DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-025-06221-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39988584
تاريخ النشر: 2025-02-24
المؤلف: Gürel Pekkan وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
هدفت هذه الدراسة إلى تقييم الفجوات الهامشية والداخلية والعضلية لبدائل الأسنان الثابتة (FDPs) المصنوعة من الكوبالت-كروم (Co-Cr) بثلاث وحدات خلفية، والتي تم إنتاجها من خلال خمس تقنيات تصنيع مختلفة. تم إنشاء نماذج فكية علوية باستخدام تقنية التصنيع بالليزر، وتم استخدام طرق متنوعة – بما في ذلك التصنيع بالليزر المباشر للمعادن (DMLS)، والانصهار الانتقائي بالليزر (SLM)، ونحت الشمع اليدوي (Cast)، والطباعة ثلاثية الأبعاد من البوليمر (3DP) – لتصنيع الـ FDPs. تم تحليل 100 عينة من إطار المعدن Co-Cr للبحث عن الفجوات باستخدام تقنية النسخ السيليكوني وميكروسكوب مجسم بتكبير 100×. تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام ANOVA ثنائية الاتجاه مع تعديلات بونفيروني.
أظهرت النتائج عدم وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية في الفجوات العضلية بين طرق التصنيع المختلفة (P > 0.05). ومع ذلك، أظهرت طريقة Cast أعلى فجوة هامشية (116.22 ميكرون) لدعائم الأضراس (P < 0.05)، بينما أظهرت طريقة DMLS أدنى فجوة هامشية (38.94 ميكرون). تم تسجيل أعلى الفجوات العضلية لطريقتي 3DP وCast (135.60 ميكرون و141.49 ميكرون، على التوالي). خلصت الدراسة إلى أن طريقة DMLS قدمت قيم ملاءمة متفوقة للـ FDPs الخلفية مقارنةً بالطرق الأخرى، مما يشير إلى أن طريقتي DMLS وSLM قد تكون مفضلة على طريقة 3DP لتحقيق ملاءمة مثالية في التطبيقات السريرية.
مقدمة
تؤكد مقدمة ورقة البحث على أهمية التكيف الهامشي والداخلي في مجمع الأسنان المستعادة، وهو أمر حيوي للقوة البيوميكانيكية ومقاومة الكسر لبدائل الأسنان الثابتة (FDPs). تبرز أن كل من التكيف الهامشي، الذي يتأثر بتحضير الأسنان، والملاءمة الداخلية أمران حاسمان للنجاح السريري للـ FDPs. يمكن أن تؤدي الفجوات في التكيف الهامشي إلى خزانات ميكروبية، مما قد يؤدي إلى تسوس الأسنان ومشاكل لثوية. بينما تعتبر قيمة الفجوة الهامشية (MDV) التي تقل عن 120 ميكرون مقبولة عمومًا، لا يزال هناك عدم توافق بشأن الحد الأقصى المقبول سريريًا لـ MDV.
تناقش الورقة الاستخدام المتزايد لسبائك الكوبالت-كروم (Co-Cr) لإطارات الـ FDP بسبب خصائصها الميكانيكية المواتية وفعاليتها من حيث التكلفة مقارنةً بالسبائك الثمينة. يتم استكشاف طرق التصنيع المختلفة، بما في ذلك الصب التقليدي والتقنيات المتقدمة مثل الانصهار الانتقائي بالليزر (SLM) والتصنيع بالليزر الانتقائي (SLS). تقدم هذه الطرق الحديثة مزايا مثل تقليل الوقت وتقليل أخطاء الفنيين. ومع ذلك، تشير الدراسة إلى أن ملاءمة الاستعادات قد تختلف بناءً على الأسنان الداعمة، بغض النظر عن طريقة التصنيع المستخدمة. تهدف الدراسة إلى مقارنة طرق التصنيع المختلفة للـ FDPs الخلفية وتقييم تأثيرها على الملاءمة بالنسبة لأنواع الدعامات المختلفة، واختبار فرضيتين صفريتين بشأن تأثيرات طرق التصنيع على الملاءمة الهامشية والعضلية والداخلية.
