3D-печать в стоматологии: импланты и элайнеры безупречного качества по более чем доступной цене

3D в стоматологии: какие технологии применяются?

В стоматологии сегодня чаще всего применяются следующие технологии 3D-печати:

1. SLM . Это технология лазерного плавления для работы с металлом. Ее можно задействовать для создания брекетов и имплантов. На подогреваемой рабочей платформе принтера размещают плиту построения, на плиту послойно наносят металлический порошок. Луч лазера сканирует сечения слоев. Как только один слой готов, платформа опускается вниз на толщину одного слоя. Так будет повторяться до тех пор, пока не окажется напечатан последний слой.
2. SLA. Лазерная стереолитография применяется в тех сферах, где важна максимальная точность деталей. Сетчатую платформу помещают внутрь емкости, заполненной жидким полимером. Под воздействием лазера полимер затвердевает на определенных участках. Платформа слой за слоем погружается вниз. Готовый отпечаток помещают в ванну со специальным раствором, чтобы удалить с него ненужные элементы.
3. LCD. Принтер оснащен жидкокристаллической матрицей, через которую проходит свет от светодиодов. Эта матрица аналогична той, что устанавливается в привычные нам смартфоны. Световой поток при этом затемняется дисплеем. Под воздействием лазера жидкий фотополимер в ванночке послойно застывает. В отличие от SLA-технологии, весь слой засвечивается мгновенно, а не по отдельным точкам, что значительно ускоряет процесс печати.
4. LFS. Стереолитография малой мощности напоминает SLA , но делает процесс печати менее сложным и более экономичным. Компания Formlabs разработала для этой технологии уникальный блок обработки света, позволяющий добиться безупречной поверхности опечатков. LFS-принтеры обычно могут возобновить процесс печати после паузы или непредвиденной остановки так, что это не скажется на качестве отпечатка.

ВНИМАНИЕ. Тенденции в развитии технологий таковы, что 3D-печать становится все менее затратной и все более скоростной. Управлять печатным устройством становится все проще, точность и детализированность готовых отпечатков стабильно возрастают.

Вот примеры распечатанной в 3D стоматологической продукции:

Получение трехмерной модели

Для получения трехмерных моделей используется профессиональное и дорогостоящее оборудование, которое отличается высокой точностью и простотой эксплуатации. Важно отметить, что практики применяют 2 способа получения заготовки для 3D-печати:

1. Сканирование слепка из гипса. Врач делает слепок, после чего последний обрабатывают специальным прибором. Неудобство заключается в повышенных затратах времени и повышенных требований в доработке.

2. Интраоральное сканирование. Приборы по типу 3Shape Trios 4 или Shining DS-EX Pro снимают данные непосредственно челюсти пациента. Это более быстро, но стоимость подобных устройств более высокий.

3D-принтеры и сканеры в стоматологии с каждым годом улучшались, а их стоимость значительно снизилась. Поэтому сегодня даже небольшие клиники обладают подобными технологиями.

Применение 3D-печати в стоматологии

3D-печать востребована в первую очередь среди ортодонтов, хирургов, протезистов. Они ценят следующие преимущества этой технологии:

1. На изготовление моделей, элайнеров, имплантов и прочих изделий требуется значительно меньше времени, чем при традиционном способе их производства.
2. Финансовые затраты сокращаются, расход материалов уменьшается.
3. Все объекты получаются максимально точными, соответствующими анатомии и индивидуальным потребностям пациента. Процесс печати полностью автоматизирован — из него устранен человеческий фактор, из-за которого возникает большинство случаев брака.
4. Если изделие необходимо поправить, достаточно внести коррективы в его компьютерную модель (что занимает всего несколько минут).
5. Ту модель, что подошла клиенту, можно годами хранить в виде компьютерного файла. Отпадает необходимость в хранении физических образцов.
6. Объемы производства можно наращивать, не нанимая дополнительный персонал.
7. Научиться работе с 3D-принтером и программным обеспечением к нему относительно несложно. Сотруднику клиники не обязательно вникать во все технологические нюансы, которые не касаются непосредственно стоматологии — у производителей печатных устройств есть надежные и компетентные службы технической поддержки.

