コンピュータ支援設計・製造、3次元プリンティング、および従来のセルフキュアによって作製されたインプラント支持プロビジョナルクラウンの耐破壊性の比較評価

Comparative Evaluation of Fracture Resistance in Implant-Supported Provisional Crowns Fabricated by Computer-Aided Design and Manufacturing, Three-Dimensional Printing, and Conventional Self-Curing.

抄録

本研究の目的は、コンピュータ支援設計（CAD）およびコンピュータ支援製造（CAM）ミリング、3次元（3D）プリンティング、および従来の自己硬化の3つの製作技術が、インプラント支持型ポリメチルメタクリレート（PMMA）樹脂ベースのプロビジョナルクラウンの耐破壊性に及ぼす影響を評価することである。方法 ストレートチタンアバットメントを装着した45本のインプラントアナログを3群に均等に分け、in vitro比較試験を行った。各アナログは、カスタムアクリルレジンブロック（20×20×20mm）に垂直に埋入した。アバットメントは25Ncmのトルクで締め付け、スクリューアクセスチャンネルはテフロンペレットとコンポジットレジンで封鎖した。プロビジョナルクラウンは、CAD-CAMミリング、3Dプリンティング、および従来の自己硬化法を用いて作製した。すべてのクラウンをセメントで固定し、万能試験機で破折するまで軸荷重をかけた。破壊抵抗値が記録され、統計的に分析された。その結果，3Dプリンティング法で作製したクラウンの平均破折抵抗が最も大きく，次いでCAD-CAMミリング法で作製したクラウンの平均破折抵抗が小さかった．統計学的検定により、3群間のこれらの差が有意であることが確認された（p <0.05）。3Dプリンターで作製したクラウンの性能が高いことから、全体的な耐久性が優れていることが示唆され、臨床においてインプラント支持のプロビジョナルレストレーションに特に有用であることが示唆された。結論 この実験室研究の限界を考慮すると、3Dプリンターで作製したPMMAクラウンは、試験した他の作製方法と比較して、最も高い破壊抵抗性を示した。また、CAD-CAMミリングによって作製されたクラウンは、臨床で使用するのに十分な強度レベルを有していた。一方、従来のセルフキュア法で作製されたクラウンは、破折に対する耐性が最も低く、負荷が最小限の場合にのみ適している可能性がある。最終的には、製作技法の選択は、特定の臨床的要件、材料特性、およびコスト面の考慮に基づいて行うべきである。

Aim and objectives This study aimed to assess the influence of three fabrication techniques, computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM) milling, three-dimensional (3D) printing, and conventional self-curing, on the fracture resistance of implant-supported polymethyl methacrylate (PMMA) resin-based provisional crowns. Methods An in vitro comparative study was conducted using 45 implant analogs with straight titanium abutments, equally distributed into three groups. Each analog was embedded vertically in custom acrylic resin blocks (20 × 20 × 20 mm). Abutments were torqued to 25 Ncm, and screw access channels were sealed with Teflon pellets and composite resin. Provisional crowns were fabricated using CAD-CAM milling, 3D printing, and conventional self-curing methods. All crowns were cemented and subjected to axial loading in a universal testing machine until fracture. Fracture resistance values were recorded and statistically analyzed. Results  Crowns made with 3D printing showed the greatest average resistance to fracture, followed by CAD-CAM milling, and the crowns fabricated using the conventional self-curing method had the lowest fracture resistance. Statistical tests confirmed that these differences between the three groups were significant (p <0.05). The stronger performance of the 3D-printed crowns points to better overall durability, suggesting they could be especially useful for implant-supported provisional restorations in clinical practice. Conclusion Taking into account the limitations of this laboratory study, 3D-printed PMMA crowns showed the highest fracture resistance compared to the other fabrication methods tested. Crowns made by CAD-CAM milling also had strength levels that are acceptable for clinical use, making them a good alternative option. On the other hand, crowns produced with conventional self-curing methods were the least resistant to fracture, which means they might only be suitable for situations where the load is minimal. Ultimately, the choice of fabrication technique should be based on specific clinical requirements, material properties, and cost considerations.