【新方法】1-牙髓病学中的三维打印牙齿:显微计算机断层扫描研究的新方法

作者

Tiago Reis,1,2,3,* Cláudia Barbosa,3,4 Margarida Franco,2 Ruben Silva,2 Nuno Alves,2 Pablo Castelo-Baz,5 Jose Martín-Cruces,1 and Benjamín Martín-Biedma5

综述

本研究旨在描述通过天然牙齿 (NT) 的显微计算机断层扫描 (microCT) 获得的三维打印牙齿根管内支撑材料去除方案 (SMRP),通过比较 3DPT 和 NT 在内部解剖结构和对牙髓准备的行为方面的有效性,并评估 3DPT 是否足以评估两种准备系统之间的差异。在 SMRP 之后,在制备前对 PolyJet™ 打印的 20 个 3DPT 进行 microCT 扫描,然后随机分为两组 (n = 10)。一组和NT使用ProTaper Gold(PTG)制备,另一组使用Endogal(ENDG)制备。制备后进行 MicroCT 扫描,比较体积增加、牙本质去除量、质心、运输和未准备区域。对于评估的参数,制备前后3DPT和NT差异无统计学意义(p > 0.05),3DPT PTG组和3DPT ENDG组差异无统计学意义(p > 0.05)。可以得出结论,所描述的SMRP可有效去除支撑材料SUP706B™。PolyJet™ 足以打印 3DPT。此外,用高温 RGD525™ 打印的 3DPT 在使用 PTG 进行牙髓治疗准备时具有与 NT 相似的行为,并且 3DPT 可用于比较两种制备系统。®®

关键词:牙髓病学、三维打印牙齿、PolyJet、支撑材料、显微计算机断层扫描

1. 引言

美国牙髓病医师协会将根管准备定义为“在闭塞前清洁和塑造牙髓管系统的程序”,将“生物力学准备”区分为“使用旋转/往复式和/或手动器械暴露、清洁、扩大和塑造牙髓管空间,通常与冲洗剂结合使用”和“化学机械准备”作为“使用化学品冲洗根管, 牙本质的脱矿质,牙髓组织的溶解和细菌产物和毒素的中和;与生物力学制剂联合使用“[]。

在过去的几十年里,根管治疗方案发生了变化,许多新的镍钛系统已经问世;尽管如此,临床医生需要了解塑形特性并对这些系统进行性能评估,以便根据临床病例进行选择[]。根管制剂离体研究为改善制剂的生物学结果提供了有用且有价值的数据,因此将来必须继续进行[]。

拔除的人类天然牙齿(NT)被认为是离体研究的金标准;然而,它们也存在几个缺点,最主要的是标准化非常困难[],这不仅是根管系统解剖结构的结果,而且是供体年龄的结果,这对牙本质的性质有影响[]。通过真实NT的显微计算机断层扫描(microCT)获得的三维打印牙齿(3DPT)已被用作NT的替代方法,为创建平衡的实验组提供了很好的机会[3,7,8,9,10,11,12,13,14]。对3DPT的主要担忧是树脂与人牙本质在不透射线性和硬度上的差异[3,7,9,10,12]。尽管如此,使用3DPT进行标准化研究的方案仍有待制定[]。

PolyJet (Stratasys Ltd., Eden Prairie, MN, USA) 打印基于逐层技术。该过程包括打印机的喷嘴沿 XY 平面移动,并在打印机床上喷涂液态光敏树脂,然后紫外线灯固化树脂。第一层完成后,打印机床将在Z平面上下降一层厚度,并重复另一层的沉积。对于研究环境中的小批量制造来说,这是一个具有潜在吸引力的选择。在存在空心部件或悬垂物的地方,喷嘴喷涂一层可拆卸的支撑材料[15,16,17]。支撑材料的去除方法包括手动破碎、在水压下或用氢氧化钠(NaOH)溶解或熔融[15,18,19]。然而,据报道,在3DPT根管内去除支撑材料存在困难[3,7,8,17,20],因此根管可能部分或全部充满支撑材料,这可能对制备前和/或后的microCT分析产生影响[]。®

为了使3DPT用于离体制备研究,它们的内部解剖结构应与原始NT相似,它们应该不含支持材料,它们在制备过程中的行为应与NT相同,并且它们应该能够评估两种制备系统之间的差异。据作者所知,没有研究描述由 PolyJet™ 打印的 3DPT 根管内去除支撑材料的方案。此外,关于内部解剖结构打印精度的现有文献仍然很少。

因此,本研究的第一个目的是通过比较 NT 与 3DPT 的内部解剖结构来评估支撑材料去除方案 (SMRP) 对根管内的有效性。原假设是 NT 和 3DPT 的内部解剖结构之间没有差异。本研究的第二个目的是比较 NT 和 3DPT 之间使用 ProTaper Gold(Dentsply-Sirona, Fair Lawn, NJ, USA) (PTG) 准备的行为。原假设是NT和3DPT之间的制备行为没有差异。本研究的第三个目的是比较 3DPT 在制备过程中与两种不同的制备系统的行为,即 PTG 和 Endogal(Endogal,Galician Endodontics Company,Lugo,Spain)(ENDG)。原假设是 PTG 和 ENDG 之间不存在差异。®®

2. 材料与方法

该研究方案得到了费尔南多·佩索阿大学伦理委员会(FCS/PI 429/23)的批准。基于先前一项评估塑形能力的研究[]的数据,使用G*Power 3.1.9.7软件(Heinrich Heine,杜塞尔多夫大学,德国杜塞尔多夫)进行样本量计算,α类型误差为0.05,β功效为0.95,效应量为1.79输入到t检验族中, 导致所需的样本量为 16 个样本(每组 8 个),以观察组间的显着差异。每组使用10个样品,以补偿实验过程中可能的样品损失。

