Як вибрати і застосовувати 3D-принтер для стоматології

Ще зовсім недавно, 3D-друк сприймалася як технологія майбутнього, при реалізації якої було більше питань, ніж відповідей. Сьогодні 3D стоматологія - це можливість швидко змоделювати 3Д щелепу, внести необхідні корективи в модель і виконати її друк тут же, у стоматологічного крісла.

У порівнянні з іншими технологіями, виготовлення зубних протезів на 3D принтері має суттєві переваги, і вони очевидні для всіх учасників цього процесу: як фахівців, так і пацієнтів. Незважаючи на стрімкий розвиток цієї сфери, технічної інформації, так само як і рекомендацій щодо вибору 3D-принтера, дуже мало і ми вирішили заповнити цю прогалину. Основними факторами вибору в цьому випадку є технологія друку, якість, надійність і вартість обладнання та витратних матеріалів.

Зі статті ви дізнаєтеся, як робити моделі для 3Д принтера, про технології 3D-друку, їх переваги та недоліки.

Як використовується 3D принтер в стоматології

3Д друк в стоматології застосовується для створення функціональних протезів з полімерних матеріалів і металів, з їх допомогою можна виготовляти кістки, суглоби. Все це дозволило назавжди змінити медицину і стандарти в ній. У стоматології ця сфера розвивається особливо швидко, оскільки протезування дуже затребуване, тому вкладені кошти окупляться максимально швидко.

Для чого потрібен 3D принтер в стоматології? Наявність принтера дає можливість повністю відмовитися від ручного моделювання коронок, протезів та інших ортопедичних і ортодонтичних конструкцій, дозволяє уникнути численних доробок, примірок. Все просто: за допомогою сканування отримують високоточні цифрові зліпки, які передаються на персональний комп'ютер, а всі наступні моделювання і віртуальна примірка здійснюється в спеціальному програмному забезпеченні.

3D-принтери в стоматології використовуються для виготовлення:

• коронок;
• імплантатів;
• моделей з гіпсу;
• мостовидних протезів;
• бюгельних протезів;
• демонстраційних і розбірних моделей щелеп.

Застосування 3D принтера в стоматології не обмежується виготовленням ортопедичних виробів - обладнання широко використовується для створення ортодонтического інструментарію.

Переваги використання 3D-друку

Сучасні 3Д технології в стоматології дозволяють виготовляти якісні, з тривалим терміном служби ортопедичні вироби - мости, коронки, вініри і т.д. Це значно спрощує і прискорює роботу фахівця. Великий асортимент виробів, що виготовляються дозволяє вирішувати практично будь-які завдання в протезуванні. Використання 3D принтерів в стоматології - можливість створювати необхідне фахівця кількість примірників за один сеанс роботи. Всі проекти зберігаються в архіві та в подальшому можуть бути використані для повторного друку.

Відтепер пацієнту не потрібно чекати кілька днів моменту виготовлення моделей з гіпсу. Все відбувається в його присутності: фахівець створює тривимірну модель щелепи за допомогою сканера, дані з якого передаються безпосередньо в програмне забезпечення. Тут вносяться необхідні корективи, виконується віртуальна «примірка» і модель може передаватися на друк. Тому основними достоїнствами технології є швидкість і точність, що дозволяє економити час і пропонувати послуги найвищої якості.

Технологія друку: основні етапи

Виготовлення зубних протезів з 3D-технологією відбувається за кілька етапів:

• Сканування. Для отримання тривимірних цифрових моделей використовують магнітно-резонансну томографію, КТ або інтраоральний сканер.
• Обробка в ПО. Для роботи з цифровими моделями використовується спеціалізоване програмне забезпечення, яке дозволяє виконувати обробку, вносити корективи, вибирати потрібні області.
• 3D-друк. Сама друк зубів людини на 3D принтері має відмінності (в залежності від використовуваної технології). Наприклад, 3D-друк методом стереолітографії, дозволяє створювати моделі з фотополімерних смол, які використовуються в якості шаблонів для виготовлення гіпсових форм або моделей для відбитка капов. При використанні лазерної спекающей установки можливо пряме виготовлення готових виробів.

