Dimensional accuracy of mock-ups fabricated using conventional, additive, and subtractive manufacturing techniques: an in vitro study
このインビトロ研究では、3つの製造技術（従来法、付加製造、および除去製造）のすべてが前歯部モックアップにおいて同様の線形寸法を生み出した一方で、除去製造が最も高い面間適合精度を示し、従来型の成形は有意に低い深さ偏差を示したことが判明した。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
現代の歯科医療において、目標は単に壊れた歯を修理することから、完全に自然に見え、かつ自然な感覚を持つ笑顔を作り出すことへとシフトしています。これを実現するために、歯科医師はしばしば「モックアップ」と呼ばれる一時的なシミュレーションに頼ります。これは試運転のようなものだと考えてください。薄いプラスチックのようなシェル（殻）を患者の歯の上に被せることで、恒久的な処置が始まる前に、新しい笑顔がどのような見た目になるかを正確に示すことができます。このステップは極めて重要です。なぜなら、患者が将来の結果を視覚的に確認できるだけでなく、最終的な修復物のために天然の歯をどれだけ削る必要があるかを、歯科医師が正確に計画する助けとなるからです。もしモックアップが厚すぎれば、歯科医師は健康な歯を削りすぎてしまうかもしれませんし、薄すぎれば、最終的な結果が平坦に見えたり、違和感が生じたりする可能性があります。長年、これらの試行用のシェルは、シリコンの型と液体レジンを用いて手作業で作られてきました。これは、それを作る人の技術に大きく依存するプロセスでした。しかし最近では、テクノロジーの導入により、これらシェルの作成方法として2つの新しい手法が登場しました。一つは3Dプリンターを使用して層を積み重ねて構築する方法であり、もう一つはコンピュータ制御の機械を使用して固形ブロックから削り出す方法です。現在、この分野が直面している問いは、これらのハイテクな手法が、伝統的な手作業によるアプローチよりも正確なガイドを生み出すことができるのかという点です。
トラキヤ大学の研究チームは、これら3つの異なる手法で作られたモックアップの寸法精度を比較することで、この問いに答えるべく研究を行いました。彼らは患者に直接働きかけるのではなく、審美的なベニア治療を予定している10名のデジタルデータを使用しました。各個人に対し、チームは3つの異なるテクニックを用いて、6本の歯からなるモックアップを作成しました。それは、伝統的な手作業による成形法、機械が固形ディスクから形状を削り出す減法的（サブトラクティブ）な手法、そしてプリンターが層ごとに形状を構築していく加法的（アディティブ）な手法です。各モックアップが元のデジタルデザインとどの程度一致しているかを確認するため、研究チームはすべての検体を高精度な工業用スキャナーでスキャンしました。そして、物理的な物体を完璧なデジタル設計図と比較し、表面がいかに密接に一致しているか、また歯の特定の箇所における厚さをチェックしました。
結果は、モックアップの作り方がその形状を大きく変えることを明らかにしました。固形ブロックからモックアップを削り出した機械による手法が最も正確な結果を生み出し、デジタルデザインの面積の約75パーセントに一致しました。3Dプリントされたモックアップはそれに次いで、デザインの約59パーセントに一致しました。一方、伝統的な手作業による成型品は、約43パーセントしか一致しませんでした。機械による削り出しグループと手作業によるグループの差は統計的に有意であり、これは偶然によるものではないほど大きな隔たりであることを意味します。興味深いことに、全体の表面形状には差異が見られましたが、前歯の幅や犬歯間の距離といった歯の基本的な寸法については、3つのグループ間で驚くほど似通っていました。このことは、すべての手法が全体的なサイズを正しく捉えることはできるものの、表面の滑らかさや正確な輪郭については、使用するテクニックによって大きく異なることを示唆しています。
おそらく臨床的に最も重要な発見は、モックアップの厚さに関するものでした。これは、歯を削る際のガイドとしての役割を果たします。研究者たちは各歯の9つの異なる箇所で深さを測定したところ、3Dプリントおよび機械による削り出しのモックアップは、意図した厚さに非常に近く、平均的な偏差はほぼゼロ付近であったことが分かりました。対照的に、手作業によるモックアップは、特に歯肉線から切端（噛み合わせの端）に向かうにつれて、設計よりも薄くなる一貫した傾向を示しました。この内側への偏差は手作業のグループで最も顕著であり、樹脂を型に押し込み余剰分を取り除くという手作業のプロセスが、最終的な形状を収縮させる傾向があることを示唆しています。また、歯の形状も影響することが分かりました。より尖った曲線を持つ犬歯は厚さの偏差が最も大きかった一方で、より平坦な中切歯はより一貫していました。
これらの知見は、モックアップが歯を削るための精密なガイドとして機能する場合、デジタル手法が一致における明確な優位性を持つことを示唆しています。機械による削り出しのアプローチは最高の表面精度を提供し、3Dプリントによる手法は、厚さが計画に密接に一致するという点で中間的な選択肢となりました。伝統的な手作業による成形技術は、単純なプレビューとしては依然として有用ですが、厳格なガイドとして使用する場合、不均一な歯の形成を招く可能性のある変動性を伴います。研究者らは、本研究が管理された実験室環境で行われたため、唾液や体温などの要因は考慮されていないと述べていますが、データは製造プロセス自体が最終的な精度における主要な要因であることを明確に示しています。天然の歯の構造をできる限り保存することを目指す歯科医師にとって、これらの厚さの誤差を最小限に抑える製造方法を選択することが、より予測可能で成功した結果を得るための鍵となるでしょう。
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