修正された歯科測定ソフトウェアによる大臼歯ジルコニアクラウン修復に対する歯の位置の影響

高品質のジルコニアクラウンの準備は、歯の修復の長期的な成功にとって非常に重要です ^1,2,3。総咬合収束 (TOC) 角度、直径、およびアバットメントの高さは相関していることが観察されています ^1,4,5。いくつかの in vitro 研究では、これらの要因が修復物のフィット感、保持、抵抗、および寿命に実質的に影響を与えることが示されています ^5,6,7。クラウン準備におけるTOC角度は、同じ平面内の2つの対向する軸壁の収束によって形成される角度として定義されます。歯の準備が不十分だと、機械的および生物学的合併症を引き起こす可能性があります。機械的故障は、歯の構造の破損だけでなく、修復物の緩み、剥離、または破損として現れることがあります。生物学的合併症には、歯周炎や粘膜軟部組織感染症などがあります⁸.TOC角度は、解剖学的変数⁹によって決定されるアバットメントの高さと直径とは異なり、手動操作の影響を受けることがよくあります。TOC角度は、そのばらつきにより、調製物の保持力と抵抗性の品質を決定するために不可欠です。歯の準備中、バーの角度とテーパーによって、歯¹⁰ の各位置での歯の準備角度が決まります。

ウォードのような先駆者は、準備のためのTOC角度測定を最初に支持し、3°から12°¹¹の間の収束角を提案しました。Jorgensen¹² と Kaufman¹³ によるその後の in vitro 研究では、収束角が大きくなると保持力が減少し、5° を超えるほど高い TOC が示されることが明らかになりました。さらに、Ohm と Silness は、臨床的に準備された歯の TOC 角度を予備的に測定し、推奨範囲¹⁴ よりも大幅に大きな値を明らかにしました。システマティックレビュー(1978-2013)では、2°-5°の理想的な目次角度は事実上達成不可能であり、10-22°¹⁵の現実的な目次角度が示唆されました。さらに、資格のある歯科医は通常、15°から25°^{16、17、18、19、20、21、22、23}の間のTOC角度を達成することが示唆されています。Shillingburg HTは、10〜24°²⁴の範囲のさまざまな歯の位置に対して特定の収束角を提案しました。Nordlander et al. 208 例からなる 10 人の歯科医からのデータを調べ、前部領域で最小角度 17.3°、後部領域で最大 27.3° を提案しました²⁵。文献はまた、調製物の軸面が互いに平行であるか、収束角が <6° ²⁶ である必要があることを示唆しています。ただし、歯は複雑で独特であるため、位置が異なる歯は、個々のニーズに合わせた臨床的に推奨される値で治療する必要があります。ガラスセラミッククラウン修復用に準備された>100個の石型に関するJanine Tiuによる統計分析は、上顎左第二大臼歯の最大平均TOC角度が74.49°(n = 4)であったことを示しました²⁷。しかし、ガラスセラミッククラウン材料の強度が低いため、臼歯領域²⁸での適用が制限されました。したがって、ジルコニアクラウンに基づく後方修復物に関する統計を包括的に分析することが重要です。

セラミック材料とデジタル歯科の最近の進歩により、モノリシック ジルコニア セラミック クラウンは、特にその高い強度、生体適合性、審美的品質により、歯の欠損修復に口腔内光学スキャン (IOS) システムを使用した後方固定修復物に好まれる選択肢となっています²⁹。従来のデジタル技術は限られた幾何学的パラメータしかキャプチャせず、内部準備の特徴を直接評価できない従来の3Dスキャン方法と組み合わせると、重大な制限を示します³⁰。この研究では、奥歯のジルコニアクラウン修復物を評価するための個別化された修正デジタル技術を導入し、フィット感と寿命を最適化するための臨床的に適用可能な方法を提供します。提案された技術は、アバットメントの高さが低下した歯、不均一な辺縁構成、または理想的でないテーパーのある歯など、カスタマイズされたクラウンの適応に特に採用できます。この方法は、さまざまな後歯位置にわたる TOC 角度の変化を体系的に分析し、臨床医が最適な準備ガイドラインを達成し、機械的故障やセメンテーションの問題のリスクを軽減するのに役立ちます。さらに、TOC 角度を推奨値と比較すると、歯の準備中に歯科医師に実践的な洞察が得られ、より良い臨床転帰が保証されます。さらに、TOC 角度、マージン ラインの長さ、および平均アバットメント高さの間の相関分析は、修復計画に貴重な洞察を提供します。臨床医は、これらの所見を使用して、準備技術を調整したり、臨床クラウンが短い場合や過度のテーパーの場合に代替の修復ソリューションを選択したりできます。この技術のデジタル ワークフローにより、精度が向上し、チェアサイドでの時間が短縮されます。このアプローチは、デジタル設計と現実世界の修復課題の間のギャップを埋めることで、後歯列におけるより予測可能で耐久性のあるジルコニアクラウン修復をサポートします。

