Druk 3D w stomatologii: przewodnik dla profesjonalistów

Jeśli Twoim celem jest wydrukowanie dość dokładnych modeli pobranych ze skanu jamy ustnej 3D pacjenta, aby na przykład przećwiczyć zabieg chirurgiczny lub wyjaśnić pacjentowi zabieg, to nie ma potrzeby posiadania specjalistycznej drukarki dentystycznej. W rzeczywistości masz znacznie szerszą gamę drukarek 3D do wyboru, do tworzenia modeli, niż do drukowania części dentystycznych dla pacjentów.

Prawie każda drukarka żywiczna i wiele drukarek filamentowych lepszej jakości,  jest w stanie drukować wspaniałe modele dentystyczne. 

Jeśli chcesz jednak drukować przezroczyste alignery, licówki, tymczasowe zęby zamienne lub protezy, korzystna może być współpraca z producentem drukarek 3D, specjalizującym się w rynku stomatologicznym (w całości lub jako główny przedmiot ich działalności). Firmy te oferują praktyczną wiedzę i wsparcie, a także ekosystem procedur i materiałów związanych ze stomatologią. Dodanie druku 3D do gabinetu dentystycznego lub laboratorium, wymaga poznania i opanowania nowych technik, technologii, materiałów i procesów. Bez wystarczającego szkolenia i wsparcia, mało prawdopodobne jest, aby w pełni wykorzystać inwestycję w drukarkę.

Wykorzystaj ekosystem druku dentystycznego

Na przykład producent drukarek Formlabs, oferuje klientom plan usług dentystycznych, który obejmuje spersonalizowane wprowadzenie na rynek  oraz wsparcie telefoniczne i e-mailowe. Firma oferuje również bibliotekę zasobów przewodników, filmów i samouczków.

SprintRay, producent drukarek 3D, skupiający się wyłącznie na stomatologii cyfrowej, oferuje kompleksowe podejście do swoich produktów, obiecując płynną integrację między oprogramowaniem do druku dentystycznego, drukarkami, akcesoriami, materiałami i wsparciem.

Stomatologia cyfrowa, to oczywiście nie tylko druk 3D. Rozpoczyna się cyfrowym skanem jamy ustnej pacjenta ręcznym skanerem wewnątrzustnym, skanerem zewnętrznym lub skanem tradycyjnego gipsowego odlewu dentystycznego lub modelu.

Stamtąd Twoje obrazy cyfrowe są przesyłane do oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) w celu projektowania i drukowania 3D licówek, łączników implantów, koron, wkładów, nakładów, stałych protez częściowych i rekonstrukcji całej ust. Chociaż niektórzy producenci drukarek dentystycznych również oferują oprogramowanie CAD, istnieje szeroka gama programów dentystycznych, które można zintegrować z większością głównych marek drukarek 3D.

Następnym krokiem jest przesłanie plików projektu do oprogramowania tzw. slicera, które przygotuje plik do wydrukowania. Niektórzy producenci, na przykład 3D Systems, oferują własne slicery, dostosowane do unikalnych cech ich drukarki, aby zoptymalizować wydruki.

Drukarka 3D, to kolejny krok w procesie i na tym etapie skupimy się w tym artykule. Wybór drukarki do biokompatybilnych części dentystycznych (wszystko, co trafi do ust pacjenta) zależy od wielu czynników, w tym od tego, co zamierzasz drukować, ile zamierzasz drukować dziennie lub tygodniowo, budżetu oraz tego, jak zautomatyzowane lub łatwe do użycia ma być zakupione przez Ciebie urządzenie/system urządzeń. Warto również wziąć pod uwagę poziom usług i wsparcia ze strony producenta oraz oprogramowanie dentystyczne, z którym drukarki są kompatybilne. Większość producentów prześle Ci próbny wydruk, więc poproś go o ocenę, czy spełnia on Twoje oczekiwania dotyczące szczegółów, wykończenia powierzchni i wytrzymałości.

Specjaliści, którzy zostali poproszeni o uszeregowanie kluczowych kryteriów zakupu przy wyborze marki drukarki 3D używanej w ich laboratorium, w ankiecie przeprowadzonej przez producenta drukarek Carbon, powiedzieli, że przy wyborze drukarki pod uwagę brali dokładność, niezawodność i konserwację, zwrot z inwestycji, całkowity koszt posiadania, jakość materiałów, a na szczycie listy znalazła się najniższa cena.

Przyjrzyjmy się dokładniej najlepszym drukarkom dentystycznym w branży:

Formlabs

 

Formlabs wprowadził nową, większą wersję swojej popularnej drukarki żywicznej Form 3B we wrześniu 2020 r., Form 3BL, która może drukować 24 modele na wydruk w około 10 godzin. Bardziej kompaktowy Form 3B może wydrukować 7 modeli na wydruk w około 5 godzin. „Form 3BL jest idealny dla laboratoriów dentystycznych poszukujących solidnej, gotowej do produkcji drukarki” – mówi firma.

