3Dプリンターで作製したプロビジョナル・クラウンおよびブリッジ用歯科材料と、従来の方法で硬化させたプロビジョナル・クラウンおよびブリッジ用歯科材料との比較

3D printed versus conventionally cured provisional crown and bridge dental materials.

抄録

目的:

低コストのステレオリソグラフィー3Dプリンターを用いたプロビジョナルクラウン・ブリッジ修復用歯科材料の3Dプリンティングを最適化し、その機械的特性を従来のプロビジョナル歯科材料と比較すること。

OBJECTIVES: To optimize the 3D printing of a dental material for provisional crown and bridge restorations using a low-cost stereolithography 3D printer; and compare its mechanical properties against conventionally cured provisional dental materials.

方法:

FormLabs1+ステレオリソグラフィー3Dプリンターで、市販の印刷用レジン（NextDent C&B Vertex Dental）を用いてサンプルを3D印刷した（25×2×2mm）。印刷されたバーの印刷精度は、異なるプリンター設定（印刷方向とレジンの色）対CAD設計の設定寸法で、サンプルの幅、長さ、厚さを比較することにより決定した。樹脂の転化度をFTIRで測定し、3D印刷した棒材の弾性率とピーク応力を、印刷層の厚さを変えて3点加圧試験で測定した。結果は、2種類の従来硬化型プロビジョナル材料（Integrity、Dentsply社製、Jet、Lang Dental社製）と比較した。

METHODS: Samples were 3D printed (25×2×2mm) using a commercial printable resin (NextDent C&B Vertex Dental) in a FormLabs1+ stereolithography 3D printer. The printing accuracy of printed bars was determined by comparing the width, length and thickness of samples for different printer settings (printing orientation and resin color) versus the set dimensions of CAD designs. The degree of conversion of the resin was measured with FTIR, and both the elastic modulus and peak stress of 3D printed bars was determined using a 3-point being test for different printing layer thicknesses. The results were compared to those for two conventionally cured provisional materials (Integrity, Dentsply; and Jet, Lang Dental Inc.).

結果:

印刷精度（最大22%の誤差）、再現性、および材料の使用量が比較的高いため、90°の方向と白色レジンの色設定で印刷したサンプルが、印刷パラメーターの最適な組み合わせとして選択されました。印刷層の厚さと弾性率やピーク応力との間には直接的な相関関係は見られなかった。3Dプリンティングされたサンプルの弾性率はジェットと同程度であったが、インテグリティよりも有意に低かった。3Dプリント試料のピーク応力は、Integrityと同等で、Jetより有意に高かった。また、3Dプリンターで作製したサンプルの転化度は、インテグリティやジェットよりも高かった。

RESULTS: Samples printed at 90° orientation and in a white resin color setting was chosen as the most optimal combination of printing parameters, due to the comparatively higher printing accuracy (up to 22% error), reproducibility and material usage. There was no direct correlation between printing layer thickness and elastic modulus or peak stress. 3D printed samples had comparable modulus to Jet, but significantly lower than Integrity. Peak stress for 3D printed samples was comparable to Integrity, and significantly higher than Jet. The degree of conversion of 3D printed samples also appeared higher than that of Integrity or Jet.

意義:

この結果から、3Dプリント可能なプロビジョナル修復材料は、選択したプリントシステムの3Dプリント精度に限界があるにもかかわらず、口腔内での使用に十分な機械的特性が得られることが示唆された。

SIGNIFICANCE: Our results suggest that a 3D printable provisional restorative material allows for sufficient mechanical properties for intraoral use, despite the limited 3D printing accuracy of the printing system of choice.