Alterungsbeständigkeit moderner 3D-gedruckter und gefräster Hybridmaterialien: Eine In-vitro-Studie

Abstract

Ziel: Ziel der In-vitro-Studie war es, die Alterungsbeständigkeit verschiedener dreidimensional (3D)-gedruckter und gefräster Hybridmaterialien nach Oberflächenbehandlung hinsichtlich der Oberflächenrauigkeit, Farbstabilität und Biokompatibilität zu untersuchen. Material und Methodik: Aus drei Digital Light Processing (DLP)-gedruckten Materialien (HarzLabs Dental Sand Pro A1-A2 (HL), BEGO VarseoSmile Crownplus A3 (BV), Voco VPrint c&b temp A3 (VV)) und einem gefrästen Hybridmaterial (Voco Grandio Blocs (VG)) wurden 225 Proben hergestellt. Sie wurden in drei Gruppen unterteilt: unbehandelt, hochglanzpoliert und lackiert. Zur Alterungssimulation wurden 5.000 thermische Zyklen durchgeführt. Neben der Untersuchung der Oberflächenrauigkeit und Farbstabilität wurde die Oberflächentopografie mittels Rasterelektronenmikroskopie analysiert. Die Biokompatibilität wurde in einer indirekten und direkten Methode mit L929-Zellen untersucht. Ergebnisse: Die Oberflächenrauigkeit war signifikant unterschiedlich zwischen unbehandelten und den anderen Gruppen, wobei es keine Veränderungen vor und nach der Alterung gab. Unbehandelte 3D-gedruckte Proben waren signifikant rauer als unbehandelte gefräste Proben. Im polierten Zustand war HL rauer als andere Materialien, während im lackierten Zustand VV vor der Alterung und HL nach der Alterung die höchsten Rauigkeiten aufwiesen. Polierte und lackierte Proben waren glatter als unbehandelte Proben. Die Farbmessungen ergaben signifikante Unterschiede zwischen unbehandelten und oberflächenbehandelten und/oder gealterten Gruppen, die für lackierte Proben besonders hoch waren. Die höchsten Biokompatibilitätswerte wiesen unbehandeltes BV und poliertes VG auf. Zwischen gealterten Gruppen mit gleicher Oberflächenbehandlung wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt, und es wurde keine Zytotoxizität beobachtet. Schlussfolgerung: Während 3D-gedruckte Materialien im unbehandelten Zustand rauer waren als das gefräste Referenzmaterial VG, wurde durch Polieren oder Lackieren die Rauigkeit derart reduziert, dass die getesteten gedruckten und gefrästen Materialien vergleichbar wurden. Oberflächenbehandlungen führten bei allen Materialien zu Farbveränderungen, die bei lackierten Gruppen größer waren als bei polierten Gruppen. Es wurden akzeptable Biokompatibilitätswerte für alle untersuchten Materialien festgestellt. Die höchste relative zellmetabolische Aktivität wies poliertes VG auf. Eine künstliche Alterung mittels Thermocycling beeinflusste zwar die Farbstabilität und Biokompatibilität, nicht aber die Oberflächenrauigkeit. Die Farbveränderungen waren für alle Materialien akzeptabel und kein Material wies Zytotoxizität auf.

Objectives: The aim of the in vitro study was to investigate the aging resistance of various three-dimensional (3D)-printed and milled hybrid materials after surface treatments, with regard to their surface roughness, color stability and biocompatibility. Material and methods: 225 samples were produced from three Digital Light Processing (DLP)-printed materials (HarzLabs Dental Sand Pro A1-A2 (HL), BEGO VarseoSmile Crownplus A3 (BV), Voco V-Print c&b temp A3 (VV)) and a milled hybrid material (Voco Grandio Blocs (VG)). The samples were divided into three groups: untreated, high gloss polished and glazed. To simulate aging, 5,000 thermal cycles were performed. In addition to evaluating surface roughness and color stability, surface topography was analyzed using scanning electron microscopy. Biocompatibility was evaluated in both an indirect and a direct method with L929 cells. Results: Surface roughness was significantly different between untreated and other groups, with no changes observed before and after aging. Untreated 3D-printed samples were significantly rougher than untreated milled samples. In the polished state, HL was rougher than the other materials, while in the glazed state, VV had the highest roughness before aging and HL after aging. Polished and glazed samples were smoother than untreated samples. Color measurements showed significant differences between untreated and surface-treated and/or aged groups, with the highest differences observed in glazed samples. The highest biocompatibility values were found for untreated BV and polished VG. No significant differences were found between aged groups with the same surface treatment, and no cytotoxicity was observed. Conclusion: While 3D-printed materials were rougher than the milled reference material VG in the untreated state, polishing or glazing reduced the roughness to such an extent that the tested printed and milled materials became comparable. Surface treatments caused color changes in all materials, which were greater in the glazed groups than in the polished groups. Acceptable biocompatibility values were found for all materials tested. Polished VG exhibited the highest relative cell metabolic activity. Artificial aging by thermocycling affected color stability and biocompatibility but did not impact surface roughness. The color changes were acceptable for all materials, and no material showed cytotoxicity.