Inleiding
De introductie van 3D-printtechnologie in de tandheelkunde biedt veelbelovende mogelijkheden voor patiëntspecifieke, efficiënte en duurzame behandelingen. Met name het gebruik van 3D-geprinte composieten voor permanente indirecte restauraties, zoals kronen en bruggen, trekt de aandacht van onderzoekers en clinici. Hoewel conventionele en CAD/CAM-gefreesde materialen veelvuldig onderzocht zijn, is er nog weinig bekend over de mechanische eigenschappen van deze nieuwe generatie 3D-geprinte composietmaterialen. Deze scoping review brengt de huidige kennis in kaart en onderzoekt of deze materialen voldoen aan de eisen voor klinische toepassing.
Onderzoeksmethode
Deze studie volgde een vooraf geregistreerd protocol volgens de PRISMA-ScR-richtlijnen. Er werd een uitgebreid literatuuronderzoek uitgevoerd in drie grote databanken (PubMed, Scopus en Web of Science), waarbij gezocht werd naar Engelstalige peer-reviewed studies die in vitro of in vivo onderzoek rapporteren over mechanische eigenschappen van 3D-geprinte composieten voor permanente indirecte restauraties. In totaal werden 1142 artikelen gescreend, waarvan uiteindelijk 14 studies voldeden aan de inclusiecriteria. De geselecteerde artikelen beschrijven onder andere Vickers-hardheid, buigsterkte, elasticiteitsmodulus, breukweerstand, slijtagebestendigheid en trek- en druksterkte.
Resultaten
De resultaten laten zien dat de mechanische eigenschappen van 3D-geprinte composieten variëren per materiaal en printparameter. Belangrijke bevindingen zijn:
- Vickers-hardheid: Over het algemeen hebben 3D-geprinte materialen een lagere hardheid dan conventionele composieten en gefreesde materialen. VarseoSmile Crown Plus (VSC) presteerde relatief goed binnen de 3D-geprinte materialen.
- Buigsterkte: Slechts enkele materialen voldeden aan de ISO-norm van 100 MPa. De buigsterkte was lager bij dikkere printlagen (100 μm) vergeleken met dunnere lagen (50 μm). Globaal gezien hebben 3D-geprinte composietmaterialen een lagere buigsterkte dan conventionele vervaardigdecomposieten en keramieken.
- Elasticiteitsmodulus: Er was een positieve correlatie tussen het vulstofgehalte en de stijfheid. De hoogste stijfheid werd gemeten bij materialen met meer vulstof.
- Druk- en treksterkte: Hoewel beide eigenschappen sterk beïnvloed worden door de printoriëntatie en laagdikte, zijn deze eigenschappen inferieur ten opzichte van gefreesde materialen.
- Breukweerstand: Hoewel de literatuur niet eenduidig is wat betreft de breukweerstand lijken 3D-geprinte materialen redelijke prestaties te vertonen in complexere structuren, zoals driedelige bruggen. Wel lijken deze minder te presteren dan gefreesde keramieken, waarbij ze vaker te herstellen zijn indien ze breken.
- Slijtage en oppervlakte-eigenschappen: 3D-geprinte kronen vertoonden hogere slijtage en ruwheid na simulaties van klinisch gebruik, maar bleven binnen klinisch acceptabele grenzen.
Conclusie
Binnen de beperkingen van het onderzoek kan geconcludeerd worden dat 3D-geprinte composieten voor permanente indirecte restauraties potentie tonen, maar voldoen momenteel nog niet volledig aan de mechanische vereisten voor klinische toepassing als indirecte definitieve voorziening. Onder andere op het gebied van sterkte, duurzaamheid en slijtvastheid moeten deze materialen verder worden geoptimaliseerd. Wel kunnen deze materialen van waarde zijn voor specifieke toepassingen. Te denken valt hierbij aan gefaseerd restauratief werk waarbij een beetverhoging gewenst is en/of voor personen die door disfunctioneel knarsen/klemmen vaak niet in aanmerking komen voor andere restauratieve materialen. Daarbij komt dat wanneer deze materialen falen, reparaties vaak mogelijk zijn. Een alternatief toepassingsgebied van deze materiaalsoort is te vinden bij implantaatgedragen restauraties.
Discussie
Hoewel enkele materialen, zoals VarseoSmile Crown Plus en Crowntec, in de richting komen van klinische toepasbaarheid, blijven zij ondergeschikt aan conventionele en CAD/CAM-materialen. De variatie in resultaten toont aan dat de prestaties van 3D-geprinte composieten sterk afhankelijk zijn van factoren zoals materiaalsamenstelling, printtechnologie (meestal digital light processing of kortweg DLP) en printparameters zoals laagdikte en de post-processing
Beperkingen van dit onderzoek betreffen onder andere de heterogeniteit van bijvoorbeeld de meetmethoden in de geïncludeerde artikelen evenals het ontbreken van langetermijngegevens en klinische trials. Meer onderzoek binnen dit domein is nodig en moet zich richten op gestandaardiseerde testmethoden, klinische evaluaties en het verbeteren van de materiaalsamenstelling.
Deze scoping review vormt een bijdrage aan het snel evoluerende domein van de digitale tandheelkunde. Er is dan ook getracht een overzicht te brengen van de huidige kennis over de mechanische eigenschappen van 3D-geprinte composieten voor permanente indirecte restauraties. Wil je meer weten over het onderzoek? Lees dan het volledige artikel.