《The Journal of Prosthetic Dentistry》:Comparison of fracture strength of implant-supported immediate restorations with different polymeric structures fabricated by additive and subtractive manufacturing
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骨折强度比较;PMMA与PEEK材料;增材与减材制造;钛基台与PEEK基台;动态载荷与热循环测试
作者:Elif Tuba Ak?in、Mehmet Ali K?l??arslan、Lale Karaa?a?l?o?lu
职位:土耳其安卡拉洛克曼赫基姆大学牙科学院修复学系助理教授
摘要
问题陈述
增材制造在聚合物修复体的生产中正成为一种新兴趋势,但尤其是对于聚醚醚酮(PEEK)材料而言,其断裂强度仍存在不确定性。
研究目的
本体外研究的目的是比较通过减材制造和增材制造方法制作的三单位即刻修复体的断裂强度。
材料与方法
研究人员设计了用于修复上颌第一和第二前磨牙以及第一磨牙的三单位即刻修复体,并通过数字化手段进行制作。根据基台类型、材料及制造工艺,将样本分为八组。其中,钛基台和PEEK基台支持的三单位即刻修复体分别采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和PEEK材料通过增材制造和减材制造方法制备(每组12个样本)。粘接完成后,所有样本在蒸馏水中进行动态加载(频率1.6 Hz,载荷50 N),同时经历60,000次温度循环(5至55°C),使用双轴咀嚼模拟器进行测试。动态加载结束后,所有样本均采用万能试验机进行静态加载,并记录最大载荷值。根据失效类型对样本进行分类。通过Shapiro-Wilk检验判断数据是否符合正态分布,通过Levene检验判断方差是否均匀,通过Mauchly-W检验验证数据的球形性假设。采用三因素方差分析(ANOVA)检验不同组间是否存在差异及交互效应;通过Bonferroni事后检验确定造成差异的具体组别(显著性水平α=0.05)。
结果
对于钛基台支持的即刻修复体,无论使用PMMA还是PEEK材料,减材制造方法制作的样本的断裂载荷值均高于增材制造方法(P<0.05)。对于PEEK基台支持的即刻修复体,PMMA材料的断裂载荷值在减材制造方法下更高,而PEEK材料的断裂载荷值在增材制造方法下更低(P<0.05);此外,PEEK材料的断裂强度整体高于PMMA材料(P<0.05)。钛基台的断裂载荷值也高于PEEK基台(P<0.05)。
结论
PEEK材料的即刻修复体表现出比PMMA材料更高的断裂强度。除PEEK基台支持的即刻修复体外,所有组中减材制造的修复体断裂强度均高于增材制造方法。所有样本的断裂强度均处于生理咬合力范围内,表明增材制造在种植体支持的即刻修复体生产中具有良好潜力。
材料与方法
研究人员制作了一个模拟模型(Nissin Dental Products Inc出品),该模型模拟了上颌右侧第一和第二前磨牙以及第一和第二磨牙缺失的情况。在右侧第一前磨牙和第一磨牙区域植入了两颗直径为4.1 mm、埋入骨层2 mm的种植体(Institut Straumann AG生产)。使用Paraskop M(BEGO USA, Inc)将种植体平行放置并垂直于水平面,然后将其固定到位。
结果
表3列出了根据基台类型、修复体材料和制造工艺分类的三单位即刻修复体的平均断裂载荷和中位载荷值。表4展示了基于三因素方差分析的结果,该分析用于比较不同组间断裂载荷值的分布情况。图3展示了即刻修复体的断裂强度数据。
讨论
经过动态加载后,研究人员测定了通过增材制造和减材制造方法制作的种植体支持的PMMA和PEEK三单位即刻修复体的断裂强度。在钛基台支持的PMMA和PEEK三单位即刻修复体中,减材制造方法的断裂强度显著高于增材制造方法。无论采用何种制造工艺,PEEK材料的断裂强度均高于PMMA材料。
结论
根据本研究结果,得出以下结论:
1. PEEK材料的三单位即刻修复体具有比PMMA材料更强的断裂强度。
2. 钛基台支持的即刻修复体的断裂强度优于PEEK基台支持的修复体。
3. 除PEEK基台支持的即刻修复体外,所有组中减材制造方法的修复体均表现出更高的断裂强度。
4. 所有样本的断裂强度均处于生理咬合力范围内。
作者贡献声明
- **Elif Tuba Ak?in, DDS**:负责原始稿撰写、概念构思、项目管理、数据分析、方法论设计、结果可视化及项目资金申请。
- **Mehmet Ali K?l??arslan, DDS, PhD**:负责概念构思、方法论设计、研究监督、结果验证、稿件审阅与编辑以及结果可视化。
- **Lale Karaa?a?l?o?lu, DDS, PhD**:负责研究监督、结果验证及稿件审阅与编辑。
致谢
作者感谢Ergin ?ztekin和CDT Cem ?etin在实验室实验中的协助。