3Dプリンターで作製した無歯顎および有歯顎の上顎中空模型の長期間の寸法安定性

Dimensional stability of 3D-printed edentulous and fully dentate hollowed maxillary models over periods of time.

抄録

背景:

デジタルワークフローを利用して製作された歯科用模型は、そのスピードとコスト削減のために一般的になりつつある。しかし、多様なデザインにおける経時的な寸法精度に関する研究は不足している。

BACKGROUND: Dental casts made utilising digital workflow are becoming more common because to their speed and cost savings. However, studies on their dimensional accuracy over time with diverse designs are missing.

目的:

このin vitro研究の目的は、50マイクロメートルの解像度で3Dプリントした無歯顎模型と完全歯列中空上顎模型の1日、14日、28日間の寸法安定性を、サーフェスマッチングソフトウェアを用いて評価することである。

OBJECTIVE: The aim of this in vitro study was to assess the dimensional stability of 3D-printed edentulous and fully dentate hollowed maxillary models with 50-micrometer resolution over 1 day, 14 days, and 28 days using surface matching software.

方法:

スキャンした無歯顎と完全歯列の上顎歯列模型を参照用として使用した。模型は、15マイクロメートル精度の卓上ラボスキャナー（D900、3Shape）でスキャンした。次に、そのファイルを設計ソフトウェア（Meshmixer、Autodesk）で使用し、上顎中空模型を作製した。DLPラボ用プリンター（Cara print 4.0、Kulzer）を用いて、無歯顎模型15個と有歯顎模型15個（合計30個）をプリントした。3Dプリントされた模型は、ベースライン日、1日、14日、28日の間隔で、15マイクロメートル精度の同じ卓上ラボスキャナーを用いてスキャンし、加齢の影響を評価した（n=120）。寸法変化は二乗平均平方根（RMS）法で定量化され、マイクロメートル（μm）単位で比較された。この研究では、変数間の二乗平均平方根（RMS）値を評価・比較するために、反復測定分散分析（ANOVA）を採用した。データはSPSS (26, Chicago, Illinois, USA)を用いて分析した。

METHODS: Scanned edentulous and fully dentate maxillary typodont models were used as references. The models were scanned by a desktop lab scanner of 15-micrometer accuracy (D900, 3Shape). Then, the files were used in designing software (Meshmixer, Autodesk) to create hollowed maxillary casts. Fifteen edentulous and 15 fully dentate (total of 30) models were printed using a DLP lab printer (Cara print 4.0, Kulzer). The 3D-printed models were scanned using the same desktop lab scanner of 15-micrometer accuracy at intervals of baseline days, 1 day, 14 days, and 28 days to assess the effect of aging (n = 120). The dimensional changes were quantified and compared using the root mean square (RMS) method, expressed in micrometres (µm). The study employed repeated measures analysis of variance (ANOVA) to assess and compare the root mean square (RMS) values across the variables. The data was analysed using SPSS (26, Chicago, Illinois, USA).

結果:

無歯顎モデルのRMS値は、試験開始時の平均値0.257から28日後には0.384まで急速に増加した。しかし、無歯顎模型のRMS平均値は、4つの区間であまり変化しなかった。0.355から0.347までしか変化しなかった。無歯顎患者の平均値は、ベースラインから28日までの間に0.014から0.029に増加した。しかし、有歯顎モデルの平均値は、この期間中に0.033から0.014に減少した。ANOVAを利用すると、RMS平均値は1日までは有意差はなかったが、14日および28日までは有意に増加した。歯状突起モデルの平均値は4つの区間で有意差はなかった。反復測定ANOVAを使用すると、無歯顎、有歯顎、全歯顎の各モデルにおいて、時間経過による有意差は認められなかった。

RESULTS: The RMS of the edentulous models rapidly increased from a mean value of 0.257 at the beginning of the study to 0.384 after twenty-eight days. However, the mean RMS values for the dentate models did not change much over the four intervals. It varied only from 0.355 to 0.347. The mean values for edentulous patients increased from 0.014 to 0.029 during the period from baseline to twenty-eight days. However, the mean average values decreased for the dentate models from 0.033 to 0.014 during this period. By utilizing ANOVA, mean RMS values increased insignificantly till one day but significantly to fourteen and twenty-eight days. Dentate model mean values differed insignificantly across four intervals. Repeated measures ANOVA for combined and separated data showed no significant differences across edentulous, dentate, and total models over times.

結論:

本研究により、3Dプリンターで作製した無歯顎模型の3週間および4週間にわたる寸法の変化が明らかになった。3Dプリンターで作製した無歯顎模型を3～4週間にわたって使用する場合は、注意が必要である。

CONCLUSION: The study revealed changes in the dimensions of 3D-printed edentulous models over a span of 3 and 4 weeks. Caution should be applied when using 3D-printed dental master models for constructing definitive prostheses on edentulous models over a period of 3 to 4 weeks.