Genauigkeit in der Herstellung von Äquilibrierungsschienen – Vergleich konventioneller, subtraktiver und additiver Fertigung

Abstract

Zielsetzung: Ziel dieser in-vitro-Studie war, Äquilibrierungsschienen aus konventioneller, subtraktiver und additiver Fertigung zu vergleichen. Untersuchte Parameter waren die Fertigungsgenauigkeit, Kontaktpunkte und die Retentionskraft nach Reposition. Methoden: Die Schienen wurden im konventionellen Workflow und im digitalen Workflow hergestellt. Dazu wurde ein Mastermodell mit Alginat abgeformt, Gipsmodelle hergestellt und die Schienen in Wachs modelliert. Dann wurden die Schienen mittels pneumatischer Injektion gefertigt (KM). Der digitale Workflow setzte sich zusammen aus dem Intraoralscan des Mastermodells, dem digitalen Design der Schienen und der subtraktiven (SM) oder additiven Fertigung (AM) mit den Techniken Stereolithography (SLA), Digital Light Processing (DLP) und Polymer Jetting (PJ). Je Fertigungsweg wurden 16 Schienen hergestellt. Um die Oberflächenabweichung zu bestimmen, wurden die Schienen mit einem Laborscanner digitalisiert und die Schieneninnenseite mit den Referenzdaten überlagert. Die Anzahl der Kontaktpunkte wurde anhand des Mastermodells im Artikulator bestimmt und die Retentionskraft im Zugversuch gemessen. Zur statistischen Analyse wurden einseitige Analysis of Variance (ANOVA) und Tukey post-hoc-Tests durchgeführt (α = 0,05). Ergebnisse: Die geringsten Abweichungen beim Oberflächenvergleich wiesen die KM und SM Schienen auf. Zwischen den beiden Gruppen war die Differenz nicht signifikant (P > 0,985). AM Schienen zeigten eine geringere Fertigungsgenauigkeit ohne signifikanten Unterschied zwischen SLA und PJ Schienen (P > 0,949) aber signifikant höheren Abweichungen bei den DLP Schienen (P < ,002). KM und SM Schienen hatten signifikant mehr Kontaktpunkte als die AM Schienen ohne signifikanten Unterschied zwischen den AM Gruppen (P > 0,116). Die Retentionskraft der KM, SM und SLA Schienen war vergleichbar (P > 0,923), DLP Schienen zeigten signifikant höhere Kräfte (P < ,042) ohne signifikanten Unterschied zu den PJ Schienen (P = ,569). Schlussfolgerung: KM und SM Schienen sind bezüglich ihrer Fertigungsgenauigkeit, Anzahl der Kontaktpunkte und Retentionskraft vergleichbar. AM Schienen weisen höhere Abweichungen auf.

Aims: The aim of this study was to compare occlusal splints from conventional, subtractive, and additive manufacturing. Manufacturing accuracy, amount of occlusal contact points and retentive force after repositioning were investigated. Methods: Splints were manufactured either in the conventional or the digital workflow. Conventional manufacturing consisted of alginate impressions of the reference model, fabrication of gypsum models, wax-up and injection molding (KM). For computer-aided manufacturing the reference model was scanned with an intraoral scanner, the splints were designed digitally and manufactured by subtractive milling (SM) or by the additive techniques Stereolithography (SLA), Digital Light Processing (DLP) and Polymer Jetting (PJ). Sixteen splints per manufacturing method were produced. To analyze surface deviations the intaglio surfaces of the splints were scanned and superimposed with the reference data. Furthermore, the splints were repositioned on the reference model in the articulator and the number of contact points was registered. Finally, a tensile test was conducted to measure the retentive force. For statistical analysis one-way Analysis of Variance (ANOVA) with post-hoc Tukey tests were performed (α = 0.05). Results: SM and KM splints revealed the highest manufacturing accuracy, while there was no significant difference between those two groups (P > ,985). AM splints presented higher deviations. SLA and PJ splints showed comparable results (P > ,949) whereas the surface deviation of DLP splints was significantly higher (P < ,002). KM and SM splints demonstrated most contact points (P = ,505). Additively manufactured splints revealed less contacts without significant difference among the different AM groups (P > ,116). Retentive force measured for KM, SM and SLA splints was comparable (P > ,923), while PJ and DLP splints demonstrated high variability. Conclusion: KM and SM splints are comparable regarding manufacturing accuracy, number of contact points and retention. Deviations of the AM splints were higher but in a clinically acceptable range.