Стоматологические материалы

Угол построения и адгезия бактерий на 3D-печатном стоматологическом ZrO2

Лабораторное сравнение DLP и material jetting показывает, что микрорельеф поверхности зависит от сочетания технологии и ориентации.

KUNWU · Research notes · Подготовлено

Авторизованная публикация с переводом и оригинальными научными иллюстрациями источника. Численные результаты относятся к описанному исследованию, а не к паспортным характеристикам оборудования KUNWU. Это лабораторное или доклиническое исследование, а не клиническая рекомендация или подтверждение эффективности медицинского изделия.

Углы построения
0° / 45° / 90°
Группы и образцы
6 × 25
Инкубация S. gordonii
2 h

Исследование установило, что технология печати и угол построения существенно влияют на поверхность и начальную бактериальную адгезию напечатанных циркониевых реставраций. Это указывает на возможность проектирования абатментов с меньшим образованием налёта.

В цифровой стоматологии 3D-печать диоксида циркония переходит от альтернативного метода к более широкому применению. Прочность, биосовместимость и эстетика делают материал привлекательным для абатментов, коронок и мостов. Но микробная колонизация по-прежнему угрожает долговременной работе реставраций.

После установки циркониевого абатмента его поверхность могут заселять ранние колонизаторы, например Streptococcus gordonii. Они прикрепляются, агрегируют и выделяют внеклеточный матрикс, способствуя сложным биоплёнкам зубного налёта, связанным с периимплантным воспалением, потерей кости и отказом реставрации. Обычно считают, что шероховатость повышает адгезию бактерий. Но настолько ли проста эта связь?

Коллектив профессора Ping Li из Гуанчжоуского медицинского университета опубликовал в BMC Oral Health работу «Effects of additive manufacturing technology and build angle on surface characteristics and microbial adhesion of 3D-printed dental zirconia: a laboratory study». На керамическом DLP-оборудовании KUNWU, как указано в источнике, исследовали совместное влияние технологии и угла построения на поверхность диоксида циркония и начальную адгезию S. gordonii. Работа предлагает подход к ограничению налёта через выбор процесса.

Сравнение технологий печати

Сравнивали две технологии аддитивного производства:

Струйное нанесение материала MJ.

Материал наносят и отверждают послойно, аналогично струйной печати. Толщина слоя составляла 10 микрометров, обеспечивая мелкие детали поверхности.

Цифровая световая обработка DLP.

Проецируемое изображение одновременно отверждает весь слой. В работе использовали слои 30 микрометров: процесс быстр, но может создавать ступенчатую текстуру.

Каждую технологию проверяли при углах 0°, 45° и 90°: шесть групп по 25 образцов. Лазерная сканирующая микроскопия измеряла шероховатость; контактный угол воды — смачиваемость; подсчёт колониеобразующих единиц и SEM — адгезию S. gordonii.

SEM поверхностей диоксида циркония: MJ в верхнем ряду, DLP в нижнем; слева направо углы 0°, 45° и 90°. DLP-45° имеет выраженную ступенчатую текстуру, MJ-0° выглядит относительно гладким. Направления исправлены по расположению панелей оригинального рисунка.
01SEM поверхностей диоксида циркония: MJ в верхнем ряду, DLP в нижнем; слева направо углы 0°, 45° и 90°. DLP-45° имеет выраженную ступенчатую текстуру, MJ-0° выглядит относительно гладким. Направления исправлены по расположению панелей оригинального рисунка.

Шероховатость и смачиваемость: более грубая поверхность не всегда удерживает больше бактерий

Двухфакторный дисперсионный анализ выявил значимое взаимодействие технологии и угла построения для площадной шероховатости Sa и контактного угла воды.

Самая шероховатая группа

— DLP-45° с выраженной ступенчатой текстурой слоёв.

Самая гладкая группа

— DLP-0°. Хотя DLP часто связывают с большей шероховатостью, источник объясняет, что при 0° слои ориентированы вдоль подложки и дают лучшую отделку в этом сравнении.

Лучшая смачиваемость

— у MJ-45° с минимальным контактным углом. Источник предполагает, что сочетание создаёт наноструктуры, благоприятные для растекания жидкости.

Важно, что устойчивой корреляции шероховатости с бактериальной адгезией не обнаружено. Простое правило «грубее — больше бактерий» не описывает результаты. Некоторые более шероховатые группы несли меньше бактерий; химия, смачиваемость и наноморфология могут быть важнее одной шероховатости.

Сочетания с меньшей адгезией: MJ-45° и DLP-0°

Какая стратегия лучше ограничивала первоначальное прикрепление бактерий?

Подсчёт колониеобразующих единиц показал чёткую картину:

Две группы с минимальной адгезией

— MJ-45° и DLP-0°.

Максимальная адгезия

— у DLP-45°.

SEM адгезии S. gordonii в шести группах при трёх увеличениях. MJ слева, DLP справа; сверху вниз углы от 0° до 90°. Источник выделяет редкие бактерии на MJ-45° и более плотное покрытие на DLP-45°.
02SEM адгезии S. gordonii в шести группах при трёх увеличениях. MJ слева, DLP справа; сверху вниз углы от 0° до 90°. Источник выделяет редкие бактерии на MJ-45° и более плотное покрытие на DLP-45°.

SEM наглядно показал различие. На MJ-45° бактерии были редкими и рассеянными, с небольшими скоплениями. DLP-45° имел плотное покрытие, напоминающее раннюю биоплёнку.

Источник обсуждает возможное применение MJ при 45° или DLP при 0° для поддесневых абатментов с целью ограничить раннюю колонизацию, метафорически называя это первым антибактериальным защитным слоем. Однако лабораторное сравнение касается адгезии; оно не доказывает бактерицидность материала или клиническую профилактику инфекции.

Перспективы: от лаборатории к клинической значимости

Работа не только выделяет два благоприятных набора параметров, но и показывает взаимодействие производства, поверхности и биологического ответа. Биологические последствия следует учитывать при проектировании процесса наряду с точностью и производительностью.

Ограничения — один вид бактерий и модель in vitro. Микробиом рта содержит сотни видов. Следующие работы должны изучить коагрегацию и биоплёнки с Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis и другими организмами, более длительное культивирование и созревание плёнки, а затем животные и клинические модели для установления значимости.

Исследование открывает процессный подход к цифровым реставрациям с учётом инфекционных рисков. Выбирая угол построения в CAD, врач или инженер может учитывать не только внешнюю геометрию, но и взаимодействие поверхности с микробной средой полости рта.

Wu K, Wan T, Liu F, et al. Effects of additive manufacturing technology and build angle on surface characteristics and microbial adhesion of 3D-printed dental zirconia: a laboratory study. BMC Oral Health. 2026;26:73. DOI: 10.1186/s12903-025-07379-z.

Источники