Цифровые технологии в стоматологии 3d принтер сканер. Хирургические шаблоны

Всем привет.
Меня зовут Сергей.

Сегодня я расскажу немного о стоматологическом применении лучшего (соотношение цена-качество) SLA 3D принтере RK-1. История основана на реальных событиях.

Во многих описаниях к 3D принтерам написано: может использоваться для решения задач и проблем стоматологии, идеальное решение для стоматологии и тому подобные сообщения. Что же это значит? В данной статье опишу лишь одно применение, с которым столкнулся именно я.

Возвращаясь к не выдуманной истории. Обратился ко мне заказчик на 3D принтер. Сам он стоматолог, занимается хирургией и протезированием. Заказал принтер, в общем. Через некоторое время звонит мне опять и просит напечатать ему шаблон для сверления отверстий в челюсти пациента. Я, конечно, не отказался. Стоит учесть, что операция запланирована сразу после выходных и в городе все отдыхают в выходные, т.е. напечатать негде, а если кто и работает, то полимера нет, не повезло, вообщем.

Теперь перейдём непосредственно к задаче, которую надо решить.

Итак, задача состоит в следующем. Есть человек, который по какой-либо причине лишился зубов носит вставную челюсть. Через некоторое время ему это надоело и захотел человек поставить себе имплантанты.

Под имплантант необходимо сверлить отверстие в челюсти.

На видео ниже - шаблон белого цвета.

Вот, как раз, такой шаблон и будет печататься на 3D принтере.

Как он изготавливается:
1. Снимается слепок с челюсти пациента.
2. Изготавливается гипсовая форма челюсти пациента.
2. Гипсовая форма сканируется 3D сканером.
4. На основе отстанированного слепка создаётся шаблон, который является ответной частью слепка. В необходимых местах наносятся цилиндрические отверстия-направляющие для сверла.

Как же это выглядит в реальности:
Гипсовая форма

Вот и 3D модель, готовая для печати.

После печати шаблон выглядит так.

И очищенный от полимера, вот так. К слову скажу, что печаталось слоем 50 мкм.

Рядом с гипсовым макетом челюсти.

Ну и окончательный и волнующий момент - примерка.

Видео самого волнующего момента:D

Очевидно, всё село куда надо без зазоров и прочих неприятностей.

Что касается стоимости, должна же быть какая-то выгода стоматологу иметь под рукой принтер. Экономия, во первых, по времени, не нужно никуда ехать, ни с кем договариваться, оборудование стоит на вашем столе и работает.
По деньгам тоже экономия весьма значительна - стоимость печати такого шаблона в СПб стоит порядка 3000-3500 руб, напечатав её на RK-1, себестоимость, исходя из стоимости материалов получается в районе 60 руб. Разница более чем в 50 раз! ;)

Какое применение 3D принтеров в стоматологии знаете вы?

PS У пациента завтра (03.05.2016) операция, желаю ему удачи:)

Немного добавлю про свёрла. Для стоматологии, для сверления челюсти через шаблон, сверло имеет режущую кромку не по всей длине сверла, есть цилиндрическая часть, которая служит направляющий при сверлении челюсти через шаблон.

Сверло выглядит примерно так:

Технология трехмерной печати активно развивается. Уже сегодня 3Д принтеры используются во многих отраслях промышленности, в том числе и в сфере цифровой стоматологии. При помощи такой технологии стоматологи получают возможность изготавливать протезы, импланты, а также модели. 3D принтер в стоматологии уже сегодня успешно и повсеместно заменяет традиционное оборудование.

До появления таких технологий стоматологам приходилось изготавливать нужные протезы при помощи слепков, однако это занятие было достаточно сложным и не практичным, а также требовало много времени. Объясняется это тем, что после создания протеза его необходимо подгонять индивидуально под рельефные особенности зуба пациента. Это весьма сложное и длительное занятие.

1. 3Д принтер в стоматологии

Благодаря современным технологиям трехмерного сканирования у стоматологов появилась возможность воссоздавать точные копии внутренней полости рта пациента – зубов и десен. После этого врачу гораздо проще сделать протез, в точности соответствующий всем особенностям пациента. Кроме этого 3D принтеры создают копии челюсти человека весьма быстро, что существенно экономит время.