Obie drukarki wykorzystują własną technologię stereolitografii o małej mocy (LFS) firmy Formlabs, która drukuje bardzo szczegółowe części w rozdzielczości 100 mikronów.

Firma Formlabs niedawno zaktualizowała również swoje oprogramowanie PreForm, dzięki czemu modele alignerów i modele do odbudowy drukują się teraz od 25% do 35% szybciej na Form 3B, niż wcześniej.

SprintRay

 

SprintRay wykonuje wyłącznie dentystyczne wydruki 3D. We wrześniu 2020 roku SprintRay wprowadził do swojej oferty drukarek 3D najnowszy dentystyczny system druku 3D Pro55. Jego wysoka rozdzielczość sprawia, że ​​idealnie nadaje się do prac wymagających cienkich jak brzytwa marginesów, takich jak bezpośrednia rekonstrukcja, hybrydowe protezy implantologiczne i odlewy.

SprintRay niedawno uruchomił również oparte na chmurze oprogramowanie do projektowania i zarządzania leczeniem, które współpracuje z lekarzami już na etapie planowania i przesyłania danych pacjenta do drukowania 3D oraz monitorowania na żywo procesu drukowania.

Pro może wykorzystać biokompatybilne żywice, aby pomóc Twojemu gabinetowi kontrolować koszty, rozszerzyć dostosowanie leczenia i tchnąć nowe życie w przepływ pracy.

Firma twierdzi, że korzystając z oprogramowania do planowania leczenia CAD / CAM innej firmy oraz SprintRay Pro, stomatolodzy mogą projektować i drukować w 3D przewodniki chirurgiczne w ciągu zaledwie 30 minut, szybko reagując na potrzeby pacjentów.

Rapidshape

 

Rapidshape oferuje szeroką gamę drukarek desktopowych do gabinetów dentystycznych oraz drukarek wielkoseryjnych do laboratoriów dentystycznych. Mniejsze drukarki, takie jak D10 + i D20 +, jak twierdzi producent: umożliwiają drukowanie 3D na miejscu bez specjalistycznej wiedzy.

D20 + posiada kasetę i zbiornik z żywicą, ale można go ulepszyć do otwartego systemu materiałowego. Większe i bogatsze w funkcje modele D3, D40, D70 i D90 zapewniają laboratoriom dentystycznym większą szybkość i automatyzację.

Oprócz zastrzeżonych materiałów, firma Rapidshape współpracuje ze znanymi producentami materiałów, takimi jak Dreve i Keystone Industries, oferując szereg biokompatybilnych żywic.

Kulzer

 

Kulzer jest jednym z nielicznych dostawców produktów dentystycznych, którzy rozwinęli swoją działalność dzięki drukarkom 3D. Cara Print 4.0 jest opisywana jako ekonomiczna metoda samodzielnej produkcji wydruków dentystycznych na bazie polimerów. Firma twierdzi, że jest nie tylko opłacalną alternatywą dla frezowania w niektórych wskazaniach, ale jest bardziej konkurencyjna cenowo niż inne drukarki 3D na rynku, a jednocześnie spełnia wszystkie wymagania dotyczące dokładności.

Cara Print 4.0 automatycznie dostosowuje prędkość druku do wymagań dokładności bieżącej warstwy, często osiągając prędkości przekraczające 100 mm / godzinę. Możliwość zmiany grubości warstwy oznacza, że ​​można dobrać optymalną równowagę między dokładnością a szybkością. Umożliwia to optymalizację procesu dla wydruków, które nie mają wysokich wymagań dotyczących dokładności (np. Łyżki wyciskowe) poprzez zwiększenie grubości warstwy, a tym samym skrócenie czasu budowy.

Oprogramowanie drukarki współpracuje z wybranym oprogramowaniem CAD, takim jak Cara CAD, Dental System (3Shape), DentalCAD ​​(exocad) lub DWOS CAD (Dental Wings).

EnvisionTEC

 

EnvisionTEC oferuje pełną gamę desktopowych, pełnowartościowych i szybkich drukarek 3D dla dentystów, ortodoncji i laboratoriów dentystycznych. W branży stomatologicznej działają od 2008 roku.

W połączeniu z obszerną biblioteką materiałów, obejmującą różnorodne biokompatybilne materiały zatwierdzone przez FDA i CE, drukarki EnvisionTEC mogą produkować szeroką gamę urządzeń dentystycznych.

Technologia drukarki żywicznej EnvisionTEC Digital Light Processing (DLP) umożliwia przetwarzanie różnych materiałów na tej samej maszynie. Na przykład Vida może drukować modele, elementy odlewnicze i uzupełnienia.