2.1. 自然标本选择

使用了 45 颗上颌恒磨牙的初始池,这些磨牙是出于与本研究无关的原因而提取的。将牙齿收集并储存在蒸馏水中直至使用。在近远端和颊舌方向进行 X 线片检查,以确保符合纳入标准。纳入标准是牙齿的顶端完全形成,没有牙根断裂,感兴趣区域没有外部和内部吸收或腐烂组织的迹象,没有先前的牙髓治疗,以及曲率在20°和40°之间。曲率根据Schneider方法[]测量。从最初的样品中,选择了 14 颗牙齿。牙髓腔是使用圆形金刚石车针 #4 和 Endo-Z™ 车针(Dentsply Sirona, Fair Lawn, NJ, USA)在水冷下由高速手机驱动制备的。使用 K 锉 #10 (Dentsply Sirona) 探查耳道,直到锉刀的尖端通过根尖孔可见,以确保耳道通畅的存在。牙冠在距牙骨质交界处 4 毫米处切开,以创建一个便于未来参考的平台。然后使用microCT设备(Skyscan 1174;Bruker, Kontich, Belgium) 在 50 KV 和 800 mA 能量下;使用0.25 mm厚的铝滤光片,旋转步长为1.0,总旋转角度为180°,图像像素尺寸为16.65 μm,曝光时间为12,000 ms。使用NRecon版本1.7.46软件(Bruker,Kontich,Belgium)重建图像,其中引入了用于校正环形伪影(3)、平滑(3)和光束硬化(40%)的算法。CTAn 版本 1.20.3.0 软件(Bruker、Kontich、比利时)用于生成每颗牙齿的一个 STL 文件和相应牙道解剖结构的另一个 STL 文件。STL 文件被导出到免费软件平台(MeshLab 版本 2021.10)中,用于定性运河配置评估和选择 NT 进行复制。选择的牙齿是第二颗左上颌磨牙,它呈现出 3 个完全分离的牙根,每个牙根都有一个独立的牙根,没有任何侧牙根。近颊根呈椭圆形管,曲率为32°;颊根呈圆形小直径管,曲率为30°;腭根呈圆形大直径管,曲率为26°(图1).

 

天然牙齿 microCT 扫描的横截面图。

牙齿的STL文件使用“简化:二次边缘坍塌抽取”滤波器[]进行简化并准备用于3D打印,因为高分辨率STL文件是3D打印软件难以处理的过大文件[]。原始 STL 文件显示 3,298,498 个顶点和 6,598,466 个面,大小为 314 MB,简化的 STL 显示 798,881 个顶点和 1,599,232 个面,大小为 76.2 MB。STL 文件由 PolyJet™ 使用 Stratasys Object30 Prime™ 打印机(Stratasys Ltd., Eden Prairie, MN, USA)以高质量模式打印,层厚为 16 μm。高温 RGD525™ (Stratasys Ltd.) 和支撑材料 SUP706B™ (Stratasys Ltd.) 是打印的首选材料。齿水平显示,近中表面与打印机床体接触,其长轴平行于打印机头和打印机床的X轴(图2).

打印机床上的齿方向。

打印后,手动去除涉及牙齿和通路腔内部的支撑材料。支撑材料去除协议 (SMRP),总结在流程图 (图3),涉及使用 K-file #15(登士柏西诺德)、30G 聚丙烯体针 Irriflex(Produits dentaires SA,沃韦,瑞士)和内分泌激活剂(登士柏西诺德)和带有小内分泌激活剂尖端 (15/0.02) (登士柏西诺德)。使用冲洗剂,即 5% 的 NaOH 溶液、5% Derquim LM 01 碱性洗涤剂(ITW Reagents,S.R.L.,Castellar del Vallès,Spain)、蒸馏水和 70% 酒精。SMRP 步骤是 (1) 用 5 mL 5% NaOH 清洁通路腔,对于每个管,(2) 被动地进入管中 K-file #15,直到锉刀的尖端刚好通过根尖孔可见,以确保管的通畅,然后在高压下用 5 mL 5% NaOH 冲洗。此步骤重复5次,以在该步骤结束时实现冲洗挤出。然后,用 35 mL 5% NaOH 灌溉;在此步骤中,如果失去冲洗剂挤出,即失去通畅性,则像以前一样使用 K-file #15;(4)使用内生激活剂(Dentsply Sirona)在高频下进行冲洗性声波激活,持续30秒,上下运动,振幅为4 mm;(5) 用 5 mL 5% NaOH 灌溉;(6)如前所述的冲洗性声波激活;(7) 用 5 mL 5% Derquim LM 01 碱性洗涤剂冲洗;(8)如前所述的冲洗性声波激活;(9)用5 mL蒸馏水灌溉;(10)如前所述的冲洗性声波激活;(11)用5 mL蒸馏水灌溉;(12) 用 2 mL 70% 酒精冲洗。®

支撑材料去除协议流程图。

通过这种方式,将 20-3DPT 样本 (n = 20) 随机分配(www.random.org,于 2023 年 1 月 10 日访问)到两个实验组 (n = 10)、PTG 和 ENDG (图4),获得。

天然牙齿(A)和3D打印牙齿(B,C)从不同的角度。

依次使用microCT设备(Skyscan 1174;Bruker) 在 50 KV;800 mA 能量;旋转步长为 1.0,总旋转角度为 180°,图像像素尺寸为 16.65 μm,曝光时间为 12,000 ms。使用NRecon v 1.7.46软件重建图像,其中引入了用于校正环形伪影(5)、平滑(3)和光束硬化(50%)的算法。

2.2. 根管准备

所有准备工作均由一名操作员完成,该操作员在牙髓病学领域拥有 22 年的临床经验,并具有在临床上使用 PTG 和 ENDG 系统的经验。牙齿使用ProTrain系统(Simit Dental Srl,曼图亚,意大利)安装到位。工作长度 (WL) 是通过从 SMRP 期间获得的值中取 1 mm 来确定的。颊管的 WL 为 16 mm,腭管的 WL 为 15 mm。根据制造商的建议,使用电动机 X-Smart Plus(登士柏西诺德)以连续顺时针旋转的方式操作锉刀,进行进出啄食运动(2-3 毫米振幅)。®®

