Dokument: Auswirkungen der Autoklavierung auf die Formstabilität von 3D gedruckten Insertionsschablonen für die Insertation von orthodontischen Mini-Implantaten
| Titel: | Auswirkungen der Autoklavierung auf die Formstabilität von 3D gedruckten Insertionsschablonen für die Insertation von orthodontischen Mini-Implantaten | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=73744 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20260715-144328-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | David, Samuel Pascal [Autor] | |||||||
| Dateien: |
| |||||||
| Beitragende: | Prof. Dr. med. dent. Becker, Kathrin [Gutachter] Prof. Dr. med. dent. Sonntag, David [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die Verwendung von Insertionsschablonen bei der Insertion orthodontischer Mini-Implantate bietet
zahlreiche Vorteile gegenüber der Freihandinsertion. Mit dem Aufkommen von Desktop-3D-Druckern können solche Schablonen aus verschiedenen kunststoffbasierten Materialien schnell und unkompliziert hergestellt werden. Da sie vor dem klinischen Einsatz sterilisiert werden müssen, könnte ihre Dimensionsstabilität beeinträchtigt werden. Ziel der Studie war es, sowohl die Auswirkungen des Dampfautoklavierens als auch des Druckvorgangs auf die Dimensionsstabilität der mit Resin 3D-gedruckten Insertionsschablonen zu untersuchen. Mit fünf Resin- und Druckerkombinationen wurden zu diesem Zweck fünfzig Insertionsschablonen von einem Schablonendesign ausgehend mit einem digital light processing- (DLP/EG, DLP/Next, DLP/Opti), einem Desktop-Stereolithographie- (LA/DSG) oder einem liquid crystal display-Drucker (LCD/Amber) hergestellt. Sowohl vor (T0) als auch nach (T1) der Sterilisation mit einem von zwei unterschiedlichen Autoklavierzyklen (die Hälfte der Schablonen wurde bei 121 °C und 1 bar für 20,5 Minuten (Zyklus 1) und die übrigen bei 134 °C und 2 bar für 5,5 Minuten (Zyklus 2) sterilisiert), wurden die Insertionsschablonen linear vermessen. Hierfür wurden die Insertionsschablonen mit einem structured light 3D-Scanner gescannt. Die linearen Messungen wurden in der x-, y- und z-Achse unter Verwendung von Orientierungspunkten auf den Schablonen sowohl auf den T0- und T1-Scans als auch in der ursprünglichen STL-Datei durchgeführt. Anschließend erfolgte die statistische Analyse anhand von linearen gemischten Effekt Modellen, gefolgt von Post-hoc-Tests im Falle von Signifikanz. Zur Verifikation der Zuverlässigkeit der Messmethode wurden micro-CT Scans an zehn der Insertionsschablonen jeweils vor und nach der Sterilisation durchgeführt. Die Messungen bei T0 und T1 unterschieden sich in 4 bzw. 3 von 5 Resin/Druckerkombinationen (R/D) in der x- bzw. y-Achse signifikant von der ursprünglichen .stl- Datei (P<0,05). Die größten Veränderungen zwischen STL und T0 wurden bei DLP/EG (x-Achse 0,38 ± 0,06 mm und y-Achse 0,34 ± 0,08 mm) und LCD/Amber (x-Achse 0,38 ± 0,17 mm und y-Achse 0,32 ± 0,15 mm) beobachtet. Nur DLP/Next zeigte signifikante Unterschiede in der z-Achse zwischen STL und T0. Beim Vergleich von T0 mit T1 zeigten DLP/Next nach Zyklus 1 eine signifikante Ausdehnung in der x-Achse und DLP/Opti nach Zyklus 2 eine signifikante Schrumpfung, während keine R/D signifikante Unterschiede in der y-Achse aufwiesen. Alle R/D außer einer (d. h. SLA/DSG) zeigten eine signifikante Schrumpfung in der z-Achse beim Vergleich von T0 mit T1 (für Zyklus 1 oder Zyklus 2). Unterschiede zwischen den beiden Zyklen bei T1 wurden nur bei zwei R/D (d. h. DLP/Next und LCD/Amber) in der z-Achse beobachtet. Bei dem Vergleich der ursprünglichen STLDatei mit den Messungen bei T0 und T1 wurden bei 4 von 5 R/D geringfügige, aber signifikante Dimensionsänderungen aufgrund des Druckprozesses und/oder des Autoklavierens beobachtet. Da die gemessenen Veränderungen stehts weniger als 0,5mm betrugen ist eine klinische Signifikanz unwahrscheinlich, konnte aber bis zum Ende der Studie nicht ausgeschlossen werden.The use of insertion templates for the insertion of orthodontic mini-implants offers numerous advantages over freehand insertion. With the advent of desktop 3D printers, insertion templates for use in orthodontics can now be quickly and easily produced using various plastic-based materials. However, before these templates can be used on patients, they must undergo sterilization, which may potentially affect their dimensional stability. The aim of this study was to investigate the effects of steam autoclaving as well as the printing process itself on the dimensional stability of resin 3D-printed insertion templates for orthodontic mini-implant insertion. Fifty insertion templates were produced from a single template design using five resin and printer combinations: a digital light processing (e.g., DLP/EG, DLP/Next, DLP/Opti), a desktop stereolithography (e.g., SLA/DSG), or a liquid crystal display (LCD/Amber) printer. These templates were measured linearly both before and after sterilization using one of two autoclaving cycles (half of the templates were sterilized at 121°C and 1 bar for 20.5 minutes (Cycle 1) and the remaining half at 134°C and 2 bar for 5.5 minutes (Cycle 2)). The insertion templates were scanned with a structured light 3D scanner both before (T0) and after sterilization (T1). Linear measurements in the x-, y-, and zaxes were performed using reference points on the templates in the T0 and T1 scans, as well as the original STL file. A statistical analysis was conducted using linear mixed-effects models, followed by post-hoc tests in the case of significance. To verify the reliability of the measurement method, micro- CT scans were performed on ten insertion templates, both before and after sterilization. The measurements at T0 and T1 showed significant differences from the original .stl file in the x- and y-axes in 4 or 3 out of 5 resin/printer combinations (P < 0.05). The largest changes between the STL file and T0 were observed in DLP/EG (x-axis: 0.38 ± 0.06 mm and y-axis: 0.34 ± 0.08 mm) and LCD/Amber (x-axis: 0.38 ± 0.17 mm and y-axis: 0.32 ± 0.15 mm). Only DLP/Next showed significant differences in the z-axis between STL and T0. When comparing T0 with T1, DLP/Next showed a significant expansion in the x-axis after Cycle 1, and DLP/Opti showed significant shrinkage after Cycle 2, while no resin/printer combinations showed significant differences in the y-axis. All resin/printer combinations, except for one (i.e., SLA/DSG), exhibited significant shrinkage in the zaxis when comparing T0 with T1 (for either Cycle 1 or Cycle 2). Differences between the two cycles at T1 were only observed in the z-axis for two resin/printer combinations (DLP/Next and LCD/Amber). When comparing the original STL file with the measurements at T0 and T1, minor but significant dimensional changes were observed due to the printing process and/or autoclaving in 4 out of 5 resin/printer combinations. Since the measured changes were always less than 0.5 mm, clinical significance is unlikely, but could not be fully ruled out by the end of the study. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 15.07.2026 | |||||||
| Dateien geändert am: | 15.07.2026 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 11.12.2025 | |||||||
| Datum der Promotion: | 25.06.2026 |
