単一のものを比較する前臨床研究 - 株式会社チェリーブロッサム

Scientific Reports volume 13、記事番号: 862 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

最近、3D プリント技術を使用した二重歯根インプラントが研究されています。ここでは、シングルルート 3D プリントインプラントと比較した、ダブルルート 3D プリントインプラントの減衰能力、マイクロコンピューター断層撮影 (micro-CT) および組織学的分析を調査しました。 1 根および 2 根の 3D プリントインプラントが作製され、4 頭のビーグル犬の下顎の第 3 および第 4 小臼歯の両側に設置されました。減衰能力を測定し、根尖周囲 X 線を 2 週間ごとに 12 週間撮影しました。インプラント周囲の骨量/組織量 (BV/TV) および骨密度 (BMD) をマイクロ CT で測定しました。組織学的サンプルにおける骨とインプラントの接触 (BIC) および骨面積占有率 (BAFO) を測定しました。グループ間のインプラントの安定性の値は、4 週間と 12 週間を除いて有意な差はありませんでした。辺縁骨の変化は、各グループの近心領域と遠心領域で同様でした。マイクロ CT 解析では、2 根 3D プリントインプラントの BV/TV および BMD 値に統計的な差異は示されませんでしたが、組織形態計測分析では、2 根 3D プリントインプラントは 1 根と比較して BIC および BAFO 値が低いことが示されました。 3Dプリントされたインプラント。単根インプラントと比較して、3D プリントされた二根インプラントはフィクスチャー周囲の同等の安定性と骨のリモデリングを示しましたが、分岐部領域での統計的に有意な骨損失が依然として問題となっています。

近年、高齢者人口の増加に伴い、無歯部の歯科リハビリテーションを必要とする人も増加しています1。インプラントの設計、材料、技術に関する研究はここ数十年で盛んに行われており、このような進歩により、10 年間の臨床観察によれば、インプラントの生存率は約 95% に達しています 2,3,4,5。この証拠から、歯科インプラントは、欠損した歯の領域を機能的かつ審美的に修復するための理想的な選択肢であると考えられています。しかし、従来の歯科インプラントは患者固有の治療戦略と多少ずれており、穴あけや骨移植などの追加の外科的処置が必要です。

患者固有の歯科治療を提供するために、ルートアナログインプラントを導入するためにさまざまな取り組みが行われてきました。患者固有のルートアナログインプラントを適用する最初の試みは、Hodosh らによって行われました。彼らは、歯根膜のコラーゲン線維がインプラントに挿入されたことを報告しました。しかし、現在の組織学的知識に基づいて解釈すると、オッセオインテグレーションは失敗し、線維統合されていると考えられました7。材料がポリメタクリレートからチタンに変更されると、ルートアナログインプラントの製造が可能になり、多くの研究でルートアナログインプラントの前臨床および臨床結果の成功が報告されました7。

デジタル技術と材料の進歩により、精巧な 3D プリントによるパーソナライズされたインプラントの製造が可能になりました 8、9、10。コーンビームコンピューター断層撮影 (CT)、口腔スキャン、およびコンピューター支援設計ソフトウェアの開発により、パーソナライズされた 3D プリントのインプラント構造を操作し、その後積層造形で製造することができます。多くの研究が、生体内でのオッセオインテグレーションの成功と良好な生体適合性を示す 3D プリントインプラントについて報告しています 11、12、13。材質に関しては、サンドブラスト加工を施して 3D プリントした Ti-6Al-4V 試験片は、接着細胞数、ビンキュリン強度、骨形成遺伝子の発現、生体石灰化の点で機械切断された試験片と同様の生物学的特性を有しており、可能性を示しています。歯科インプラントにおける 3D プリンティング技術の有用性 14. 3D プリントした Ti-6Al-4V インプラントの in vitro 研究でも、細胞の増殖や拡散に有害な影響や悪影響がないことが明らかになり、生体適合性があることが示されました。予想通り、表面マイクロ/ナノ構造インプラントは、タンパク質レベルと遺伝子レベルの両方で骨形成分化の点で研磨インプラントよりも優れた性能を示しました13。さらに、Shaoki ら。らは、細胞接着、骨芽細胞の分化、および除去トルクは前者の方が高かったにもかかわらず、3D プリントされたインプラントは機械加工されたインプラントと同様の BV/TV 値および BIC 比を有することを実証しました 15。