2.3. 用 PTG 制备 NT 和 I 组

使用 ProGlider 仪器 (Dentsply Sirona)(尺寸尖端为 16,逐渐锥度为 0.02 至 0.08)创建滑行路径,直到达到 WL。PTG系统的所有文件都具有凸三角形截面和渐进锥度[],除了SX文件除外,SX文件仅用于日冕干扰消除,顺序为SX (19/0.04)、S1 (18/0.02)、S2 (20/0.04)、F1 (20/0.07)和F2 (25/0.08)。使用带有 K 文件 #10 的每种仪器后检查通畅性。这些仪器用于一颗牙齿的准备;之后,他们被出院了。使用 Irriflex(Produits dentaires SA,Vevey,Switzerland)针头用 5 mL 5.25% NaOCl(Cerkamed,Stalowa Wola,波兰)和 5 mL 蒸馏水(3DPT)在每个文件之间进行根管冲洗,并用内切激活剂以小尖端高频激活 30 秒。制备后,用 5 mL 冲洗剂冲洗管道两次,并用内分泌激活剂 (Dentsply Sirona) 激活,因此每条管道的总冲洗量为 40 mL。最后,用纸点(Dentsply Sirona)干燥运河。®®®®

2.4. 使用 ENDG 编制 II 组

使用 A (15/0.03) 仪器创建滑行路径,直到达到 WL。ENDG系统是一个新系统,具有平行四边形横截面和恒定4%和6%锥度的仪器[],所有文件都使用到WL,但X文件除外,X文件仅用于日冕干扰消除,序列为X(25/0.09),B(20/0.04),C(25/0.04)和D(25/0.06)。使用带有 K 文件 #10 的每种仪器后检查通畅性。这些仪器用于一颗牙齿的准备;之后,他们被出院了。使用Irriflex针头用5ml蒸馏水在每个文件之间进行根管冲洗,并用内切激活剂以高频率激活,用小尖端激活30秒。制备后,用 5 mL 冲洗剂冲洗管道 3 次,并用 Endoactivator 激活,因此每条管道的总冲洗量为 40 mL。最后,用纸点擦干运河。®®®

根据与最初建立的相同扫描和重建参数,分别对 NT 组和两个 3DPT 组进行了新的 microCT 扫描。

2.5. MicroCT评估

其中一位作者进行了microCT评估,对各组不知情。将制备前后的图像与DataViewer v 1.5.6.2软件(Bruker microCT)的3D配准应用程序叠加,并使用CTAnv v v 1.20.3.0软件(Bruker microCT)处理获得的数据。感兴趣区域设置从分叉区域到根的顶点。

通过从制备后的值中减去制备前的值来量化去除的牙本质和质心的体积[]。根据评估样品的方向,质心X改变的正值意味着颊方向的改变,质心Y的近中方向和尖端方向的质心Z的改变[]。通过使用以下公式计算所有截面的 X、Y 和 Z 坐标值的矢量位移来研究输运,其中“a”在准备之后,“b”在准备之前:[]。

通过静态体素数与根管表面存在的体素总数的比较来计算未准备区域的百分比[]。评估的3DPT牙齿体积扩张对应于3DPT牙齿体积与NT体积的比率[]。

2.6. 统计分析

收集的数据使用 IBM SPSS Statistics 版本 26.0 软件进行处理。应用Shapiro-Wilk检验验证数据的正态性。因此,对于正态分布和非正态分布,应用了单样本 t 检验或单样本 Wilcoxon 符号秩检验和独立样本 t 检验或 Mann-Whitney U 检验。所有统计检验的显著性水平为5%(p < 0.05)。

3. 结果

准备前牙道体积、质心 X、Y 和 Z 的测量值,以及 3DPT 的牙齿体积扩张百分比显示在表1.NT和3DPT在所有变量上均无统计学意义差异(p > 0.05)(图5图6).

在支撑材料去除方案之后和准备之前从不同角度对 microCT 扫描进行代表性的 3D 重建。()天然牙齿;(B) ProTaper Gold 组的 3D 打印牙齿;(C)Endogal组的3D打印牙齿。®

准备前后 microCT 扫描的横截面图。()天然牙齿;(B) 带有ProTaper Gold组的3D打印牙齿;(C)具有Endogal组的3D打印牙齿。®

表1

在准备天然牙齿和 3D 打印牙齿之前进行微计算断层扫描分析。

数据 天然牙齿 3D打印牙齿
运河容积 (mm3) 12.08 平均±标清 11.99 ± 0.55
中位数 12.07
质心 X (mm) 10.92 平均±标清 10.92 ± 0.09
中位数 10.93
质心 Y (mm) 10.37 平均±标清 10.35 ± 0.07
中位数 10.35
质心 Z (mm) 8.03 平均±标清 8.02 ± 0.09
中位数 8.04
牙齿体积扩张 (%) 平均±标清 0.73 ± 0.77
中位数 0.68

使用PTG系统制备前后的NT和3DPT的比较见表2.在制备前的所有变量上,NT和3DPT之间无统计学意义差异(p > 0.05)。3DPT在制备后表现出与NT相似的行为,>因为在管体积、制备后质心X、Y和Z的测量、去除牙本质的体积、体积增加的百分比、质心X、Y和Z的改变、运输和未准备区域的百分比(图6图7).

