機械的および化学的表面処理が、ミルドおよび3Dプリント義歯床の修復に及ぼす影響

Effect of mechanical and chemical surface treatments on the repairing of milled and 3D-printed denture bases.

抄録

チェアサイドで自動重合アクリルレジンと義歯床を強固に接着させることは、義歯の修理や再装着に不可欠である。しかし，自動重合レジンとコンピュータ支援設計・コンピュータ支援製造（CAD-CAM）義歯床材料との接着強度を高めるための確立されたプロトコルは存在しない．本研究の目的は，機械的および化学的表面処理後のCAD-CAM義歯床と自己重合性アクリルレジンのせん断接着強さを，熱重合性アクリルレジンと比較して測定することである．熱重合，粉砕，3 次元（3D）プリント義歯床を，表面処理なし（コントロール），空中粒子摩耗（APA），テトラヒドロフラン，ビタコール塗布の 4 つの表面処理プロトコルに分けた．自己重合性アクリル樹脂シリンダーを義歯表面に接着させた．サーモサイクル後にせん断接着強さと破壊様式を決定した．義歯床表面は、表面処理の前後で表面粗さ、表面形態、微小硬度を評価した。データは、二元配置分散分析（ANOVA）と多重比較検定を用いて分析した。その結果、APAはすべての義歯床材料のせん断接着強さと表面粗さを有意に増加させた。テトラヒドロフランとビタコールの塗布は，熱重合アクリルレジンのせん断接着強さを改善したが，APAによって達成されたレベルには達しなかった．逆に、テトラヒドロフランは3Dプリント義歯の接着強さをAPAのレベルまで改善した。テトラヒドロフランおよびビタコールの塗布は，コントロールおよびAPAと比較して，義歯床の硬度を有意に低下させた．結論として，APAを用いた機械的表面処理は，熱重合義歯床およびCAD-CAM義歯床に対する自己重合性アクリルレジンの接着性を向上させた．テトラヒドロフランおよびビタコールの化学的表面処理は，熱重合アクリルレジンに対する接着性を向上させ，テトラヒドロフランのみが3Dプリント義歯の接着強さをAPAのレベルまで向上させた．表面処理なしの3Dプリント義歯床材が最も高い接着強さを示した．

Ensuring a strong bond between chairside autopolymerized acrylic resin to denture base is essential for denture repair and reline procedures. However, there is no established protocol to enhance bond strength between autopolymerizing resin and computer-aided design and computer-aided manufacturing (CAD-CAM) denture base materials. The purpose of this study was to determine shear bond strength of CAD-CAM denture bases and autopolymerizing acrylic resin after mechanical and chemical surface treatments compared with heat-polymerized acrylic resin. Heat-polymerized, milled, and 3-dimensional (3D) printed denture bases were divided into 4 surface treatment protocols: none (control), airborne-particle abrasion (APA), tetrahydrofuran, and Vitacoll application. Autopolymerizing acrylic resin cylinders were bonded to denture surface. Shear bond strength and failure modes were determined after thermocycling. Denture base surfaces were assessed for surface roughness, surface morphology, and microhardness before and after surface treatment. Data was analyzed using two-way ANOVA and multiple comparison tests. The results showed that APA significantly increased shear bond strength and surface roughness of all denture base materials. Tetrahydrofuran and Vitacoll application improved shear bond strength of heat-polymerized acrylic resin, but did not reach the level achieved by APA. Conversely, tetrahydrofuran application improved bond strength of 3D-printed denture to the level of APA. Tetrahydrofuran and Vitacoll application significantly reduced denture base hardness, compared with control and APA. In conclusion, mechanical surface treatment using APA enhances the adhesion of autopolymerizing acrylic resin to heat-polymerized and CAD-CAM denture bases. Tetrahydrofuran and Vitacoll chemical surface treatment improved adhesion to heat-polymerized acrylic resin, with only tetrahydrofuran enhancing bond strength of 3D-printed denture to the level of APA. Without surface treatment, the highest bond strength was shown in 3D-printed denture base material.