طرق
في هذه الدراسة، تم إجراء تحليل القوة باستخدام G*Power v3.1 لتحديد حجم العينة المناسب لـ “الوسائل – ANOVA لمجموعات متعددة” مع حجم تأثير متوسط ($f = 0.25$)، ومستوى ألفا 0.05، وقوة 0.80. أشار هذا التحليل إلى أن إجمالي 196 عينة كانت مطلوبة، مما أدى إلى إعداد 200 عينة من أسنان الدعامات و20 عينة من إطار طقم الأسنان الثابت (FPD) لكل من طرق التصنيع الخمس وأنواع دعامات الأضراس والأضراس الصغيرة، مما أسفر عن 10 مجموعات بشكل عام.
تضمن الإعداد التجريبي إنشاء نموذج رئيسي للفك العلوي باستخدام آلة التصنيع بالليزر البلاستيكية (Formiga P 110، EOS GmbH) مع مسحوق بولياميد ناعم (بولياميد 12، PA 2105). تم تصنيع الـ FDPs بثلاث وحدات للمناطق الخلفية، باستخدام أسنان الأضراس الصغيرة الأولى والأضراس الأولى. تم تحضير أسنان الدعامات وفقًا لمبادئ تحضير الأسنان القياسية، والتي تضمنت أبعادًا محددة للأسطح العضلية والمحورية وزاوية تقارب تبلغ حوالي 6 درجات مع خطوط إنهاء مائلة. لضمان الملاءمة الصحيحة ومنع تشكيل الفجوات، تم تقييم الأسنان المحضرة باستخدام جهاز قياس متوازي. أخيرًا، تم أخذ انطباعات إما رقميًا أو تقليديًا، اعتمادًا على طريقة التصنيع المستخدمة لكل مجموعة، مما أسفر عن إجمالي 100 عينة من إطار المعدن Co-Cr للـ FDP بثلاث وحدات.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى وجود اختلافات كبيرة في نتائج القياس – قيمة الفجوة الهامشية (MDV)، قيمة الفجوة الداخلية (IDV)، وقيمة الفجوة العضلية (ODV) – عبر طرق التصنيع المختلفة وأنواع الدعامات (P < 0.001). تم تقييم 19 نقطة قياس لكل سن داعم، مع حساب قيم الفجوة المتوسطة للمناطق الهامشية والداخلية والعضلية. أظهر التحليل الإحصائي توزيعًا طبيعيًا للمتغيرات، وتم استخدام ANOVA ثنائية الاتجاه لتقييم تأثير نوع الدعامات وطريقة التصنيع، مع تطبيق تعديلات بونفيروني بعد الاختبارات للمقارنات الزوجية. تشير النتائج إلى أنه بينما لم تكن هناك اختلافات ذات دلالة إحصائية في ODV بين الدعامات المختلفة لبعض طرق التصنيع، لوحظت اختلافات ملحوظة بين أنواع الدعامات المختلفة ضمن نفس طريقة التصنيع. على وجه التحديد، أسفرت طريقة Cast عن أكبر قيم MDVs لدعائم الأضراس، بينما أنتجت طريقة DMLS أصغرها. قبلت الدراسة جزئيًا كلا الفرضيتين الصفريتين، منسوبة الاختلافات غير المهمة في ODVs لدعائم الأضراس الصغيرة إلى شكلها الأقل زوايا مقارنةً بدعائم الأضراس. بالإضافة إلى ذلك، أشارت النتائج إلى أن طرق التصنيع بالليزر أسفرت عن قيم فجوة أقل من الطرق الأخرى، ربما بسبب عوامل مثل تشكيل طبقة أكسيد ووجود مسام غازية أثناء الصب. بشكل عام، تؤكد الدراسة على أهمية مراعاة طرق التصنيع وشكل الدعامات لتحقيق ملاءمة مثالية لبدائل الأسنان الثابتة (FDPs).