从不同角度对制备前(绿色)和制备后(红色)进行 microCT 扫描的代表性 3D 重建。()天然牙齿;(B) 带有ProTaper Gold组的3D打印牙齿;(C)具有Endogal组的3D打印牙齿。®

表2

使用 ProTaper Gold 对天然牙齿和 3D 打印牙齿进行准备前后的微计算机断层扫描分析。®

数据 天然牙齿 3D打印牙齿
运河容积 (mm3) 12.08 平均±标清 12.12 ± 0.42
中位数 12.12
17.75 平均±标清 17.89 ± 0.69
中位数 17.66
去除牙本质的体积 5.68 平均±标清 5.77 ± 0.66
中位数 5.67
成交量增加百分比 46.99 平均±标清 47.68 ± 6.09
中位数 45.50
质心 X (mm) 10.92 平均±标清 10.92 ± 0.07
中位数 10.87
11.38 平均±标清 11.33 ± 0.13
中位数 11.32
改变 0.46 平均±标清 0.41 ± 0.17
中位数 0.41
质心 Y (mm) 10.37 平均±标清 10.37 ± 0.07
中位数 10.40
10.50 平均±标清 10.53 ± 0.04
中位数 10.53
改变 0.13 平均±标清 0.16 ± 0.07
中位数 0.15
质心 Z (mm) 8.03 平均±标清 8.01 ± 0.11
中位数 8.04
8.10 平均±标清 8.01 ± 0.10
中位数 8.02
改变 0.07 平均±标清 0.01 ± 0.015
中位数 0.02
运输量
(mm)
0.48 平均±标清 0.48 ± 0.14
中位数 0.45
未准备面积 (%) 57.64 平均±标清 54.97 ± 3.79
中位数 53.88

制备前的总体测量结果,以及 PTG 和 ENDG 仪器系统在 3DPT 上的整形性能结果,请参见表3.两组在准备前后的所有变量上差异无统计学意义(p > 0.05)。(图6图7).

表3

使用 ProTaper Gold 和 EndoGal 对 3D 打印牙齿进行准备前后的微计算断层扫描分析。®®

数据 ProTaper Gold®
运河容积 (mm3) 平均±标清 12.12 ± 0.42 11.86 ± 0.66
中位数 12.12 11.82
平均±标清 17.89 ± 0.69 17.02 ± 0.61
中位数 17.66 17.06
去除牙本质的体积 平均±标清 5.77 ± 0.66 5.24 ± 1.02
中位数 5.67 5.49
成交量增加百分比 平均±标清 47.68 ± 6.09 45.02 ± 10.89
中位数 45.50 47.25
质心 X (mm) 平均±标清 10.92 ± 0.07 10.92 ± 0.11
中位数 10.87 10.96
平均±标清 11.33 ± 0.13 11.37 ± 0.06
中位数 11.32 11.35
改变 平均±标清 0.41 ± 0.17 0.45 ± 0.09
中位数 0.41 0.43
质心 Y (mm) 平均±标清 10.37 ± 0.07 10.33 ± 0.06
中位数 10.40 10.32
平均±标清 10.53 ± 0.04 10.44 ± 0.05
中位数 10.53 10.45
改变 平均±标清 0.16 ± 0.07 0.11 ± 0.05
中位数 0.15 0.13
质心 Z (mm) 平均±标清 8.01 ± 0.11 8.03 ± 0.07
中位数 8.04 8.01
平均±标清 8.01 ± 0.10 8.07 ± 0.09
中位数 8.02 8.11
改变 平均±标清 0.01 ± 0.015 0.05 ± 0.09
中位数 0.02 0.02
运输量
(mm)
平均±标清 0.48 ± 0.14 0.49 ± 0.11
中位数 0.45 0.47
未准备面积 (%) 平均±标清 54.97 ± 3.79 56.41 ± 5.11
中位数 53.88 55.39

4. 讨论

本研究描述了 SMRP,并根据 NT 样本的 microCT 扫描比较了 NT 和 3DPT 之间的根管解剖结构。比较制备前 NT 和 3DPT 的体积和质心 X、Y 和 Z,我们的研究结果表明它们之间没有统计学上的显着差异。因此,原假设被接受。这些发现表明,所描述的 SMRP 可有效去除本研究中使用的支撑材料SUP706B™,并且 PolyJet™ 足以打印与 NT 具有相似内部解剖结构的 3DPT。这里描述的SMRP是基于通用制造商的适应症,通过增溶SUP706B™去除支撑材料,其中在清洁站中使用2%的NaOH碱性溶液和1%的偏硅酸钠溶液,然后进行水冲洗[]。NaOH 是本文所述的 SMRP 的基础,并使用 Derquim LM 01 碱性洗涤剂,这是一种基于 NaOH 和阴离子和非离子表面活性剂的洗涤剂,对根管壁产生清洁作用,以模仿偏硅酸钠的洗涤剂功能。®

使用内切激活剂进行声波激活,通过产生耳道内冲洗剂搅动和流动来改善冲洗剂的作用。由于内切激活剂尖端与根管壁的接触会抑制其自由振荡,从而减少冲洗液流,因此将尖端尽可能深地放置而不接触根管壁[]。然而,即使发生接触,内切激活剂尖端也是一种聚酰胺,它不会产生活跃的根管切割,从而降低了根管解剖结构改变的风险[]。使用的Irriflex针是一种聚乙烯柔韧针头,在根管内具有更顺畅的进展,并且不会楔入根管壁。它呈现出两个侧面开口,产生两个朝向根管壁方向的射流,并以高流速提供大量冲洗剂,临床上最小 顶端挤压的风险[]。然而,为了使 SMRP 有效,灌溉必须在高压下进行,并且针尖尽可能靠近顶点,以便发生冲洗剂挤出。®®®®

然而,我们的研究结果显示,在对评估的参数进行检测之前,3DPT 的值存在差异,这意味着它们之间的 3DPT 不相等。相对于根管解剖结构,这可能是我们协议的结果,因为根管通畅对于其有效性是强制性的,如前所述,在冲洗剂挤出的目视观察中被追踪。为此,选择K-file #15,因为在150μm以下的通道中,很难去除支撑材料[],并且每个通道都必须使用五次。在这次使用之后,如果失去了通畅性,则使用 K 文件 #15 来重建它。尽管以被动方式使用,但这意味着所有根管的K-file #15插入次数并不相同,应考虑其对根管解剖结构的影响[]。

