3Dプリンターで作製した仮歯冠材料の曲げ強度、表面粗さ、マイクロCT解析、微生物付着量について

Flexural strength, surface roughness, micro-CT analysis, and microbiological adhesion of a 3D-printed temporary crown material.

抄録

目的:

3Dプリント樹脂の曲げ強度、表面粗さ、微生物付着量、空隙率に対するサーモサイクル効果を評価する。

OBJECTIVE: To evaluate the thermocycling effect of 3D-printed resins on flexural strength, surface roughness, microbiological adhesion, and porosity.

材料と方法:

バー（8×2×2mm）150本、ブロック（8×8×2mm）100個を作成し、2つの要素により5つのグループに分けた。"素材"（AR：アクリル樹脂、CR：コンポジット樹脂、BIS：ビスアクリル樹脂、CAD．CAD/CAMレジン、PRINT：3Dプリントレジン）と「エージング」（非エージング、エージング-TC）の2つの要素に分けました。半数はサーモサイクル（10,000サイクル）に供した。バーにはミニ曲げ強度（σ）試験（1mm/min）を実施した。すべてのブロックは粗さ分析（R/R/R）に供した。非老化ブロックは、空隙率分析（マイクロCT；n=5）および真菌の付着（n=10）に供された。データは統計的に分析した（one-way ANOVA, two-way ANOVA; Tukey's test, α=0.05）。

MATERIALS AND METHODS: 150 bars (8 × 2 × 2 mm) and 100 blocks (8 × 8 × 2 mm) were made and divided into 5 groups, according to two factors: "material" (AR: acrylic resin, CR: composite resin, BIS: bis-acryl resin, CAD: CAD/CAM resin, and PRINT: 3D-printed resin) and "aging" (non-aged and aged - TC). Half of them were subjected to thermocycling (10,000 cycles). The bars were subjected to mini-flexural strength (σ) test (1 mm/min). All the blocks were subjected to roughness analysis (R/R/R). The non-aged blocks were subjected to porosity analysis (micro-CT; n = 5) and fungal adherence (n = 10). Data were statistically analyzed (one-way ANOVA, two-way ANOVA; Tukey's test, α = 0.05).

結果:

σについては、「素材」「加齢」の要因が統計的に有意であった（p<0.0001）。BIS（118.23±16.26）は高いσを示し、PRINT群（49.87±7.55）は最も低い平均σを示しました。TC後はPRINTを除く全群でσの減少が見られた。CRは最も低いワイブル弾性率を示した。ARはBISより高い粗さを示した。気孔率はAR（1.369%）とBIS（6.339%）が最も高く、CAD（0.002%）は最も低かった。細胞接着性はCR（6.81）とCAD（6.37）の間で有意な差があった。

RESULTS: For σ, "material" and "aging" factors were statistically significant (p < 0.0001). The BIS (118.23 ± 16.26) presented a higher σ and the PRINT group (49.87 ± 7.55) had the lowest mean σ. All groups showed a decrease in σ after TC, except for PRINT. The CR showed the lowest Weibull modulus. The AR showed higher roughness than BIS. Porosity revealed that the AR (1.369%) and BIS (6.339%) presented the highest porosity, and the CAD (0.002%) had the lowest porosity. Cell adhesion was significantly different between the CR (6.81) and CAD (6.37).

結論:

サーモサイクルは、3Dプリント樹脂を除くほとんどのプロビジョナルマテリアルの曲げ強度を低下させた。しかし、表面粗さには影響を及ぼさなかった。CRはCAD群よりも高い微生物付着率を示した．BIS群は最も高い気孔率を示し，CAD群は最も低い値であった．

CONCLUSION: Thermocycling reduced the flexural strength of most provisional materials, except for 3D-printed resin. However, it did not influence the surface roughness. The CR showed higher microbiological adherence than CAD group. The BIS group reached the highest porosity while the CAD group had the lowest values.

臨床的関連性:

3Dプリント樹脂は、機械的特性が良く、真菌の付着が少ないため、臨床応用が期待できる材料です。

CLINICAL RELEVANCE: 3D-printed resins are promising materials for clinical applications because they have good mechanical properties and low fungal adhesion.