Цифровая стоматология. Технологии 3D печати, CAD/CAM/САПР программы, 3D оборудование
Несомненно, цифровые технологии и 3D печать произвели революцию в стоматологии. Мало того, что процедуры, которые
Почти любой фотополимерный 3D принтер способны печатать отличные стоматологические модели. Однако, если вы хотите напечатать биосовместимые модели которые будут соприкасаться со ротовой полостью или кожей пациента, например, прозрачные элайнеры, виниры, временные или постоянные коронки или мосты — вам необходимо использовать биосовместимые материалы, сертифицированные регулирующими органами, а также соответствующее программное обеспечение и 3D-принтеры. Обратите на это особое внимание, т.к. в случае использования в клинике не сертифицированного оборудования и материалов, можно нарваться на солидные штрафы и даже приостановление лицензии.
Распечатанные стоматологические модели и хирургические шаблоны на IMD-принтере Carima (Источник: Carima)
Биосовместимые стоматологические материалы и 3D принтеры
Поскольку существует множество правил, касающихся медицинских устройств, на данный момент выгодно работать с производителем 3D-принтеров и материалов, который специализируется на стоматологическом рынке (либо полностью, либо в качестве крупного направления их бизнеса). Эти компании предлагают практический опыт и поддержку, а также экосистему продуктов и услуг, ориентированных на стоматологическую отрасль, а также бесперебойную поставку необходимых расходных материалов.
Применение 3D-печати в вашей стоматологической практике требует изучения новых методов, цифровых технологий, материалов и процессов, поэтому, естественно, без достаточного обучения и поддержки вы вряд ли получите максимальную отдачу от своих инвестиций. Тщательно выбирайте поставщика. Все представленные ниже компании предлагают полную поддержку для стоматологов.
Цифровая стоматология — это, конечно больше, чем просто 3D-печать. Большинство производителей предлагают комплексное программное обеспечение, сканеры полости рта, 3D-принтеры, машины постобработки и многое другое. Некоторые производители, такие как SprintRay и Kulzer, сосредоточены исключительно на цифровой стоматологии, предлагают комплексный подход и интеграцию программного обеспечения для стоматологической печати, принтеров, аксессуаров, материалов и поддержки.
Как печатать на стоматологических 3D принтерах?
Все начинается с цифрового сканирования полости рта пациента с помощью ручного интраорального 3D сканера или сканирования предварительно снятого гипсового слепка.
Далее ваши цифровые модели загружаются в CAD/САПР/CAM программное обеспечение, предназначенное для стоматологии, такое как например Exocad, Meastro 3D и аналогичные.
После моделирования и составления плана лечения, если ваше программное обеспечение не делает этого автоматически, загрузите свои файлы в слайсер, который обычно поставляется с 3D принтером. Слайсер преобразует вашу цифровую модель в инструкции (Gcode) для 3D печати.
Последним шагом будет промывка, отверждение в УФ камере, полировка и примерка пациенту. В зависимости от вашего 3D принтера весь процесс может занять в пределах несколько часов.
Критерии для выбора стоматологических 3D-принтеров
Выбор принтера для биосовместимых стоматологических компонентов зависит от множества факторов, в том числе от того, что вы собираетесь печатать, сколько вы собираетесь печатать в день или неделю, как быстро вам нужен результат, какой ваш бюджет.
Вы также должны учитывать уровень обслуживания и поддержки со стороны вашего производителя и программное обеспечение для стоматологии, с которым совместимы принтеры. Большинство производителей могут отправить образец печати, поэтому обязательно запросите его, чтобы оценить, соответствует ли он вашим ожиданиям в отношении деталей, качества поверхности и прочности.
Давайте подробно рассмотрим лучшие решения для цифровой стоматологии в отрасли. Все принтеры в нашем списке предлагают биосовместимые материалы.
