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Pilot study on accuracy and dimensional stability of impression materials using industrial CT technology

Pilotstudie zur Genauigkeit und Dimensionsstabilität von Abformmaterialien mittels industrieller CT-Messungen

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Abstract

Objective

Using computed tomography, scan impressions can be saved and edited as virtual data. The aim of this study was to evaluate the parameters influencing different impression materials and impression trays and their relevance with regard to accuracy and dimensional stability.

Materials and methods

Two alginate impressions (Zhermack Hydrogum®5 and Kaniedenta Tetrachrom®) and a polyether impression (3MEspe Impregum™) were each combined with two acrylic trays (3M Espe Position Tray™ and Profimed Opti-Tray) and CT scanned immediately after impression at the Fraunhofer Institute Development Center for X-ray Technology (EZRT) in Fürth, Germany. Each impression was digitized 10 times on the same day, 3 times after 2 days and twice after 6 days, thus determining the dimensional stability of the various materials. An acrylic model was digitized with a high-resolution µCT research scanner to be used as a reference for assessing the accuracy of the impression materials. For graphic and statistical analysis, VGStudio Max® was used.

Results

Both alginate impressions were less dimensionally stable than the polyether impression material. The Zhermack Hydrogum®5 alginate impression resulted in more deviation (151 µm) after 6 days than the Kaniedenta Tetrachrom® impression. The polyether scans showed a mean deviation of 73 µm. The accuracy of both alginates was similarly precise (mean value: Hydrogum®5 0.129 ± 0.021 mm, Tetrachrom® 0.137 ± 0.002 mm). The type of tray had limited influence on the results of the alginate impressions, while the accuracy of the Impregum™ impression depended on the tray combination chosen.

Conclusion

The accuracy of the alginate impressions is sufficient for clinical use in orthodontics and produced, with correct storage, acceptable results even after 2 days. Hydrogum®5 impressions proved to be slightly more accurate than the reference material but less dimensionally stable than the Tetrachrom® impressions. The 3M Espe Position Tray™ seemed to be more practical due to a better retentive effect compared to the Opti-Tray made by Profimed.

Zusammenfassung

Ziel

Mittels computertomographischer Aufnahmen können Abformungen als virtuelle Datensätze gespeichert und bearbeitet werden. Ziel der Studie war die Evaluation der Einflussparameter bei unterschiedlichen Abformmaterialien und Abformlöffeln und deren Relevanz im Bezug auf Genauigkeit und Dimensionsstabilität.

Material und Methodik

Zwei Alginatabformungen (Zhermack Hydrogum®5, Kaniedenta Tetrachrom®) und eine Polyetherabformung (3M Espe Impregum™) in Kombination mit je zwei Kunststofflöffeln (3M Espe Position Tray™, Profimed Opti-Tray) wurden direkt nach Abdrucknahme am Fraunhofer Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT in Fürth, mittels CT-Scan digitalisiert. Jeder Abdruck wurde noch am selben Tag zehnmal digitalisiert, nach zwei Tagen folgten drei und nach sechs Tagen zwei weitere Aufnahmen. Dadurch war eine Bestimmung der Dimensionsstabilität der unterschiedlichen Materialien möglich. Als Referenz für die Genauigkeitsermittlung der Abformmaterialien wurde ein Kunststoffmodell mit einer hochauflösenden µCT-Forschungsanlage digitalisiert. Für die graphische und statistische Analyse wurde VGStudio Max® verwendet.

Ergebnisse

Die beiden Alginatabformungen waren weniger dimensionsstabil als das Polyether-Abformmaterial. Die Alginatabformung Zhermack Hydrogum®5 ergab nach sechs Tagen eine größere Abweichung (151 µm) als die Kaniedenta Tetrachrom®-Abformung. Die Polyetheraufnahmen zeigten eine mittlere Abweichung von 73 µm. Die Genauigkeit der beiden Alginate war ähnlich exakt (Mittelwerte: Hydrogum®5 0,129 mm ± 0,021 mm, Tetrachrom 0,137 mm ± 0,002 mm). Die Art des Löffels beeinflusste das Ergebnis der Alginatabformungen nur bedingt, während die Genauigkeit der Impregum™ Abformungen von der gewählten Löffelkombination abhing.

Schlussfolgerungen

Die Genauigkeit der Alginatabformungen ist in der Kieferorthopädie klinisch ausreichend und weist bei korrekter Lagerung auch nach zwei Tagen noch akzeptable Ergebnisse auf. Hydrogum® 5-Abformungen erwiesen sich minimal präziser gegenüber der Referenz, aber geringer dimensionsstabil als die Tetrachrom®-Abformungen. Der Abformlöffel 3M Espe Position Tray™ erschien aufgrund besserer Retentionswirkung gegenüber dem Opti-Tray von Profimed als praktikabler.

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Acknowledgments

This study was financed by the Scientific Research Fund of the German Orthodontic Society (DGKFO). Software support was provided by Volume Graphics GmbH (Heidelberg, Germany).

Danksagungen

Finanziert wurde die Studie aus Mitteln des Wissenschaftsfonds der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie (DGKFO). Eine Unterstützung in Softwarefragen erfolgte durch die Firma Volume Graphics (Heidelberg, Deutschland).

Conflict of interest

None declared.

Interessenkonflikt

Keine Angaben

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Correspondence to Dr. S. Steinhäuser-Andresen.

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Steinhäuser-Andresen, S., Detterbeck, A., Funk, C. et al. Pilot study on accuracy and dimensional stability of impression materials using industrial CT technology. J Orofac Orthop 72, 111–124 (2011) doi:10.1007/s00056-011-0015-6

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Keywords

  • Computed tomography
  • Dental casts
  • Digital models
  • Impression materials
  • Accuracy
  • Dimensional stability

Schlüsselwörter

  • Computertomographie
  • Dentale Modelle
  • Digitale Modelle
  • Abformmaterialien
  • Genauigkeit
  • Dimensionsstabilität