不同桶式光聚合3D打印技术生产的树脂模型在全牙弓种植体支持修复体中的精确度与可靠性

《Journal of Dentistry》:Trueness And Precision Of Resin Models Produced By Different Vat-photopolymerization 3D Printing Technologies For Full-arch Implant-supported Restorations

【字体: 时间:2026年06月07日 来源:Journal of Dentistry 5.5

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  贡卡·奥泽尔(Gonca Ozer)|穆罕默德·贾格拉尔·布尔萨(Muhammet Caglar Bursa)|阿里·穆拉特·科卡特(Ali Murat Kokat)土耳其伊斯坦布尔私立诊所摘要目的由于制造原理的不同,使用不同槽式光聚合技术制作的树脂模型的尺寸精度仍存在不确定性。

  
贡卡·奥泽尔(Gonca Ozer)|穆罕默德·贾格拉尔·布尔萨(Muhammet Caglar Bursa)|阿里·穆拉特·科卡特(Ali Murat Kokat)
土耳其伊斯坦布尔私立诊所

摘要

目的

由于制造原理的不同,使用不同槽式光聚合技术制作的树脂模型的尺寸精度仍存在不确定性。本研究比较了使用数字光处理(DLP)、掩模立体光刻(MSLA)和液晶显示器(LCD)系统制作的全牙弓种植体支持树脂模型的真实性和精度。

方法

使用工业光学扫描仪对参考全牙弓种植体模型进行数字化处理,并采用三种槽式光聚合3D打印技术进行复制(n = 45)。实验数据集通过计量软件叠加到参考STL文件上。表面偏差使用均方根(RMS)值和颜色图进行量化。还评估了种植体间的线性偏差(DIM)和角度偏差(ADEV, ANG)。

结果

各组之间存在显著差异。LCD系统的RMS偏差最低,表明其表面真实性更高。MSLA系统的线性和角度偏差较小,表明其位置精度更高。相比之下,DLP系统在多个种植体位置表现出较高的角度偏差。颜色偏差分析显示,DLP组在后部和腭部区域的差异较大,而LCD组的表面特性更为均匀。

结论

在本体外研究的限制范围内,LCD技术表现出最高的表面真实性,而MSLA技术提供了更高的种植体位置精度和准确性。没有一种技术在所有参数上都表现出优越性,这表明技术选择应取决于是优先考虑表面真实性还是种植体位置精度。