مناقشة
هدفت الدراسة إلى تقييم ملاءمة إطارات بدائل الأسنان الثابتة (FDP) بثلاث وحدات المصنوعة باستخدام تقنيات متنوعة، بما في ذلك التصنيع بالليزر المباشر للمعادن (DMLS)، والانصهار الانتقائي بالليزر (SLM)، والصب التقليدي، وCAD/CAM مع المواد البوليمرية، وCAD/CAM الشمع. أشارت النتائج إلى أنه بينما لم تكن هناك اختلافات ذات دلالة إحصائية في قيم الفجوة العامة (ODVs) لدعائم الأضراس الصغيرة عبر طرق التصنيع المختلفة، كانت قيم الفجوة الداخلية (IDVs) لمجموعة DMLS أقل بشكل ملحوظ من تلك الخاصة بطريقة الصب التقليدية. وهذا يشير إلى أن تقنيات التصنيع بالليزر قد تقدم ملاءمة محسنة، خاصةً للأشكال المعقدة للدعامات.
كما أبرزت الدراسة أن الفجوات تختلف بناءً على طرق التحضير والمواد المستخدمة، حيث أظهرت الصب التقليدي فجوات أعلى بسبب النمذجة اليدوية والتشوهات المحتملة. ومن الجدير بالذكر أن طريقتي SLM وDMLS أظهرتا قيم ملاءمة متفوقة وأكثر اتساقًا مقارنةً بالتقنيات الأخرى، مما يتماشى مع الأبحاث السابقة. ومع ذلك، اعترفت الدراسة بالقيود، مثل عدم الأخذ في الاعتبار مواد الفينير وتقنيات التثبيت، التي قد تؤثر على النتائج. بشكل عام، برزت DMLS كطريقة تصنيع واعدة لتحقيق ملاءمة مثالية في الـ FDPs بثلاث وحدات، خاصةً في المناطق الخلفية للفك العلوي، مع التأكيد على الحاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف عوامل إضافية تؤثر على دقة الملاءمة.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-025-06221-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39988584
Publication Date: 2025-02-24
Author(s): Gürel Pekkan et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study aimed to evaluate the marginal, internal, and occlusal discrepancies of three-unit posterior cobalt-chromium (Co-Cr) fixed dental prostheses (FDPs) produced through five different fabrication techniques. Segmental maxillary models were created using laser sintering, and various methods—including direct metal laser sintering (DMLS), selective laser melting (SLM), manual wax carving (Cast), and 3D-printed polymer (3DP)—were employed to fabricate the FDPs. A total of 100 Co-Cr metal framework specimens were analyzed for discrepancies using the silicone replica technique and a stereomicroscope at 100× magnification. Statistical analysis was conducted using two-way ANOVA with Bonferroni adjustments.
The findings revealed no significant differences in occlusal discrepancies among the different fabrication methods (P > 0.05). However, the Cast method exhibited the highest marginal discrepancy (116.22 μm) for molar abutments (P < 0.05), while the DMLS method demonstrated the lowest marginal discrepancy (38.94 μm). The highest occlusal discrepancies were recorded for the 3DP and Cast methods (135.60 μm and 141.49 μm, respectively). The study concluded that the DMLS method provided superior fit values for posterior FDPs compared to other techniques, suggesting that DMLS and SLM methods may be preferable over the 3DP method for achieving optimal fit in clinical applications.
Introduction
The introduction of the research paper emphasizes the significance of marginal and internal adaptation in the restoration-tooth complex, which is vital for the biomechanical strength and fracture resistance of fixed dental prostheses (FDPs). It highlights that both marginal adaptation, influenced by tooth preparation, and internal fit are critical for the clinical success of FDPs. Discrepancies in marginal adaptation can lead to microbial reservoirs, potentially resulting in caries and periodontal issues. While a marginal discrepancy value (MDV) of less than 120 μm is generally considered acceptable, there remains no consensus on the maximum clinically acceptable MDV.
