(院長の徒然コラム)

1. はじめに：歯科界に訪れた「型採り」のパラダイムシフト

歯科治療において「型採り（印象採得）」は、詰め物や被せ物、矯正装置を作るための避けては通れないプロセスです。

しかし、あの粘土のような材料（アルジネートやシリコーン）を口に入れ、固まるまで数分間じっとしている作業は、多くの患者様にとって「苦痛」の代名詞でもありました。

近年、このプロセスを「光でスキャンする」 intraoral scanner（IOS：口腔内スキャナ）が急速に普及しています。

それに伴い、スキャンデータから作られる「デジタル模型（Digital casts）」や、それを形にした「3Dプリント模型」が、従来の「石膏模型」に取って代わろうとしています。

今回、最新の文献（Australian Dental Journal 2025, Future Science OA 2026）をもとに、これらの技術がどこまで実用レベルに達しているのか、そして残された課題は何なのかを詳説します。

 2. 材料工学的視点：弾性変形、硬化膨張、そして「ステッチング」の物理学

①従来型印象材と石膏の限界

従来のシリコーン印象材（ポリビニルシロキサン：PVS）は、優れた親水性と弾性回復力を有するが、材料固有の「重合収縮」と、石膏の「硬化膨張」という二律背反の物理現象を内包しています。

⚫︎シリコーンの収縮:約0.05%〜0.2%の線収縮。

⚫︎超硬石膏の膨張:JIS規格 T6605に基づき、約0.08%〜0.10%の膨張。

これらは互いに相殺し合うように設計されていますが印象材の厚みの不均一さや、トレーとの剥離、さらには石膏注入時の水粉比の微差によって、最終的な模型には必ず30μm〜50μm程度の不確定な変位が生じます。

②光学印象（IOS）の物理的特性と「ステッチング」誤差

口腔内スキャナ（IOS）は物理的な変形とは無縁ですが別の工学的課題を抱えています。

それが「画像連結（Stitching）」です。

IOSは1秒間に数千枚の画像を撮影し、それらを特徴点に基づいてつなぎ合わせます。

単冠のスキャンでは画像枚数が少ないため誤差は極小（5〜10μm程度）でづが、フルアーチ（全顎）になると画像枚数が膨大になり、累積誤差が発生していきます。

2025年のレビューによれば、現在の最新機種であっても、全顎スキャンにおける「Trueness（真実度）」の誤差は、従来のシリコーン印象による石膏模型と比較して、遠心側（奥歯）に行くほど増大する傾向にあることが指摘されています。

これは、材料の物理特性ではなく、アルゴリズムによる数学的限界により起こるものです。

3. 口腔内スキャナ（IOS）の現状：単冠修復では「従来法」を超えた

2025年の『Australian Dental Journal』に掲載された「Are Conventional Impressions Obsolete? A Narrative Review on the Applicability of Intraoral Scanners」によれば、デジタル印象は「単冠（1本の補綴物・被せ物）や小範囲のブリッジ」において、すでに科学的に高い精度が証明されています。

《単冠・小範囲補綴：デジタルの完全勝利》

単冠修復における IOS の精度は 5〜20μm の範囲に収まります。

これは、シリコーン印象の 30〜50μm を凌駕する。

「Trueness（真実度）」と「Precision（精密性能）」の両面において、デジタルワークフローは従来法を上回ります。

臨床調整時間の短縮に関するメタ解析（Derksen氏2021年）でも、デジタル制作のクラウンの方が調整が少ないことが示されています。

《デジタル印象の圧倒的メリット》

⚫︎患者の快適性

嘔吐反射が強い患者様にとって、スキャナのチップは従来のトレーよりも遥かに受け入れやすく、治療体験の向上に直結します。

⚫︎効率性

印象材の準備、消毒、技工所への郵送という物理的プロセスが排除され、データ送信のみで完結します。

⚫︎チェアサイドの確認

スキャン直後に、形成（歯を削った状態）の不備やアンダーカット、対合歯とのクリアランスを画面上で確認でき、その場で修正が可能です。

しかし、すべてのケースで万能なわけではありません。

例えば、歯肉の下深く（サブジンジバル）に及ぶマージン（境界線）や、可動粘膜（動く歯肉）を多く含むケースでは、依然として従来の印象材に軍配が上がることがあります。

4. 模型の精度比較：石膏模型、デジタル模型、3Dプリント模型の三つ巴

2026年にFuture Science OAで掲載ざれた「Comparison of dental arch measurements between 3D-printed,digital,and stone casts」では、興味深いデータが示されています。

13名の患者を対象に、同じ口腔内から「石膏模型」「デジタル模型」「3Dプリント模型」を作成し、その計測値を比較したものです。

《研究結果が示す衝撃の事実》

この研究の結果によれば、3Dプリント模型は石膏模型の代わりとして、臨床的に許容できる精度を持っている一方で、デジタル模型（画面上のデータ）は、石膏や3Dプリント模型とは有意な計測値の差を示すことが明らかになりました。

具体的には、

①犬歯間幅径（Intercanine width）

 デジタル模型では、石膏や3Dプリント模型よりも有意に「大きく」計測される傾向がありました。

②大臼歯間幅径（Inter-molar width）

逆にデジタル模型では、石膏や3Dプリント模型よりも「小さく」計測される傾向がありました。

これは非常に重要な示唆を含んでいます。

画面上のデジタルデータだけで診断・設計を行う場合と、それを物理的な模型（石膏や3Dプリント）に置き換えて作業する場合では、わずかながら「ズレ」が生じている可能性があるということです。

