プレスや鋳造に使用されるクラウンパターンの加法的または減法的製造：真度分析

Additive or subtractive manufacturing of crown patterns used for pressing or casting: A trueness analysis.

抄録

目的:

プレスまたは鋳造に使用されるクラウンパターンの真直度に対する減法的製造技術と加法的製造技術の影響を調査すること。

OBJECTIVES: To investigate the effect of subtractive and additive manufacturing techniques on the trueness of crown patterns used for pressing or casting.

材料と方法:

下顎右側第一大臼歯の完全被覆クラウンを標準テッセレーション言語（STL）形式で設計した．このSTLをコントロール（C-STL）とし，3Dプリントレジン（PR, ProArt Print Wax），鋳造に適した粉砕可能なワックス（BW, ProArt CAD Wax Blue），プレスに適した粉砕可能なワックス（YW, ProArt CAD Wax Yellow）で30個のクラウンパターンを作製した（n=10）．サブトラクティブパターンは5軸ミリングユニット（PrograMill PM7）を用いて作製し、3Dプリントパターンはデジタル光加工ベースの3Dプリンター（PrograPrint PR5; Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein）を用いて作製した。作製したパターンはすべて口腔内スキャナー（CEREC Primescan SW 5.2）を用いてデジタル化し、テストSTLを作成した。C-STLとテストSTLを3D解析ソフトウェア（Medit Link v 2.4.4）に転送した。二乗平均平方根(RMS)法を用いて、4つの異なる表面(外表面、マージン付きイン タリオ、マージナル、マージンなしインタリオ)および完全なスキャンメッシュ(全体)で真度評価を行った。データはKruskal-WallisおよびMann-Whitney U検定（α=.05）で分析した。

MATERIAL AND METHODS: A complete-coverage mandibular right first molar crown was designed in standard tessellation language (STL) format. This STL served as the control (C-STL) and was used to fabricate 30 crown patterns in 3D-printed resin (PR, ProArt Print Wax), millable wax suitable for casting (BW, ProArt CAD Wax Blue), and millable wax suitable for pressing (YW, ProArt CAD Wax Yellow) (n = 10). Subtractively manufactured patterns were fabricated by using a 5-axis milling unit (PrograMill PM7), while 3D-printed patterns were fabricated by using a digital light processing-based 3D printer (PrograPrint PR5; Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein). All fabricated patterns were digitized by using an intraoral scanner (CEREC Primescan SW 5.2) to generate test-STLs. C-STL and test-STLs were transferred into a 3D analysis software (Medit Link v 2.4.4). Trueness evaluation was performed at 4 different surfaces (external, intaglio with margin, marginal, and intaglio without margin) and for complete scan meshes (overall) by using the root mean square (RMS) method. Data were analyzed with Kruskal-Wallis and Mann-Whitney U tests (α = .05).

結果:

RMS値は、辺縁面（P=.151）を除くすべての面で有意に変化した（P<.001）。PRのRMS値は、外表面（P≦.007）、凹面（マージンあり（P≦.003）およびマージンなし（P≦.005））、および全体（P≦.01）で最も高かった。YWとBWの間に有意差は認められなかった（P≥.223）。

RESULTS: RMS values varied significantly at all surfaces (P < .001), except for marginal surface (P = .151). PR had the highest RMS values at external surface (P ≤ .007), intaglio surfaces (with (P ≤ .003) and without margin (P ≤ .005)), and overall (P ≤ .01). No significant differences were observed between YW and BW (P ≥ .223).

結論:

サブトラクティブ法を用いて作製したパターンは高い真度を示した。一般的に、特に咬合面および辺縁面における偏差値は小さかった。したがって、加法的手法または減法的手法のいずれを用いても、クラウンフィットにおける臨床的な差は無視できると考えられる。

CONCLUSION: Patterns fabricated by using subtractive manufacturing exhibited high trueness. The deviation values, in general, were small, particularly at intaglio and marginal surfaces; thus, clinical difference in crown-fit may be negligible using additive or subtractive technique.

臨床的意義:

試験したクラウンパターンを加算法または減算法で作製した場合、確定クラウンの適合性は類似している可能性がある。しかし，3Dプリンターで作製したレジン製クラウンは，サブトラクティブ法で作製したワックス製クラウンに比べ，チェアサイドでの調整がより多く必要になる可能性がある．

CLINICAL SIGNIFICANCE: The fit of definitive crowns may be similar when tested crown patterns are additively or subtractively manufactured. However, crowns fabricated by using tested 3D-printed resin patterns may require more chairside adjustments compared with those fabricated by using subtractively manufactured wax patterns.