关于3DPT的总体积,已经描述了PolyJet™打印为了扩大而发生的体积变化[]。这项研究的结果表明,体积膨胀了 0.77%,这也可以解释 3DPT 之间的差异。本研究的结果与先前研究中提到的0.71%相当[];然而,在该研究中,3DPT 的 STL 文件和体积分析是通过 3D 扫描仪实现的,与本研究的 microCT 方法形成鲜明对比。

另一个应该解决的问题是,尽管与其他3D打印技术相比,PolyJet™的尺寸误差最小[16,35,36,37],但其精度取决于所使用的材料,打印物体的几何形状以及与打印头和打印机床相关的方向[15,34,38].在先前的研究中,用平行于打印机床的X、Y或Z轴的长轴打印矩形平面部分,得出的结论是,打印部分的长轴应平行于X轴[]。然而,据作者所知,在打印牙齿时从未研究过这一特征,并且在单个根牙中,长轴很容易被定义为根的长轴。在本研究中,使用了多根牙,因此将其作为一个整体进行测量,最长距离在颊到腭方向,因此将其视为长轴,并且3DPT打印如下图所示图2.尽管如此,未来的研究应该评估根据打印机床的 X、Y 或 Z 轴,哪个是生产多根齿的最佳方向,以及这是否与 3DPT 的准确性有关。另外,应该注意的是,STL文件被简化并为3D打印做准备,这个动作也可能导致一定程度的失真[]。未来的研究应评估 STL 文件支持哪种简化级别,而不会相对于 NT 产生显着失真。

本研究中使用的 NT 的牙冠被切开,并呈现出具有三种不同类型的管的内部解剖结构;然而,它没有出现任何解剖学上的不规则性,如侧管或峡部,已知这些只有冲洗剂才能接触到[]。需要进一步的研究来评估支撑材料在牙冠饱满和解剖学不规则的牙齿中的有效性。

关于本研究的第二个目的,为了使 3DPT 用于离体制备研究,它们在制备过程中的行为应该像 NT 一样。目前关于牙本质去除量、体积增加百分比、运输和未准备区域的结果表明,它们之间没有统计学上的显着差异。因此,原假设被接受,可以得出结论,当用PTG制备时,3DPT的行为方式与NT相似。对3DPT的主要担忧是树脂和人牙本质之间的硬度差异[3,7,9,10,12]。高温RGD525™是一种不透明模型材料,具有出色的尺寸稳定性,拉伸强度为70-80 Mpa,弹性模量为3200-3500 Mpa,弯曲强度为110-130 MPa []。相比之下,人牙本质的拉伸强度为44.4-97.8 MPa,靠近牙髓的内牙本质值较低[],弹性模量为1375-1931 MPa[],弯曲强度为171-254 MPa[]。打印材料和牙本质之间的所有这些值都是近似值;但是,应该注意的是,材料结构与牙本质的管状结构不同。

关于第三个目标,去除牙本质的体积、体积增加的百分比、运输和未制备区域的结果表明,两种制备系统之间没有统计学上的显着差异。因此,原假设被接受。然而,尽管没有统计学上的显着差异,但观察到 ENDG 产生的体积增加较低,去除牙本质的体积较少,未制备区域的百分比较高,从而表明 3DPT 适用于评估两种制备系统之间的差异。

据作者所知,没有其他研究使用microCT评估ENDG系统的整形特性,因此目前的结果无法与其他结果进行比较。关于本研究中观察到的PTG系统的结果,体积增加的百分比为47.68%,在文献中,范围为18.7%至163.32%[22,24,44,45,46]。未准备面积的百分比为54.97%,而文献中为3.57%-46.85%[22,24,44,45,46,47,48]。目前的研究结果与文献之间的差异可以通过使用的牙齿或耳道类型来解释。大多数研究使用下颌磨牙近中管;这些研究显示,与使用下颌切牙或前磨牙等的研究相比,体积增加百分比的值较高,而未准备面积的百分比值较小[]。运河几何形状的变化对制备技术有影响[]。人们普遍认为,制备椭圆形耳道是一项挑战,且此类耳道中未准备区域百分比的值较小与准备过程中的刷牙运动有关,而与啄食运动无关[]。

在本研究中,所有准备工作均由牙髓病学领域具有两种系统临床经验的经验丰富的牙医进行,操作者的主要批评意见是与 NT 相比,3DPT 的旋入效应更高,这导致准备工作更加困难,即使具有 2-3 毫米振幅的受控啄食运动。旋入效应是旋转仪器被拉入耳道的趋势。它受运动学类型、仪器的横截面或锥度以及转速的影响[52,53,54,55]。在本研究中,使用了制造商推荐的每分钟转数 (rpm) 和扭矩。需要进一步的研究来确定转速、扭矩、啄食运动振幅值和仪器设计的变化如何影响 3DPT 准备。

如前所述,使用3DPT进行标准化研究的方案仍有待制定[]。本研究在其局限性内,描述了一种有效的支撑材料SUP706B™去除方案,表明用高温 RGD525™ 材料打印的 3DPT 在牙髓准备过程中具有与 NT 相似的行为。尽管如此,我们建议未来的研究需要使用3DPT实现研究的标准化。总之,建立多根牙的打印机床的最佳取向;如果所描述的SMRP在其他类型的根形态中有效,则在不丢失信息的情况下,STL文件的最大简化程度;并确定啄食运动的转速、扭矩和振幅值的变化以及仪器设计如何影响 3DPT 的准备。

5. 结论

在本研究的局限性内,可以得出结论,所描述的 SMRP 可有效去除支撑材料SUP706B™。PolyJet™ 足以打印 3DPT。此外,用高温 RGD525™ 打印的 3DPT 在使用 PTG 进行牙髓治疗时具有与 NT 相似的行为,并且在比较两种制备系统时可以使用 3DPT。

