熱成形品と3D品の半透明性、厚み、ギャップ幅の比較

Scientific Reports volume 13、記事番号: 10921 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

本研究では、マイクロコンピュータ断層撮影法 (micro-CT) を使用して、熱成形されたクリアアライナー (CA) と 3D プリントされたクリアアライナー (CA) の厚さとギャップ幅を比較し、分光光度計を使用してそれらの半透明性を評価しました。 4 つのグループの CA がテストされました。ポリエチレン テレフタレート グリコール (TS) またはコポリエステルとエラストマーの組み合わせ (TM) で熱成形された CA、およびアルコール (PA) または遠心分離機 (PC) で洗浄された 3D プリントされた TC-85 です。 CIELab 座標を測定し (n = 10)、半透明性を評価しました。 CA (n = 10) をそれぞれのモデルにフィッティングし、マイクロ CT を実行して厚さとギャップ幅を評価しました。 厚さとギャップ幅は、さまざまな歯のタイプと位置について、すべての側面の矢状断面で測定されました。 PC グループは PA グループよりも有意に高い半透明性を示し、TS グループや TM グループと同様でした (p < 0.01)。 製造プロセス後、熱成形グループでは厚さの減少が観察されましたが、3D プリントグループでは厚さの増加が観察されました。 TM グループは、グループ間で最小のギャップ幅を示しました (p < 0.01)。 熱成形および 3D プリントされた CA は、歯の種類と位置に応じて厚さと最適なフィット領域が大幅に異なりました。 洗浄方法に応じて、3D プリントされた CA の半透明性と厚さの違いが観察されました。

クリアアライナー (CA) は、望ましい歯の動きを実現するために、歯に継続的かつ制御された力を加える必要があります1。 これらは、ポリエチレン テレフタレート グリコール (PETG)、熱可塑性ポリウレタン (TPU)、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどのさまざまな熱可塑性材料から製造されています1、2。 PETG は、半透明性、疲労耐性、寸法安定性が高いため、一般に CA に好まれる材料です 2。 TPU は、高い弾性と成形性を備えた延性エラストマーであり、優れた装着性と衝撃吸収性を提供します3,4。 さらに、単層材料の欠点を克服するために、多層ハイブリッド材料が導入されました。 硬い外殻と柔らかい内殻を組み合わせた材料は、引張試験の最大荷重における機械的強度と吸水率が向上します5。

CA の臨床性能は、優れた機械的特性を備えた新しい材料の開発によって強化されています。 しかし、熱可塑性材料の真空熱成形を含む従来の製造プロセスでは、連続モデルを作成し、各段階で歯肉縁に沿ってアライナーをトリミングするのに時間と労力がかかります6、7。 このプロセスは、プラスチック廃棄物やエネルギー消費など、環境に悪影響を及ぼします8。 さらに、熱成形プロセスにより CA の物理的特性に予測不可能な変化が生じる可能性があり、その治療結果の予測が困難になります 6,7。 熱成形プロセス後の熱可塑性材料にはさまざまな程度の収縮と膨張が観察され9、アライナーの厚さとフィット感に影響を与える可能性があります。 製造プロセス後の CA の厚さとギャップ幅を評価した以前の研究では、切歯、犬歯、臼歯、または頬側と口蓋側などの歯の種類と位置に応じて、すべての熱可塑性材料でこれらのパラメーターが変動することがわかりました。

CA の厚さとギャップ幅は、CA の性能の予測可能性を高めるための臨床的に重要な要素です11。 CA の厚さは、歯の移動に必要な力とモーメントに影響を与える可能性があります 11、12、13。 歯の表面と CA の間の緊密な適合は、効果的な力を歯に伝達できるようにするための重要な要素であり、固定において効果的な役割を果たします 10,14。 歯列矯正治療を求める患者は、色の安定性や半透明性などの審美的特徴を優先することが多いため、半透明性も重要な臨床因子であると考えられています15,16。