後方領域に複数の歯根を備えた 3D プリントインプラントは、従来のインプラントや再生処置の機械的合併症を軽減する代替案として提案されています。最近、我々は、デジタルデータとソフトウェアを使用したデジタルワークフローの下で設計され、生体内でTi-6Al-4V粉末を使用して直接金属レーザー焼結機で製造された3Dプリントダブルルートインプラントを調査しました16。この研究から、溝を備えた 3D プリントされたインプラントのマクロ設計が、インプラントの二次安定性に大きなプラスの効果をもたらすことがわかりました。

しかし、格子タイプの 3D プリントインプラントでは、分岐部領域の辺縁骨の変化が近心領域または遠心領域の変化よりも大きいという特異性が見つかりました。分岐部のある歯は毎日の自己洗浄が難しいため、細菌の蓄積が継続的に進行し、歯の長期予後は保証できません17。したがって、二重根インプラントを臨床で実施する前に、分岐部を伴う二重根インプラントの成績を調査し、単根インプラントと比較して歯周の健康な状態が確保できるかどうかを検討する必要があります。

したがって、この研究の目的は、インプラントの安定性、マイクロ CT および組織学に加えて、Ti-6Al-4V 粉末を使用した 2 根 3D プリントインプラントの辺縁骨の変化を 1 根 3D プリントインプラントと比較して調査することです。分析。

この動物実験のすべての方法は、3R（代替品、削減品、精製品）の原則と、韓国の2つの主要な法律である農畜産省が制定した動物保護法と実験動物法に準拠して実施されました。食品医薬品安全処が制定した法律。この動物実験は、ソウル国立大学施設内動物管理使用委員会 (IACUC、承認番号 SNU-210115-–1) によって評価および承認され、動物研究: In Vivo Experiments の報告 (ARRIVE) ガイドラインに従って実施されました。。この研究には、体重約10～12kgの1歳の雄のビーグル犬4頭が含まれた。原稿はARRIVEガイドラインに準拠して書かれています。この研究のタイムラインを図 1 に示します。

3D プリントされたシングルルートおよびダブルルートインプラントの臨床写真と X 線写真。プラークコントロールおよびインプラントの安定性測定のため、インプラント埋入の 2 週間後にすべての保護キャップを取り外しました。発赤、自然出血、腫れ、潰瘍形成など、インプラント周囲の炎症の臨床兆候はありませんでした。臨床写真およびレントゲン写真は、インプラント埋入時およびインプラント埋入後 2、4、6、8、10、12 週間後に撮影されました。