すべての実験は、首都医科大学北京石吉潭病院の治験審査委員会 (IRB) によって承認されたプロトコルに従って実施されました。倫理承認参照番号はIIT2023-021-001でした。

1. 実験準備

1. ソフトウェアの準備
   1. IOS、3D 検査ソフトウェア、歯科測定ソフトウェアを使用します。
2. 人材準備
   1. 3 人の認定補綴歯科医による測定手順を実行します (平均臨床経験: 12.4 ± 2.1 年)。
   2. それぞれが最低 5 年の専門的な臨床経験を持つ 19 人の資格のある補綴歯科医のチームでサンプル調製を実施します。手順の一貫性を維持するために、研究開始前にすべてのオペレーターが標準化されたトレーニングを受けていることを確認してください。

2. データ取得

1. 包含基準と除外基準
   1. 次の選択基準を適用します: (1) 18 歳以上の患者、(2) インフォームドコンセントを提供できる患者、および (3) 天然歯に単一ユニットのクラウンを必要とする患者。
   2. 次の除外基準を適用します: (1) 固定ブリッジのリテーナーを必要とする個人、(2) 1 回の予約で複数の単一ユニット クラウンを必要とする個人、および (3) 歯がひどく傾いている個人。
2. データソース
   1. 口腔内科から、モノリシックジルコニアセラミック製クラウンの臼歯準備に関する238のポリゴンファイルフォーマット(PLY)の包括的なデータセットを入手します。すべての歯の準備が、構造的欠陥のある後歯のフルカバレッジ修復を必要とする臨床的に適応のある症例から得られることを確認してください(図1)。
   2. この研究に自発的に貢献した 19 人の歯科医からの追加のデジタル モデルを含めます。製造元のプロトコルに従ってスキャナー(補足図1)を調整します。次の標準化されたスキャンプロトコルを使用して、すべての準備をキャプチャします:(1)最適な照明条件を維持し、(2)適切な水分制御を確保し、(3)隣接する歯で部分的なアーチスキャンを取得します。

3. データの前処理

1. 初期データスクリーニング
   1. 3D検査ソフトウェアを使用して、238のPLYデータセットをすべて処理します。非多様体エッジと穴をチェックして、メッシュの整合性を確認します。
   2. スキャン分解能が最低20μmのポイント間隔に達していることを確認します。参照標準に照らして表面テクスチャの品質を評価します。
2. 前処理フェーズ
   1. スキャンデータを3D検査ソフトウェアにインポートし、単位仕様をミリメートルに設定します。メッシュドクターコマンドを使用してポリゴンメッシュを解析および修復し、編集インターフェイスに入ります。
   2. メニューツールから、 なげなわツール を選択し、「スルー」機能を有効にして、準備モデルを周囲の歯から分離します。Mesh Doctorアルゴリズムを実行して、穴を自動的に埋め、サーフェスを滑らかにし、メッシュエッジを最適化します(補足図2)。
3. 出力生成
   1. すべての最終データセットを、高解像度PLYファイル(元のカラーデータを保持)と生産可能な光造形(STL)ファイル(バイナリ形式、0.01 mmの弦高公差)の2つの形式でエクスポートします。

