباق وصحة اللثة مع المساعدة في التنبؤ بنتائج العلاج النهائية. يتم التأكيد على ضرورة الملاءمة الهامشية الكافية لمنع تسرب الأسمنت المجهري وضمان صحة اللثة، خاصة في التجديدات متعددة الوحدات مثل الأطراف الثابتة المؤقتة المكونة من ثلاث وحدات (FDPs)، التي تتعرض لقوى مضغ كبيرة. تعتبر تقنية التصنيع والمواد المستخدمة أمرًا حاسمًا لقوة وطول عمر IRs، مع المواد الشائعة بما في ذلك الميثاكريلات الأحادية (مثل PMMA) والميثاكريلات الثنائية (مثل راتنج مركب ثنائي الأكريليك). بينما يعتبر PMMA فعالاً من حيث التكلفة، إلا أن له عيوبًا ملحوظة مثل مقاومة التآكل الضعيفة والانكماش الكبير أثناء البلمرة. من ناحية أخرى، توفر الميثاكريلات الثنائية خصائص ميكانيكية محسنة وتكيفًا هامشيًا.
تناقش هذه الفقرة أيضًا التقدم في تقنيات التصنيع الرقمي، وخاصة التصميم بمساعدة الكمبيوتر والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAD/CAM)، التي تعالج العديد من قيود طرق التصنيع التقليدية. تشمل هذه التقنيات التصنيع القائم على الإزالة (SM) والتصنيع القائم على الإضافة (AM)، كل منهما له مزايا وتحديات مميزة. تقدم الأدبيات الحالية نتائج مختلطة بشأن أداء IRs المصنوعة رقميًا، خاصة من حيث الملاءمة الهامشية ومقاومة الكسر، مما يشير إلى الحاجة لمزيد من التحقيق. تهدف الدراسة إلى مقارنة الملاءمة الهامشية ومقاومة الكسر للأطراف الثابتة المؤقتة المكونة من ثلاث وحدات المصنوعة يدويًا، والمصنوعة بتقنية الطحن، والمطبوعة بتقنية 3D، مع فرضية العدم التي تنص على أن تقنية التصنيع لن تؤثر على هذه الخصائص.
الطرق
توضح فقرة “المواد والطرق” في ورقة البحث التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة للتحقيق في فرضية البحث. تفصل المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار الدراسة. تشمل المنهجية التقنيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مثل الاختبارات الإحصائية أو النماذج الحاسوبية، والتي تعتبر حاسمة للتحقق من النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد تصف الفقرة الإعداد التجريبي، بما في ذلك ظروف التحكم والدوافع وراء الطرق المختارة. تعتبر هذه الوثائق الشاملة ضرورية لفهم سياق النتائج ولتمكين الباحثين الآخرين من تكرار الدراسة أو البناء على نتائجها. بشكل عام، تعتبر وضوح ودقة الطرق أساسية لسلامة نتائج البحث.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى وجود اختلافات كبيرة في الفجوات الهامشية ومقاومة الكسر بين المجموعات التجريبية الأربعة. أظهرت مجموعة UF أكبر متوسط فجوة هامشية قدرها $122.34 \pm 23.89 \, \mu m$، بينما كانت مجموعة SM الأقل عند $31.77 \pm 9.01 \, \mu m$، مع تأكيد التحليل الإحصائي لهذه الاختلافات (ص < 0.001). أظهر تحليل توكي اللاحق أن مجموعتي SM و AM كان لديهما فجوات هامشية متوسطة أقل بشكل كبير مقارنة بمجموعتي UF و LT (ص < 0.001)، على الرغم من عدم العثور على فرق كبير بين مجموعتي SM و AM (ص = 0.98). فيما يتعلق بمقاومة الكسر، أظهرت مجموعة AM أعلى مقاومة عند $1244.46 \pm 290.04 \, N$، بينما كانت مجموعة UF الأقل عند $516.93 \pm 62.96 \, N$. مرة أخرى، تم ملاحظة اختلافات كبيرة بين المجموعات (ص < 0.001)، مع إظهار تحليل توكي اللاحق أن مجموعتي AM و SM كان لديهما مقاومة كسر أعلى بشكل كبير مقارنة بمجموعتي LT و UF (ص < 0.001). لم يتم ملاحظة اختلافات كبيرة بين مجموعتي SM و AM (ص = 0.32) أو بين مجموعتي LT و UF (ص = 0.54). اختلفت أنماط الفشل، حيث فشلت عينات UF و SM بشكل أساسي على طول خط كسر بين الجسر والموصلات، بينما انكسرت عينات LT و AM إلى قطع صغيرة متعددة.