3D-печать металлических зубных протезов на 3D-принтере TruPrint 1000 от Trumpf (Источник: Trumpf)
| Бренд | Типы 3D печати | 3D принтер | Технологии печати | Ценовой диапазон |
|---|---|---|---|---|
| Stratasys | Хирургические шаблоны, ночные каппы, литые каркасы бюгельные протезы, для примерки виниров и протезов, ортодонтические модели, индивидуальные каппы | J5 DentaJet, Objet30 Dental Prime, Stratasys J700 и J720 Dental, Origin One Dental | PolyJet, Цифровая обработка света (DLP) | 100 000–250 000 долларов США |
| SprintRay | Модели, хирургические шаблоны, индивидуальные ночные каппы, коронки, мостовидные протезы, RPD | Pro95, Pro55 | Цифровая обработка света (DLP) | 6750 долларов США |
| Desktop Health EnvisionTEC | Модели, хирургические шаблоны, временные реставрации, съемные частичные конструкции, восковые модели, временные коронки и мостовидные протезы, литые детали | Envision One, VECTOR 3SP, VIDA, D4K Pro | Цифровая обработка света (DLP), cDLM | 10 000–50 000 долларов США |
| Rapid Shape | Модели, хирургические шаблоны, временные реставрации, съемные частичные конструкции, восковые модели, временные коронки и мостовидные протезы, литые детали | D10, D20, D30, D40, D70, D90 | Стереолитография (SLA) | 10 000–50 000 долларов США |
| Asiga | Модели, ортодонтические модели, коронки и мосты, хирургические шаблоны, съемные зубные протезы, прозрачные окклюзионные зубные шины, коронки и мосты, каркасы | MAX series, Pro 4K | Цифровая обработка света (DLP) | 9000 — 25 000 долларов США |
| Kulzer | Ночные каппы, индивидуальные слепочные ложки, хирургические шаблоны, модели, конструкции из CAD-to-cast | Cara Print 4.0 | Цифровая обработка света (DLP) | 15 000 – 20 000 долларов США |
| Formlabs | Модели, элайнеры, хирургические шаблоны, окклюзионные шины, съемные зубные протезы, временные и постоянные коронки, мосты, виниры, шаблоны для установки брекетов, индивидуальные слепочные ложки, оттиски для элайнеров | Form 3B, Form 3BL, Form 3 | Стереолитография (SLA), Стереолитография с низким усилием (LFS) | 4000 — 14 000 долларов США |
| Zortrax | Шаблоны для коронок и мостовидных протезов, прозрачных элайнеров, хирургические шаблоны, окклюзионные шины, базисы зубных протезов, оттиски для элайнеров | Inkspire | Стереолитография (SLA) | 1700 долларов США |
| Carima IMD | Хирургические шаблоны, временные реставрации, съемные частичные конструкции, восковые модели, временные коронки и мостовидные протезы | IMD | Цифровая обработка света (DLP) | 12000 долларов |
| 3D Systems | Базисы зубных протезов, индивидуальные ложки, хирургические шаблоны, ортодонтические шины, коронки и мостовидные протезы, съемные каркасы, коронки и мостовидные протезы | NextDent 5100, ProX DMP 200 Dental | Цифровая обработка света (DLP) | $5000 — $10000 |
| Shining 3D | восковые модели, хирургические шаблоны, индивидуальные слепочные ложки, шаблоны для установки брекетов | AccuFab-D1s, AccuFab-L4D | Цифровая обработка света (DLP) | $3,000 — $5,000 |
| Carbon | Базисы зубных протезов, шины, ночные капы, хирургические шаблоны, временные коронки и мостовидные протезы, капы, десневые маски | L1, M2, M2d | Цифровой синтез света (DLS) | 50 000–100 000 долларов США |
| Nexa3D | хирургические шаблоны, индивидуальные слепочные ложки, шаблоны для установки брекетов | NXD 200 | Стереолитография (SLA) | 30 000 долларов |
| Anycubic | Оттиски для элайнеров, хирургические шаблоны, окклюзионные шины | Mono, Mono X | Цифровая обработка света (DLP) | 430 долларов |
| GE — Concept Laser | Металлические мосты и коронки | mLab | Прямое лазерное спекание металлов (DMLM) | 250 000 долларов |
| Trumpf | Металлические мосты и коронки | TruPrint 1000 | Селективное лазерное плавление (SLM) | 170 000 долларов |
| 3DSLA | Металлические мосты и коронки | RussianSLM | Селективное лазерное плавление (SLM) | ~150 000 долларов |
Программы и оборудование для 3D сканирования в цифровой стоматологии
Компания 3Shape это одна из первых, которая предложила интраоральные 3D сканеры. Одна из наиболее популярных разработок этой компании является CAD/CAM ПО для 3D моделирования 3shape implant studio и портативный стоматологический 3D сканер TRIOS — управлять им настолько просто, что создать 3D модель челюсти не составить труда даже стоматологам без опыта работы с CAD/CAM программами.
Стоимость интраоральных 3D сканеров начинается от 15 — 17 000 долларов, наиболее известные производители 3shape, medit, planmeca, aoralscan. Eсть более бюджетные варианты оборудования для 3D сканирования, но более сложные в эксплуатации. Сначала нужно будет снять слепки, чем качественней это будет сделано, тем лучше получиться 3D модель, затем отсканировать слепок на 3D сканере. Такие системы можно найти от 5 000 долларов. Наиболее известные производители Shining, Smartoptics, identica, Autoscan, Artec.
Моделирование и 3D печать съемных зубных протезов
На видео показано как проектируется 3D модель полного зубного протеза. Затем подбираются соответствующие материалы для 3D печати, далее идет изготовление протеза, например с помощью стоматологический смолы от Formlabs — Digital Denture Resins.
