《Heliyon》：Comparison of the mechanical properties, marginal fit and surface roughness of 3D-printed provisional crowns by printing angle
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目的：液晶显示（liquid crystal display, LCD）三维（three-dimensional, 3D）打印日益用于制作临时修复体，但关于打印角度对牙科应用影响证据有限。本研究评估打印角度对采用LCD基3D打印机制作的单颗临时冠的断裂强度（f
目的：液晶显示（liquid crystal display, LCD）三维（three-dimensional, 3D）打印日益用于制作临时修复体，但关于打印角度对牙科应用影响证据有限。本研究评估打印角度对采用LCD基3D打印机制作的单颗临时冠的断裂强度（fracture strength, FS）、边缘密合性与表面粗糙度的影响。材料与方法：使用LCD 3D打印机与氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯（urethane dimethacrylate, UDMA）基树脂，在0°、15°、30°和45°四个打印角度（每组n=19）制作解剖冠标本（上颌第二磨牙，??面厚度2 mm）与圆盘标本（直径5 mm，厚2 mm）。冠标本经万能试验机（1 mm/min）测FS，硅胶复制技术（silicone replica technique, SRT）评边缘密合性；圆盘标本经共聚焦激光扫描显微镜按ISO 21920测表面粗糙度。数据行单因素ANOVA、Kruskal–Wallis及Bonferroni事后检验（α=0.05）。结果：各组FS、边缘密合性、表面粗糙度差异显著（p<0.05）。15°方向FS最高（2220.43±392.97 N），30°最低（1782.51±111.77 N，p<0.0001），均超平均最大??力。30°边缘间隙最小（97.88±8.49 μm，p=0.0091），各角度均低于120 μm临床阈值。Ra在0°最低（1.10±0.16 μm），15°最高（4.39±0.15 μm，p<0.0001）。结论：打印角度显著影响LCD打印修复体的机械与表面性能。0°和15°优化FS，30°最小化边缘间隙；所有角度FS与边缘密合性均临床可接受，但表面粗糙度随方向明显变化。
研究背景与立项依据
临时修复体在最终修复体戴入前对保护牙本质与牙髓、维持??稳定性、邻牙位置、牙周健康及美学具有关键作用，其须具备足够机械强度、优良边缘适应性和低表面粗糙度以抑制细菌增殖。边缘间隙50–120 μm为临床可接受基线，超阈可能导致粘接剂冲失与菌斑堆积。三维（3D）打印相较减材制造具快速成型与按需重打优势，其中槽式光聚合（vat photopolymerization, VPP）的立体光固化（stereolithography, SLA）、数字光处理（digital light processing, DLP）较成熟，液晶显示（LCD）因光学组件成本低近年进入牙科，但其打印角度对临时冠性能影响研究稀缺。已有SLA/DLP证据表明打印角度影响层间结合与台阶效应，但LCD系统分辨率受像素填充因子与偏振片光损制约，角度效应未知。研究人员因此以LCD打印机（Anycubic Photon Mono M7 Pro）与UDMA树脂（OneJet C&B）为平台，设0°、15°、30°、45°四组，检验“打印角度显著影响LCD临时冠FS、边缘密合性、表面粗糙度”的假设。
主要关键技术方法
研究人员以牙科幻影上颌第二磨牙制备金属钴铬代型（选择性激光烧结成型），口内扫描后设计单冠（??厚2 mm、粘接间隙0.05 mm、边缘上移0.8 mm）；同期用CAD设计直径5 mm厚2 mm圆盘。标本均居中放置于构建平台以避边缘振动，按角分组切片，打印后去支撑、异丙醇超声清洗、光固化后处理。冠标本（每组19）用万能试验机以3 mm金属棒对中央窝轴向加载（1 mm/min）至断裂录FS；同组冠用硅胶复制技术（轻体注入冠内就位于钴铬代型，50 N压定，剖开颊舌/近远中向，立体显微镜100×测颊中远舌四点轻体厚度均值为边缘间隙）。圆盘标本（每组19）取上表面共聚焦激光扫描显微镜（垂直分辨0.5 nm）按ISO 21920-2/3采Ra、Rz，每标本中央及两缘各3测共9值均值；统计用Shapiro–Wilk正态性判定后分Kruskal–Wallis（FS、Ra、Rz）与单因素ANOVA（边缘间隙）加Bonferroni校正（α=0.05）。
研究结果
3.1 断裂强度（FS）：15°组均值最高（2220.43±392.97 N），0°次之（2195.99±414.58 N），30°最低（1782.51±111.77 N），45°略高（1847.41±135.73 N）；Kruskal–Wallis p<0.0001，0°/15°与30°/45°各自无差但低角组（0°、15°）显著高于高角组（30°、45°）。所有组均值远超成人男性磨牙最大??力约909 N。
3.2 边缘适应性：30°组平均边缘间隙最小（97.88±8.49 μm），45°组107.46±28.57 μm，0°组116.60±13.80 μm，15°组116.34±19.15 μm；ANOVA p=0.0091，仅30°与0°、15°差异显著，45°居间不显著；全体低于120 μm阈。
3.3 表面粗糙度：Ra顺序0°(1.10±0.16 μm)<45°(2.79±0.16)<30°(3.90±0.48)<15°(4.39±0.15)，Rz同序0°(6.98±1.84 μm)<45°(14.50±1.94)<30°(19.75±4.82)<15°(21.45±1.57)；Kruskal–Wallis p<0.0001。共聚焦图像示0°层线水平堆叠无台阶，15°呈最宽宏台阶（水平步宽≈50/tan15°≈186.6 μm）伴像素未固化网格致最粗糙，45°层叠紧致似抗锯齿微形貌。
讨论浓缩
打印角度作独立变量对三项指标均有统计显著效应，原假设部分成立。低角（0°、15°）载荷矢垂直于打印层削减层间剥离，FS高；30°/45°斜向层结应力集中降强。边缘间隙在30°最优，归因为角度依赖的层几何与聚合收缩平衡，非单调线性。表面粗糙度0°最平滑，15°最粗源于浅倾角放大台阶宽与LCD像素填充因子约50%致边缘光衰减；45°因层重叠与像素串扰似抗锯齿反而细于30°。研究人员指出LCD交叉偏振光强降至2–3 mW/cm2，但本机COB-LED+Fresnel+前反射达5.5 mW/cm2且均匀度>90%，补偿光强局限使FS/边缘密合性可比DLP。局限：单打印机单树脂、钴铬代型模量高于天然牙、圆盘非冠形未抛光、缺热循环/唾液老化。
结论翻译
在本研究限度内，打印角度对LCD打印临时冠的FS、边缘密合性与表面粗糙度有显著影响。0°与15°方向获较高FS，30°方向获最佳边缘适应性，表面粗糙度0°最低、15°最高。尽管存在差异，所有打印角度均产临床可接受机械表现。因此，采用适宜打印参数时，LCD基3D打印被证为制作临时修复体的可行方法。
该文发表于《Heliyon》，为LCD角度参数化工艺窗口提供了冠体FS-边缘-粗糙度三角权衡的首批量化证据，对椅旁临时冠取向排布具直接指导价值。