المناقشة
تحققت الدراسة من الملاءمة الهامشية ومقاومة الكسر للأطراف الثابتة المؤقتة المكونة من 3 وحدات (FDPs) المصنوعة باستخدام أربع تقنيات مختلفة: PMMA المصنوعة يدويًا، راتنج ثنائي الأكريليك المصنوع يدويًا، PMMA المصنوعة بتقنية الطحن CAD/CAM، وراتنج أوليغومر ميثاكريلات المطبوعة بتقنية CAD/CAM. أشارت النتائج إلى أن جميع المجموعات، باستثناء مجموعة PMMA المصنوعة يدويًا، حققت فجوات هامشية رأسية ضمن الحد المقبول سريريًا البالغ 120 ميكرومتر. من الجدير بالذكر أن المجموعات المصنوعة رقميًا (المطبوعة بتقنية CAD/CAM والمصنوعة بتقنية 3D) أظهرت فجوات هامشية أصغر بكثير ومقاومة كسر أعلى مقارنة بنظيراتها المصنوعة تقليديًا، مما يشير إلى أن تقنيات التصنيع الرقمي توفر ملاءمة وقوة متفوقة بسبب تقليل انكماش البلمرة وتحسين خصائص المواد.
كما أبرزت النتائج أنه على الرغم من أن جميع المواد المختبرة تجاوزت قوى العض العادية، فإن الأطراف الثابتة المصنوعة يدويًا كانت أقل ملاءمة للمرضى الذين يعانون من صرير الأسنان بسبب احتمال فشلها الكارثي الأعلى. تؤكد الدراسة على أهمية تقنية التصنيع في تحديد أداء التجديدات المؤقتة، حيث تبرز الطباعة ثلاثية الأبعاد كبديل واعد للتطبيقات طويلة الأمد. ومع ذلك، تدعو إلى مزيد من البحث لتقييم الجدوى طويلة الأمد لهذه التجديدات في البيئات السريرية، مع الأخذ في الاعتبار عوامل تتجاوز الملاءمة الهامشية ومقاومة الكسر.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-05679-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40055647
Publication Date: 2025-03-07
Author(s): Mostafa Elashkar et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study investigates the marginal fit and fracture resistance of three types of 3-unit interim fixed dental prostheses (FDPs): manually fabricated using poly methyl methacrylate (PMMA) and Bis-acrylic composite resin, CAD/CAM milled, and CAD/CAM 3D printed. A total of 64 FDPs were produced and evaluated for vertical marginal fit using a stereomicroscope, followed by cyclic loading to assess fracture resistance with a universal testing machine. Statistical analysis revealed that the CAD/CAM milled group exhibited the smallest marginal gap (31.77 ± 9.0 μm), significantly outperforming the manual fabrication groups (p < 0.001). The 3D-printed group demonstrated the highest fracture resistance (1244.46 ± 290.04 N), with both CAD/CAM techniques showing superior performance compared to manual methods. The findings indicate that CAD/CAM 3D-printed and milled interim FDPs provide enhanced marginal fit and fracture resistance, making them preferable for multi-unit restorations and long-term applications. The study concludes that while digitally fabricated interim FDPs are advantageous, caution is advised for patients with bruxism or parafunctional habits due to potential risks associated with their use.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the critical role of interim restorations (IRs) in fixed prosthodontic treatment, emphasizing their biological and mechanical functions, which include maintaining occlusal function and gingival health while aiding in the prediction of final treatment outcomes. The necessity for adequate marginal fit is underscored to prevent cement microleakage and ensure gingival health, particularly in multi-unit restorations like three-unit fixed dental prostheses (FDPs), which are subjected to significant masticatory forces. The choice of fabrication technique and material is crucial for the strength and longevity of IRs, with common materials including mono-methacrylates (e.g., PMMA) and di-methacrylates (e.g., Bis-acrylic composite resin). While PMMA is cost-effective, it has notable drawbacks such as poor wear resistance and significant polymerization shrinkage. Conversely, di-methacrylates offer improved mechanical properties and marginal adaptation.
