3D 打印牙科嵌体的真度提升:树脂类型与后固化时间的关键作用

【字体: 时间:2025年04月13日 来源:Clinical Oral Investigations 3.1

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  为探究不同永久牙科树脂及后固化时间对 3D 打印牙科嵌体真度(trueness)的影响,研究人员制备 180 个嵌体样本开展相关研究。结果显示树脂类型和后固化时间均显著影响真度,Crowntec 树脂真度最佳,4000 次闪光后固化效果较优,对提升修复体精度意义重大。

  在数字化牙科蓬勃发展的时代,3D 打印技术为牙科修复带来了新的机遇。传统的牙科修复流程复杂,而计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)系统简化了流程,让椅旁修复能在一次就诊中完成。其中,3D 打印的牙科嵌体凭借其独特优势,逐渐受到临床医生的青睐。不过,3D 打印嵌体的真度(即制作的嵌体与原始设计的契合程度)却受到多种因素影响,如生产条件、材料类型、聚合收缩程度等。以往研究虽对 3D 打印嵌体的真度有所探讨,但对于后聚合过程,尤其是不同后固化时间对真度的影响,研究尚不充分。此外,不同的后固化设备和操作方法也可能对结果产生影响。为了填补这些研究空白,来自土耳其阿菲永卡拉希萨尔健康科学大学(University of Afyonkarahisar Health Sciences)牙科学院修复牙科系的研究人员开展了此次研究 。
研究人员旨在探究不同后固化时间(2000、4000 和 6000 次闪光)使用 Otoflash G171 设备对不同永久牙科树脂制作的 3D 打印嵌体真度的影响,并提出原假设:树脂类型和后固化时间都不会显著影响 3D 打印嵌体的真度。

研究人员首先通过 G*Power 3.1.97 确定样本量,制作了 180 个嵌体样本,这些样本由三种不同的永久牙科树脂(Senertek P-CrownV3 Ceramic、VarseoSmile Crown Plus、Saremco Print Crowntec)制成,每种树脂制作 60 个样本,再将每种树脂样本均分为三组,分别进行 2000、4000 和 6000 次闪光的后固化处理。

在样本制作过程中,研究人员先扫描下颌后第一磨牙模型牙(ANA - 4)获得参考数据集,利用 Ansys SpaceClaim 2022R1 软件优化嵌体腔设计,保存为 STL 文件后用 ChituboxPro V1.4.1 软件进行切片处理,设置好打印参数后用 Phrozen Sonic Mini 8K MSLA 3D 打印机进行打印。打印完成后,清洗样本并去除支撑结构,不同树脂样本按不同方式清洗以去除未聚合的树脂残留,最后使用 Otoflash G171 设备在 1.5 bar 氮气环境下进行后固化处理。

样本处理完成后,研究人员使用 Trios 3 扫描仪对 180 个嵌体样本进行扫描,将数字文件导出为 STL 格式,利用 Geomagic Control X 软件通过根均方(RMS)法评估 3D 表面偏差,获取 RMS 和总重叠率(TOR)结果。同时,为评估测量的一致性,同一研究人员(Y?)在两周后对 10% 的样本重新扫描并与参考设计叠加,计算组内相关系数。所有统计分析使用 SPSS v24.0 软件,以 p<0.05 为具有统计学意义 。

研究结果表明,不同树脂类型对 RMS 和 TOR 均有显著影响(p<0.001)。Crowntec 树脂的 RMS 最低(0.08 ± 0.018mm),TOR 最高(94.59 ± 2.49%),真度最佳;Senertek 树脂的 RMS 最高(0.114 ± 0.017mm),TOR 最低(80.15 ± 5.95%),真度最差。后固化时间对 RMS 和 TOR 也有显著影响(p=0.035,p=0.004)。6000 次闪光组的 RMS 最低(0.095 ± 0.02mm),4000 次闪光组的 TOR 最高(89.81 ± 0.5%) 。树脂类型和后固化时间的交互作用对 TOR 有显著影响(p = 0.01),表明真度的改善具有材料依赖性。进一步分析发现,Senertek 组中,后固化时间增加,RMS 值增大,真度损失最大;Bego 组中,延长后固化时间可降低 RMS 值,提高真度;Crowntec 组中,后固化时间对 RMS 值和真度影响不显著。

在讨论部分,研究人员指出,本研究结果与以往研究一致,证实了不同树脂类型和后固化时间对 3D 打印嵌体真度的显著影响。虽然 4000 次闪光在各树脂组中总体表现出较好的真度结果,但最佳后固化时间可能因材料而异。同时,研究也存在一些局限性,如缺乏后固化过程中的实时温度监测,评估材料种类有限,仅使用一种打印机等。不过,本研究为临床选择合适的树脂和优化后固化参数提供了重要参考,有助于提高 3D 打印牙科嵌体的真度,进而提升其临床贴合度和使用寿命。未来研究可针对这些局限性进一步深入探索,以完善 3D 打印牙科修复技术。该研究成果发表在《Clinical Oral Investigations》上,为该领域的发展提供了有价值的参考。

研究中主要使用的关键技术方法包括:利用 3D 设计软件(如 Ansys SpaceClaim)进行嵌体设计;采用 LCD 技术的 3D 打印机制备嵌体样本;使用口腔内数字扫描仪(Trios 3)对样本进行扫描数字化;运用 Geomagic Control X 软件进行逆向工程分析,通过 RMS 和 TOR 评估样本真度;借助统计分析软件(SPSS v24.0)进行数据处理和分析 。
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