Как выбрать и применять 3D-принтер для стоматологии?

Еще совсем недавно, 3D-печать воспринималась как технология будущего, при реализации которой было больше вопросов, чем ответов. Сегодня 3D стоматология – это возможность быстро смоделировать 3Д челюсть, внести необходимые коррективы в модель и выполнить ее печать здесь же, у стоматологического кресла.

В сравнении с другими технологиями, изготовление зубных протезов на 3D принтере имеет существенные преимущества, и они очевидны для всех участников этого процесса: как специалистов, так и пациентов. Несмотря на стремительное развитие этой сферы, технической информации, так же как и рекомендаций относительно выбора 3D-принтера, очень мало и мы решили восполнить этот пробел. Основными факторами выбора в этом случае является технология печати, качество, надежность и стоимость оборудования и расходных материалов.

Из статьи вы узнаете, как делать модели для 3Д принтера, о технологиях 3D-печати, их преимуществах и недостатках.

Как используется 3D принтер в стоматологии

3Д печать в стоматологии применяется для создания функциональных протезов из полимерных материалов и металлов, с их помощью можно изготавливать кости, суставы. Все это позволило навсегда изменить медицину и стандарты в ней. В стоматологии эта сфера развивается особенно быстро, поскольку протезирование очень востребовано, поэтому вложенные средства окупаются максимально быстро.

Для чего нужен 3D принтер в стоматологии? Наличие принтера дает возможность полностью отказаться от ручного моделирования коронок, протезов и прочих ортопедических и ортодонтических конструкций, позволяет избежать многочисленных доработок, примерок. Все просто: с помощью сканирования получают высокоточные цифровые слепки, которые передаются на персональный компьютер, а все последующие моделирование и виртуальная примерка осуществляется в специальном программном обеспечении. 

3D-принтеры в стоматологии используются для изготовления:

• коронок;
• имплантатов;
• моделей из гипса;
• мостовидных протезов;
• бюгельных протезов;
• демонстрационных и разборных моделей челюстей.

Применение 3D принтера в стоматологии не ограничивается изготовлением ортопедических изделий — оборудование широко используется для создания ортодонтического инструментария.

Преимущества использования 3D-печати

Современные 3Д технологии в стоматологии позволяют изготавливать качественные, с длительным сроком службы ортопедические изделия — мосты, коронки, виниры и т.д. Это значительно упрощает и ускоряет работу специалиста. Большой ассортимент изготавливаемых изделий позволяет решать практически любые задачи в протезировании. Использование 3D принтеров в стоматологии — возможность создавать необходимое специалисту количество экземпляров за один сеанс работы. Все проекты хранятся в архиве и в последующем могут быть использованы для повторной печати.

Отныне пациенту не нужно ждать несколько дней момента изготовления моделей из гипса. Все происходит в его присутствии: специалист создает трехмерную модель челюсти с помощью сканера, данные с которого передаются непосредственно в программное обеспечение. Здесь вносятся необходимые коррективы, выполняется виртуальная «примерка» и модель может передаваться на печать. Поэтому основными достоинствами технологии являются скорость и точность, что позволяет экономить время и предлагать услуги самого высокого качества.

Технология печати: основные этапы 

Изготовление зубных протезов с 3D-технологией происходит за несколько этапов:

• Сканирование. Для получения трехмерных цифровых моделей используют магнитно-резонансную томографию, КТ или интраоральный сканер. 
• Обработка в ПО. Для работы с цифровыми моделями используется специализированное программное обеспечение, которое позволяет выполнять обработку, вносить коррективы, выбирать нужные области.
• 3D-печать. Сама печать зубов человека на 3D принтере имеет различия (в зависимости от используемой технологии). Например, 3D-печать методом стереолитографии, позволяет создавать модели из фотополимерных смол, которые используются в качестве шаблонов для изготовления гипсовых форм или моделей для оттиска капов. При использовании лазерной спекающей установки возможно прямое изготовление готовых изделий. 

Технологии 3D печати в стоматологии

Несмотря на большие достижения в области 3D-печати, развитие технологии было не таким быстрым, как кажется. Чтобы добиться высоких результатов и оптимизировать рабочий процесс понадобилось около двадцати лет. Впервые имплантат был напечатан еще в 2012 году, и тогда же пациенту была вживлена титановая челюсть, которая также была создана с помощью принтера. С тех пор многое изменилось, и сегодня 3D-печать доступна всем специалистам, которые могут оценить ее преимущества на собственном опыте.

Стоматологический 3Д принтер может работать по следующим технологиям:

• SLA; 
• DLP;
• PolyJet;
• SLS.

SLA-технология

Стереолитография – метод печати, при котором лазер выборочно воздействует на емкость со смолой через участок печати. Происходит послойная полимеризация смолы в определенных местах с постепенным образованием трехмерной модели.

Технология гарантирует получение изделий с высоким качеством поверхности и чаще всего используется в современных устройствах для 3D-печати. Оборудование для зуботехнической лаборатории, работающее по SLA-технологии, позволяет работать с большей областью построения, с большим набором материалов, что дает возможность решать самые разнообразные задачи в стоматологической практике.

Чтобы использовать новый материал нужно просто установить другой картридж и емкость со смолой. Основные преимущества SLA-технологии:

• широкая область печати;
• высокоточная печать;
• достаточный выбор материалов;
• простая эксплуатация.

В числе недостатков – низкая скорость печати.

DLP-технология

Химический процесс идентичен SLA-технологии, но для инициации процесса полимеризации используется проектор. В сравнении со SLA-печатью данный метод печати позволяет работать с меньшей рабочей площадью. Из-за особенностей используемого источника света, при печати по данной технологии, возможно появление воксельных линий. Качество поверхности здесь ниже, чем у SLA-моделей, но зато скорость печати выше.

Оборудование для стоматологии, работающее по DLP-технологии, имеет следующие преимущества:

• высокая точность изделий;
• возможность использования широкого ассортимента материалов;
• простая эксплуатация.

Основной недостаток: небольшая область печати.

PolyJet-технология

PolyJet-печать идентична струйной печати, но вместо чернил из сопел выделяются капли жидкой смолы, полимеризация которых происходит под действием света. В определенный период времени данная технология была достаточно популярна, но из-за высокой стоимости оборудования и больших размеров принтеров, ее развитие происходит не так стремительно. Кроме этого, качество поверхности у PolyJet ниже, чем при SLA-печати. Изготовление протезов происходит очень быстро, но из-за дорогих расходных материалов технология применяется для печати узкого спектра изделий.

Основные преимущества PolyJet-технологии:

• создание высокоточных изделий;
• высокая скорость печати.

В числе недостатков: дорогостоящее оборудование, дорогие расходные материалы, небольшой ассортимент материалов.

SLS-технология

Возможно ли на 3D принтере сделать протез верхней челюсти? Да, и для этого используются технологии SLS, которая позволяет создавать готовые изделия из титана. В основе технологии – спекание специального порошкового состава с помощью лазерного луча. Готовые изделия имеют малую пористость, а высокая механическая прочность достигается без дополнительного обжига.

Основные преимущества SLS технологии:

• высокая точность;
• работа с металлом.

Недостатки: дорогостоящее оборудование, материалы и обслуживание.

Заключение

Технология PolyJet является достаточно дорогой, а результаты печати, в сравнении с результатами печати по другим технологиям, несовершенны. Поэтому лучшим выбором для решения практически любых задач в стоматологической ортопедии и ортодонтии, являются SLA и DLP принтеры, которые гарантируют получение качественных результатов.