The section also discusses advancements in digital fabrication technologies, specifically computer-aided design and computer-aided manufacturing (CAD/CAM), which address many limitations of traditional chairside fabrication methods. These technologies include subtractive manufacturing (SM) and additive manufacturing (AM), each with distinct advantages and challenges. Current literature presents mixed findings regarding the performance of digitally fabricated IRs, particularly in terms of marginal fit and fracture resistance, indicating a need for further investigation. The study aims to compare the marginal fit and fracture resistance of manually fabricated, milled, and 3D-printed three-unit interim FDPs, with the null hypothesis stating that the fabrication technique will not influence these properties.
Methods
The “Materials and Methods” section of the research paper outlines the experimental design and procedures employed to investigate the research hypothesis. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the study. The methodology encompasses the techniques applied for data collection and analysis, such as statistical tests or computational models, which are critical for validating the findings.
Additionally, the section may describe the experimental setup, including control conditions and the rationale behind the chosen methods. This thorough documentation is essential for understanding the context of the results and for enabling other researchers to replicate the study or build upon its findings. Overall, the clarity and precision of the methods are fundamental to the integrity of the research outcomes.
Results
The results of the study indicate significant differences in marginal gaps and fracture resistance among the four experimental groups. The UF group exhibited the largest mean marginal gap of $122.34 \pm 23.89 \, \mu m$, while the SM group had the smallest at $31.77 \pm 9.01 \, \mu m$, with statistical analysis confirming these differences (p < 0.001). Tukey's post hoc analysis further revealed that both the SM and AM groups had significantly lower mean marginal gaps compared to the UF and LT groups (p < 0.001), although no significant difference was found between the SM and AM groups (p = 0.98). In terms of fracture resistance, the AM group demonstrated the highest resistance at $1244.46 \pm 290.04 \, N$, while the UF group had the lowest at $516.93 \pm 62.96 \, N$. Again, significant differences were noted among the groups (p < 0.001), with Tukey's post hoc analysis showing that the AM and SM groups had significantly higher fracture resistance compared to the LT and UF groups (p < 0.001). No significant differences were observed between the SM and AM groups (p = 0.32) or between the LT and UF groups (p = 0.54). The failure modes varied, with UF and SM specimens primarily failing along a crack line between the pontic and connectors, while LT and AM specimens fractured into multiple small pieces.
Discussion
The study investigated the marginal fit and fracture resistance of 3-unit interim fixed dental prostheses (FDPs) fabricated using four different techniques: manually fabricated PMMA, manually fabricated Bis-acrylic resin, CAD/CAM milled PMMA, and CAD/CAM 3D-printed methacrylate oligomer resin. Results indicated that all groups, except the manually fabricated PMMA group, achieved vertical marginal gaps within the clinically acceptable limit of 120 μm. Notably, the digitally fabricated groups (CAD/CAM milled and 3D-printed) exhibited significantly smaller marginal gaps and higher fracture resistance compared to their conventionally fabricated counterparts, suggesting that digital fabrication techniques provide superior fit and strength due to reduced polymerization shrinkage and enhanced material properties.
The findings also highlighted that while all tested materials surpassed normal bite forces, the manually fabricated FDPs were less suitable for patients with bruxism due to their higher likelihood of catastrophic failure. The study emphasizes the importance of fabrication technique in determining the performance of interim restorations, with 3D-printing emerging as a promising alternative for long-term applications. However, it calls for further research to evaluate the long-term viability of these restorations in clinical settings, considering factors beyond marginal fit and fracture resistance.