Технології 3D друку в стоматології

Незважаючи на великі досягнення в області 3D-друку, розвиток технології було не таким швидким, як здається. Щоб домогтися високих результатів і оптимізувати робочий процес знадобилося близько двадцяти років. Вперше імплантат був надрукований ще в 2012 році, і тоді ж пацієнтові була імплантована титанова щелепу, яка також була створена за допомогою принтера. З тих пір багато чого змінилося, і сьогодні 3D-друк доступна всім фахівцям, які можуть оцінити її переваги на власному досвіді.

Стоматологічний 3Д принтер може працювати за такими технологіями:

• SLA; 
• DLP;
• PolyJet;
• SLS.

SLA-технологія

Стереолітографія - метод друку, при якому лазер вибірково впливає на ємність зі смолою через ділянку друку. Відбувається послойная полімеризація смоли в певних місцях з поступовим утворенням тривимірної моделі.

Технологія гарантує отримання виробів з високою якістю поверхні і найчастіше використовується в сучасних пристроях для 3D-друку. Устаткування для зуботехнічної лабораторії, яка працює за SLA-технології, дозволяє працювати з більшою областю побудови, з великим набором матеріалів, що дає можливість вирішувати найрізноманітніші завдання в стоматологічній практиці.

Щоб використовувати новий матеріал потрібно просто встановити інший картридж і ємність зі смолою. Основні переваги SLA-технології:

• широка область друку;
• високоточна друк;
• достатній вибір матеріалів;
• проста експлуатація.

Серед недоліків - низька швидкість друку.

DLP-технологія

Хімічний процес ідентичний SLA-технології, але для ініціації процесу полімеризації використовується проектор. У порівнянні з SLA-печаткою даний метод друку дозволяє працювати з меншою робочою площею. Через особливості використовуваного джерела світла, при друку за даною технологією, можливо поява воксельних ліній. Якість поверхні тут нижче, ніж у SLA-моделей, але зате швидкість друку вище.

Устаткування для стоматології, яка працює за DLP-технології, має такі переваги:

• висока точність виробів;
• можливість використання широкого асортименту матеріалів;
• проста експлуатація.

Основний недолік: невелика область друку.

PolyJet-технологія

PolyJet-печатка ідентична струминного друку, але замість чорнила з сопел виділяються краплі рідкої смоли, полімеризація яких відбувається під дією світла. У певний період часу дана технологія була досить популярна, але через високу вартість обладнання і великих розмірів принтерів, її розвиток відбувається не так стрімко. Крім цього, якість поверхні у PolyJet нижче, ніж при SLA-друку. Виготовлення протезів відбувається дуже швидко, але через дорогих витратних матеріалів технологія застосовується для друку вузького спектра виробів.

Основні переваги PolyJet-технології:

• створення високоточних виробів;
• висока швидкість друку.

Серед недоліків: дороге устаткування, дорогі витратні матеріали, невеликий асортимент матеріалів.

SLS-технологія

Чи можливо на 3D принтері зробити протез верхньої щелепи? Так, і для цього використовуються технології SLS, яка дозволяє створювати готові вироби з титану. В основі технології - спікання спеціального порошкового складу за допомогою лазерного променя. Готові вироби мають малу пористість, а висока механічна міцність досягається без додаткового випалу.

Основні переваги SLS технології:

• висока точність;
• робота з металом.

Недоліки: дороге устаткування, матеріали і обслуговування.

Висновок

Технологія PolyJet є досить дорогою, а результати друку, в порівнянні з результатами друку за іншими технологіями, недосконалі. Тому найкращим вибором для вирішення практично будь-яких завдань в стоматологічній ортопедії і ортодонтії, є SLA і DLP принтери, які гарантують отримання якісних результатів.