3D プリントされたインプラントの製造プロセスは、以前の研究に従って行われました 16。簡単に説明すると、下顎の CT データセットは CT スキャナー (GE、米国ボストン) を使用して取得され、医療フォーマットの Digital Imaging and Communications を介して 3D 再構成ソフトウェア (ベルギー、ルーベン、マテリアライズ) にインポートされました。下顎の第 3 および第 4 小臼歯の両側が、ソフトウェアを使用して仮想的に抽出され、ステレオリソグラフィー (STL) ファイルとして分離されました。 STL ファイルをソフトウェア (マテリアライズ) に転送し、Ti を使用した直接金属レーザー焼結装置を使用して、第 3 小臼歯部の遠位根に 3D 単根インプラント、第 4 小臼歯部に二重根インプラント (図 1) を作製しました。 KETI スライシングエンジンを搭載した Dentium Build Processor 1.4.7 (Dentium、ソウル、韓国) を介した –6Al–4V パウダー。単一根インプラントと二重根インプラントの近心根は、一次安定性を得るために溝のある対応する歯よりも 2 mm 長く製造されました。インプラントの上部には、動物と場所を示す数字と文字がマークされていました。 3D プリントされたインプラントの歯根の寸法は歯ごとに異なりましたが、アバットメントは一定のサイズで製造されました。以前の研究に従って、大粒径サンドブラストと酸エッチング（SLA）表面処理に続いて、3D プリントされたインプラントは、コバルト 60（60Co）放射性同位体から短波長光を放出するガンマ線照射を使用して滅菌されました。計画部位の近心根で骨切り術を行うためのサージカルガイドとドリルは、サージカルガイド (DG-1) 材料を使用して、デジタル光処理 (DLP) 3D プリンター (Dental 3DPrinter-P、Dentium、ソウル、韓国) によって製造されました。保護キャップは、インプラントへの負荷を最小限に抑えるために、厚さ 1 mm のポリマーで製造されました (DG-1、Hephzibah、仁川、韓国)。

獣医師は、チレタミン/ゾラゼパム (5 mg/kg、Virbac、Carros、France)、キシラジン (2.3 mg/kg、Bayer Korea、安山、韓国)、および 0.05 mg/kg 硫酸アトロピンの静脈内注射を使用して動物を麻酔しました。手術。補完局所麻酔を下顎の第 3 および第 4 小臼歯領域に、エピネフリンを含む 2% リドカイン HCl を注射しました (1:1,000,000、Huons、城南、韓国)。 3 番目と 4 番目の小臼歯を、歯の頬舌方向にダイヤモンド亀裂バーを使用して半切断し、フラップの反射なしにエレベーターと鉗子を使用して非外傷的に抜歯しました。抜歯窩の根尖部分は、モーター駆動ハンドピース (EXPERTsurg LUX、KaVo、ヴァルトハウゼン、ドイツ) を備えた 2.3 mm ドリルを使用して、単根 3D プリントインプラントの対応する歯根より 2 mm 長く準備されました。ダブルルート 3D プリントインプラントのルート。 3D プリントされたインプラントヘッドは、外科用木槌を使用して直接叩かれました。保護キャップは、樹脂改質グラスアイオノマーセメント（GC FujiCEM2、東京、日本）を使用して隣接する歯に取り付けられました。

術後の痛みと炎症を軽減するために、手術後に抗生物質（セファゾリン、20 mg/kg、Chongkundang Pharm.、ソウル、韓国）および鎮痛剤（トラマドール塩酸塩、5 mg/kg、Samsung Pharm.、Hwaseong、韓国）を静脈内注射しました。手術後 3 日間、抗生物質と鎮痛剤を動物の食事に混ぜて投与しました。創傷治癒を妨げる可能性のある機械的圧力を防ぐために、1か月間柔らかい食事が提供されました。手術部位を 2 週間ごとに検査し、0.12% グルコン酸クロルヘキシジン溶液 (Hexamedine、Bukwang Pharm.、ソウル、韓国) ですすいだ。

以前の研究 11、16、18 に基づいて、インプラントの安定性を測定するために、インプラント埋入時およびその後 12 週間までの 2 週間ごとに減衰能力分析 (Anycheck、Neobiotech、韓国、ソウル) が実施されました。測定は各インプラントの頬側から 5 回行われ、平均値が代表値とみなされました。

辺縁骨レベルは、インプラント埋入時、インプラント埋入後 6 週間および 12 週間後に撮影された根尖周囲 X 線写真で測定されました。測定は各インプラントの近心部と遠心部で行われ、二重歯根インプラントの場合は中間部で行われました。 6 週間目と 12 週間目の近心および遠心辺縁骨損失を、2 つの 3D プリントインプラントグループ間でそれぞれ比較しました。 6 週間目と 12 週間目の二重歯根 3D プリントインプラントの辺縁骨損失を近心、中間、遠心部位間で比較しました。

