3D-tulostettujen rankojen istuvuus : tulosteiden tasalaatuisuus ja tukipalkkien vaikutus

Abstract

Metallirunkoisia osaproteeseja eli rankoja käytetään korvaamaan menetettyjä hampaita muovisia osaproteeseja sirommilla ja kestävämmillä rakenteilla. Istuva ranka on tukeva,mahdollisimman huomaamaton ja helppo pitää puhtaana. Perinteisin menetelmin rangat on valmistettu käsin valamalla, mutta tämän rinnalle on yleistymässä rankojen 3D-tulostaminen. 3D-tulostettujen rankojen istuvuutta on kritisoitu työkentällä, mikä innoitti tutkimaan aihetta tarkemmin.

Tämä opinnäytetyö toteutettiin vuonna 2015 julkaistun Orhasen, Panulan ja Tornbergin opinnäytetyön Lasersintraus - metallirankojen tulevaisuus? jatkotutkimuksena. Työssä tarkastellaan tukipalkkien vaikutusta 3D-tulostettujen rankojen istuvuuteen sekä tulosteiden tasalaatuisuutta. Tarkasteltavaksi suunniteltiin identtisiä, pelkistettyjä koerankoja tukirakenteiden kanssa ja ilman. Mallin ja koerangan väliin jäävä tila mitattiin erikseen määritetyistä mittauspisteistä elektronimikroskoopilla ja saatujen mittaustulosten vaihteluväli kertoi tulosteiden tasalaatuisuudesta.

Tukipalkiston ei havaittu vaikuttavan merkittävästi koerankojen kokonaisistuvuuteen, mutta tukien kanssa tulostetut vapaapäätteiset rakenteet istuivat paremmin kuin ilman tukia. Keskiarvoisesti tukipalkittomien ja -palkillisten välinen ero oli vain 10 %. Selkeimmin niiden väliset erot tulivat esiin koerankoihin lisätyissä okklusaatuissa. Molemmat ryhmät istuivat paremmin kuin opinnäytetyössä Orhanen ym. 2015 mitatut valetut kappaleet.

Metallien 3D-tulostus on nopeasti kehittyvä valmistusmenetelmä. Tulosteiden vaihteluvälien pituuksien keskiarvot niiden kokonaisistuvuuksiin nähden olivat kuitenkin niin huomattavat, ettei koerankojen tasalaatuisuus olisi riittävä hammasteknisiin tarkoituksiin. Tuloksiin vaikuttaa kuitenkin koerankojen paksuus ja massiivisuus tavallisiin rankoihin verrattuna ja näin ollen niitä ei voida suoraan soveltaa työelämän 3D-tulostettujen rankojen istuvuuteen.

Partial dentures are used to replace a part of a dentition when there are still some teeth left in the mouth. They can be produced completely from acrylic or with a partial metal framework which enables a lighter structure and increased durability. The fit of a partial denture’s metal framework is essential for it to be comfortable to use, easy to clean and not cause injuries to the supporting teeth. Precision casting has been the traditional way to produce metal frameworks but 3D-printing them is getting more and more common. The biggest challenge in 3D-printing the partial metal frameworks is the often questioned accuracy of their fit.

This thesis is made as a follow-up study to Lasersintering – The Future of Dental Metal Frames written by Orhanen, Panula and Tornberg (Lasersintraus – metallirankojen tulevaisuus 2015). The goal of this thesis is to test if using support structures in a printed partialmetal framework would improve its fit and also parity of quality. The fit of the frames was tested by printing identical simplified partial metal frameworks with and without support structures. The space between the model and a printed partial metal framework was then measured with an electron microscope. The range of these measurements represent the parity of quality.

The support structures didn’t have much effect in the overall fit, since the difference between the fit of the ones with and those without the support structures was only about 10 %. Nonetheless, the fit of the thin free-ended structures was superior in those with the support structures. All the printed partial metal frameworks fit better on the model than the cast ones made by Orhanen etc. 2015.

The 3D-printing of metals has improved vastly in a short time. Though, the range of measurements’ of the tested partial metal frameworks is too great compared to the overall fit and does not meet the needs of dental technology. However, the partial metal frameworks printed for this test were more massive than the regular ones in patient cases’ which affects the results.