Изготовление элайнеров для выравнивания зубов без брекетов
Технология исправления прикуса с помощью ортодонтических кап стала широко применяться именно с появлением дешевой 3D печати. Работает она следующим образом. После предварительной консультации у врача стоматолога, снимается 3D модель челюсти и зубного ряда пациента с помощью интраорального 3D сканера или со слепка стоматологическим 3D сканером, затем по спланированному в CAD/CAM программе лечению, изготавливается группа капп, которые необходимо менять через определенный промежуток времени. Главный плюс в том, что они почти невидимы, что является определяющим для взрослой части населения. Но применяют её в основном для небольших дефектов прикуса, в противном случае срок лечения может сильно растянуться. Альтернативным лечением может быть брекет система. Formlabs для 3D печати оттисков по которым изготавливаются ортодонтические каппы с помощью термопресса, разработал специальную фотополимерную смолу Draft Resin.
Очень известная программа для стоматологов ортодонтов Maestro 3D Ortho Studio. В ней вы сможете как спланировать лечение пациента элайнерами, так и подготовить модели для печати на 3D принтере.
Изготовление хирургических шаблонов для имплантации
В процессе установки зубных имплантов самое важно максимально точно установить металлический стержень в костную ткань, он является своего рода аналогом зубного корня, который и будет держать коронку. Для этих целей и используют специальные направляющие, которые дают возможность просверлить точное отверстие в челюсти и произвести установку импланта. Так же направляющие используются для установки брекет систем. Formlabs для таких приспособлений разработал специальную смолу Dental Surgical Guide Resin.
Изготовление временных и постоянных зубных коронок, мостов, виниров, накладок
Для производства коронок определяющим является ее 3D модель. Необходимо максимально точно подогнать ее под существующее состояние зубного ряда. Для этих целей Formlabs предлагает специальную смолу Temporary CB Resin (временные коронки, мосты, виниры до 12 месяцев и 7 единиц в ряду) и Permanent Crown Resin с керамическим наполнителем, низкое водопоглощение и гладкая поверхность гарантируют, что реставрации, изготовленные из этих смол для перманентных коронок, не будут стареть, обесцвечиваться или накапливать зубной налет. Все смолы доступны в четырех цветовых оттенках VITA Classical.
Более подробно о 3D печати в цифровой ортопедической стоматологии
Материалы применяемые в цифровой стоматологии и 3D печати
Учитывайте, что большинство фотополимерных 3D принтеров в т.ч. будут работать с широким спектром сторонних материалов от известных производителей, включая NextDent, Dentca и KeyStone.
Но не все фотополимерные смолы взаимозаменяемы. Обычно 3D принтер поставляется с фотополимером в комплекте и списком проверенных брендов в инструкции. Если вы используете материал, не входящий в этот список, вероятнее всего достичь хорошего качества и скорости 3D печати не получится, опять же нужно экспериментировать.
Любой материал для использования во ротовой полости патента должен быть сертифицирован как биосовместимый в вашей стране. В дополнение к этой сертификации ищите материалы, которые соответствуют уровням ISO (Международная организация по стандартизации) по ударопрочности, устойчивости к излому и другим дефектам.
Оборудования для постобработки стоматологических отпечатков
Машины для промывки и отверждения (Источник: справа Formlabs, SprintRay, 3D Systems)
Отпечатки не выходят из принтера сразу готовыми к использованию. Промывка, отверждение и шлифовка поверхности — это этапы, которые необходимо пройти большинству стоматологических компонентов напечатанных на 3D принтере.
Промывки отпечатков может быть осуществленная просто погружением в резервуар с изопропиловым спиртом (IPA), а отверждение можно проводить с помощью солнечного света или недорогой УФ-лампы (техника безопасности, УФ свет вреден для глаз).
Несколько производителей принтеров предлагают профессиональное оборудование для промывки и отверждения. Покупка аксессуаров у того же производителя, что и ваш принтер, обеспечивает простую интеграцию. Многие бренды аксессуаров взаимозаменяемы. Чем сложнее ваш принтер, тем проще процесс промывки и отверждения, многие промышленные 3D принтеры объединяют печать, промывку и отверждение в рамках одного устройства.
Машины для промывки
Новая система SprintRay Pro Wash/Dry (доступна для предварительного заказа) представляет собой полностью автоматизированную двухэтапную систему промывки и сушки, которая обещает получение готовых деталей за 10 минут. Благодаря набору автоматических функций, единственный раз, когда вам нужно соприкасаться к IPA, — это когда вы наливаете его в резервуары. Устройство поставляется с предварительно откалиброванными ареометрами, которые тонут в чистом изопропиловом спирте и всплывают, когда его необходимо заменить.
Zortrax предлагает ультразвуковой очиститель Zortrax Inkspire (375 долларов США), который использует ультразвук, для удаления излишков смолы.
Машины для отверждения
Большинство деталей, напечатанных фотополимером, выходят из принтера лишь частично отвержденными и для полного отверждения требуется дополнительное воздействие УФ-излучения. Машины для отверждения различных размеров обеспечивают равномерное освещение на 360 градусов в замкнутой камере. Например, Rapidshape RS Cure использует мощные светодиоды в сочетании с нагревом и вакуумом. Этот блок для отверждения оснащен беспроводной связью для передачи данных на 3D-принтер, поэтому для только что напечатанной детали предварительно выбирается правильная программа отверждения.