動物は、インプラント埋入後 12 週間で塩化カリウム (75 mg/kg、Jeil Pharm.、大邱、韓国) で屠殺されました。各実験部位からのブロック生検は、マイクロ CT および組織学的準備のために採取されました。スキャンは、0.5 mm アルミニウムフィルターと 3 次元マイクロ CT 装置 (SkyScan 1172、SkyScan、アールツェラール、ベルギー) を使用して、エネルギー 60 kV、強度 167 μA、解像度 13.3 μm で実行されました。データはメーカーのソフトウェア (DataViewer 1.5.2.4 64 ビットバージョン、Bruker micro-CT、Skyscan、Kontich、ベルギー) で再構成され、CTAn (Bruker-CT、Kontich、ベルギー) で定量的に分析されました。以前の研究 16 に基づいて、関心ボリューム (VOI) は、各歯根のインプラント表面から 60 ～ 2250 μm の範囲に広がる 190 μm の円形バンドに設定され、フィクスチャーの頂点から 1 mm ～ 4 mm 上に制限されました。

10%中性ホルマリン緩衝液を含む固定液中で1週間放置した後、組織切片を一連のエタノール溶液中で脱水した。続いて、サンプルをメタクリレート (Technovit 7200、Heraeus Kulzer、ハーナウ、ドイツ) に包埋しました。中央の近遠位切片を準備し、約 45 ± 5 μm まで研磨し、Goldner trichrome で染色しました。

組織学的スライドは、Panoramic 250 Flash III (3DHISTECH、ブダペスト、ハンガリー) でスキャンした後、デジタル画像として保存されました。関心領域 (ROI) は、コンピュータ支援スライド画像解析プログラム (CaseViewer 2.2; 3DHISTECH Ltd.、ブダペスト、ハンガリー) を使用して、治具頂点の 1 ～ 4 mm 上から選択されました。以前の研究で説明されているように 16、骨とインプラントの接触 (BIC) と骨面積占有率 (BAFO) が、3D プリントされた各インプラントから測定されました。

研究のパイロット的な性質のため、サンプルサイズの計算は実行されませんでした。 2 種類の 3D プリントインプラントのすべてのデータは、平均値 ± SD として表示されます。二元配置分散分析 (インプラントの種類と期間) が実行され、インプラントの安定性と辺縁骨の変化について Sidak の多重比較検定が実行されました。マイクロCT解析では対応のないt検定を実施した。正規性テストに合格しないため、BIC と BAFO に対して Mann-Whitney テストが実行されました。

単一根および二重根のインプラントはすべて生き残りました (図 1)。発赤、自然出血、腫れ、潰瘍形成など、インプラント周囲の炎症の臨床兆候はありませんでした。以前の研究で説明されているように、インプラント設置の 2 週間後にすべての保護キャップを取り外しました 16。

インプラントの安定性の値を図 2 に示します。シングルルート 3D プリントされたインプラントのインプラントの安定性の値は、インプラント手術時では 72.53 ± 3.38、70.83 ± 3.63、70.60 ± 0.89、71.73 ± 4.16、73.73 ± 2.79、72.93 でした。インプラント埋入後 12 週間まで、2 週間ごとに ± 2.04、および 72.60 ± 1.46。ダブルルート 3D プリントインプラントのインプラント安定性値は、インプラント埋入時では 75.71 ± 2.03、2 週間後では 73.97 ± 3.24、72.92 ± 1.65、74.51 ± 1.81、73.65 ± 1.80、74.20 ± 2.15、75.54 ± 0.96 でした。 12週間までインプラント埋入後。各時点でグループ内に有意差はありませんでしたが、4 週目と 12 週間目に 1 本歯根インプラントと 2 本根インプラントの間で統計的に有意な差が観察されました (p = 0.0143 および 0.0320)。