引用

1. AAE Glossary of Endodontic Terms. [(accessed on 4 May 2022)]. Available online: https://www.aae.org/specialty/clinical-resources/glossary-endodontic-terms/
2. Pinheiro S.R., Alcalde M.P., Vivacqua-Gomes N., Bramante C.M., Vivan R.R., Duarte M.A.H., Vasconcelos B.C. Evaluation of apical transportation and centring ability of five thermally treated NiTi rotary systems. Int. Endod. J. 2018;51:705–713. doi: 10.1111/iej.12881. [PubMed] [CrossRef[]
3. Hulsmann M. A critical appraisal of research methods and experimental models for studies on root canal preparation. Int. Endod. J. 2022;55((Suppl. S1)):95–118. doi: 10.1111/iej.13665. [PubMed] [CrossRef[]
4. Reis T., Barbosa C., Franco M., Baptista C., Alves N., Castelo-Baz P., Martin-Cruces J., Martin-Biedma B. 3D-Printed Teeth in Endodontics: Why, How, Problems and Future-A Narrative Review. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022;19:7966. doi: 10.3390/ijerph19137966. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
5. De-Deus G., Rodrigues E.A., Lee J.K., Kim J., Silva E., Belladonna F.G., Simoes-Carvalho M., Souza E.M., Versiani M.A. Taper 0.06 Versus Taper 0.04: The Impact on the Danger Zone. J. Endod. 2023;49:536–543. doi: 10.1016/j.joen.2023.02.009. [PubMed] [CrossRef[]
6. Arola D.D., Gao S., Zhang H., Masri R. The Tooth: Its Structure and Properties. Dent. Clin. N. Am. 2017;61:651–668. doi: 10.1016/j.cden.2017.05.001. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
7. Reymus M., Fotiadou C., Kessler A., Heck K., Hickel R., Diegritz C. 3D printed replicas for endodontic education. Int. Endod. J. 2019;52:123–130. doi: 10.1111/iej.12964. [PubMed] [CrossRef[]
8. Orel L., Velea-Barta O.-A., Nica L.-M., Boscornea-Pușcu A.-S., Horhat R.M., Talpos-Niculescu R.-M., Sinescu C., Duma V.-F., Vulcanescu D.-D., Topala F., et al. Evaluation of the Shaping Ability of Three Thermally Treated Nickel–Titanium Endodontic Instruments on Standardized 3D-printed Dental Replicas Using Cone-Beam Computed Tomography. Medicina. 2021;57:901. doi: 10.3390/medicina57090901. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
9. Kolling M., Backhaus J., Hofmann N., Kess S., Krastl G., Soliman S., Konig S. Students’ perception of three-dimensionally printed teeth in endodontic training. Eur. J. Dent. Educ. 2022;26:653–661. doi: 10.1111/eje.12743. [PubMed] [CrossRef[]
10. Karatekin A.O., Keles A., Gencoglu N. Comparison of continuous wave and cold lateral condensation filling techniques in 3D printed simulated C-shape canals instrumented with Reciproc Blue or Hyflex EDM. PLoS ONE. 2019;14:e0224793. doi: 10.1371/journal.pone.0224793. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
11. Kooanantkul C., Shelton R.M., Camilleri J. Comparison of obturation quality in natural and replica teeth root-filled using different sealers and techniques. Clin. Oral Investig. 2023;27:2407–2417. doi: 10.1007/s00784-023-04884-9. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
12. Ordinola-Zapata R., Bramante C.M., Duarte M.A., Cavenago B.C., Jaramillo D., Versiani M.A. Shaping ability of reciproc and TF adaptive systems in severely curved canals of rapid microCT-based prototyping molar replicas. J. Appl. Oral Sci. 2014;22:509–515. doi: 10.1590/1678-775720130705. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
13. Lee K.Y., Cho J.W., Chang N.Y., Chae J.M., Kang K.H., Kim S.C., Cho J.H. Accuracy of three-dimensional printing for manufacturing replica teeth. Korean J. Orthod. 2015;45:217–225. doi: 10.4041/kjod.2015.45.5.217. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
14. Moraes R.D.R., Santos T., Marceliano-Alves M.F., Pintor A.V.B., Lopes R.T., Primo L.G., Neves A.A. Reciprocating instrumentation in a maxillary primary central incisor: A protocol tested in a 3D printed prototype. Int. J. Paediatr. Dent. 2019;29:50–57. doi: 10.1111/ipd.12429. [PubMed] [CrossRef[]
15. Kent N.J., Jolivet L., O’Neill P., Brabazon D. An evaluation of components manufactured from a range of materials, fabricated using PolyJet technology. Adv. Mater. Process. Technol. 2017;3:318–329. doi: 10.1080/2374068X.2017.1330856. [CrossRef[]
16. Herpel C., Tasaka A., Higuchi S., Finke D., Kuhle R., Odaka K., Rues S., Lux C.J., Yamashita S., Rammelsberg P., et al. Accuracy of 3D printing compared with milling—A multi-center analysis of try-in dentures. J. Dent. 2021;110:103681. doi: 10.1016/j.jdent.2021.103681. [PubMed] [CrossRef[]
17. Macdonald N.P., Cabot J.M., Smejkal P., Guijt R.M., Paull B., Breadmore M.C. Comparing Microfluidic Performance of Three-Dimensional (3D) Printing Platforms. Anal. Chem. 2017;89:3858–3866. doi: 10.1021/acs.analchem.7b00136. [PubMed] [CrossRef[]
18. Kessler A., Hickel R., Reymus M. 3D Printing in Dentistry-State of the Art. Oper. Dent. 2020;45:30–40. doi: 10.2341/18-229-L. [PubMed] [CrossRef[]
19. Stratasys SUP706 and SUP706B Support Material—EN PolyJet Best Practice. [(accessed on 27 January 2022)]. Available online: https://support.stratasys.com/en/Materials/PolyJet/PolyJet-Support