ВНИМАНИЕ: 3D-технологии в стоматологии пока что остаются экзотикой в нашей стране. Сам факт их применения дает клинике значимое маркетинговое преимущество.

Современное протезирование зубов — европейское качество и многолетний эффект

Сегодня можно с уверенностью сказать, что благодаря уникальной компьютерной технологии Cerec 3d восстановление и протезирование зубов в стоматологии вышло на новый уровень. Что же представляет собой, как называют её многие специалисты, эта «технология 22-ого века» и какие ее преимущества?

Во-первых

, это очень быстрое обслуживание пациентов. Любой зуб, если у него сохранился корень, можно восстановить по технологии CEREC за 1-1,5 часа.

Во-вторых

, это цены на восстановление зубов. Они вас реально приятно удивят.

Элайнеры

Изготовление элайнеров в 3D происходит по следующему алгоритму:

1. Специалист изготавливает из гипса слепок челюсти пациента и сканирует его. Как вариант, можно снять слепок с помощью двухкомпонентного силикона.
2. В программном обеспечении на основе скана слепка пофазово моделируют зубной ряд в разных состояниях: от искривленного положения зубов до безупречно ровной улыбки.
3. Файл отправляют на печать. По отпечатанным модифицированным моделям выполняется вакуумная формовка капп.

Врач проверяет качество отпечатка и передает элайнеры пациенту.

Какие преимущества дает 3D-печать при производстве элайнеров?

3D-печать выгоднее, чем традиционное производство элайнеров, как минимум по трем причинам:

1. Это более экономично с финансовой точки зрения.
2. Лечение можно начинать уже на следующий день после того, как слепок челюсти будет отсканирован.
3. Если элайнер оказался бракованным или испортился в процессе эксплуатации, заменить его можно буквально за один день и с минимальными тратами.

Для пациента все это создает дополнительный психологический комфорт.

Какое оборудование и ПО необходимо для изготовления элайнеров?

Для производства элайнеров наиболее востребованы следующие программы:

1. 3D Shape. Функциональный и удобный в использовании софт, единственным минусом которого является необходимость ежегодного продления платной лицензии.
2. Maestro 3d Ortho Studio. К этой программе лицензия покупается всего один раз, а потом к софту можно докупать дополнительные модули. Те опции, которые присутствовали в программе изначально, останутся доступными даже в том случае, если пользователь не будет докупать новые модули.
3. «Авантис». Это российское ПО, чья лицензия не включает в себя модуль для вывода .STL-файлов. За этот модуль придется доплачивать отдельно.

ВНИМАНИЕ. Все эти программы относятся к категории CAD, то есть к системам автономного проектирования.

Вот как выглядят распечатанные в 3D элайнеры:

Брекет-системы

При традиционном подходе ортодонт наклеивает брекеты на каждый зуб так, как сочтет нужным. Но компьютер может выполнить более точный расчет и подсказать, на каком участке зуба оптимально разместить брекет. По 3D-технологии сначала печатают лоток, на который потом размещают брекет-систему. Такой подход позволяет повысить эффективность лечения и сократить длительность ношения брекетов.

ВНИМАНИЕ. Брекеты постепенно уходят в прошлое, так как они слишком бросаются в глаза, а от их клея портится зубная эмаль. В будущем их, вероятно, полностью заменят элайнеры.

3Д протезирование за час

Таким образом, ваш стоматолог-ортопед может создать для Вас коронку, вкладку или накладку из современного керамического материала буквально за час. После выточки и полировки протеза, проводится примерка и сразу же – установка протеза. Домой вы возвращаетесь с полностью восстановленным зубом.
Благодаря 3D-протезированию можно забыть о неделях ожидания, неприятной процедуре снятия слепков, временных протезах и так далее. Если в вашей клинике есть аппаратура CEREC, то вам будет достаточно всего одного визита к доктору. Так же вы можете быть уверены в том, что человеческий фактор и возможные из-за него ошибки в изготовлении протеза исключены – все расчеты производит компьютер, благодаря чему протез подойдет вам идеально, что практически низводит до нуля вероятность осложнений после протезирования.