3D プリントされたシングルルートおよびダブルルートインプラントのインプラント安定性テスト (IST) 値。 Sidak の多重比較テストで示されているように、4 週間および 12 週間の時点で、2 根 3D プリントインプラントの IST 値は、1 根 3D プリントインプラントよりも有意に高かった (p = 0.0143、p = 0.0320)。各時点でグループ内に有意な差はありませんでした。

1 根および 2 根の 3D プリントインプラントの近心部位における辺縁骨損失は、6 週間でそれぞれ 0.85 ± 0.45 mm および 1.06 ± 0.95 mm でした。これらの値は、12 週間でそれぞれ 1.17 ± 1.00 mm および 1.24 ± 1.30 mm でした。インプラントの種類や時点に関しては、有意な差は観察されませんでした（図 3a）。 1 根および 2 根の 3D プリントインプラントの遠位部位の辺縁骨損失は、6 週間でそれぞれ 1.33 ± 0.94 mm および 1.30 ± 0.99 mm でした。値は、12 週間で 1.70 ± 1.68 mm および 1.42 ± 0.99 mm でした。インプラントの種類や時点に関しては、有意な差は観察されませんでした (図 3b)。

X 線撮影による変化 (a) 6 週間および 12 週間後の 1 根および 2 根 3D プリントインプラントの近心骨損失 (b) 6 週間および 12 週間における 1 根および 2 根 3D プリントインプラントの遠心骨損失 (c) 近心、6週目および12週目でのダブルルート3Dプリントインプラントにおける中間および遠位の骨損失。アスタリスク (*) は、6 週間および 12 週間の近心および遠位領域と比較した、中央領域の辺縁骨損失の統計的に有意な差を示します。 3D: 3次元。

6週間後の二重歯根3Dプリントインプラントの近心、中間、遠位部位の辺縁骨損失は、それぞれ1.06±0.95mm、2.55±0.50mm、1.30±0.99mmでした。 12 週間後の二重歯根 3D プリントインプラントの近心、中間、遠位部位の辺縁骨損失は、それぞれ 1.24 ± 1.30 mm、3.00 ± 0.85 mm、および 1.42 ± 0.99 mm でした。各時点における二重根 3D プリントインプラントの中間部位の辺縁骨損失は、二重根 3D プリントインプラントの近心および遠位部位よりも高い値を示しました (図 3c)。

マイクロ CT 解析の結果を図 4 に示します。1 根および 2 根の 3D プリントインプラントの BV/TV 値は、それぞれ 67.11 ± 13.05% および 60.76 ± 5.43% であり、統計的に有意な差はありませんでした。違い。シングルルートおよびダブルルートの 3D プリントインプラントの骨密度は、それぞれ 1.11 ± 0.23 g mm-3 および 1.02 ± 0.08 g mm-3 であり、統計的に有意な差はありませんでした。

代表的なマイクロコンピュータ断層撮影法 (a) と分析 (b、c)。 (a) 灰色と緑色の領域は、それぞれ VOI と 3D プリントされたインプラントを示します。 BMD と BV/TV は灰色の領域で測定されました。 (b) 単一根および複数根の 3D プリントインプラントの BV/TV は、それぞれ 67.11 ± 13.05% および 60.76 ± 5.43% であり、統計的に有意な差は示されていません。 (c) 3D プリントされた単一歯根および複数歯根のインプラントの骨ミネラル密度は、それぞれ 1.11 ± 0.23 g mm-3 および 1.02 ± 0.08 g mm-3 であり、統計的に有意な差はありませんでした。 CT: コンピュータ断層撮影、VOI: 関心ボリューム、3D: 3 次元、BMD: 骨塩密度、BV/TV: 骨ボリューム/組織ボリューム。