Producent oferuje platformę niezależną od oprogramowania, co oznacza, że ​​będą współpracować z dowolnym rozwiązaniem do projektowania dentystycznego, którego używasz, czy to 3Shape, Dental Wings, czy jakimkolwiek innym.

EnvisionTEC oferuje kompleksowe szkolenia i program wsparcia, który obejmuje certyfikowanych techników dentystycznych.

3D Systems

 

Od podstawowych dentystycznych drukarek 3D oraz drukarek wsadowych 3D średniej i dużej platformy, 3D Systems oferuje wybór cyfrowych rozwiązań stomatologicznych, które obejmują materiały i oprogramowanie.

Drukarka NextDent 5100 jest przeznaczona do szybkiego druku 3D do produkcji urządzeń dentystycznych i odlewów. Jest kompatybilna z 30 zastrzeżonymi biokompatybilnymi materiałami, które są obecnie dostępne w kilku kolorach i odcieniach, dopasowanych do uzębienia i dziąseł każdego pacjenta.

W pełni kompatybilna ze standardowymi w branży rozwiązaniami do skanowania wewnątrzustnego i oprogramowaniem, NextDent 5100 zapewnia precyzyjne wyniki przy minimalnej interwencji człowieka. Połącz drukarkę z innymi komponentami rozwiązań stomatologicznych 3D Systems, aby stworzyć kompleksowy przepływ pracy. Obejmuje to NextDent LC-3DMixer do optymalnego mieszania materiałów oraz NextDent LC-3DPrint Box do końcowego utwardzania UV.

Asiga

 

Od stomatologii zachowawczej, po urządzenia ortodontyczne i protetyczne, drukarki 3D Asiga charakteryzują się powtarzalną dokładnością zapewniającą ciągłość produkcji i bezpieczeństwo pacjentów.

Otwarty system materiałowy Asigi, zapewnia kompatybilność z ponad 350 materiałami wiodących światowych producentów materiałów, zapewniając maksymalną elastyczność i produktywność.

Aisga PRO2 może łączyć się z wieloma komputerowymi systemami operacyjnymi i formatami plików modeli 3D, w tym exoprint z exocad i 3Shape Implant Studio. Wybierając Asigę PRO2, otrzymujesz również szereg przyjaznych dla użytkownika funkcji, a także dożywotnie bezpłatne aktualizacje oprogramowania.

Carbon

 

Carbon wyróżnia się wśród drukarek żywicznych ze względu na opatentowaną technologię Digital Light Synthesis (DLS), która łączy wysoką rozdzielczość z szybkim drukowaniem. Dentyści w case study  Carbon mogą stworzyć protezy całkowite w zaledwie 24 godziny.

Oprogramowanie Carbon jest kompatybilne z wiodącym oprogramowaniem CAD / CAM dla gabinetów i laboratoriów dentystycznych, takim jak 3Shape, exocad i AvaDent. Materiały Carbon obejmują zatwierdzone przez FDA żywice do szyn dentystycznych i osłon nocnych, a firma zainicjowała program opracowania w pełni nadającej się do recyklingu żywicy do modeli dentystycznych.

Większa drukarka L1 to rozwiązanie produkcyjne dla modeli z przezroczystym wyrównywaniem.

Stratasys

 

Stratasys, to globalny gracz w druku 3D, który koncentruje się głównie na branży stomatologicznej. Firma oferuje szereg przemysłowych drukarek wielomateriałowych PolyJet, od desktopowych Objet260 Dental po J700 Dental dla dużych laboratoriów.

Firma Stratasys twierdzi, że technologia PolyJet firmy Stratasys, która wykorzystuje żywicę jako materiał do drukowania, zapewnia płynniejsze i bardziej bezproblemowe działanie niż technologia SLA.

GE – Concept Laser

 

Przemysłowe Mlab i Mlab R firmy GE, to drukarki 3D drukujące z metalu, używane w laboratoriach dentystycznych do wytwarzania złożonych, dostosowanych, precyzyjnych podbudów i beznapięciowych protez dentystycznych. Drukarka Mlab wykorzystuje proszek metalowy (powder bed fusion technology), w tym stal nierdzewną i złoto, do drukowania bardzo szczegółowych i dokładnych implantów ustnych.

GE promuje tę metodę metalu jako alternatywę dla frezowania lub w połączeniu z frezowaniem metalowych części dentystycznych, ponieważ mówi, że samo frezowanie powoduje straty do 85% materiału używanego w procesie produkcyjnym. Druk 3D jest również szybszy niż odlewanie metalu, z gęstością 99,6% produktu końcowego.

GE Dental Hybrid Manufacturing współpracuje z frezarkami Follow-Me, Datron i Fresdental i łączy zalety druku 3D z technologią subtraktywną z jednym oprogramowaniem do zarządzania drukarką 3D i frezarką.