The paper discusses the increasing use of cobalt-chromium (Co-Cr) alloys for FDP frameworks due to their favorable mechanical properties and cost-effectiveness compared to precious alloys. Various fabrication methods, including conventional casting and advanced techniques like selective laser melting (SLM) and selective laser sintering (SLS), are explored. These modern methods offer advantages such as reduced time and minimized technician errors. However, the study notes that the fit of restorations may still vary based on the abutment teeth, regardless of the fabrication method used. The research aims to compare different fabrication methods for posterior FDPs and assess their impact on the fit concerning various abutment types, testing two null hypotheses regarding the effects of fabrication methods on marginal, occlusal, and internal fit.
Methods
In this study, a power analysis was conducted using G*Power v3.1 to determine the appropriate sample size for a “Means – Many groups ANOVA” with a medium effect size ($f = 0.25$), an alpha level of 0.05, and a power of 0.80. This analysis indicated that a total of 196 specimens were required, leading to the preparation of 200 abutment teeth specimens and 20 fixed partial denture (FPD) framework specimens for each of the five manufacturing methods and molar-premolar abutment types, resulting in 10 groups overall.
The experimental setup involved creating a maxillary master model using a laser plastic sintering machine (Formiga P 110, EOS GmbH) with fine polyamide powder (Polyamide 12, PA 2105). Three-unit FPDs were fabricated for posterior regions, specifically using right first premolar and first molar teeth. The abutment teeth were prepared following standard tooth preparation principles, which included specific dimensions for occlusal and axial surfaces and a convergence angle of approximately 6 degrees with chamfer finish lines. To ensure proper fit and prevent undercut formation, the prepared teeth were evaluated with a parallelometer. Finally, impressions were taken either digitally or conventionally, depending on the fabrication method employed for each group, resulting in a total of 100 Co-Cr three-unit FDP metal framework specimens.
Results
The results of the study indicate significant differences in measurement outcomes—marginal discrepancy value (MDV), internal discrepancy value (IDV), and occlusal discrepancy value (ODV)—across various fabrication methods and abutment types (P < 0.001). A total of 19 measurement points were evaluated for each abutment tooth, with mean discrepancy values calculated for the marginal, internal, and occlusal regions. Statistical analysis revealed a normal distribution of variables, and two-way ANOVA was employed to assess the effects of abutment type and fabrication method, with post hoc Bonferroni adjustments applied for pairwise comparisons. The findings suggest that while there were no significant differences in ODV between different abutments for certain fabrication methods, notable discrepancies were observed between various abutment types within the same fabrication method. Specifically, the Cast method yielded the largest MDVs for molar abutments, while the DMLS method produced the smallest. The study partially accepted both null hypotheses, attributing the insignificant differences in ODVs for premolar abutments to their less angular morphology compared to molar abutments. Additionally, the results indicated that laser fabrication methods resulted in lower discrepancy values than other methods, potentially due to factors such as oxide layer formation and gas porosity during casting. Overall, the study underscores the importance of considering fabrication methods and abutment morphology in achieving optimal fit for fixed dental prostheses (FDPs).
Discussion
The study aimed to evaluate the fit of three-unit posterior fixed dental prosthesis (FDP) frameworks fabricated using various techniques, including Direct Metal Laser Sintering (DMLS), Selective Laser Melting (SLM), conventional casting, CAD/CAM with polymeric materials, and CAD/CAM wax. The findings indicated that while there were no significant differences in the overall discrepancy values (ODVs) for premolar abutments across the different fabrication methods, the internal discrepancy values (IDVs) for the DMLS group were notably lower than those for the conventional casting method. This suggests that laser sintering techniques may offer improved fit, particularly for complex abutment morphologies.
The study also highlighted that the discrepancies varied based on the preparation methods and materials used, with conventional casting exhibiting higher discrepancies due to manual modeling and potential distortions. Notably, the SLM and DMLS methods demonstrated superior and more consistent fit values compared to other techniques, aligning with previous research. However, the study acknowledged limitations, such as not accounting for veneer materials and cementation techniques, which could influence the results. Overall, DMLS emerged as a promising fabrication method for achieving optimal fit in three-unit FDPs, especially in the maxillary posterior regions, while emphasizing the need for further research to explore additional factors affecting fit accuracy.