3D プリントされた 8 本の単根インプラントと 8 本の複根インプラントはすべて生き残りました。特別な炎症の兆候はありませんでした。両グループで近心および遠心部位の辺縁骨損失が観察され、有意差はありませんでした。ダブルルート 3D プリントインプラントでは分岐部領域の辺縁骨損失パターンが観察されました。

マイクロ CT 解析の結果を図 5 に示します。3D プリントされた単一歯根インプラントと二重歯根インプラントの BIC 値は大きく異なりました (それぞれ 75.87% ± 6.32% および 64.18 ± 5.23%、p = 0.0070）。 BAFO 値は、1 根と 2 根の 3D プリントインプラントでは有意な差がありました (p = 0.0104) (それぞれ 64.88 ± 14.37% および 45.81 ± 9.01%)。

組織学的見解 (a、b) と分析 (b、d) の代表。 (a) ダブルルート 3D プリントインプラントの組織形態計測図。分岐部の骨吸収に注意してください。 (b) 単一根 3D プリントインプラントの組織形態計測ビュー (c) 単一根および複数根 3D プリントインプラントの BIC には統計的に有意な差がありました (それぞれ 75.87% ± 6.32% および 64.18 ± 5.23%、p = 0.0070）（d）BAFOは、単一歯根と複数歯根の3Dプリントインプラントでは統計的に有意な差がありました（p = 0.0104）（それぞれ64.88±14.37％および45.81±9.01％）。 3D: 3 次元、BIC: 骨とインプラントの接触、BAFO: 骨面積占有率。

この研究では、Ti-6Al-4V 粉末を使用して 3D プリントしたシングルルートおよびダブルルートのインプラントのインプラントの安定性、辺縁骨損失、BV/TV、BMD、BIC、および BAFO 値を、マイクロ CT、組織学的および組織形態計測分析を通じて比較しました。ダブルルート 3D プリントしたインプラントは、(i) インプラントの安定性が向上し、4 週間と 12 週間で統計的に有意でした。（ii）近位領域では同等の辺縁骨損失があるが、中央領域では統計的により大きな辺縁骨損失。 (iii) マイクロ CT 分析による BV/TV および BMD 値に有意な差はない。 (iv) 組織形態計測分析による BIC および BAFO 値は、単一根元 3D プリントインプラントと比較して大幅に低くなります。

Ti-6Al-4V を使用した 3D プリンティング技術は、近年インプラント歯科分野での関心が高まっています。 Ti6Al4V インプラントは、その大きな需要にもかかわらず、その低い熱伝導率 16、ひずみ硬化の傾向 17,18、および酸素に対する激しい化学反応性 19 のため、製造が困難です。従来の Ti-6Al-4V 製造技術は、バルク原材料の鍛造、鋳造、圧延に依存しており、その後、最終的な形状や寸法に機械加工が行われます。しかし、これらのプロセスは常に、多大な材料の無駄、製造コストの高さ、リードタイムの長期化を引き起こします20,21。このような場合、積層造形 (AM) は、材料を層ごとに追加することで CAD モデルから直接ニアネットフォーム構造を作成する最新の 3D プリンティング技術であり、幾何学的形状の Ti-6Al-4V 製品の製造に有利な機能を提供します。複雑。したがって、その自由な設計、一体型のカスタマイズ、および緊急の生物医学分野のニーズを満たす優れたプロセス効率により、3D プリンティングの臨床応用が近年注目を集めています13。

個別のデザインは積層造形法を使用して作成でき、マクロデザインの調整と表面処理により、3D プリントされたインプラントの使用の実現可能性が研究されています 12、19、20。ただし、シングルルート 3D プリントインプラントと比較したダブルルート 3D プリントインプラントの長所と短所の証拠は限られています。この研究では、2 根 3D プリントインプラントは同等のインプラント安定性を持っていますが、1 根 3D プリントインプラントと比較して分岐部領域による辺縁骨損失が大きいことがわかりました。

