3Dプリンターで作製した模型の肉厚が、熱成形によるオフィス内アライナーの変形に及ぼす影響

Effect of wall thickness of 3D-printed models on resisting deformation from thermal forming in-office aligners.

抄録

背景:

3Dプリントされた歯科用模型を熱成形して透明なアライナーを作製するには、高い精度が要求されます。模型の厚みがアライナーの熱成形精度に影響するかどうかは不明である。

BACKGROUND: Fabricating clear aligners by thermoforming three-dimensional printed dental models requires a high degree of accuracy. It is unknown whether model thickness affects the accuracy when used to thermoform aligners.

目的:

この研究では、異なる肉厚で作製された3次元プリント模型を使用し、アライナー作製時の変形に耐える能力への影響を明らかにする。

PURPOSE: This research utilizes three-dimensional printed models made with differing wall thicknesses to determine its effect on their ability to withstand deformation during aligner fabrication.

方法:

異なる肉厚（0.5、1.0、1.5、2.0mm、ソリッド各10個）の計50個の模型を、モデルレジン（Model V2、Formlabs社製）を用いて低荷重ステレオリソグラフィープリンター（Form 3B、Formlabs社製）で印刷した。その後、熱圧成形機（Biostar V、Great Lakes Dental Technologies）を用いて、25秒サイクルで0.030″アクリルシート（Invisacryl、Great Lakes Dental Technologies）を適合させ、模型から取り外し、口腔内スキャナー（CEREC Primescan、Dentsply Sirona）でのスキャンを補助するための造影剤（Optispray、Dentsply Sirona）を吹き付けた。各アライナーのデータは、3D比較ソフトウェア（Geomagic Control X、3D Systems）を使用して、印刷に使用した元のファイルと比較された。

METHODS: A total of 50 models of different wall thickness (10 each of 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mm, and solid) were printed using model resin (Model V2, Formlabs) on a low-force stereolithography printer (Form 3B, Formlabs). Aligners were then fabricated using a thermal pressure forming machine (Biostar V, Great Lakes Dental Technologies) utilizing 25 s cycles to adapt 0.030″ acrylic sheets (Invisacryl, Great Lakes Dental Technologies), then removed from the models and sprayed with a contrast powder (Optispray, Dentsply Sirona) to aid in scanning with an intraoral scanner (CEREC Primescan, Dentsply Sirona). Each aligner's data was then compared to the original file used for printing with 3D comparison software (Geomagic Control X, 3D Systems).

結果:

その結果、2.0mm以上の厚さのモデルは、誤差（0.3mm）の範囲内で臨床的に許容できる結果が得られました。合計0.5mmの厚さでは、10回の試験のうち4回で熱成形に耐えることができなかった。0.5mmでは27.56％が許容範囲内、1.0mmでは75.66％が許容範囲内、1.5mmでは80.38％が許容範囲内、2mmでは86.82％が許容範囲内、ソリッドでは96.45％が許容範囲内であった。

RESULTS: The results show model thickness greater than or equal to 2.0 mm produced clinically acceptable results within the margin of error (0.3 mm). A total of 0.5 mm thickness failed to withstand thermal forming in 4 of the 10 trials. A total of 0.5 mm produced 27.56% of results in tolerance, 1.0 mm produced 75.66% of results in tolerance, 1.5 mm had 80.38% of results in tolerance, 86.82% of 2 mm models were in tolerance, and solid had 96.45% of results in tolerance.

結論:

厚さ2.0mmの中空模型とソリッド模型は、臨床的に許容できるアライナーを作製する一方で、ソリッド模型と比較して1ユニットあたりのレジン使用量が少なかった。したがって、アライナーの製作には、シェルの厚みが2.0mmを超える中空モデルを印刷することを推奨することができる。

CONCLUSION: Hollow models of thicknesses 2.0 mm and solid models produced clinically acceptable aligners while utilizing less resin per unit compared to solid models, thus being more cost effective, time efficient and eco-friendly. Therefore, a recommendation can be made to print hollow models with a shell thickness of greater than 2.0 mm for aligner fabrication.