3D-принтер в стоматологии для производства имплантатов при протезировании

На 3D-принтерах сегодня успешно печатают хирургические шаблоны. Они позволяют засверлить точно под нужным углом, обеспечить корректное позиционирование имплантата и избежать осложнений. Сначала пациент приходит к врачу, чтобы сделать слепок и получить направление на КТ. Непосредственно имплантация происходит на втором сеансе.

Изготовление хирургических шаблонов

Шаблоны надо изготавливать исключительно из твердых прозрачных материалов, способных выдерживать высокие температуры. Моделируют их обычно в программе Implant Assistant, которая обеспечивает качественную техподдержку на русском языке.

Преимущества использования хирургических шаблонов и основные проблемы

При установке имплантатов неопытный врач может навредить здоровью пациента, если случайно:

• засверлит не под тем углом;
• засверлит на слишком большую или недостаточную глубину;
• неточно позиционирует имплантат.

Для того чтобы костная ткань восстановилась после такой ошибки, иногда требуется ждать до 12 месяцев. Если же изготовить шаблон, засверливание будет выполнено максимально точно. 3D-печать способна обеспечить такую точность, которая на сегодняшний день недостижима ни для одной другой экономически рентабельной технологии.

Стоматологические модели

Свыше 90 % моделей в стоматологии сегодня изготавливаются вручную. Это долгая, грязная, кропотливая работа, которая по точности никогда не сравнится с автоматизированным производством.

Некоторые компоненты — например, бюгельные протезы — можно изготовить только литьем либо 3D-печатью. Применять фрезу в данном случае невозможно, так как деталь слишком тонка. При литье же слишком высока вероятность брака, изделие может получиться недостаточно упругим или прочным. В 3D этот риск исключен.

ВНИМАНИЕ . Продукция, распечатанная на 3D-принтере, всегда будет однородной и монолитной. Это крайне важно для коронок: если они получатся пористыми, керамика начнет отскакивать. Хорошо отлаженный процесс печати позволит избежать этого нежелательного последствия.

3D Моделирование

В своей практике специалисты NKclinic часто сталкиваются со сложными клиническими случаями. Высочайших показателей успеха нам удается достигать благодаря прекрасной оснащенности клиники аппаратурой последнего поколения, богатому опыту и тесному междисциплинарному сотрудничеству врачей-ортопедов, терапевтов, ортодонтов, челюстно-лицевых хирургов и инженеров-проектировщиков 3D.

Трехмерное моделирование – относительно недавняя научная разработка, без которой уже сложно представить работу ортодонтов и челюстно-лицевых хирургов. К созданию 3D-шаблонов в NKclinic прибегают для:

• Проектировании костной пластики;
• Операций по восстановлению средней зоны лица;
• Дентальной имплантации;
• Микрохирургических операций;
• Сложных челюстно-лицевых хирургических вмешательств.

Трехмерное компьютерное моделирование шаблонов при тотальной имплантации

Установка остеоинтегрируемых имплантатов – непростая процедура, требующая длительной подготовки, тщательных расчетов, ювелирного мастерства специалистов и терпения пациента. Чтобы добиться гарантированного результата, который останется с пациентом на долгие годы, необходимо не просто установить имплантат, а сделать это максимально физиологично: жевательная нагрузка должна равномерно распределяться на имплантаты во избежание боковых нагрузок. Даже незначительные ошибки в выборе локализации имплантатов могут привести к поздним дезинтеграциям и рассасыванию костной ткани.

