Bond Strength of a GPDM-Based Self-Adhesive Cement Compared to Conventional Resin Cements on 3D-Printed Crown Material

技術要約：3Dプリントクラウン材に対するGPDMベースのセルフアドヒーシブセメントと従来のレジンセメントの接着強度の比較

問題提起
3Dプリントによる永久修復物の臨床的成功は、修復材とレジンセメント間の接着の耐久性に大きく依存している。レジン系合着セメントは3Dプリント材料に対して有効であることが知られているが、経時変化後のこれら特定の基質に対する従来型セメントとセルフアドヒーシブセメントの性能に関する比較データは依然として限られている。本研究は、3Dプリントされた永久クラウン材に適用された4種類の異なるレジンセメントの剪断結合強度（SBS）およびマイクロ引張結合強度（µTBS）を評価・比較する必要性に取り組むものである。

方法論
本研究は、堅牢な統計学的パワー解析（目標効果量 Cohen's f = 0.40、検出力 = 0.82）を用いたin vitro設計を用いた。

• 試験片の作製： 3Dプリント永久クラウン樹脂（Formlabs社製）を使用し、ExoCADソフトウェアとFormlabs製3Dプリンターを用いて、SBS試験用の正方形試験片（20 mm x 20 mm x 2 mm）およびµTBS試験用の円柱形試験片（直径1 mm x 長さ10 mm）を作製した。
• セメント群： 以下の4つのデュアルキュア・レジンセメント群をテストした：
  • 従来型 (C1, C2)： i-Fix Duo (i-dental) および GC-LinkForce (GC Corp.)。いずれもボンディングエージェント（G-Premio Bond）を必要とする。
  • セルフアドヒーシブ (S1, S2)： G-Cem ONE (GC Corp.) および Nova Resin (Imıcrly)。ボンディングエージェントなしで適用される。
• 表面処理： 試験片を600グリットの炭化ケイ素でサンドブラスト処理し、イソプロピルアルコールで洗浄した。
• 老化試験： すべてのサンプルに対し、臨床使用における1年間に相当する熱サイクル（5～55°C、10,000サイクル）を行った。
• 試験プロトコル：
  • SBS： ユニバーサル試験機を用い、1 mm/sで試験した。
  • µTBS： マイクロ引張試験機を用い、0.5 mm/sで試験した。
• 分析： 破断面を電子顕微鏡および実体顕微鏡（x40）で観察し、接着破壊、凝集破壊、または混合破壊に分類した。統計解析は、One-way ANOVAおよびTukey way HSD事後検定を用いて行った。

主な結果

• 剪断結合強度 (SBS)： 群間で有意差が認められた (p < 0.05)。Nova Resin (S2) と GC-LinkForce (C2) が最も高い結合強度を示し、両者の間に統計的な差はなかった。これら両群は、i-Fix Duo (C1) および G-Cem ONE (S1) よりも有意に強かった。特筆すべき点として、カテゴリーとしてのセルフアドヒーシブ系と従来型レジンセメント系との間に、結合強度における全体的な統計的差は認められなかった。
• マイクロ引張結合強度 (µTBS)： 同様に有意差が認められた (p < 0.05)。Nova Resin (S2) は他の3群と比較して最も低いµTBS値を示し、引張荷重下での保持抵抗が低いことが示された。
• 破断分析：
  • SBS： 凝集破壊が最も頻繁に見られた破断形式であった。
  • µTBS： 混合破壊は、接着破壊および凝集破壊よりも統計的に有意に少なかった。
  • Nova Resin (S2)： この群は凝集破壊の頻度が高く、これは界面ではなくセメント自体の中で破壊が生じたことを示唆している。

主要な寄与および主張
本研究は、使用される特定のレジンセメントによって、3Dプリント基質に対する結合強度が有意に変化することを確認し、帰無仮説を棄却した。

• 化学的メカニズム： Nova Resin (S2) の高いSBSは、その化学組成、具体的にはGPDM（グリセロールリン酸ジメタクリレート）および4-METAモノマーの存在に起因するとされる。著者らは、これらの酸性リン酸モノマーが、ジルコニア上の10-MDPと同様のメカニズムで、樹脂基質と強力な化学結合を形成することを示唆している。
• 材料適合性： GC-LinkForce (C2) の高い性能は、3Dプリントクラウン材との構造的な類似性（Bis-EMA）に関連しており、これが熱サイクル後も結合強度をより良く維持している可能性がある。
• 破断形態と強度の関係： 本研究は、破断形態と強度値の間の複雑な関係を浮き彫りにした。Nova Resin (S2) は最高のSBSを達成した一方で、最も低いµTBSを記録した。著者らは、S2群における高い凝集破壊率が、界面の弱さではなく、セメントの物理的特性（具体的には70%の高いフィラー含有量と親水性ジメタクリレート含有量）に関連していると提唱している。凝集破壊は、引張応力下ではセメント自体の内部的な物理的強さが制限要因となることを示唆している。

意義および限界
本論文は、GPDMベースのセルフアドヒーシブセメント（Nova Resin）と、ユニバーサルアドヒーシブを用いた従来型セメント（GC-LinkForce）の両方が、3Dプリントクラウンに対して剪断力への優れた抵抗力を提供すると結論付けている。しかし、臨床医は、特に引張力への抵抗が重要となるクラウン長が短い修復物において、Nova ResinのµTBSの性能に関して注意を払うべきである。

著者らは、臨床への適用性に関して控えめな立場を維持している。彼らは、複雑な生物学的口腔環境（酵素活性、細菌副産物）を完全に再現できていないことや、単一の3Dプリント樹脂材料のみを使用していることなどの限界を明示的に認めている。したがって、本研究は、in vitroの結果は有望ではあるものの、これらの材料の性能を決定づけるためには長期的な臨床試験が必要であることを強調している。