はじめに：歯を矯正したい若者や学生のために、審美性のために目に見えないアライナー（透明なブレース）を選ぶ人がますます増えています。 歯科医院は通常、数十セットのブレースを作成し、1〜2週間ごとに1セットを着用します。 逆に、徐々に歯の角度を調整し、最終的に矯正治療を行います。 ただし、何十ものブレースを着用する必要があるため、少し面倒で無駄があります。 それで、より良い技術的解決策はありますか？
On February 10, 2022, the Antarctic Bear was informed that researchers from Germany, Egypt and the United Arab Emirates have developed a new type of 3D printed transparent dental appliance, which is different from the appliances currently on the market. It is made of shape memory polymer. It has a "4D" shape memory function.
The orthodontic device they developed uses Kline Europe's clear ClearX resin, 3D printed using a DLP process, that softens once placed in the user's mouth, allowing it to accommodate, grasp and reposition misaligned teeth. So far, the aligners are not only biocompatible, but have demonstrated the ability to predictably change properties over time, potentially becoming an ideal replacement for current clear braces.
△Researchers believe that their dental braces can greatly reduce the cost associated with the production of braces, picture from Prodways
4D歯列矯正器の利点
Current appliances are made from different types of polymers, such as polyethylene materials, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyester and polyurethane. The appliance works by controlling tooth movement by programming the deviation of the tooth's position from the actual tooth position. In most popular appliance systems on the market, each appliance can only move the teeth by {{0}}.2 to 0.3 mm, or 1 degree to 3 degree of rotation each time, and each appliance is worn for approximately 14 days before being replaced with the next one. Secondary appliance. Therefore, the correction cycle of teeth is long and the cost is high.
この器具では、研究者は2つの主な欠点に焦点を当てています。従来の材料の欠点と歯の動きの生物学的考慮事項です。 歯の動きを生物学的に加速するために多くの方法が導入されてきました。 一方で、新しい家電素材の導入も注目されています。
形状記憶ポリマー（SMP）は、特に歯科矯正用途で最近歯科に導入された新しい材料の1つです。 それらは、医療材料の応用に大きな可能性を提供します。
4次元印刷（4D印刷）技術は、形状記憶材料に基づく3D印刷です。 明らかに、4D印刷された部品には、特定の環境条件下で時間の経過とともに形状が変化する能力（4次元）があります。 形状記憶ポリマー材料が進化し続けるにつれて、製品設計業界での新しい4D印刷アプリケーションの成長が期待されています。 研究者は、4D技術を歯科矯正器具の製造にもたらします。
図1：カスタマイズされたタイプミス（T）21番目の歯、4Dプリントアライナー（A）およびアライナーを位置合わせするための灰色の副子（S）
研究資料、方法および結果
まず、研究者はレジンとアクリルの歯を使用してカスタムの歯のモデルを作成しました。 上顎中切歯（歯21）は総脱臼3mmで脱臼し、モデルにピンク色のワックスを埋め込んで可動させ、他の歯はレジンで固定しました（図1）。
The team then used a standard Asiga Max 3D printer and ClearX resin, which it claims is an ideal material for "modification aligners," to create six pairs of 4D-printed aligners.
これらの器具は、歯の位置がずれていて、お湯に浸されているモデルに適用されます。 このプロセス中に、ずれた歯の周りのワックスが柔らかくなり、アプライアンスで成形してから冷却してデータを取得できるようになります。 （特定のプロセスはより複雑です。興味がある場合は、元のテキストをお読みください。）
結果は、形状記憶器具が歯の有意な動きを首尾よく達成し21、歯列矯正測定およびシミュレーションシステム（OMSS）でも一貫した動きが測定されたことを示した。 しかし、3。00 mmのモバイルアライメント目標は達成されず、2.06 - 2.82mmしか達成されませんでした。 それでも、結果は満足のいくものであり、単一の形状記憶器具が、従来の10個の器具とほぼ同じくらいの歯の動きを達成しました。
現在、4D印刷機器はまだ研究段階にあり、早急に商品化する予定です。
△ Orthodontic Measurement and Simulation System (OMSS) used to evaluate the efficacy of the team's 4D appliance
市販の歯科用3Dプリントが爆発的に増加しています
過去数か月だけでも、歯科業界での3D印刷の人気の高まりにより、多くのメーカーが新しい材料や機械を導入するようになりました。それぞれが、急速に収益性の高い市場に世界が開かれました。
Earlier this month, Desktop Health, the medical business unit of 3D printer manufacturer Desktop Metal, released a new line of Einstein dental systems. The machines feature "HyperPrint" technology, which is said to be 50 percent faster than EnvisionTEC's Envision One system, launched with FDA-cleared Flexcera Smile Ultra plus resin.
昨年末、デスクトップLCD3DプリンターメーカーのUNIZもNBEE樹脂3Dプリンターの出荷を開始しました。 歯科医の大量生産ニーズに対応するために特別に設計されたこのシステムは、アライナモデル、義歯床、ナイトガード、外科用ガイド、クラウン、ブリッジアプリケーションの3D印刷の速度、品質、使いやすさを兼ね備えています。
Prodwaysのような企業は、歯科の顧客向けに最終製品-を非常に大量に3Dプリントするようになりました。 2021年12月、同社は、年間最大100万台のアライナーを製造するために使用される機械を所有する大口顧客への供給を委託されていたことを明らかにしました。
The researchers' findings are detailed in their paper, titled "Potential Application of 4D Technology in Fabrication of Orthodontic Aligners."