临床意义

在选择槽式光聚合系统时,应考虑其对种植体支持修复体被动适配的潜在影响,并优先考虑特定的临床精度要求。

引言

近年来,三维(3D)打印已成为数字牙科不可或缺的一部分,应用范围不断扩大。在增材制造技术中,基于槽式光聚合的技术因利用激光或紫外线(UV)光逐层固化光敏液态树脂而在牙科实践中尤为突出[1]。这些技术常用于制作牙科模型、临时和永久性修复体、假体部件以及手术导板[2,3]。尽管CAD/CAM工作流程的进步使得无需物理模型即可制造假体,但打印模型在临床和实验室实践中仍起着关键作用,尤其是在复杂的全牙弓修复中。它们有助于轮廓塑造、修整和抛光过程,同时还能评估边缘适应情况、咬合关系和邻接接触。此外,在高度美观的病例中,工作模型对于手动贴面的固定牙科假体的制作也是必不可少的[4,5]。
槽式光聚合技术包括立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)和液晶显示器(LCD)投影等多种基于光的技术。掩模立体光刻(mSLA)是这一类别中的特定实现方式[6,7]。SLA是最早基于该原理的技术,它利用激光束通过振镜引导来选择性固化树脂表面,从而能够创建高度详细、精确的结构[3,8]。相比之下,DLP系统使用数字投影仪和数字微镜设备一次性固化整个层,从而实现更快的制造速度。然而,较大的构建体积可能导致分辨率降低,并因周围光强度的变化而产生偏差[9,10]。基于LCD的系统通过逐层允许光线透过LCD面板来逐步制造物体。尽管这些打印机因其经济性而受到欢迎,但LCD面板透光率的逐渐下降限制了其使用寿命,并可能对高精度应用产生不利影响[11,12]。掩模立体光刻(mSLA)通过同时投影每一层来加速制造过程;然而,LCD面板的耐用性固有的局限性仍然是一个重大挑战[[13], [14], [15]]。
传统的铸造模型存在多个局限性,包括印模材料的变形、运输过程中的潜在变形以及需要物理存储[5]。然而,数字化设计和3D打印的模型具有可重复性、虚拟存档和减少物理变形的风险等优点[16]。3D打印模型的精度由两个主要因素决定:真实性和精度。真实性表示打印物体与原始虚拟STL模型的匹配程度,而精度则指在相同条件下制造物体的一致性[17]。口腔内参数与最终模型之间的不一致可能导致修复体适配不良,从而对修复效果产生不利影响[5]。假体不匹配可能会在修复体、种植体和种植体周围组织内部产生应力,可能导致螺丝松动、部件断裂、种植体周围炎和骨吸收[18]。
对于全牙弓种植体支持的假体修复体,最终模型与实际口腔内种植体位置之间的微小差异可能会导致显著的生物力学效应。种植体复制品的线性和角度放置偏差会影响修复体的边缘精度和被动适配,并对框架、基台和周围骨骼产生应力,增加螺丝松动、断裂以及假体和生物问题的风险[19,20]。表面真实性主要影响贴面材料的适应性和软组织的轮廓,而种植体放置的精度则与被动适配和假体装置的耐用性更为相关。槽式光聚合工艺提供高分辨率、更快的生产时间以及创建复杂形状的能力。然而,打印精度可能因每种系统的具体工作原理而异[21,22],并且已有报道指出不同槽式光聚合系统之间的制造精度存在差异[23]。
虽然之前的研究已经探讨了槽式光聚合系统的表面或尺寸精度,但同时评估表面粗糙度(RMS)、二维种植体间线性测量(DIM)和角度偏差(ADEV, ANG)的综合性研究仍然有限。综合考虑这些参数对于理解不同技术相关的变形模式及其对种植体支持修复体的潜在临床影响至关重要。本研究旨在比较三种槽式光聚合系统(MSLA、DLP和LCD)在临床相关背景下的尺寸变化。系统地分析了表面、线性和角度差异,以评估表面适应性和种植体定位的精度。目的是确定槽式光聚合3D打印系统中与技术相关的尺寸变化模式如何影响全牙弓种植体支持树脂模型的真实性、精度和临床可靠性。零假设是MSLA、DLP和LCD技术生产的模型在真实性和精度方面没有显著差异。

章节摘录

参考模型的制作和数字化

参考模型是一个完全无牙的上颌环氧树脂模型,根据FDI系统在13、23、16和26牙位放置了四个骨水平种植体(BioInfinity,土耳其)。安装了多单位基台,包括前区的30°倾斜基台和后区的17°倾斜基台。使用聚维硅氧烷印模材料(Elite HD,Zhermack,意大利)进行开放式托盘印模,并浇注IV型牙科石(Elite)

结果

各组之间的RMS值存在统计学上的显著差异(p = .001),LCD组的偏差最小,DLP组的偏差最大(图2A)。对于种植体间距离参数,DIM2、DIM3和DIM6存在显著差异(p < .05)(图2B)。MSLA组在DIM2和DIM6方面的偏差显著较小,且DIM3的值也低于LCD组。DIM1、DIM4方面没有观察到显著差异

讨论

通过不同槽式光聚合技术生产的模型的精度仍在研究中。三个打印组之间的RMS值存在显著差异,表明表面精度存在明显差异。DLP组较高的RMS测量值可能是由于系统特定因素造成的,如单次投影设置、光源功率和微镜分辨率。根据Alghauli等人的研究结果,包括树脂在内的多种因素

结论

零假设(即MSLA、DLP和LCD技术在模型真实性和精度方面没有差异)被推翻。LCD技术表现出更高的表面真实性,而MSLA系统在线性和角度精度方面更为一致,而DLP系统在测试条件下表现出较高的角度偏差。这些发现表明,槽式光聚合技术的性能可能因评估的精度指标而异。

CRediT作者贡献声明

贡卡·奥泽尔(Gonca Ozer):撰写——原始草稿,数据整理,概念构思。穆罕默德·贾格拉尔·布尔萨(Muhammet Caglar Bursa):项目管理,方法学。阿里·穆拉特·科卡特(Ali Murat Kokat):验证,监督。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作
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