4. 測定手順

1. TOC角度測定
   1. 測定ソフトウェアを操作し、 Import Preparation Model を選択すると、歯の準備が画面に表示されます。[ 挿入パス ]オプションを選択して、クラウンの挿入方向を示すガイドラインを準備サーフェスに投影します。
   2. 挿入経路を咬合面に対して垂直に保ち、準備モデルを回転させます。近遠位(MD)軸^16,31に沿った近心、中央、および遠位の3分の1の準備マージンとその2 mm上の両方で測定ポイントを選択します。
   3. TOC 角度測定コマンドを実行して、画面横に角度データを表示します。手順を繰り返して、頬舌 (BL) 軸^12,32 に沿って頬側、中央、および舌側の 3 分の 1 で TOC 角度を測定します。
2. マージン周囲分析
   1. [ 余白線を抽出 ]コマンドを実行し、準備フィニッシュラインの周辺エッジの始点を選択します。開始点に戻るまで、準備の全周をトレースします。
   2. システムが硬組織と軟組織の境界を自動的に描写し、製剤の頸部外縁に沿ってマージン周囲を生成できるようにします。[ 分割] をクリックして、マージンライン³³内の準備の部分を分離します。
3. アバットメント高さ測定
   1. 高さ初期化機能を有効にし、製剤の咬合面の近心、遠位、頬側、舌側の位置で測定ポイントを選択し、すべてのポイントが挿入経路軸に揃わるようにします。
   2. 計算 コマンドを実行し て、歯の準備³¹ の平均高さを決定します。 図 2 は、手順 3 から 4 までのワークフロー図を示しています。

5. 品質管理

1. 校正された 3 人の歯科医に 1 本の歯にこの方法を独立して適用するように指示し、各オペレーターが本研究の前に 15 回の繰り返し測定を行うことで、測定の再現性を評価します。
2. 標準偏差(SD)値が所定の許容閾値(1平面内のTOC角度変動の場合は≤0.39°、マージン周囲の一貫性は≤0.14mm、アバットメント高さ測定精度は≤0.11mm)を満たしていることを確認することで、オペレーター間の再現性を確認します。
3. 3 つのオペレーターすべての結果をプールし、約 0.35° (TOC 角度)、0.10 mm (マージン周囲)、および 0.08 mm (アバットメント高さ) の平均 SD を計算します。個々のオペレーターのSDが最大許容しきい値を下回っていることを確認してください(表1)。
4. 評価方法は、訓練を受けたオペレーターによって実行された場合に臨床的に許容される再現性を提供すると結論付けます。

6. 統計分析

1. 歯の位置に基づいてデータを16のグループに分類します(表2 および 表3)。データセットをTOC角度、マージン周囲、および平均アバットメント高さの分析にかけます。
2. 正規分布データを平均値とSD(X±S)として表示し、非正規データを中央値と四分位数[M、(P25~P75)]として表します。分散分析(ANOVA)を使用して、同一位置(14-24-34-44、15-25-35-45、16-26-36-46、および17-27-37-47)の歯間のTOC角度の差を比較し、ペアワイズ比較のために事後LSD-t検定を実行します。
3. ペアワイズ t 検定 を実行して、同じ象限にあるが異なる位置 (14-15-16-17、24-25-26-27、34-35-36-37、および 44-45-46-47) の歯間の TOC 角度の変化を分析します。
4. 線形トレンド検定を実行して、同じ象限の後歯の位置とともにTOC角度が増加するかどうかを評価します。
5. ピアソンの相関分析を実施して、TOC 角度、マージン周囲、および平均アバットメント高さの関係を判断します。SPSS 26.0 ソフトウェアを使用してすべての分析を実行し、有意水準を α = 0.05 に設定します。