При полном отсутствии зубов ориентиры определить трудно, приходится учитывать и толщину кости, и положение, и функциональность будущих зубов. Именно здесь на помощь и приходит 3D-моделирование! Хирургу во время операции не нужно заниматься вычислениями идеального расположения имплантатов и их размерах – можно просто следовать заранее созданному шаблону.

Благодаря компьютерным технологиям и квалификации специалистов NKclinic приживаемость имплантатов достигает практически 100%, а крайне редкие случаи неудач связаны с несоблюдением пациентами режима и рекомендаций врача.

Как производится контролируемая имплантация?

При сложной имплантации, атрофии костной ткани альвеолярных отростков, большом объеме ортопедических реконструкций применяется виртуальное трехмерное построение зубных рядов. Хирург-имплантолог на основе 3D-модели проводит предварительную виртуальную операцию и получает наглядную демонстрацию будущего результата, который также согласуется с пациентом. Это позволяет избежать любого рода неожиданностей как для врача, так и для пациента. Именно поэтому это называется «контролируемой имплантацией».

Компьютерный анализ исходных данных и математические расчеты определяют оптимальное позиционирование будущих имплантатов, проектируется виртуальный шаблон. С помощью 3D-принтера созданная модель «печатается» на материальном носителе – чаще всего изготавливается полимерная конструкция, которая может быть использована хирургом.

При полной беззубой челюсти выполняется компьютерная томография челюстей, восковое моделирование будущих зубов и их сканирование. Совмещение данных КТ со сканом виртуальных зубов дает основу для проектирования стереолитографического шаблона.

Кроме того, 3D-моделирование позволяет еще перед операцией создать будущие временные ортопедические конструкции. Уже сразу после процесса имплантации пациент может пользоваться временными коронками с опорой на имплантаты, что самым благотворным образом сказывается на психологическом и эстетическом комфорте и позволяет вести полноценный образ жизни.

3D компьютерное планирование в ортогнатической хирургии

В NKclinic обращаются пациенты не только с эстетическими дефектами улыбки, но и люди с тяжелыми последствиями обширных травм челюстно-лицевой области, деформациями лица вследствие операций по поводу онкологии. Успешное ортогнатическое вмешательство по коррекции таких серьезных нарушений, безусловно, требует ортодонтической подготовки пациента.

Визуальный эффект ношения специальных конструкций и непосредственно операции моделируется с помощью интерактивных программ 3-мерного компьютерного планирования Nemotec и Dolphin 3D.

Каждый этап перемещения зубов, изменения конфигураций лица можно детально отследить, точно спрогнозировать промежуточный и окончательный результат. Компьютерная обработка исходных данных, основанное на ней цифровое планирование ортодонтических и хирургических процедур помогают минимизировать риски и добиться поставленной цели.

Тесное сотрудничество грамотных ортодонтов, хирургов и 3D-инженеров позволяет нам браться за самые непростые случаи и гарантировать успех!

Какой материал выбрать?

В стоматологической отрасли наибольшим спросом пользуются филаменты от NextDent, Detax, HARZ Labs и Formlabs. В их обширных палитрах легко подобрать тот оттенок, который идеально совпадет с естественным цветом десен и зубов пациента.

NextDent (Голландия)

Линейка стоматологических филаментов NextDent насчитывает 30 наименований, что является рекордом для отрасли. Все филаменты этого производителя биосовместимы и сертифицированы. Стоимость одной упаковки продукта составляет в среднем 30 000 рублей.

Detax (Германия)

В линейке этого бренда представлено 13 филаментов, каждый из которых рекомендуется использовать для создания определенного типа изделий: элайнеров, имплантов, слепков челюсти и так далее. Средняя стоимость одной упаковки составляет 20 000 рублей.

HARZ Labs (Россия)

Специализированная линейка продукции для стоматологов у HARZ Labs носит название Dental. В ней представлены следующие типы филаментов:

• для моделирования хирургических шаблонов;
• для создания демонстрационных моделей временных коронок и мостов;
• для создания демонстрационных стоматологических моделей и мастер-моделей;
• рентгеноконтрастный полимер для изготовления КТ-шаблонов, облегчающий последующее совмещение отсканированной челюсти с компьютерной томограммой;
• для изготовления моделей, используемых для прямого литья;
• для изготовления демонстрационных стоматологических моделей десны;
• для изготовления прозрачных моделей.

