歯科修復用積層セラミック：力学的観点からのシステマティックレビュー

Additive-manufactured ceramics for dental restorations: a systematic review on mechanical perspective.

抄録

背景:

積層造形(AM)は、セラミック修復における従来の熱プレスやミリング技術に代わる技術として急速に拡大している。しかし、最終的なセラミック製品の機械的特性および性能に関する実験的および臨床的エビデンスはまだ不十分である。このシステマティックレビューでは、機械的特性に焦点を当て、セラミック修復物の積層造形における最新の進歩を紹介することを目的とした。

BACKGROUND: Additive manufacturing (AM) is rapidly expanding as a substitute for conventional heat-pressing and milling techniques for ceramic restorations. However, experimental and clinical evidence on the mechanical properties and performance of the final ceramic products is yet insufficient. This systematic review aimed to update the latest advances in additive manufacturing of restorative ceramics with a focus on their mechanical properties.

方法:

このシステマティックレビューは、「サブトラクティブ法と比較して、積層造形修復セラミックスの機械的特性はどのようなものか」という研究課題に基づき、5段階の方法論を用いて構成した。電子文献検索は2名の著者が独立して以下のデータベースで行った：PubMed/MEDLINE、Web of Science、Scopus。2019年から2023年までに発表された論文をスクリーニングし、分析し、関連する論文を本総説に含めるために選択した。

METHODS: This systematic review was structured using the 5-step methodology based on the research question: what are the mechanical properties of additive-manufactured restorative ceramics in comparison with subtractive manufacturing? The electronic literature search was performed independently by 2 authors in the following databases: PubMed/MEDLINE, Web of Science, and Scopus. Published articles from 2019 to 2023 were screened, analysed and the relevant papers were selected for inclusion in this review.

結果:

合計40件の研究が含まれた。利用可能なセラミックには、ジルコニア、アルミナ、アルミナ-ジルコニア複合材、二ケイ酸リチウム、ポーセレン、フルオロアパタイトガラスセラミックが含まれる。機械的特性は、材料と技術に応じて、密度（15件の研究）、曲げ強度（31件の研究）、破壊靭性（7件の研究）、ヤング率（7件の研究）、硬度（11件の研究）、性能（7件の研究）に要約された。全体的に、特性は従来技術の値に向かって上昇傾向を示した。気孔率、凝集体、亀裂、表面粗さ、その他の欠陥を含む典型的な加工欠陥も分析された。

RESULTS: A total of 40 studies were included. The available ceramics include zirconia, alumina and alumina-zirconia composites, lithium disilicate, porcelain and fluorapatite glass ceramic. The mechanical properties were summarized according to material and technique: density (15 studies), flexural strength (31 studies), fracture toughness (7 studies), Young's modulus (7 studies), hardness (11 studies) and performance (7 studies). Overall, the properties exhibited an upward trend toward the values of conventional techniques. Typical processing defects, including porosity, agglomerates, cracks, surface roughness, and other defects, were also analyzed.

結論:

技術の大幅な進歩により、AMセラミックスの機械的特性は従来の製造法によるセラミックスに近づいてきているが、その信頼性、印刷層の配向の影響、および長期的な性能については、さらなる調査が必要である。

CONCLUSIONS: With significant technological advancements, the mechanical properties of AM ceramics have come close to ceramics by conventional manufacturing, whereas their reliability, the influence of printing layer orientations, and long-term performance still need further investigation.