一般的な特性
上顎標本の数 (n = 132) は下顎標本の数 (n = 106) よりも多く、上顎右第一大臼歯が最も頻繁に準備される歯でした (n = 24)。負の値を示す角度は無効と見なされ、統計分析から除外されました。表2は、無効なTOC角度試験片の量と分類を示しています。表 3 は、各後歯の平均 TOC 角度を示しています。さらに、臨床TOC角度を推奨値と比較し(図3)、各後歯の平均TOC角度が推奨値の6° を超えていることが明らかになり、文献26と一致しています。ほとんどのTOC角度はShillingburgらによって推奨されたものに近かった24が、下顎の左第二大臼歯は有意に高い値を示した。

この研究では、平均TOC角度の最大値は下顎左第二大臼歯(歯37、TOC-BL = 35.96 ± 20.21°、TOC-MD = 35.12 ± 14.67°、n = 14)であり、BLとMDの両方の観点で同様の平均値であることが観察されました。一方、最小TOC角度値は、上顎右第一小臼歯(歯14、TOC-BL = 10.97 ± 6.84°、n = 14)、上顎左第二小臼歯(歯25、TOC-MD = 14.96 ± 7.34°、n = 14)、および下顎右第二小臼歯(歯45、TOC-MD = 14.96 ± 8.99°、n = 10)。

各後歯のマージン周囲を 表 3 に示します。上顎の左第二大臼歯の縁周長が最も長く(歯27、34.73±3.4 mm、n = 17)、下顎の左第二小臼歯が最も短かった(歯35、21.42±2.03 mm、n = 13)。

表 3 は 、各後歯の平均支台高さを示しています。下顎左第一小臼歯は最大の高さを示し(歯34、3.53±0.94 mm、n = 8)、下顎左第二大臼歯は最も低い高さを示しました(歯37、2.34±0.83 mm、n = 14)。

1本歯の位置におけるTOC-BLとTOC-MDの比較
1つの歯の位置でのTOC-BLとTOC-MDの分散分析(図3)は、TOC-MDが主に14歯と46歯でTOC-BLを上回り、統計的に有意な差(p < 0.05)を示し、他の歯の位置ではTOC-BLとTOC-MDの間に有意差は観察されませんでした(p > 0.05)。

同じ象限におけるTOC角度の比較
同じ象限で異なる位置の歯のTOC角度の線形傾向分析(表4 および 図4)は、歯の位置が後方に移動するにつれて、上顎右象限(図4A)および下顎左象限(図4C)のTOC-BLが線形に増加することを示しました。さらに、TOC-MDは、上顎右象限(図4A)、上顎左(図4B)、下顎左(図4C)、下顎右象限(図4D)において、後方方向の歯の位置に応じて直線的な上昇を示した。

同名歯位置におけるTOC角度の比較
TOC-BL(p = 0.002)とTOC-MD(p = 0.013)について、17、27、37、および47の間の同名の歯の位置間で統計的に有意な差が観察されました(表5 および 図5)。さらに、事後ペアワイズ比較では、上顎右第二大臼歯 (歯 17) と下顎左第二大臼歯 (歯 37)、上顎左第二大臼歯 (歯 27) と下顎左第二大臼歯 (歯 37)、下顎左第二大臼歯 (歯 37) と下顎右第二大臼歯 (歯 47) の間で TOC-BL に有意差 (p < 0.05) が示されました。下顎左第二大臼歯 (歯 37) の TOC-BL は、対応する他の歯の TOC-BL よりも有意に大きかった。さらに、TOC-MD の有意差 (p < 0.05) は、上顎右第二大臼歯 (歯 17) と下顎左第二大臼歯 (歯 37) の間で、および上顎左第二大臼歯 (歯 27) の間で確認されました。下顎左第二大臼歯 (歯 37) の TOC-MD は、上顎右第二大臼歯 (歯 17) および上顎左第二大臼歯 (歯 27) の TOC-MD よりも大きかった。TOC-MDでは、下顎左第二大臼歯(歯37)と下顎右第二大臼歯(歯47)の間に統計的な差は見られませんでした。

相関分析
ピアソン相関分析により、TOC-BL と TOC-MD の間、および TOC-BL とマージン周囲の間に正の相関があることが明らかになりましたが、TOC-BL と平均アバットメント高さの間には負の相関が観察されました。TOC-MD は、マージン周囲と正の相関を示し、平均アバットメント高さと負の相関を示しました。マージンの周囲は、平均アバットメントの高さと逆の相関を示しました(図6)。

