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(1) Background: Interventional endoscopic procedures are growing more popular, requiring innovative instruments and novel techniques. Three-dimensional printing has demonstrated great potential for the rapid development of prototypes that can be used for the early assessment of various concepts. In this work, we present the development of a flexible endoscopic instrument and explore its potential benefits. (2) Methods: The properties of the instrument, such as its maneuverability, flexibility, and bending force, were evaluated in a series of bench tests. Additionally, the effectiveness of the instrument was evaluated in an ex vivo porcine model by medical experts, who graded its properties and performance. Furthermore, the time necessary to complete various interventional endoscopic tasks was recorded. (3) Results: The instrument achieved bending angles of ±216° while achieving a bending force of 7.85 (±0.53) Newtons. The time needed to reach the operating region was 120 s median, while it took 70 s median to insert an object in a cavity. Furthermore, it took 220 s median to insert the instrument and remove an object from the cavity. (4) Conclusions: This study presents the development of a flexible endoscopic instrument using three-dimensional printing technology and its evaluation. The instrument demonstrated high bending angles and forces, and superior properties compared to the current state of the art. Furthermore, it was able to complete various interventional endoscopic tasks in minimal time, thus potentially leading to the improved safety and effectiveness of interventional endoscopic procedures in the future.
Die „Malen nach Zahlen“ Methode zur Verbesserung der Präparation einer Vollgusskrone der Studenten
(2021)
Einleitung: Es gibt derzeit keine kommerziell erhältliche Lösung zur Verbesserung des Erlernens einer Kronenpräparation an Modellzähnen. Um diese Lücke zu schließen und die Betreuer von zahnmedizinischen Kursen zu unterstützen, wurde ein druckbarer und kostengünstiger Zahn zur strukturierten Selbsteinschätzung entwickelt. Das Ziel dieser Studie war es, diesen druckbaren Zahn unter realistischen vorklinischen Situationen zu testen. Materialien und Methoden: Es wurde ein zweifarbiger, zweischichtiger Übungszahn entwickelt. Dieser Zahn bestand aus einer korrekten Präparationsschicht und der Zahnkrone. Alle gedruckten Zähne wurden mit einem Stereolithografiedrucker hergestellt. 35 freiwillige Zahnmedizinstudenten des zweiten vorklinischen Kurses im zweiten Jahr, wurden nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen aufgeteilt. Alle Studenten hatten Erfahrung mit Modellzähnen. Die erste Gruppe trainierte an vier Standard-Modellzähnen. Die zweite Gruppe verwendete Modellzähne für den ersten und vierten Versuch und gedruckte Zähne für den zweiten und dritten Versuch. Die Präparationen der Studenten wurden mit einem In-Lab-Scanner gescannt und die Oberflächenabweichungen im Gegensatz zu einer perfekten Präparation gemessen. Die Unterschiede zwischen dem ersten und vierten Versuch wurden berechnet. Der Nutzen des gedruckten Zahnes wurde durch einen Fragebogen mit deutschen Schulnoten von den Studierenden bewertet (1 = Ausgezeichnet, 2 = Gut, 3 = Befriedigend, 4 = Ausreichend, 5 = Schlecht, 6 = Unbefriedigend). Ergebnisse: Der Arbeitsablauf war praktikabel und kostengünstig in der Herstellung der der gedruckten Zähne. Die Gesamtbewertung des gedruckten Zahns im Fragebogen war gut (Ø 2,1 ± 0,22). Die Studenten berichteten verschiedene Vorteile dieser Methode im Freitext. Der Vergleich der Präparation zwischen dem ersten und vierten Versuch zeigte, dass mit den gedruckten Zähnen eine signifikant bessere Präparation erreicht wurde. Die vollständige Präparation hatte Medianwerte von 0,05 mm (Gruppe1: Standardmodellzahn) und -0,03 mm (Gruppe2: gedruckter Zahn) (P = .005). Aufgeteilt in einzelne Flächen waren die vestibulären und okklusalen Bereiche signifikant besser. Für die vestibuläre Fläche ergaben sich folgende Werte 0,11 mm (Gruppe1) und -0,04 mm (Gruppe2) (P = .018). Für die Okklusalfläche ergab sich eine Abweichung von 0,13 mm (Gruppe1) und -0,05 mm (Gruppe2) (P = .009). Schlussfolgerungen: Das Ziel dieser Studie wurde erfüllt. Der gedruckte Zahn wurde erfolgreich in einem vorklinischen Kurs getestet. Die Machbarkeit dieses Lehrkonzepts wurde durch den Fragebogen und die Analyse der Präparationsform bestätigt. Ein signifikanter Unterschied zu einem Standard-Modellzahn war messbar. Die Studenten hatten die Möglichkeit eine korrekte Kronenpräparation an einem standardisierten zweischichtigen Zahn mit eingebauter Präparation zu üben. Dieser gedruckte Zahn ermöglichte es den Studenten die Kronenpräparation selbst zu kontrollieren.
Introduction
The preparation for dentin posts is difficult and hard to learn. There are currently no reproducible simulation models to train this clinical procedure. The purpose of this study was the design, feasibility and evaluation of a three‐dimensional (3D) printed tooth model for the pre‐clinical teaching of students.
Materials and methods
A printable tooth was designed and printed by a stereolithographic printer. A total of 48 fourth‐year dental students in the first clinical course in prosthodontics were trained in a voluntary hands‐on course on 4 similar printed teeth. The students used standard model teeth and real‐teeth models during their education. They had experience in caries removement and root canal treatment on real patients. Root perforations were counted for every attempt. The different benefits of the 3D printed tooth were evaluated by a questionnaire using German school grades from 1 (best) to 6 (worst).
Results
The overall rating of the printed tooth was Ø1.9 ± 0.3. The item “suitable exercise option” was rated Ø2.0 ± 0.8, and the teeth were “easy to use” Ø1.9 ± 0.9. The item “realistic approach to dentin post preparation” was rated Ø2.1 ± 0.8, and the teeth showed the “shortcomings at a root perforation” Ø1.5 ± 0.6. The students reported to have much more motivation and enthusiasm to improve their skills with the printed teeth Ø2.1 ± 0.9. They had a strong desire to include these teeth in their pre‐clinical education before the first patient treatment Ø1.6 ± 0.8. The success rate of the dentin post preparation was significantly better for the second 25% (P = .047) and fourth 48% (P = .04) attempt.
Conclusions
The feasibility of this teaching concept was confirmed. The students had the possibility to learn a correct dentin post preparation on a printed tooth model. The learning effect with this tooth model was rated as good to very good by the questionnaire.