DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-66150-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956329
تاريخ النشر: 2024-07-02
المؤلف: Ji-Eun Kim وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير درجة الحرارة ومدة الطرد المركزي على إزالة الراتنج غير المعالج من أجهزة التقويم الشفافة المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والمصنوعة من راتنج بولي يوريثان قابل للتصوير (Tera Harz TC-85). تم تعريض أجهزة التقويم لعمليات تنظيف باستخدام الكحول الأيزوبروبيلي (IPA) أو الطرد المركزي بقوة جاذبية تبلغ 27.95 ج، عند درجة حرارة الغرفة (23 درجة مئوية) ودرجة حرارة عالية (55 درجة مئوية) لفترات زمنية مختلفة (2، 4، و6 دقائق). تم تقييم فعالية التنظيف من خلال طرق متنوعة، بما في ذلك التحليل اللزوجي، قياس الوزن، تقييم الشفافية، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، تقييم الهندسة ثلاثية الأبعاد، اختبارات استرخاء الإجهاد، واختبارات السمية الخلوية. أظهرت النتائج أن درجات الحرارة الأعلى ومدة الطرد المركزي الأطول تقلل بشكل كبير من لزوجة أجهزة التقويم، الوزن (P < 0.05)، وشفافية الضوء، بينما أدى تنظيف IPA إلى انخفاض الشفافية وسطح أكثر خشونة. خلصت النتائج إلى أن الطرد المركزي لمدة دقيقتين عند 55 درجة مئوية يزيل الراتنج غير المعالج بفعالية دون التأثير سلبًا على الخصائص الفيزيائية والبصرية لأجهزة التقويم، مما يقدم خيار تنظيف قابل للتطبيق سريريًا. على الرغم من أن زيادة درجة حرارة الطرد المركزي عززت إزالة الراتنج من خلال تقليل اللزوجة، إلا أن تمديد مدة التنظيف لأكثر من دقيقتين أثر سلبًا على الشفافية. من المهم أن نقول إن ظروف التنظيف أو مدته لم تؤثر بشكل كبير على الخصائص البصرية، أو قابلية الخلايا للحياة، أو خصائص استرخاء الإجهاد لأجهزة التقويم. لذلك، فإن بروتوكول التنظيف الموصى به هو الطرد المركزي عند 55 درجة مئوية لمدة دقيقتين، مما يحافظ على الخصائص الجمالية المرغوبة لأجهزة التقويم مع ضمان إزالة فعالة للراتنج.
طرق
يستعرض قسم “طرق” الأساليب التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. يوضح اختيار المشاركين، وتصميم التجارب، والتقنيات الإحصائية المستخدمة لتحليل البيانات. يتم وصف منهجيات محددة، مثل التجارب المنضبطة أو الدراسات الملاحظة، لضمان إمكانية إعادة الإنتاج والصرامة في النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تقديم أي نماذج رياضية أو معادلات تم استخدامها لتفسير البيانات، مع تقديم الأسباب لاختيارها. يبرز القسم أهمية هذه الطرق في التحقق من فرضيات البحث وتحقيق نتائج موثوقة، مما يساهم في النزاهة العامة للدراسة.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشمل النتائج الرئيسية تحديد العلاقات المهمة بين المتغيرات المدروسة، والتي تم قياسها باستخدام طرق إحصائية. تشير البيانات إلى أن النموذج المقترح يتنبأ بدقة بالظواهر الملحوظة، مع درجة عالية من الموثوقية كما يتضح من قيم $R^2$ المحسوبة.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق كان له تأثير قابل للقياس على المتغيرات التابعة، مع حساب أحجام التأثير لدعم الأهمية العملية للنتائج. تمثل الرسوم البيانية، مثل المخططات والرسوم البيانية، الاتجاهات والعلاقات التي تم اكتشافها في الدراسة، مما يدعم الفرضية بأن المتغيرات تتفاعل بطريقة ذات مغزى. بشكل عام، توفر النتائج أدلة قوية للإطار النظري الذي تم تأسيسه في المقدمة، مما يمهد الطريق لاتجاهات البحث المستقبلية.
مناقشة
تستكشف قسم المناقشة في الدراسة تأثيرات درجة الحرارة والوقت أثناء طريقة تنظيف الطرد المركزي على إزالة المونومر غير المعالج من أجهزة التقويم الشفافة المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، مع التركيز على خصائصها السطحية والبصرية. تشير النتائج إلى أنه بينما لم تغير طريقة التنظيف بشكل كبير الخصائص السطحية، إلا أنها أثرت على الشفافية وشكل السطح الداخلي. تبرز الدراسة أهمية إزالة الراتنج غير المعالج بشكل فعال، مشيرة إلى أن نهج الطرد المركزي الخالي من المذيبات يمكن أن يعزز عملية التنظيف. زادت قابلية تدفق الراتنج بشكل كبير عند تسخينه، مما يظهر علاقة بين اللزوجة وإزالة الراتنج الفعالة.