2 根インプラントの 4 週間および 12 週間でのインプラント安定性値は、1 根インプラントの安定性値と比較して高い値を示しました。ほとんどのインプラントの安定性値は 70 を超えており、インプラントが機能負荷に対して臨床的に安定していることを示しています。 2 つのグループのすべての時点で肯定的な結果は、以前の研究で格子型 3D プリントインプラントのマクロ保持構造としてインプラントの高い生存率と安定性をもたらした溝構造に由来している可能性があります 16。値は各グループで 2 週間および 4 週間で減少する傾向がありましたが、グループ内で統計的に有意ではありませんでした。この傾向は安定性の低下を反映しており、いくつかの研究で報告されているように、治癒初期にインプラントの安定性値が最低値になります 21、22、23。以前の研究と同様に、インプラントの設計によるインプラントの安定性値の違いは、この安定性の低下の時点で最も明らかであると思われます16、21、22、23。 4 週間後の安定性値がより高いのは、おそらくインプラントの安定性に対する二重歯根構造の追加効果によるものと考えられます。

X 線写真による評価では、インプラントの種類や時点に関係なく、3D プリントされた単一歯根および二重歯根のインプラントは、近心部位と遠位部位で同様の辺縁骨損失値を示しました。ダブルルート 3D プリントインプラントでは、各時点で分岐部領域 (中央) で著しく高い辺縁骨損失が観察されました。この結果は、インプラント間の距離が狭い（3 mm 未満）と辺縁骨損失が生じることを示した以前の研究によって説明できます 24。以前の研究では、炎症細胞浸潤に利用可能なスペースの増加により、辺縁骨損失が減少する可能性があることが実証されました 25。私たちの研究では、3D プリントされたインプラントがテーパー状の形態で歯の形状を可能な限り反映しているため、上部の歯根間の距離は狭くなりました。総合すると、これらの所見は、上部領域の狭い歯根間スペースが分岐部領域の辺縁骨損失を引き起こす可能性があることを示しています。

インプラントの生存と成功を評価するための一般的な基準によれば、最初の 1 年間の辺縁骨レベルの変化は 1.5 mm 未満である必要があり、この概念は広く受け入れられています 26。 Ragucci らによる系統的レビューとメタ分析 27 では、11 件の研究における 372 本のインプラントのデータを含め、臼歯部の抜歯窩に直接埋入されたインプラントの辺縁骨損失が評価されました。辺縁骨量減少は、1 年以上の追跡期間で 95% CI (0.81 ～ 1.76) で 1.29 ± 0.24 mm と推定されました。研究デザイン、研究対象、インプラント材料には違いが存在しますが、今回の研究の単根 3D プリントインプラントで認められた辺縁骨損失 (近心領域で 1.17 ± 1.00 mm、遠心領域で 1.24 ± 1.30 mm) は同等でした。以前の研究のものに。ダブルルート 3D プリントインプラントの辺縁骨損失は、12 週間の近心および遠心部位で同等の辺縁骨損失値 (それぞれ 1.24 ± 1.30 mm および 1.42 ± 0.99 mm) を示していますが、この値は統計的に有意でした。中間部位ではさらに大きくなります (3.00 ± 0.85 mm)。

マイクロ CT 解析では、3D プリントされた単一歯根インプラントと二重歯根インプラントの BV/TV および BMD 値に大きな違いはありませんでした。したがって、3D プリントされたインプラントの周囲の骨の量と密度は、3D プリントされたインプラントの歯根の数には影響されないようです。オッセオインテグレーションに適切な表面を備えたインプラントが安定に保たれている場合、インプラントフィクスチャーの形態はインプラント周囲の骨治癒に影響を与えないようです。これらの結果は、Ti-6Al-4V 粉末が歯科用 3D プリントインプラントに適した生体適合性材料であることを裏付けています。この結果は、同じ材料で製造されたインプラントが同等の BV/TV および BMD 値を示した我々の以前の研究と一致しています 16。