図1:歯の準備とモノリシックジルコニアクラウン修復の臨床例プレゼンテーション。(AF)上顎左第一大臼歯のモノリシックジルコニアクラウン修復。(G-L)上顎右第2小臼歯のモノリシックジルコニアクラウン修復この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:デジタル評価のフローチャートこの図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:95%信頼区間の総咬合収束(TOC)角を、歯の種類別に分類し、推奨値と比較した。 14 歯 (TOC-MD = 15.21 ± 4.6°、TOC-BL = 10.97 ± 6.84°) と 46 歯 (TOC-MD = 27.77 ± 13.41°、TOC-BL = 17.72 ± 6.10°) で有意差が観察されました)、*p < 0.05。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:同じ象限内のTOC角度の比較。 (A) 上顎右象限: TOC-BL は、歯 14 (10.97 ± 6.84°) と 14 歯で異なりました 。16 (20.80 ± 9.59°)、および 14 (10.97 ± 6.84°) 対17 (21.23 ± 8.17°)、*p < 0.05。(B)上顎左象限。(C)下顎左象限:TOC-BLは、歯34(16.03 ± 7.59°)と歯で異なりました 。37 (35.96 ± 20.21°)、35 (15.94 ± 9.65°) 対37 (35.96 ± 20.21°)、および 36 (25.57 ± 11.6°) 対。37 (35.96 ± 20.21°)、*p < 0.05。TOC-MD は、34 歯 (18.08 ± 6.88°) と 34 歯で異なりました 。37 (35.12 ± 14.67°)、35 (16.22 ± 10.64°) 対37 (35.12 ± 14.67°)、および 36 (24.09 ± 10.97°) 対37 (35.12 ± 14.67°)、*p < 0.05。(D)下顎右象限:TOC-BLは、歯45(14.98±5.48°) と異なります。47 (22.99 ± 8.95°)、および 46 (17.72 ± 6.10°) 対。47 (22.99 ± 8.95°)、*p < 0.05。TOC-MD は、歯 45 (14.96 ± 8.99°) と 45 歯で異なりました 。46 (27.77 ± 13.41°)、および 45 (14.96 ± 8.99°) 対。47 (28.34 ± 12.32°)、*p < 0.05。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:同名の歯の位置でのTOC角度の比較。 (A)第一小臼歯。(B)第二小臼歯。(C)第一大臼歯。(D)第二大臼歯:TOC-BLは、17歯(21.23 ± 8.17°) と異なる。37 (35.96 ± 20.21°)、27 (19.37 ± 9.83°) 対37 (35.96 ± 20.21°)、および 37 (35.96 ± 20.21°) 対。47 (22.99 ± 8.95°)、*p < 0.05。TOC-MD は、歯 27 (23.17 ± 9.95°) と37 (35.12 ± 14.67°)、および 17 (22.16 ± 9.48°) 対。37 (35.12 ± 14.67°)、*p < 0.05。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図6:TOC角度、マージン周囲、および平均アバットメント高さのピアソン相関分析。 TOC-BL と TOC-MD、TOC-BL とマージン周囲、TOC-BL と平均アバットメント高さ、TOC-MD とマージン周囲、TOC-MD と平均アバットメント高さの間の相関関係を調べました。*p < 0.05。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

表1:再現性試験。この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。

表 2: TOC 角度、マージン周囲、および平均アバットメント高さの有効および無効な測定の数。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。

表 3: 各後歯の TOC 角度。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。

表4:同じ象限内のTOC角度の線形傾向分析。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。

表5:同名歯間のTOC角度の違い。A:歯37と17の間の p <0.05。b:歯37と27の間の p <0.05。C:歯47と37の間の p <0.05です。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。

補足図1:スキャナのキャリブレーション。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

補足図2:前処理結果の視覚的な図。このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

著者らは、競合する利益はないと宣言する。