DLP印刷鋳造品の寸法安定性に及ぼす保管温度の影響

Effect of storage temperature on the dimensional stability of DLP printed casts.

抄録

問題提起:

付加製造の精度と寸法安定性に焦点を当てた研究が行われているにもかかわらず、3次元（3D）印刷された物体のこれらの特性に対する保管条件の影響に関する研究は不足している。

STATEMENT OF PROBLEM: Despite studies focusing on the accuracy and dimensional stability of additive manufacturing, research on the impact of storage conditions on these properties of 3-dimensional (3D) printed objects is lacking.

目的:

この試験管内研究の目的は、デジタル光造形（DLP）印刷鋳型の寸法安定性に対する保管温度の影響を調査し、印刷鋳型の場所によってどのように反応が異なるかを明らかにすることである。

PURPOSE: The purpose of this in vitro study was to investigate the influence of storage temperature on the dimensional stability of digital light processing (DLP) printed casts and to determine how different locations in printed casts react differently.

材料と方法:

完全に歯列が形成された上顎のタイポドント模型を卓上型レーザースキャナーでデジタル化した。その後、ソフトウェアプログラムを用いて、上顎中切歯、第一大臼歯、第二大臼歯に一辺の長さが3mmのキューボイドを追加し、タイポドントを修正した。ファイルは標準テッセレーション言語（STL）形式で保存した。修正されたデジタル化されたタイポドントは、その後、卓上型DLPプリンターと光重合レジンを用いたDLP技術による印刷工程を経て加工されました。鋳型は32回印刷され、密閉されたプラスチック袋に入れて遮光し、4つの異なる温度条件（-20℃、4℃、20℃、37℃、各n=8）で保管された。中切歯のキューボイドをP1群、第一大臼歯をP2群、第二大臼歯をP3群とした。キューボイド間の距離は5回測定し、鋳造直後と1、2、3、5、7、14、28日後の結果を記録した。繰り返し分散分析（ANOVA）とTukey正直有意差（HSD）検定を用いて、記録された値を群間で比較した（α=.05）。

MATERIAL AND METHODS: A completely dentate maxillary typodont model was digitized with a desktop laser scanner. The typodont was subsequently modified with a software program by adding cuboids with a side length of 3 mm on both maxillary central incisors, first molars, and second molars. The file was saved in the standard tessellation language (STL) format. The modified digitized typodont was then processed through the DLP technology printing process with a desktop DLP printer and photopolymerizing resin. The casts were printed 32 times and stored in sealed plastic bags, shielded from light, and subjected to 4 different temperature conditions (-20 °C, 4 °C, 20 °C, and 37 °C, n=8 each). The cuboids on the central incisors were labeled as the P1 group, first molars as the P2 group, and second molars as the P3 group. The distance between the cuboids was measured 5 times, with results recorded immediately after cast production and at 1, 2, 3, 5, 7, 14, and 28 days after. Repeated analysis of variance (ANOVA) and the Tukey honestly significant difference (HSD) test were used to compare the recorded values among the groups (α=.05).

結果:

P1群では、-20℃で保存したギプスが全体のサイズ変化が最も小さく、28日間保存後の平均±標準偏差体積は元のギプスと比較して99.42±0.04％であった。次いで、4℃、20℃、37℃で保存したギプスの体積は、それぞれ99.39±0.06％（P=.139）、99.14±0.08％（P<.001）、98.96±0.03％（P<.001）であった。P2群とP3群では、4℃で保存したギプスの体積保持率が最も高く、99.82±0.01％であった。01％であったが、-20℃、20℃、37℃で保存したものはより大きな変化を示し、残存体積はそれぞれ99.66±0.03％、100.32±0.02％、100.44±0.02％であった（P<.001）。P3群もP2群と同様の傾向を示し、4℃で保存したギプスは99.86±0.02％と最も元の寸法に近い値を示したが、-20℃で保存したギプスは99.73±0.03％であった。73±0.03％、20℃および37℃で保存したものはそれぞれ100.37±0.03％および100.48±0.03％の体積で拡大した（P<.001）。

RESULTS: In the P1 group, the casts stored at -20 °C exhibited the smallest overall size change, with a mean ±standard deviation volume of 99.42 ±0.04% compared with the original casts after 28 days of storage. This was followed by the casts stored at 4 °C, 20 °C, and 37 °C, with remaining volumes of 99.39 ±0.06% (P=.139), 99.14 ±0.08% (P<.001), and 98.96 ±0.03% (P<.001), respectively. For the P2 and P3 groups, casts stored at 4 °C retained the most volume at 99.82 ±0.01%, whereas those stored at -20 °C, 20 °C, and 37 °C underwent greater changes, with remaining volumes of 99.66 ±0.03%, 100.32 ±0.02%, and 100.44 ±0.02%, respectively (P<.001). The P3 group exhibited a similar trend to that of the P2 group, with the casts stored at 4 °C remaining closest to the original dimensions at 99.86 ±0.02%, while casts stored at -20 °C showed 99.73 ±0.03% of the original volume and those stored at 20 °C and 37 °C expanded with volumes of 100.37 ±0.03% and 100.48 ±0.03%, respectively (P<.001).

結論:

4℃で保存したDLPプリントギプスは、全体的な寸法安定性が最も高く、次いで-20℃、20℃、37℃で保存したものであった。さらに、DLPプリントギプスの臼歯部と前歯部では、保存温度の違いによって反応が異なることが確認された。

CONCLUSIONS: DLP printed casts stored at 4 °C exhibited the greatest overall dimensional stability, followed sequentially by those stored at -20 °C, 20 °C, and 37 °C. Additionally, the study confirmed that the posterior and anterior teeth regions of DLP printed casts respond differently to different storage temperatures.