義歯の3Dプリンティング用レジンの組成プロファイルのin vitro分析

In vitro analysis of composition profiles of resins for 3D printing of dentures.

抄録

目的:

本研究は、CAD-CAMで3Dプリンティングされた義歯用レジンのレジン化合物を調査することを目的とし、遊離モノマーおよびその他の成分の同定と分類に焦点を当てた。第一の目的は、これらの3Dプリンティング用レジン材料の化学的プロファイルを決定することであった。

OBJECTIVE: This study aimed to investigate the resin compounds from CAD-CAM 3D-printed denture resins, focusing on the identification and classification of free monomers and other components. The primary objective was to determine the chemical profile of these 3D-prinding resin materials.

方法:

2種類のベース材料（1：DentaBASE、Asiga Ltd., Alexandria, NSW, Australia; 2：DENTURETEC, SAREMCO Dental AG）と2種類の歯着色材料（1：DentaTOOTH、Asiga Ltd.; 2：CROWNTEC (SAREMCO Dental AG)）の4種類の3Dプリント義歯用レジンを、高速液体クロマトグラフィーおよび質量分析（HPLC-MS）を用いて分析した。ピークアライメントとエタノールブランクに対するノーマライゼーションを含むデータ解析を行い、レジン中の化合物の詳細な同定を行った。

METHODS: Four 3D-printed denture resins, two base materials (1: DentaBASE, Asiga Ltd., Alexandria, NSW, Australia; 2: DENTURETEC, SAREMCO Dental AG), and two tooth-colored materials (1: DentaTOOTH, Asiga Ltd.; 2: CROWNTEC (SAREMCO Dental AG), were analyzed using high-performance liquid chromatography and mass spectrometry (HPLC-MS). Data analysis was processed including peak alignment and normalization to an ethanol blank, resulting in detailed identification of compounds in the resin.

結果:

樹脂中に検出された5,208化合物のうち、フィルター基準を適用してさらに分析を行った結果、63化合物が保持され、メチルメタクリレート（MMA）および誘導体（31）、光開始剤（8）、UV安定剤（1）、その他の添加剤（23）に分類された。試料2Bは最も多くの樹脂化合物（62）を示し、その中には最も多くのMMA誘導体と添加剤が含まれていた。MMAはサンプル全体で69%以上の量を占め、エチル-4-ジメチルアミノベンゾエートやビス(アクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン(TCD-DI-HEA)などのユニークな添加剤も確認された。樹脂組成の分布と存在量のばらつきは、樹脂配合の違いを浮き彫りにした。

RESULTS: Out of 5,208 detected compounds in the resin, 63 were retained after applying filtering criteria for further analysis, categorized into methyl methacrylate (MMA) and derivatives (31), photo initiators (8), UV stabilizers (1), and other additives (23). Sample 2B exhibited the highest number of resin compounds (62), including the most MMA derivatives and additives. MMA accounted for over 69% in abundance across samples, with unique additives such as ethyl-4-dimethylaminobenzoate and bis(acryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.02,6] decane (TCD-DI-HEA) identified. Variations in the resin composition distribution and abundance highlighted differences in resin formulations.

結論:

このin vitroの探索的研究の範囲内で、未重合の3Dプリント義歯用レジンを分析し、3Dプリント義歯用レジンに含まれるMMA、光重合開始剤、UV安定剤、添加剤などのさまざまなレジン化合物を、サンプル間の大きなばらつきとともに同定した。3Dプリンティングは効率性とカスタマイズ性を向上させるが、長期的な口腔内効果と総義歯における有効性をより深く理解し評価するためには、さらなる調査が必要である。

CONCLUSIONS: Within the limits of this in vitro, exploratory study, unpolymerized 3D-printed denture resins were analyzed, and various resin compounds in 3D-printed denture resins, including MMA, photo initiators, UV stabilizers, and additives, were identified along with significant variability between samples. While 3D-printing enhances efficiency and customization, further investigation is needed to better understand and assess the long-term intraoral effects and their effectiveness in complete dentures.

意義:

本研究は、3Dプリント義歯用レジンの化学組成に関する洞察を提供し、レジン化合物プロファイルのばらつきを浮き彫りにした。これらの材料を理解することは、生体適合性と性能を確保するために不可欠である。この知見は、臨床医が3Dプリント義歯を安全かつ効果的に使用できるよう、さらなる研究と標準化された試験の必要性を支持するものである。

SIGNIFICANCE: This study provides insights into the chemical composition of 3D-printed denture resins, highlighting variability in resin compound profiles. Understanding these materials is essential for ensuring biocompatibility and performance. The findings support the need for further research and standardized testing to guide clinicians in the safe and effective use of 3D-printed dentures.