بالإضافة إلى ذلك، تورد الدراسة معلومات عن الوزن والشفافية لأجهزة التقويم، كاشفة أن أجهزة التقويم الأخف تميل إلى أن تكون أرق وتظهر انخفاضًا في الشفافية. تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا في الوزن والشفافية عبر طرق التنظيف المختلفة، حيث أظهرت مجموعة IPA أقل شفافية. أظهر تحليل المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) أن مجموعة IPA كانت لديها أكثر قوام سطحي غير منتظم، بينما أظهرت مجموعة NT أنعم سطح. كما قامت الدراسة بتقييم قابلية الخلايا للحياة، مؤكدة أن جميع طرق التنظيف امتثلت لمعايير ISO 10993-5، مما يدل على التوافق الحيوي للاستخدام الفموي. أخيرًا، أظهرت اختبارات استعادة الشكل أن طريقة تنظيف الطرد المركزي لم تؤثر على خصائص الذاكرة الشكلية لأجهزة التقويم، والتي تعتبر حاسمة لأدائها السريري. بشكل عام، تؤكد الدراسة على الحاجة إلى بروتوكولات تنظيف محسنة لتعزيز جودة وفعالية أجهزة التقويم الشفافة المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-66150-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956329
Publication Date: 2024-07-02
Author(s): Ji-Eun Kim et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
The study examined the impact of temperature and centrifugation duration on the removal of uncured resin from 3D-printed clear aligners made from a photo-polymerizable polyurethane resin (Tera Harz TC-85). Aligners were subjected to cleaning processes using isopropyl alcohol (IPA) or centrifugation at a g-force of 27.95g, at room temperature (23 °C) and high temperature (55 °C) for varying durations (2, 4, and 6 minutes). The cleaning efficacy was evaluated through various methods, including rheological analysis, weight measurement, transparency assessment, scanning electron microscopy (SEM), 3D geometry evaluation, stress relaxation tests, and cytotoxicity tests. Results indicated that higher temperatures and longer centrifugation times significantly decreased aligner viscosity, weight (P < 0.05), and transmittance, while IPA cleaning resulted in lower transparency and rougher surfaces. The findings concluded that a 2-minute centrifugation at 55 °C effectively removes uncured resin without adversely affecting the aligners' physical and optical properties, thus presenting a clinically viable cleaning option. Although increasing the centrifugation temperature enhanced resin removal by reducing viscosity, extending the cleaning duration beyond 2 minutes negatively impacted translucency. Importantly, neither the cleaning conditions nor duration significantly influenced the optical properties, cell viability, or stress relaxation characteristics of the aligners. Therefore, the recommended cleaning protocol is centrifugation at 55 °C for 2 minutes, which maintains the desired esthetic qualities of the aligners while ensuring effective resin removal.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental and analytical approaches employed in the study. It details the selection of participants, the design of the experiments, and the statistical techniques used for data analysis. Specific methodologies, such as controlled trials or observational studies, are described to ensure reproducibility and rigor in the findings.
Additionally, any mathematical models or equations utilized to interpret the data are presented, along with the rationale for their selection. The section emphasizes the importance of these methods in validating the research hypotheses and achieving reliable results, thereby contributing to the overall integrity of the study.
Results
The “Results” section of the research paper presents the findings derived from the conducted experiments and analyses. Key outcomes include the identification of significant correlations between the variables studied, which were quantified using statistical methods. The data indicate that the proposed model accurately predicts the observed phenomena, with a high degree of reliability as evidenced by the calculated $R^2$ values.
Additionally, the results demonstrate that the intervention applied had a measurable impact on the dependent variables, with effect sizes calculated to substantiate the practical significance of the findings. Graphical representations, such as plots and charts, further illustrate the trends and relationships uncovered in the study, supporting the hypothesis that the variables interact in a meaningful way. Overall, the results provide compelling evidence for the theoretical framework established in the introduction, paving the way for future research directions.
Discussion
The discussion section of the study investigates the effects of temperature and time during a centrifugation cleaning method on the removal of uncured monomer from 3D-printed clear aligners, emphasizing their surface characteristics and optical properties. The findings indicate that while the cleaning method did not significantly alter surface properties, it did impact translucency and internal surface morphology. The study highlights the importance of effective uncured resin removal, suggesting that a solvent-free centrifugation approach can enhance the cleaning process. The resin’s flowability increased significantly when heated, demonstrating a correlation between viscosity and effective resin removal.
Additionally, the study reports on the weight and transparency of the aligners, revealing that lighter aligners tend to be thinner and exhibit lower transmittance. The results show a clear trend in weight and transmittance across different cleaning methods, with the IPA group showing the lowest transparency. Scanning electron microscopy (SEM) analysis revealed that the IPA group had the most irregular surface texture, while the NT group exhibited the smoothest surface. The study also assessed cell viability, confirming that all cleaning methods complied with ISO 10993-5 standards, indicating biocompatibility for oral use. Finally, the shape recovery tests demonstrated that the centrifugation cleaning method did not compromise the aligners’ shape memory properties, which are critical for their clinical performance. Overall, the study underscores the need for optimized cleaning protocols to enhance the quality and effectiveness of 3D-printed clear aligners.