しかし、石膏模型と3Dプリント模型の間には統計的な有意差が認められなかったことから、物理的な模型が必要な場合、すでに3Dプリンティング技術（SLA方式など）は、伝統的な石膏模型を置き換える十分な実力を備えていると言えます。

《実際の計測値》

⚫︎上顎犬歯間幅径（Maxillary Inter-canine width）

⭐︎3Dプリント群: 35.77 ± 1.95 mm

⭐︎石膏群: 35.63 ± 1.82 mm

⭐︎デジタルデータ群: 51.90 ± 3.39 mm

⚫︎下顎犬歯間幅径（Mandibular Inter-canine width）

⭐︎3Dプリント群: 27.72 ± 2.93 mm

⭐︎石膏群: 26.00 ± 1.77 mm

⭐︎デジタルデータ群: 45.73 ± 9.05 mm

《あれ？おかしくない？》

ここでおかしいと思った歯科医師の読者の方々…鋭い！

この数値どう考えてもおかしいですよね。

いくらデジタルスキャンだからと言って通常の歯列で15mm〜20mmもの差が出るのは異常です。

論文によると、石膏模型と3Dプリント模型は「デジタルノギス（caliper）」で直接計測したそうなんですが、デジタルデータ「3Shape ortho analyzer」ソフトウェアで計測したそうなんです。

鋭い人はもうピンと来ますよね。

ここで、ソフトウェア上での計測ポイント（例：歯冠近遠心幅径の合計値など）と、物理的なノギスでの計測ポイント（尖頭間距離）の定義が、解析時に取り違えられている、あるいはソフトウェアの設定にエラーがある可能性が高いです。

でないとこんな数値以上出るわけないです。

「計測」自体は、10年以上の経験を持つ2名の歯科助手によって「2回ずつ」行われたそうですが、ソフトウェアの設定エラーまで気づけますかね？

というか論文出す前にチェックして欲しいところですが…

この論文の教訓として追加して言えることは

「デジタルツールを盲信するのではなく、得られた数値が臨床的に妥当かどうかを常にダブルチェックする必要性がある」ということですね。

論文読んでて皆さんは気づきましたか？

5. インプラント治療とフルアーチ（全顎スキャン）の壁

デジタル化が最も期待されつつ、最も苦戦しているのが「フルアーチ（全顎）」のスキャン、特にインプラントが複数植立されたケースです。

《なぜ全顎スキャンは難しいのか？》

口腔内スキャナは、小さな静止画をつなぎ合わせて（ステッチング）大きな画像を作ります。

スキャン範囲が広くなればなるほど、この「つなぎ合わせの誤差」が蓄積し、最終的なデータの歪みにつながります。

紹介論文では以下の点が指摘されています。

①インプラントフルアーチ

複数のインプラントを連結する補綴物では、100μm以下の「パッシブフィット（受動的適合）」が求められます。

現在のIOS単体では、この精度を安定して出すのが難しく、フォトグラメトリー（写真測量技術）などの補助的なデバイスの併用が検討されています。

②可動粘膜の課題

総義歯（フルデンチャー）のように、動く歯肉の形態を採得する必要がある場合、IOSでは粘膜を押し広げることができないため、従来法とデジタルの「ハイブリッド法」が現時点での現実的な解とされています。

6. デジタル化がもたらす「付加価値」：診断とモニタリング

単に「被せ物を作る」こと以外に、デジタル印象には石膏模型には真似できない利点があります。

①経時的な変化の追跡

数年前のスキャンデータと現在のデータを重ね合わせる（スーパーインポーズ）ことで、歯の摩耗（咬耗）、歯肉の退縮、歯列の移動をミクロン単位で可視化できます。

②法医学的利用

石膏模型のように劣化・破損せず、物理的な保管スペースも不要なデジタルデータは、個人の識別のための貴重な記録となります。

③教育とコミュニケーション

自分の口の中が巨大な3Dモデルとして画面に映し出される体験は、患者様のモチベーション向上に劇的な効果をもたらします。

7. 課題とリスク：ソフトウェアへの依存

便利なデジタル技術ですが、「ソフトウェアエラー」や「機器の故障」という新たなリスクも生まれています。

(論文著者が実践されています。)

印象材が固まらないといった物理的なトラブルに代わり、データの破損やアップデートによる操作性の変化といった、IT特有の問題に対応する能力が現代の歯科医師には求められています。

また、初期投資の高さや、サブスクリプション費用などのコスト面も、普及の障壁の一つです。

しかし、材料の廃棄を減らせる（環境負荷の低減）というメリットは、SDGsの観点からも無視できません。

8. 終わりに：私たちは「型採り」の必要ない世界へ近づいている

エビデンスを総合すると、現在の歯科医療は以下のようなフェーズにあります。

①単冠修復、矯正診断（アライナー矯正など）

すでにデジタルが第一選択であり、3Dプリント模型は石膏模型と同等の信頼性がある。

②全顎インプラント、総義歯

まだ「従来法」や「ハイブリッド法」が優位だが、AI技術や新しい計測手法（フォトグラメトリー等）により、その差は急速に縮まっている。

「従来の型採りは時代遅れ（Obsolete）か？」という問いに対し、答えは「NO」です。

しかし、「デジタル印象を使いこなせない歯科医師は時代遅れになるか？」という問いへの答えは、限りなく「YES」に近づいています。

デジタルデータの特性（計測値の出方の違いなど）を正しく理解し、適材適所で石膏模型、デジタル模型、3Dプリント模型を使い分ける知識こそが、次世代の歯科標準（ゴールドスタンダード）となるでしょう。

患者様にとって、より早く、より楽に、そしてより正確な治療を提供するために、歯科界のデジタル化はこれからも止まることなく加速し続けます。