透明な矯正用アライナーの化学的、物理的、機械的、および形態的特性に及ぼす口腔内暴露の影響

Effect of oral exposure on chemical, physical, mechanical, and morphologic properties of clear orthodontic aligners.

抄録

はじめに:

歯科業界は、矯正治療においてより審美的なソリューションの開発に力を入れています。インビザラインは、ブラケットと金属ワイヤーを使用した従来の矯正器具に代わるものとして導入された透明な矯正アライナーのシステムである。本研究は、口腔内環境に曝されたポリマー製アライナーの化学的、物理的、機械的、形態的な変化を評価することを目的とした。

INTRODUCTION: The dental industry is heavily committed to developing more esthetic solutions for orthodontic treatments. Invisalign is a system of transparent orthodontic aligners introduced as an alternative to conventional orthodontic fittings with brackets and metal wires. This study aimed to assess the chemical, physical, mechanical and morphologic changes in these polymeric aligners after exposure to the oral environment.

研究方法:

24個のインビザライン矯正用アライナーを、14日間使用するインビボエージング群と、口腔内環境にさらされないリファレンス群の2群に均等に分けた。化学構造、色の変化と半透明度、アライナーの密度とその後の体積、機械的特性、表面粗さ、形態、元素組成を調べるために、さまざまな実験手法を用いました。データはいくつかの統計分析にかけられました。

METHODS: Twenty-four Invisalign orthodontic aligners were equally divided into 2 groups: an in vivo aged group in which patients used aligners for 14 days and the reference group, unexposed to the oral environment. Different experimental techniques were used to study the chemical structure, the color changes and translucency, the density and subsequent volume of the aligners, mechanical properties, surface roughness, morphology and elemental composition. The data were subjected to several statistical analyses.

結果:

透明な矯正用アライナーは化学的安定性を示すが、色や半透明の光学的変化が統計的に有意であった。吸水率やポリマーの寸法変化は徐々に大きくなり、これらの要素には強い相関があることがわかった。ポリマーの機械的特性は、弾性率および硬度が統計的に有意に低下した。材料の表面粗さは、わずかに増加する傾向が見られたが、基準群とエージング群の間に統計的な差は見られなかった。使用したアライナーの表面形態は、マイクロクラック、歪み、バイオフィルムの形成が確認された。

RESULTS: Clear orthodontic aligners exhibit chemical stability but undergo a statistically significant optical change in color and translucency. There was a gradual increase in the water absorption rate and the dimensional variation of the polymer, indicating a strong correlation among these factors. The mechanical properties of the polymer showed a statistically significant decrease in its elastic modulus and hardness. There was a slight tendency toward increased surface roughness of the material, but no statistical differences were found between reference and aged groups. The surface morphology of the used aligners demonstrates microcracks, distortions and biofilm formation.

結論:

口腔内の老化は、インビザライン装置の物理的、機械的、形態的特性に悪影響を及ぼした。

CONCLUSION: Intraoral aging adversely affected the physical, mechanical, and morphologic properties of the Invisalign appliance.