Zielsetzung: In der Zahnmedizin werden orale Schienen bei CMD und Bruxismus eingesetzt, welche nun durch fortschrittliche Technologien auch additiv hergestellt werden können. Ziel dieser In-vitro-Studie war es, Abrasionsbeständigkeit und Biegeeigenschaften von additiv hergestellten Schienenmaterialien in verschiedenen Druckorientierungen und einem subtraktiv gefrästen Material zu untersuchen.
Methodik: Für beide Versuchsreihen wurden jeweils Proben aus V-Print splint (DLP1) und LuxaPrint Ortho Plus (DLP2) mithilfe eines DLP-Druckers und Dental LT Clear (SLA1) mit einem SLA-Drucker in drei Druckorientierungen (90°, 45°, 0°) produziert. Weitere Proben wurden gefräst gefertigt. Für die Abrasionstestung wurden verkürzte Schienen im Kausimulator getestet, mit anschließender optischer Analyse der Oberfläche und Berechnung der maximalen Eindringtiefe (mm) und des Abrasionsvolumens (mm³). Die Untersuchung der Biegeeigenschaften erfolgte im 3-Punkt-Biegeversuch gemäß DIN EN ISO 20795-1: 2013, mit Betrachtung der Biegefestigkeit (MPa) und des Biegemoduls (MPa). Die statistische Auswertung fand durch den t-Tests, sowie die zwei- und einfaktorielle ANOVA statt (α = 0,05).
Ergebnisse: Die vier Materialien zeigten für alle untersuchten Parameter hoch signifikante Unterschiede, wobei die subtraktiv hergestellten Proben die höchsten mechanischen Eigenschaften besaßen (p < 0,001). Die additiv hergestellten Materialien ergaben folgende Reihenfolge bezüglich Abrasionsbeständigkeit: DLP2 > DLP1 > SLA1 und Biegeeigenschaften: SLA1 > DLP2 > DLP1. Hinsichtlich Druckorientierung zeigte die zweifaktorielle ANOVA einen Effekt für Abrasionstiefe (p = 0,031) und Abrasionsvolumen (p = 0,044), nicht aber für die Biegeeigenschaften. Die einzelne Betrachtung der Materialien anhand der einfaktoriellen ANOVA ließ nur für SLA1 einen signifikanten Effekt bezogen auf die Biegefestigkeit erkennen (p < 0,001), wobei jeweils 90° und 45° besser abschnitten als 0°. Auch wurde eine eindeutige Korrelation hinsichtlich der Abrasionstiefe und des Abrasionsvolumens erkannt.
Schlussfolgerung: Alle additiv gefertigten Schienenmaterialien zeigten große Unterschiede bezüglich der untersuchten Parameter und das subtraktiv gefertigte 9 Material wies die höchsten Eigenschaften auf. Bezogen auf die Druckorientierung konnte gruppenübergreifend ein Effekt bei der Abrasionstestung ermittelt werden, nicht jedoch für die Biegeeigenschaften. Die getrennte Analyse der Materialien zeigte nur bei SLA1 einen signifikanten Einfluss der Biegefestigkeit. Daher ist insgesamt der Einfluss der Druckorientierung im untersuchten Kontext als gering zu bewerten.
Klinische Relevanz: Klinisch sollte berücksichtigt werden, dass innerhalb additiv gefertigter Schienenmaterialien große Unterschiede bestehen können und aktuell gefräste Materialien höhere mechanische Eigenschaften besitzen. Der Auswahl der Druckorientierung sollte bezüglich mechanischer Eigenschaften eine untergeordnete Rolle beigemessen werden.
Objectives: Oral splints are used in dentistry for the treatment of temporomandibular joint disorders and bruxism and can now also be additively manufactured using advanced technologies. The aim of this in vitro study was to investigate the wear resistance and flexural properties of three additively manufactured splint materials in different printing orientations and one subtractively milled material.
Methods: For both test series, samples of V-Print splint (DLP1) and LuxaPrint Ortho Plus (DLP2) were produced using a DLP printer and Dental LT Clear (SLA1) using an SLA printer in three printing orientations (90°, 45°, 0°). Further samples were milled. For the wear test, splint-like test specimens were tested in the chewing simulator, with subsequent optical analysis of the surface and calculation of the maximum penetration depth (mm) and the wear volume (mm³). The flexural properties were investigated in a 3- point bending test in accordance with DIN EN ISO 20795-1: 2013, with consideration of the flexural strength (MPa) and flexural modulus (MPa). The statistical evaluation was carried out using t-tests, two-way and one-way ANOVA (α = 0.05).
Results: All four materials showed highly significant differences for all parameters investigated, with the subtractively manufactured samples having the highest mechanical properties (p < 0.001). The additively manufactured materials showed the following order of wear resistance: DLP2 > DLP1 > SLA1 and flexural properties: SLA1 > DLP2 > DLP1. With regard to printing orientation, two-way ANOVA showed an effect for wear depth (p = 0.031) and wear volume (p = 0.044), but not for flexural properties. The individual consideration of the materials using one-way ANOVA only showed a significant effect for SLA1 and flexural strength (p < 0.001), with 90° and 45° performing better than 0°. A clear correlation was identified for wear depth and wear volume.
Conclusions: All three additively manufactured splint materials showed major differences with regard to the tested parameters and the milled splints exhibited the highest properties. Regarding the printing orientation, an effect was shown across all groups in the wear test, but not for the flexural properties. The separate analysis of the 11 materials only showed a significant influence for SLA1 regarding flexural strength. Therefore, the printing orientation has a minor influence on the properties investigated.
Clinical significance: Clinically, it should be considered that there can be major differences within additively manufactured splint materials and that currently milled materials have higher mechanical properties. The selection of printing orientation should take a subordinate role regarding mechanical properties.
