歯科で使用されるCAD/CAM複合材料の機械的およびトライボロジー特性に及ぼす人工老化の影響

Effect of Artificial Aging on Mechanical and Tribological Properties of CAD/CAM Composite Materials Used in Dentistry.

抄録

加工が容易な3Dプリント材料と迅速な生産により、歯科医療サービスの質を向上させることができます。従来の方法では、歯科医師は患者の口の中で直接、最も一般的に使用されているビスアクリル系複合材料などを用いて仮のクラウンを作ります。CAD/CAMを使用せずに歯科医院で直接作製された仮設冠は、品質が劣ることが多く、その結果、衛生状態が悪くなり、咀嚼機能が低下し、歯垢、結石、堆積物が多く付着し、歯周病や歯肉の健康に悪影響を及ぼす可能性があります。3Dプリント素材の機械的強度、経年変化や摩耗に対する耐性は、従来の方法で使用されていた軟質素材よりも高くなっています。これは耐久性につながります。患者は、従来の方法と比較して、より高い実用的な品質の修復物を手に入れて手術を終えることができます。この論文の目的は，AM（アディティブ・マニュファクチャリング）矯正用複合材料の人工唾液中での経時変化が，その機能的特性に及ぼす影響を明らかにすることでした．研究の目的のために、世界的によく知られている詰め物を選択した。これらは、従来のUV硬化型樹脂（M I, M II, M III, M V）と、UV硬化型樹脂をベースにしたハイブリッド材料（M VI）であった。サンプルは人工唾液中で37±1℃の恒温槽に6ヶ月間保管した。インデンテーション硬度，摩擦試験，摺動摩耗測定を行った。様々な材料の比較を行った。記述統計量，劣化係数，HE，アーカード摩耗，比摩耗率を算出した。圧子の硬さについてワイブル統計検定を行い，未熟成（M I，M II，M III，M V，M VI）および熟成（M I AS，M II AS，M III AS，M V AS，M VI AS）のサンプルについて，摩擦関連のヘルツ接触応力を計算した。M Iは非熟成材の中で最も低い平均硬度を示し、M III ASは熟成材の中で最も低い平均硬度を示した。また，M I ASも同様に低い硬度を示した。摩擦係数は，エージングを行った試料の方が高い値を示した。最も低い摩耗値を示したのは M I 材であった。ほとんどの材料の耐摩耗性は，エージング後に低下した。M VI AS材の摩耗量の増加が最も大きかった。以上の結果から，試験した歯科矯正材料の押込み硬さと耐摩耗性には，化学組成や構造だけでなく，経年変化も大きく影響していることがわかった。

With easy-to-process 3D printing materials and fast production, the quality of dental services can be improved. In the conventional procedure, the dentist makes temporary crowns directly in the patient's mouth, e.g., from the most commonly used bis-acrylic composites. Temporary crowns made directly in the office without the use of CAD/CAM are often of inferior quality, which directly results in impaired hygiene, poorer masticatory mechanics, greater deposition of plaque, calculus and sediment, and may adversely affect periodontal and gum health. The mechanical strength, resistance to aging and abrasion of 3D printing materials are higher than those of the soft materials used in conventional methods. This translates into durability. The patient leaves the surgery with a restoration of higher utility quality compared to the conventional method. The objective of the paper was to determine the influence of aging in artificial saliva of AM (additive manufacturing) orthodontic composites on their functional properties. For the purpose of the study, fillings well-known worldwide were selected. These were traditional UV-curable resins (M I, M II, M III, M V) and a hybrid material based on a UV-curable resin (M VI). Samples were stored in artificial saliva at 37 ± 1 °C in a thermal chamber for 6 months. Indentation hardness, frictional tests and sliding wear measurements were conducted. A comparison between various materials was made. Descriptive statistics, degradation coefficients, HE, Archard wear and specific wear rate were calculated. The Weibull statistical test for indentation hardness was performed and Hertzian contact stresses for the frictional association were calculated for unaged (M I, M II, M III, M V, M VI) and aged (M I AS, M II AS, M III AS, M V AS, M VI AS) samples. M I exhibited the lowest average hardness among the unaged materials, while M III AS had the lowest average hardness among the aged materials. Comparably low hardness was demonstrated by the M I AS material. The coefficient of friction values for the aged samples were found to be higher. The lowest wear value was demonstrated by the M I material. The wear resistance of most of the tested materials deteriorated after aging. The M VI AS material had the highest increase in wear. According to the results provided, not only the chemical composition and structure, but also aging have a great impact on the indentation hardness and wear resistance of the tested orthodontic materials.