20. Smutny M., Kopecek M., Bezrouk A. An Investigation of the Accuracy and Reproducibility of 3D Printed Transparent Endodontic Blocks. Acta Medica. 2022;65:59–65. doi: 10.14712/18059694.2022.19. [PubMed] [CrossRef[]
21. Reis T., Barbosa C., Franco M., Batista C., Alves N., Castelo-Baz P., Martin-Cruces J., Martin-Biedma B. Root Canal Preparation of a Commercial Artificial Tooth versus Natural Tooth—A MicroCT Study. Appl. Sci. 2023;13:9400. doi: 10.3390/app13169400. [CrossRef[]
22. Gagliardi J., Versiani M.A., de Sousa-Neto M.D., Plazas-Garzon A., Basrani B. Evaluation of the Shaping Characteristics of ProTaper Gold, ProTaper NEXT, and ProTaper Universal in Curved Canals. J. Endod. 2015;41:1718–1724. doi: 10.1016/j.joen.2015.07.009. [PubMed] [CrossRef[]
23. Schneider S.W. A comparison of canal preparations in straight and curved root canals. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. 1971;32:271–275. doi: 10.1016/0030-4220(71)90230-1. [PubMed] [CrossRef[]
24. Silva E., Ajuz N.C., Martins J.N.R., Antunes B.R., Lima C.O., Vieira V.T.L., Braz-Fernandes F.M., Versiani M.A. Multimethod analysis of three rotary instruments produced by electric discharge machining technology. Int. Endod. J. 2023;56:775–785. doi: 10.1111/iej.13915. [PubMed] [CrossRef[]
25. Faus-Matoses V., Faus-Llacer V., Ruiz-Sanchez C., Jaramillo-Vasconez S., Faus-Matoses I., Martin-Biedma B., Zubizarreta-Macho A. Effect of Rotational Speed on the Resistance of NiTi Alloy Endodontic Rotary Files to Cyclic Fatigue-An In Vitro Study. J. Clin. Med. 2022;11:3143. doi: 10.3390/jcm11113143. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
26. Perez Morales M.L.N., Gonzalez Sanchez J.A., Olivieri J.G., Elmsmari F., Salmon P., Jaramillo D.E., Terol F.D. Micro-computed Tomographic Assessment and Comparative Study of the Shaping Ability of 6 Nickel-Titanium Files: An In Vitro Study. J. Endod. 2021;47:812–819. doi: 10.1016/j.joen.2020.12.021. [PubMed] [CrossRef[]
27. Serefoglu B., Piskin B. Micro computed tomography evaluation of the Self-adjusting file and ProTaper Universal system on curved mandibular molars. Dent. Mater. J. 2017;36:606–613. doi: 10.4012/dmj.2016-255. [PubMed] [CrossRef[]
28. Donnermeyer D., Averkorn C., Burklein S., Schafer E. Cleaning Efficiency of Different Irrigation Techniques in Simulated Severely Curved Complex Root Canal Systems. J. Endod. 2023;49:1548–1552. doi: 10.1016/j.joen.2023.08.006. [PubMed] [CrossRef[]
29. Jiang L.M., Verhaagen B., Versluis M., van der Sluis L.W. Evaluation of a sonic device designed to activate irrigant in the root canal. J. Endod. 2010;36:143–146. doi: 10.1016/j.joen.2009.06.009. [PubMed] [CrossRef[]
30. Haupt F., Meinel M., Gunawardana A., Hulsmann M. Effectiveness of different activated irrigation techniques on debris and smear layer removal from curved root canals: A SEM evaluation. Aust. Endod. J. 2020;46:40–46. doi: 10.1111/aej.12342. [PubMed] [CrossRef[]
31. Provoost C., Rocca G.T., Thibault A., Machtou P., Bouilllaguet S. Influence of Needle Design and Irrigant Flow Rate on the Removal of Enterococcus faecalis Biofilms In Vitro. Dent. J. 2022;10:59. doi: 10.3390/dj10040059. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
32. Hartmann R.C., Peters O.A., de Figueiredo J.A.P., Rossi-Fedele G. Association of manual or engine-driven glide path preparation with canal centring and apical transportation: A systematic review. Int. Endod. J. 2018;51:1239–1252. doi: 10.1111/iej.12943. [PubMed] [CrossRef[]
33. Rebong R.E., Stewart K.T., Utreja A., Ghoneima A.A. Accuracy of three-dimensional dental resin models created by fused deposition modeling, stereolithography, and Polyjet prototype technologies: A comparative study. Angle Orthod. 2018;88:363–369. doi: 10.2319/071117-460.1. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
34. Mendřický R. Accuracy analysis of additive technique for parts manufacturing. MM Sci. J. 2016;2016:1502–1508. doi: 10.17973/MMSJ.2016_11_2016169. [CrossRef[]
35. Kim S.Y., Shin Y.S., Jung H.D., Hwang C.J., Baik H.S., Cha J.Y. Precision and trueness of dental models manufactured with different 3-dimensional printing techniques. Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop. 2018;153:144–153. doi: 10.1016/j.ajodo.2017.05.025. [PubMed] [CrossRef[]
36. Rouze l’Alzit F., Cade R., Naveau A., Babilotte J., Meglioli M., Catros S. Accuracy of commercial 3D printers for the fabrication of surgical guides in dental implantology. J. Dent. 2022;117:103909. doi: 10.1016/j.jdent.2021.103909. [PubMed] [CrossRef[]
37. Kim J.H., Pinhata-Baptista O.H., Ayres A.P., da Silva R.L.B., Lima J.F., Urbano G.S., No-Cortes J., Vasques M.T., Cortes A.R.G. Accuracy Comparison among 3D-Printing Technologies to Produce Dental Models. Appl. Sci. 2022;12:8425. doi: 10.3390/app12178425. [CrossRef[]
38. Bezek L., Meisel N., Williams C. Exploring variability of orientation and aging effects in material properties of multi-material jetting parts. Rapid Prototyp. J. 2016;22:826–834. doi: 10.1108/RPJ-11-2015-0169. [CrossRef[]