Стоимость одной упаковки полимера составляет в среднем 12 000 рублей.

Formlabs (США)

Линейка стоматологических филаментов Formlabs включает в себя 6 наименований, предназначенных для изготовления:

• ортодонтических и диагностических моделей;
• шаблонов и направляющих для сверления;
• ночных кап;
• литых коронок и съемных каркасов зубных протезов;
• прозрачных элайнеров и ортодонтических моделей;
• пробных и постоянных протезов.

Средняя стоимость одной упаковки составляет 15 000 рублей.

Какой 3D-принтер выбрать стоматологу?

Основными требованиями к 3D-принтеру для стоматологии являются высокая точность печати и безупречная обработка поверхности изделий. Стоматологи могут пользоваться теми же моделями принтеров, что и ювелиры. Однако некоторые производители выпускают печатные устройства, изначально ориентированные на работу с биоматериалами.

Ниже будут приведены технические характеристики и основные преимущества четырех 3D-принтеров, особенно удобных для использования в стоматологии. Все они отличаются компактными габаритами, доступной стоимостью и привлекательным дизайном. Сочетание обтекаемого силуэта и ярких цветов больше напоминает о бытовых и кухонных принадлежностях, нежели о производственных процессах. Такие принтеры можно спокойно размещать в кабинете небольшой стоматологической клиники.

3D-принтер Formlabs Form 3

• Технология: LFS .
• Габариты рабочей поверхности: 145 мм × 145 мм × 185 мм.
• Масса: 17,5 кг.
• Толщина слоя: от 25 мкм.
• Точность печати: 25 мкм по осям X и Y.
• Ориентировочная стоимость: 340 000 рублей.

Для Formlabs Form 3 был разработан специальный блок обработки света с компактной системой линз и зеркал, обеспечивающий максимальную точность и успешную повторяемость печати. Лазер мощностью 250 мВт проходит через пространственный фильтр, за счет чего лазерное пятно диаметром 85 мкм получается исключительно чистым. Параболическое зеркало отвечает за то, что печать осуществляется строго перпендикулярно плоскости платформы.

3D-принтер Formlabs Form 3

• Диаметр пятна лазера 85 мкм
• Длина волны лазера 405 нм
• Лазер 1х250 мВт
• Печать LFS
• Область рабочей камеры 145х145х185 мм
• Используемые материалы Фотополимер
• Толщина слоя от 25 мкм
• Дисплей Сенсорный 5.5″ 1280 × 720
• Интерфейсы Wifi;Ethernet and USB

• Цена 367 000 руб.

Перейти к товару

Масштаб и мощность печати постоянно корректируются оптическими датчиками, способными в том числе обнаруживать пыль. Для того чтобы переключиться от одного полимера к другому, картриджам достаточно нескольких секунд. Оптические окно, ролики и блок обработки света пользователь может менять самостоятельно, не привлекая технических специалистов. Это существенно упрощает процесс эксплуатации и обслуживания принтера.

3D-принтер Formlabs Form 3B

• Технология: LFS.
• Габариты рабочей поверхности: 145 мм × 145 мм х× 185 мм.
• Масса: 17,5 кг.
• Толщина слоя: от 25 мкм.
• Точность печати: 25 мкм по осям X и Y.
• Ориентировочная стоимость: 385 000 рублей.

Formlabs Form 3B — это новинка 2022 года. От Formlabs Form 3 эта модель отличается тем, что была изначально оптимизирована для работы с биосовместимыми материалами. В нем используется все тот же усовершенствованный блок обработки света, а модульная система гарантирует стабильность и легкую масштабируемость производства. По заверениям производителя, LFS-технология позволяет за один заход создавать в 2-3 раза больше отпечатков, чем DLP. Трудовые и временные затраты по сравнению с DLP уменьшаются до 55 %.