MATERIAŁY

Chociaż kilku producentów twierdzi, że ma najszerszy wybór materiałów, większość drukarek będzie współpracować z szeroką gamą materiałów innych firm od renomowanych producentów, w tym NextDent, Dentca i KeyStone.

Wielu producentów drukarek współpracuje z wyżej wymienionymi materiałami, poza własnymi żywicami o właściwościach odpowiadających wymaganiom ich konkretnych drukarek. Ale nie wszystkie żywice są zamienne. Twoja drukarka zostanie dostarczona z listą przetestowanych i zatwierdzonych marek. Jeśli użyjesz materiału spoza tej listy, możesz nie osiągnąć jakości druku lub szybkości typowej dla Twojej drukarki.

Oczywiście każdy materiał do stosowania w ustach pacjenta musi posiadać ważny certyfikat biokompatybilności. Oprócz tego certyfikatu poszukaj materiałów, które spełniają poziomy ISO (International Standards Organization) pod względem udarności, wytrzymałości, odporności na pękanie i plamoodporności.

SPRZĘT DO PRZETWARZANIA KOŃCOWEGO

Wydruki nie wychodzą z drukarki gotowe do użycia. Mycie, utwardzanie i wykańczanie powierzchni, to etapy, których większość produktów dentystycznych będzie potrzebować, aby przejść od surowego druku do końcowej części. Uwzględnij te akcesoria w swoim cyfrowym planie budżetu stomatologicznego.

Chociaż zanurzenie w prostym naczyniu z alkoholem izopropylowym (IPA) może wystarczyć do umycia większości wydruków, a utwardzanie można wykonać przy użyciu światła słonecznego lub niedrogiej lampy UV, w przypadku części wewnątrzustnych, zamknięte, zautomatyzowane podejście jest czystsze i bardziej wydajne.

Kilku producentów drukarek oferuje sprzęt do mycia i utwardzania niezbędnych części końcowych. Kupowanie akcesoriów od tego samego producenta, co drukarka, zapewnia łatwą integrację, ale nie musisz się ograniczać. Wiele marek akcesoriów jest wymiennych. Im bardziej wyrafinowana drukarka, tym łatwiejszy proces mycia i utwardzania, a wiele drukarek przemysłowych obejmuje drukowanie, mycie i utwardzanie w jednym urządzeniu.

Akcesoria do mycia części

Płynny roztwór, którym myjesz wydruki i czas jaki musisz na to przeznaczyć, zależy od materiałów z jakich drukujesz. Każdy rodzaj wydruku może mieć nieco inne wymagania dotyczące oczyszczenia z nieutwardzonej żywicy.

Nowy SprintRay Pro Wash / Dry (dostępny teraz w przedsprzedaży) to w pełni zautomatyzowany dwustopniowy system mycia i suszenia, który obiecuje gotowe części w 10 minut. Dzięki zestawowi automatycznych funkcji, jedyny moment, w którym musisz dotknąć IPA, to wlanie go do zbiorników. Urządzenie jest wyposażone w wstępnie skalibrowane hydrometry, które zanurzają się w czystym IPA i unoszą się, gdy jest brudne. Dzięki temu zawsze wiesz, kiedy nadszedł czas, aby odświeżyć IPA.

Zortrax oferuje myjkę ultradźwiękową (375 USD), która wykorzystuje dźwięki o wysokiej częstotliwości propagowane w płynnym detergencie, w celu usunięcia nadmiaru żywicy z części wydrukowanych w 3D na Zortrax Inkspire.

Akcesoria do utwardzania części

Większość wydrukowanych na żywicy części wychodzi z drukarki tylko częściowo utwardzona i wymaga większej ekspozycji na promieniowanie UV, aby je w pełni utwardzić. Komory do utwardzania o różnych rozmiarach zapewniają jednolite 360 ​​stopni światła w kontrolowanym środowisku. Na przykład Rapidshape RS Cure wykorzystuje mocne światła LED w połączeniu z ogrzewaniem i próżnią. Ta komora do utwardzania jest wyposażona w bezprzewodowe łącze danych do drukarki 3D, dzięki czemu odpowiedni program utwardzania jest wstępnie wybrany dla części, która została właśnie wydrukowana.

Chociaż niektóre komory do utwardzania mają dodatkowe funkcje, większość z nich jest tak podobna, że ​​wiele marek drukarek nawet nie produkuje własnych i wskazuje klientom szereg odpowiednich opcji.

Źródło głównego zdjęcia:  Digital dentistry with 3D printers by Asiga.

Licencja: Tekst „ Dental 3D Printing: A Guide for Professionals ” autorstwa All3DP Pro jest objęty licencją na podstawie międzynarodowej licencji Creative Commons Attribution 4.0.

Źródło: All3DP