39. Chan C.W., Romeo V.R., Lee A., Zhang C., Neelakantan P., Pedulla E. Accumulated Hard Tissue Debris and Root Canal Shaping Profiles Following Instrumentation with Gentlefile, One Curve, and Reciproc Blue. J. Endod. 2023;49:1344–1351. doi: 10.1016/j.joen.2023.07.019. [PubMed] [CrossRef[]
40. Stratasys A.K. PolyJet™ Materials Reference Guide. [(accessed on 8 November 2023)]. Available online: https://support.stratasys.com/en/materials/polyjet/high-temp
41. Staninec M., Marshall G.W., Hilton J.F., Pashley D.H., Gansky S.A., Marshall S.J., Kinney J.H. Ultimate tensile strength of dentin: Evidence for a damage mechanics approach to dentin failure. J. Biomed. Mater. Res. 2002;63:342–345. doi: 10.1002/jbm.10230. [PubMed] [CrossRef[]
42. Chun K., Choi H., Lee J. Comparison of mechanical property and role between enamel and dentin in the human teeth. J. Dent. Biomech. 2014;5:1758736014520809. doi: 10.1177/1758736014520809. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
43. Plotino G., Grande N.M., Bedini R., Pameijer C.H., Somma F. Flexural properties of endodontic posts and human root dentin. Dent. Mater. 2007;23:1129–1135. doi: 10.1016/j.dental.2006.06.047. [PubMed] [CrossRef[]
44. Aazzouzi-Raiss K., Ramirez-Munoz A., Mendez S.P., Vieira G.C.S., Aranguren J., Perez A.R. Effects of Conservative Access and Apical Enlargement on Shaping and Dentin Preservation with Traditional and Modern Instruments: A Micro-computed Tomographic Study. J. Endod. 2023;49:430–437. doi: 10.1016/j.joen.2023.01.004. [PubMed] [CrossRef[]
45. Duque J.A., Vivan R.R., Cavenago B.C., Amoroso-Silva P.A., Bernardes R.A., Vasconcelos B.C., Duarte M.A. Influence of NiTi alloy on the root canal shaping capabilities of the ProTaper Universal and ProTaper Gold rotary instrument systems. J. Appl. Oral Sci. 2017;25:27–33. doi: 10.1590/1678-77572016-0230. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
46. Sivakumar M., Nawal R.R., Talwar S., Baveja C.P., Kumar R., Yadav S., Kumar S.S. Shaping, and disinfecting abilities of ProTaper Universal, ProTaper Gold, and Twisted Files: A correlative microcomputed tomographic and bacteriologic analysis. Endodontology. 2023;35:54–59. []
47. Silva E., Martins J.N.R., Lima C.O., Vieira V.T.L., Braz Fernandes F.M., De-Deus G., Versiani M.A. Mechanical Tests, Metallurgical Characterization, and Shaping Ability of Nickel-Titanium Rotary Instruments: A Multimethod Research. J. Endod. 2020;46:1485–1494. doi: 10.1016/j.joen.2020.07.016. [PubMed] [CrossRef[]
48. Yalniz H., Koohnavard M., Oncu A., Celikten B., Orhan A.I., Orhan K. Comparative evaluation of dentin volume removal and centralization of the root canal after shaping with the ProTaper Universal, ProTaper Gold, and One-Curve instruments using micro-CT. J. Dent. Res. Dent. Clin. Dent. Prospect. 2021;15:47–52. doi: 10.34172/joddd.2021.009. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
49. Peters O.A., Laib A., Gohring T.N., Barbakow F. Changes in root canal geometry after preparation assessed by high-resolution computed tomography. J. Endod. 2001;27:1–6. doi: 10.1097/00004770-200101000-00001. [PubMed] [CrossRef[]
50. Romeiro K., Brasil S.C., Souza T.M., Gominho L.F., Perez A.R., Perez R., Alves F.R.F., Rocas I.N., Siqueira J.F., Jr. Influence of brushing motions on the shaping of oval canals by rotary and reciprocating instruments. Clin. Oral Investig. 2023;27:3973–3981. doi: 10.1007/s00784-023-05022-1. [PubMed] [CrossRef[]
51. Hilaly Eid G.E., Wanees Amin S.A. Changes in diameter, cross-sectional area, and extent of canal-wall touching on using 3 instrumentation techniques in long-oval canals. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral Radiol. Endod. 2011;112:688–695. doi: 10.1016/j.tripleo.2011.05.007. [PubMed] [CrossRef[]
52. Ha J.H., Park S.S. Influence of glide path on the screw-in effect and torque of nickel-titanium rotary files in simulated resin root canals. Restor. Dent. Endod. 2012;37:215–219. doi: 10.5395/rde.2012.37.4.215. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef[]
53. Ha J.H., Kwak S.W., Sigurdsson A., Chang S.W., Kim S.K., Kim H.C. Stress Generation during Pecking Motion of Rotary Nickel-titanium Instruments with Different Pecking Depth. J. Endod. 2017;43:1688–1691. doi: 10.1016/j.joen.2017.04.013. [PubMed] [CrossRef[]
54. Kyaw M.S., Ebihara A., Kasuga Y., Maki K., Kimura S., Htun P.H., Nakatsukasa T., Okiji T. Influence of rotational speed on torque/force generation and shaping ability during root canal instrumentation of extracted teeth with continuous rotation and optimum torque reverse motion. Int. Endod. J. 2021;54:1614–1622. doi: 10.1111/iej.13485. [PubMed] [CrossRef[]
55. Kimura S., Ebihara A., Maki K., Nishijo M., Tokita D., Okiji T. Effect of Optimum Torque Reverse Motion on Torque and Force Generation during Root Canal Instrumentation with Crown-down and Single-length Techniques. J. Endod. 2020;46:232–237. doi: 10.1016/j.joen.2019.11.007. [PubMed] [CrossRef[]
作者于2024年4月29日发布于https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11052238/
迪吉医疗科技翻译,文章有删节,侵删。

相关文章

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

联系我们

联系我们

+86-10-5635 3186

邮箱: info@digimed.ltd

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部