3D принтер Formlabs Form 3B

• Размеры, мм 17,5
• Программное обеспечение FORMLABS PREFORM

• Диаметр пятна лазера 85 мкм
• Длина волны лазера 405 нм
• Материал Фотополимер
• Мощность лазера 250 мВатт
• Печать LFS
• Разрешение по осям X и Y 25 мкм
• Область рабочей камеры 145х145х185 мм
• Толщина слоя от 25 мкм
• Дисплей 5.5″ сенсорный, 1280 × 720
• Интерфейсы Wi-Fi (2.4, 5 GHz), Ethernet (1000 Mbit), USB 2.0

• Цена 420 000 руб.

Перейти к товару

Для каждого направления в стоматологии Formlabs разработали специализированные филаменты. Они поставляются в удобных картриджах, которые пользователь сможет без труда менять самостоятельно. Инструменты постобработки Form Wash и Form Cure позволяют добиться безупречного качества отпечатков. Запросы в службу поддержки обрабатываются сотрудниками, которые специализируются именно на применении 3D-печати в стоматологии.

Phrozen Sonic Mini

• Технология: LCD.
• Габариты рабочей поверхности: 120 мм × 68 мм × 130 мм.
• Масса: 4,5 кг.
• Толщина слоя: от 10 мкм.
• Точность печати: 62 мкм по оcям X и Y, 10 мкм по оси Z.
• Ориентировочная стоимость: 32 900 рублей.

Phrozen Sonic Mini считается принтером для любителей и новичков. Свое невысокое разрешение он успешно компенсирует более интенсивным УФ-излучением, за счет чего слои быстрее застывают. Монохромная матрица устройства требует замены через каждые 2000 часов, а RGB-аналоги, обеспечивающие более высокое разрешение, приходится менять каждые 500 часов. Кроме того, монохромность матрицы обеспечивает скорость печати до 50 мм/ч.

3D-принтер Phrozen Sonic mini

• Размеры, мм 250х250х330
• Вес, кг 4,5

• Длина волны УФ 405 нм
• Источник света УФ LED 40 Вт
• Печать LCD
• Поддерживаемое программное обеспечение Chitubox, Phrozen OS
• Разрешение по оси Z 10 мкм
• Разрешение по осям X и Y 62 мкм
• Область рабочей камеры 120х68х130 мм
• Скорость 50 мм/час
• Толщина слоя от 10 мкм
• Дисплей LCD 5.5″ 1920×1080
• Интерфейсы USB, microSD

• Цена 34 900 руб.

Перейти к товару

Экран принтера отличается прочностью, устойчивостью к высоким температурам и давлению. Энергопотребление у аппарата исключительно экономичное, всего 35 Вт, поэтому система активного охлаждения ему не потребовалась. В процессе печати принтер не шумит и не вибрирует, поэтому стоматолог может спокойно ставить его на свой рабочий стол рядом с компьютером.

Моделирование и печать: что нужно знать?

Современные трехмерные технологии сопровождаются жесткой последовательностью, которая включает:

1. Получение трехмерной модели. Печать производится на основании цифрового файла, где изображены пропорции, цветовая палитра, рельефность будущей заготовки. Для создания используются специальные сканеры, которые производят замеры и преобразовывают полученные данные в цифровой формат.

2. Доработка через ПО. Профессиональные 3D-сканеры недостаточно совершенны, в процессе получения данных могут появляться отклонения, которые устраняются в программах специального назначения. В ряде отраслей, в том числе в медицине, ПО корректирует дефекты самостоятельно благодаря интеллектуальной системе.

3. Печать. Специальный принтер 3Д для стоматологии обеспечивает получение протеза или другой заготовки, которая в последующем применяется для лечения.

Рассмотрим некоторые технические моменты каждого из этапов, в том числе по выбору материала.