评估直接打印和热成型矫正器的颜色稳定性：一项关于美观持久性的体外研究

《International Orthodontics》：Assessing colour stability of direct printed and thermoformed aligners: An in vitro study on aesthetics longevity

本研究比较了直接打印和热成型隐形矫治器的染色稳定性。通过浸泡咖啡、姜黄素和氯己定漱口水7天，测量ΔE*值，发现热成型器（Erkodur）的ΔE*显著更低（2.56 vs TC85的9.82和TA28的3.59），且表面和化学稳定性更优，提示PETG材料在长期美学效果上更具优势。

　　

Bhavani Priya Perumalla | Pradeep Kandikatla | Arun Bhupathi | Anoosha Manda | Praveen Kumar Varma | Hari Babu

印度安得拉邦Bhimavaram的Vishnu牙科学院正畸科

摘要

目的

评估和比较直接打印和热成型透明矫正器在接触常见染色剂后的颜色稳定性。

方法

使用两种直接打印树脂TC85和TA28（Graphy Inc., 首尔，韩国）以及一种热成型矫正器Erkodur（Erkodent, 德国）进行测试，以评估其在咖啡、姜黄素和0.2%氯己定漱口液中的颜色稳定性，以蒸馏水作为对照。总共132个样本（每组11个）在37°C下浸泡在相应的溶液中7天。使用分光光度计测量颜色变化（ΔE*），并通过衰减全反射-傅里叶变换红外（ATR-FTIR）光谱和扫描电子显微镜（SEM）分析分子和表面变化。数据采用双因素方差分析（ANOVA）并进行Tukey事后检验（P<0.001）。

结果

热成型矫正器显示出显著更高的颜色稳定性（ΔE*=2.56；95% CI: 2.27–2.85；P<0.001），表面形态更光滑，化学完整性也优于直接打印的矫正器——TC85（ΔE*=9.82；95% CI: 9.53–10.11）和TA28（ΔE*=3.59；95% CI: 3.30–3.88）。

结论

直接打印的矫正器由于材料成分和打印技术的影响，表现出较差的光学和表面性能。基于PETG的热成型矫正器显示出更好的颜色和结构稳定性，表明其长期美观性能更优。

临床意义

透明矫正器的变色和表面粗糙度的增加会损害美观效果、患者的依从性和生物力学效率，这突显了在选择用于美学正畸治疗的材料时的重要性。

引言

多年来，正畸矫治器一直是矫正牙齿的可靠且有效的方法。随着时间的推移，正畸学的显著进步催生了矫正器的发展。透明矫正器通过提供一种几乎看不见的牙齿矫正方式，彻底改变了正畸治疗。与传统矫治器不同，它们是可拆卸的，从而更便于咀嚼并保持良好的口腔卫生[1]、[2]。 矫正器用于牙齿移动的想法起源于Harold D. Kesling博士在1945年开发的塑料牙齿定位器，随后真空成型热塑性材料的进步提高了贴合度和效率。随着CAD/CAM技术的引入，精确的数字建模提高了矫正器的效果[3]。矫正器结合了先进技术和患者的便利性，改变了正畸治疗的方式[4]。 透明矫正器的生物力学特性受到多个关键参数的影响，包括制造方法（热成型和直接打印）、材料的透明度和物理性质、矫正器与牙齿的贴合精度、牙齿移动的速度以及患者的整体舒适度[5]。这些因素每一个都在决定透明矫正器治疗的有效性和成功方面起着至关重要的作用，因此在治疗计划和设计中必须予以充分考虑[6]。 由于热成型矫正器片材存在一些缺点，如提供的力量减少、装置的灵活性降低以及表面粗糙度的变化，热成型过程会增加材料的不透明度、吸水率和硬度[7]。为了克服这些缺点，设计了使用不同树脂直接打印矫正器的方法。目前有Graphy TC-85DAC、Graphy TA-28、Lux Creo Dental Clear Aligner和Dental Clear LT树脂可供选择[8]。 透明矫正器的化学成分在接触咖啡、茶、红葡萄酒、苏打水和酸性饮料等常见饮料后会发生显著变化。这些变化会影响其物理性质（如表面粗糙度、硬度和灵活性）和光学性质（如透明度和颜色稳定性）[9]。许多研究调查了热成型矫正器的颜色稳定性。在一项研究中，热成型矫正器在24小时和7天内暴露于染色剂中，结果显示大多数矫正器在浸泡7天后出现了明显的颜色污渍[10]。 根据先前的研究，与其它热成型材料相比，PET-G制成的热成型矫正器表现出更强的抗变色能力[11]。尽管关于热成型矫正器的颜色稳定性已有大量研究，但对于直接打印的矫正器（如Graphy生产的矫正器）的研究仍然不足。由于相关文献有限，这些直接打印矫正器的染色行为尚不清楚。本研究旨在比较PET-G制成的热成型矫正器与直接打印树脂TC85 DAC和TA28的颜色稳定性。

材料与方法

本研究（IRB编号：VDC/RP/2023/12）已获得机构审查委员会和机构伦理委员会的批准（IEC项目编号：IECVDC/23/PG01/ODFO/IVT/12）。 本研究旨在比较和评估直接打印和热成型矫正器在接触各种染色剂后的颜色稳定性。 收集了扫描上颌牙齿的回顾性STL数据，并使用Graphy树脂TC 85 DAC和TA28直接打印了矫正器。

结果

颜色稳定性结果显示，所有组在浸泡7天后都出现了颜色变化。双因素方差分析及Tukey事后检验表明各组之间存在高度统计学上的差异，其中暴露于姜黄素溶液的样本平均ΔE值最高（P<0.001）。事后比较显示，第1组的ΔE值（ΔE=16.81；P<0.001）显著高于第2组（ΔE=7.74；P<0.001）和第3组（ΔE=7.82；P<0.001）（见表IIIa和表IIIb）。

讨论

透明矫正器因其美学优势而在正畸学中越来越受到重视。尽管最初是透明的，但由于食物和饮料中的色素吸收，它们会随着时间逐渐变色，从而影响其清晰度。 透明矫正器通常佩戴7到10天，有时根据治疗计划可延长至14天[31]。7天的浸泡时间大约相当于临床治疗周期的一半。

结论

在接触染色剂的热成型和直接打印矫正器中，热成型矫正器在颜色稳定性、化学抗性和表面形态方面表现出更优的性能。ATR-FTIR分析确认TC 85和TA 28直接打印矫正器的主要成分是聚氨酯，而Erkodur主要由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETG）组成。

财务披露

作者没有需要披露的财务利益。

CRediT作者声明

Bhavani Priya Perumalla – 调查、数据整理、撰写 – 初稿；Pradeep Kandikatla – 构思、方法论、撰写 – 初稿；Arun Bhupathi – 数据整理、验证；Anoosha Manda – 撰写 – 初稿、监督；Praveen Kumar Varma – 验证；Hari Babu – 监督。

利益披露

作者声明没有利益冲突。

致谢

我们感谢FIST-DST（授权编号“SR/FST/Colllege-/2019/515”提供的设备支持本研究。 同时感谢班加罗尔的Indian Nanoelectronics Users Programme (INUP) 在研究过程中提供的宝贵支持，特别是在提供先进设施和对实验样本进行精确、高质量测试方面。