SLM法で印刷した歯科用Co-Cr合金の表面形態、耐食性、およびRPDフレームワーク適合性に及ぼす各種研磨工程の影響

Effects of various polishing processes on surface morphology, corrosion resistance, and RPD framework adaptation of SLM-printed dental Co-Cr alloys.

抄録

目的:

このin vitro研究は、選択的レーザー溶融（SLM）法で印刷された歯科用コバルトクロム（Co-Cr）合金の表面特性、耐食性、材料低減に及ぼす電解研磨（EP）、プラズマ電解研磨（PP）、乾式電解研磨（DP）、およびそれらの組み合わせの影響を比較することを目的とする。

PURPOSE: This in vitro study aims to compare the effects of electrolytic polishing (EP), plasma electrolytic polishing (PP), dry electropolishing (DP), and their combination on the surface characteristics, corrosion resistance, and material reduction of selective laser melting (SLM) printed dental cobalt-chromium (Co-Cr) alloy.

材料と方法:

標準試料および可撤式部分床義歯（RPD）フレームワークをSLM印刷した後，機械研磨（MP），EP，PP，DP，PDP（PP＋DP），DPP（DP＋PP），およびPDPP（PP＋DP＋PP）を用いて研磨した．表面特性は、光学プロフィロメトリー、走査型電子顕微鏡（SEM）、X線光電子分光法（XPS）を用いて分析した。耐食性は、電気化学試験とイオン放出実験により評価した。金属減少は、重量損失、主要なコネクターとクラスプの厚み損失、フレームワークの適応度を測定することで評価した。これらのフレームワークの研磨品質をさらに評価するために、技師によるこれらのフレームワークの精密研磨の後処理時間を記録した。すべての測定値は平均値±標準偏差で示した。統計データは、分散分析（ANOVA）およびノンパラメトリック一元配置分析を用いて分析した。

MATERIALS AND METHODS: Standard samples and removable partial denture (RPD) frameworks were SLM-printed and then polished using the following methods: mechanical polishing (MP), EP, PP, DP, PDP (PP + DP), DPP (DP + PP), and PDPP (PP + DP + PP). Surface characteristics were analyzed using optical profilometry, scanning electron microscopy (SEM), and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Corrosion resistance was assessed through electrochemical testing and ion release experiments. The metal reduction was evaluated by measuring weight loss, major connector and clasp thickness loss, and framework adaptation. The post-processing time for the technician's fine polishing of these frameworks was recorded to further evaluate the polishing quality of the frameworks. All measurements were presented as mean ±standard deviation. Statistical data were analyzed using analysis of variance (ANOVA) and nonparametric one-way analysis.

結果:

MP群の粗さが最も低く（0.04±0.01μm）、次いでPDPP群（0.49±0.12μm）であった。すべてのグループの不動態化膜組成はCrOが主で、PDPグループでは少量のCrOが観察された。PDPPは最小限のイオン放出（0.12µg/cm）と安定したナイキストプロットを示した。PDPPは、フレームワークの適応性を損なうことなく、技術者の後処理時間を大幅に短縮することができる（45.75秒、p<0.05）。

RESULTS: The MP group exhibited the lowest roughness (0.04 ± 0.01 µm), followed by the PDPP group (0.49 ± 0.12 µm). All groups had a passivation film composition predominantly composed of CrO, with a small amount of CrO observed in the PDP group. PDPP exhibited minimal ion release (0.12 µg/cm) and stable Nyquist plots. PDPP can significantly reduce the technician's post-processing time (45.75 s, p < 0.05) without compromising the adaptation of the frameworks.

結論:

PDPPは、イオン放出が極めて少なく、非常に平滑で均一な表面を持つ安定したパッシベーション膜を形成する。これにより、RPDフレームワークの精度を維持しながら、手作業による後処理に要する時間を大幅に短縮できるため、大規模な臨床用フレームワーク研磨に非常に適している。

CONCLUSIONS: PDPP forms a stable passivation film with extremely low ion release and a highly smooth, uniform surface. This significantly reduces the time required for manual post-processing while maintaining the accuracy of RPD frameworks, making it highly suitable for large-scale clinical framework polishing.