《The Journal of Prosthetic Dentistry》:Which 3D printing parameters impact the mechanical and structural properties of occlusal devices? A systematic review of methods
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问题陈述:三维(3D)打印参数的变化导致咬合装置的机械性能和耐久性存在不确定性。目的:本方法学综述旨在识别和分析关于打印参数对使用3D打印制造的咬合装置机械性能影响的现有科学证据。材料与方法:研究人员按照系统综述和荟萃分析优先报告条目(PRISMA)2020清
问题陈述:三维(3D)打印参数的变化导致咬合装置的机械性能和耐久性存在不确定性。目的:本方法学综述旨在识别和分析关于打印参数对使用3D打印制造的咬合装置机械性能影响的现有科学证据。材料与方法:研究人员按照系统综述和荟萃分析优先报告条目(PRISMA)2020清单,在PubMed、Embase、Scopus、Web of Science和LILACS数据库中以及通过Google Scholar的非同行评审文献中进行检索。纳入了评估3D打印咬合装置机械和结构性能的体外研究,考虑了打印变量如材料成分、打印机类型、层厚和方向、清洗和后聚合方案,以及影响变量如储存和老化条件。结果:纳入的研究一致表明,打印参数影响机械和结构性能。大多数研究指出,较薄的层(25至50 μm)和45度方向的打印角度可获得更好的机械性能和更高的尺寸精度。水浸泡和热循环对机械性能产生负面影响。光聚合树脂在适当的后聚合处理下表现出显著的机械性能改善。结论:3D打印咬合装置的机械性能受打印参数、后聚合和老化条件的影响。临床意义:仔细选择材料、厚度和打印方向,以及正确执行后聚合方案,是确保3D打印咬合装置耐久性、稳定性和临床安全性的关键因素。建议使用立体光刻(SLA)或数字光处理(DLP)打印机,采用45度或90度方向和25至50 μm的层厚,遵循制造商指南并进行定期评估。
**研究背景**
咬合装置(occlusal devices)是治疗颞下颌关节紊乱病(TMD)和睡眠磨牙症的常用保守策略,传统上由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基聚合物制造。三维(3D)打印技术(如立体光刻SLA和数字光处理DLP)为咬合装置制造提供了速度和精度优势,但打印参数的变化导致机械性能和结构性能的不确定性,从而影响临床耐久性和安全性。现有研究集中于打印技术、层厚、方向、后聚合、老化等参数,但缺乏系统性的方法学综述来整合这些证据。因此,研究人员开展本系统综述,旨在明确哪些打印参数影响3D打印咬合装置的机械和结构性能,并评估相关方法学质量。
**研究内容与结论**
研究人员按照系统综述和荟萃分析优先报告条目(PRISMA)2020指南,在PubMed、Embase、Scopus、Web of Science、LILACS数据库及Google Scholar中检索,纳入53篇评估3D打印咬合装置机械和结构性能的体外研究。研究结论表明:打印参数(如层厚、方向、后聚合)和老化条件显著影响机械性能;推荐使用SLA或DLP打印机,采用45度或90度打印方向、25至50 μm层厚,并严格遵循制造商的后聚合、清洗和抛光方案。该研究发表在《The Journal of Prosthetic Dentistry》,为临床选择打印参数提供了循证指导,凸显了3D打印技术在牙科修复中的潜力。
**关键技术方法**(不超过250字)
本研究采用系统综述方法,检索数据库包括PubMed、Embase、Scopus、Web of Science、LILACS及Google Scholar(非同行评审文献)。纳入标准为评估3D打印咬合装置机械和结构性能的体外研究,重点考虑打印变量(材料成分、打印机类型、层厚、打印方向、清洗和后聚合方案)及影响变量(储存和老化条件)。数据提取由两名独立评审者完成,并使用体外研究质量评估工具(QUIN Tool)进行偏倚风险分析。由于研究间方法学异质性(如测试方法、试样几何形状和加载方案差异),无法进行定量荟萃分析,因此采用结构化的定性综合,将研究按主要变量分组比较。
**研究结果**
- **材料组成**:研究使用了基于PMMA、氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯(UDMA)或乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯(Bis-EMA)的光聚合树脂。柔性树脂机械性能较差但患者舒适度更高,刚性树脂性能更优。
- **打印技术**:DLP、LCD和SLA技术被评估。打印技术对尺寸稳定性和精度影响较大,但对机械性能本身影响较小;SLA精度相似但打印时间更长。
- **层厚**:层厚范围25至100 μm。较薄层(25–50 μm)与更高的弯曲强度和表面显微硬度相关,而较厚层(>100 μm)降低聚合物密度和表面硬度。层厚不影响耐磨性、断裂韧性和转化度。
- **打印方向**:方向从0度到90度。垂直(90度)或45度打印方向提供更好的结构完整性和尺寸稳定性,提高双轴弯曲强度、耐磨性和弯曲强度;水平方向(0度)提高精度和真实度,但不影响压缩强度。
- **后聚合**:后聚合时间正面影响耐磨性、尺寸精度和表面粗糙度。制造商推荐的方法效果最佳;使用发光二极管(LED)或氙灯聚合室(10–30分钟)提高了转化度和弯曲强度。热和光结合的效果不一致。
- **老化与储存**:热循环(5000–10000次,5–55°C)降低弯曲强度和显微硬度,影响表面形貌。水浸泡(7–180天)导致机械退化和尺寸变化。人工唾液和自然水储存30天也影响性能。优化打印并适当后聚合后,自然老化尺寸损失低于1%。
- **抛光与精加工**:使用渐进式磨盘(95 μm、50 μm、5 μm)和表面釉料系统提高了耐磨性并降低了粗糙度;密封剂或涂层树脂显著改善光滑度并减少孔隙。所有研究一致报告表面粗糙度和光泽度改善。
**讨论总结与结论翻译**
讨论部分总结:研究假设被拒绝,因为打印参数、后聚合、抛光、储存和老化条件强烈影响3D打印咬合装置的质量。材料选择需考虑初始性能和长期环境变化。打印技术(DLP和SLA)影响精度和机械性能。层厚(20–50 μm)提高聚合物密度和机械性能,但增加打印时间。打印方向(45度或90度)优化结构完整性和弯曲强度。后聚合至关重要,不充分会导致低显微硬度和单体释放。老化(水浸泡和热循环)通过塑化效应降低硬度。抛光可减少生物膜积累并改善舒适性。尽管打印树脂性能接近铣削计算机辅助设计与制造(CAD-CAM)材料,但现有研究仍存在方法学局限性,如缺乏ISO标准、临床验证不足。
研究结论翻译:基于本系统综述的发现,得出以下结论:
1. 使用3D打印制造的咬合装置的机械和结构性能直接取决于打印参数、后聚合方案、抛光、精加工和老化条件。
2. 建议使用SLA或DLP打印机,采用45度或90度打印方向和25至50 μm层厚,遵循所有制造商关于聚合、清洗、精加工和抛光程序的所有建议,并进行定期评估。