組織形態計測分析では、BIC 値と BAFO 値は、単根 3D インプラントよりも二根 3D プリントインプラントの方が統計的に低かった。これはおそらく、二重歯根インプラントの分岐部領域で顕著な歯根間の骨吸収が見られたパターンによって説明できるでしょう。 BIC および BAFO は、骨と接触するインプラント表面積の量または割合を指すため、分岐部の欠点がない単根インプラントの値よりも必然的に値が低くなります。後方領域に複数の歯根を備えたインプラントの設計は、従来のインプラントの機械的合併症を軽減することが示唆されていますが、分岐部が関与する領域の結果は依然として謎のままです。

この研究では、3D プリントされたインプラントによる補綴物の荷重条件は、補綴物の荷重条件ではなく、インプラントの設置段階までのみ分析されました。しかし、咬合はインプラント周囲の硬組織とインプラントの成功に影響を与える最も重要な要因の 1 つです。機械的ストレスに反応して、咬合はインプラント周囲の硬組織のリモデリングに影響を与える可能性があります。この観点から、今後の研究では機能の安定性を評価するための包括的な条件を組み込む必要があります。

この研究のもう 1 つの制限は、二重歯根インプラントの形状によるインプラントの設置方法です。 3D プリントされた二重根元インプラントは、従来のインプラントや再生処置の機械的合併症を軽減するために組み込まれていますが、外科用木槌を使用して発散型二重根元インプラントをたたき出す方法では、骨内の歪みが増加する可能性があります。分岐根は咬合力を分散しますが、分岐根の形状の性質はフィクスチャーを骨に配置する際の障害となります。さらに、インプラントを配置するこのプロセスは、タッピングベクトルと力を正確に制御できないため、フィクスチャーの歯根端方向および頬舌方向の正確な位置決めを妨げます。さらなる研究では、3D インプラントフィクスチャーを歯槽骨に打ち込んだ場合の影響と、そのプロセスに起因する可能性のあるエラーを調査する必要があります。

この前臨床研究の制限内で、3D プリントされた二重歯根インプラントは、単一歯根インプラントと比較して、同等の安定性、近位辺縁骨損失、BV/TV および BMD 値を示しました。しかし、二重根インプラントは分岐部領域で顕著な辺縁骨損失を示し、単一歯根インプラントよりも BIC および BAFO 値が低いことが示されました。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて対応する著者から入手できます。

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本研究は、産業通商資源部（MOTIE）の産業戦略技術開発事業「材料・部品技術開発プログラム」（20001221、高強度・耐疲労合金の開発とルートアナログ歯科インプラントの製造技術の開発）の支援を受けたものである。、韓国）。

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インナ・チョン、ジョンウォン・リー、リン・リー、ヤンジョ・ソル、ヨンム・リー、ギテグ

ソウル国立大学歯学部病院歯周病科（韓国、ソウル）

チョンさんの母親、ヤンジョ・ソル、ヨンム・イ、ギテグ

ワンストップ専門センター、ソウル大学歯科病院、ソウル、韓国

イ・ジョンウォン

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概念化: JL、K.-TK; 形式的な分析: Y.-ML、Y.-JS; 調査: Inna Chung、JL、LL、方法論: IC、JL、LL。プロジェクト管理: K.-TK; 執筆—原案：IC、JL。執筆—レビューと編集: LL、Y.-ML、Y.-JS、K.-TK 著者全員が原稿をレビューしました。

Jungwon Lee または Ki-Tae Koo への通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Chung, I.、Lee, J.、Li, L. 他シングルルートとダブルルートの 3D プリントされた Ti-6Al-4V インプラントを比較する前臨床研究。 Sci Rep 13、862 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-27712-2

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受信日: 2022 年 9 月 5 日

受理日: 2023 年 1 月 6 日

公開日: 2023 年 1 月 17 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-27712-2

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