ステレオリソグラフィ技法を用いた3Dプリンティング修復材料：システマティックレビュー

3D printing restorative materials using a stereolithographic technique: a systematic review.

抄録

目的:

システマティックレビューを通じて、ステレオリソグラフィーを用いた修復材料の3Dプリンティングとその臨床応用可能性について発表された研究の定性的分析を提示すること。

OBJECTIVE: To present through a systematic review a qualitative analysis of studies published on stereolithography-based 3D printing of restorative materials and their clinical applicability.

方法:

質問に基づいて文献検索を行った："ステレオリソグラフィーを用いた3Dプリンティングで使用可能な修復材料の最新状況は？" という質問に基づいて文献検索を行った。オンライン検索は、3つのデータベース（MEDLINE/PubMed、Scopus、Web of Science）で行い、発表年は制限しなかった。データはPRISMAに基づき、著者とその出身国、出版年と雑誌、研究デザインなどの出版物の詳細を含めて報告している。統合は、評価された歯科修復材料と特性、適用された方法、使用された3Dプリンター、臨床適用性の記述に重点を置いている。

METHODS: The literature search was conducted based on the question: "What is the state-of-the-art of available restorative materials for 3D printing based on stereolithography?" Online search was conducted in three databases (MEDLINE/PubMed, Scopus and Web of Science) with no restriction for year of publication. Data are reported based on PRISMA, including publication details such as authors and their countries, year and journal of publication, and study design. The synthesis is focused on describing the dental restorative materials and properties evaluated, applied methods, 3D printers used and clinical applicability.

結果:

組み入れ基準に適合した研究は、アジア（21件）、ヨーロッパ（16件）、米国（10件）で実施され、そのほとんどが3Dプリンティングコンストラクトにポリマーベースの修復材料（38件）を使用していた。ステレオリソグラフィープリントによるセラミックベースの修復構造物は、9件の研究で評価された。多くの研究が、プリントした構造物の寸法精度(14)、強度(11)、表面形態(9)について報告している。抗菌性、細胞毒性、内部および辺縁の適合性、破壊および耐摩耗性、密度、粘性、弾性率、硬度、構造収縮および信頼性、転換度、層の硬化深さ、疲労および色も、含まれる研究によって評価された。その多く（11件）は、3Dプリント修復材料の臨床的な実現可能性と技術の適用性を実証する試みとして概念実証を発表しているが、3Dプリント修復構造を実際に患者に適用した研究はわずか5件であり、関心は高まっているものの初期段階での実用化は限定的であることを浮き彫りにしている。

RESULTS: Studies that fit the inclusion criteria were performed in Asia (21), Europe (16) and USA (10), mostly using polymer-based restorative materials (38) for 3D printing constructs. Stereolithographic-printed ceramic-based restorative structures were evaluated by 9 studies. Many studies reported on dimensional accuracy (14), strength (11) and surface morphology (9) of the printed structures. Antibacterial response, cytotoxicity, internal and marginal fit, fracture and wear resistance, density, viscosity, elastic modulus, hardness, structural shrinkage and reliability, degree of conversion, layer cure depth, fatigue, and color were also evaluated by the included studies. Many of them (11) published a proof of concept as an attempt to demonstrate the clinical feasibility and applicability of the technology to print restorative materials, but only 5 studies actually applied the 3D printed restorative structures in patients, which highlights an increasing interest but limited early-stage translation.

意義:

ステレオリソグラフィーをベースとした3Dプリンティングの急速な拡大には目を見張るものがあり、大きな破壊的可能性を秘めた大きな技術的進歩を示している。歯科医療は、材料、方法、ワークフローをこの有望なデジタル技術に適応させようとする驚くべき意欲を示している。しかし、審美的な外観、耐摩耗性、湿潤強度、寸法精度が、3Dプリンティングによる機能的なパーツ製作への進展を制限する現在の主な臨床的限界であり、永久的／明確な歯科修復材料や構造に関する臨床試験や報告がないことの説明にもなっている。

SIGNIFICANCE: The fast expansion of stereolithographic-based 3D printing has been impressive and represents a great technological progress with significant disruptive potential. Dentistry has demonstrated an incredible willingness to adapt materials, methods and workflows to this promising digital technology. However, esthetic appearance, wear resistance, wet strength and dimensional accuracy are the main current clinical limitations restricting the progression to functional part production with 3D printing, which may explain the absence of clinical trials and reports on permanent/definitive dental restorative materials and structures.