Стоит отметить, что современные 3D принтеры в стоматологии могут печатать различными материалами. К примеру, относительно недавно был разработан новый материал для трехмерной печати в стоматологии, который имеет название Veroglaze. Данный полимерный материал отличается прочностью и жесткостью. При этом разработчики утверждают, что его можно использовать в любых стоматологических целях.

Это означает, что уже сегодня зубной протез, пригодный для имплантирования, можно изготовить при помощи 3Д принтера. При этом точность создаваемого протеза просто поражает. Готовое изделие практически не нуждается в подгонке. Это в свою очередь позволит снизить стоимость стоматологических услуга, и повысить их качество.

Учитывая такие особенности технологии трехмерной печати можно смело утверждать, что 3D принтер для стоматологии является незаменимым инструментом в медицине и протезировании.

1.1. Преимущества трехмерной технологии

В первую очередь стоит отметить ряд основных преимуществ:

• Высокая точность печати. То есть принтер создает практически идеальную копию;
• Скорость изготовления;
• Трехмерное сканирование. Это избавляет стоматолога от лишних процедур и позволяет изготовить точную копию ротовой полости пациента;
• Возможность работать с разными материалами, в том числе и с биосовместимыми.

2. 3D-печать в помощь зубным врачам: Видео

Все эти преимущества выводят 3Д принтер в медицине на новый уровень. Более того, технология активно развивается, разрабатываются новые материалы, которые можно использовать в медицине. Кроме этого существует проект по разработке биологических материалов и специальных 3Д принтеров, которые смогут воссоздавать точные копии органов человека. Современные технологии трехмерной печати уже сегодня открывают новые возможности в медицине, в частности в стоматологии. Вполне возможно, что уже в ближайшем будущем такие технологии полностью заменят традиционные способы изготовления зубных и суставных протезов, а также позволят создавать настоящие органы пригодные для пересадок.

3D-печать

Быстрое развитие технологии объемной печати можно сравнить с прогрессом цифровой техники. Всего за 30 лет - с начала использования примитивных струйных двухмерных принтеров (1985 год) - она смогла предоставить возможность практического использования футуристичных устройств для 3D печати. Сейчас подобную технологию используют в машиностроении, в архитектуре, в ювелирной, авиационной, и даже в космической отрасли.

Наибольшую пользу в повседневной жизни такие принтеры приносят в медицине. Стоматологические клиники и лаборатории стали самыми многочисленными заказчиками подобной технологии. Ведь преимущества изделий, полученных с помощью объемной печати, очень востребованы для достижения главной цели эстетической стоматологии:

• идеальной точности пространственной структуры зубных протезов;
• максимальной естественности создаваемых протезов.

Кроме того, использование 3D принтеров позволяет сократить время изготовления протеза и число посещений стоматологии для примерки и подгонки. А это большое преимущество для клиники и удобство для пациентов.

Как осуществляется создание объектов на 3D принтерах в стоматологии

Технология универсальна - устройство осуществляет послойное создание твердой модели по заданным параметрам из полимерных материалов.

Материалы для принтера изначально имеют мягкую консистенцию, процесс их затвердения (в зависимости от технологии) идет или в УФ-лучах или под воздействием специальных катализаторов. Чаще всего в принтерах для стоматологии используют фотополимеризацию (или лазерную стереолитографию). Отличие медицинских принтеров - в используемом субстрате для принтера. Помимо самого аппарата эти расходные материалы имеют наиважнейшее значение.

Они разрабатываются с учетом показателей:

• высокой биосовместимости;
• высокой инертности;
• устойчивости к химически активным средам и механическим воздействиям;
• высокого внешнего сходства с тканями пациента (зубами, деснами).

Виртуальные задания для печати получают путем обработки трехмерных снимков и результатов сканирования ротовой полости пациента при помощи компьютерного CAD/CAM моделирования. В ряде случаев используются традиционные слепки - как основа для снятия параметров. Что можно «напечатать» с помощью трехмерной технологии Для стоматологических клиник и частных кабинетов, лабораторных комплексов 3D принтеры могут создать:

1. Хирургические шаблоны;
2. Примерочные образцы виниров;
3. Гипсовые модели;
4. Основания зубных протезов;
5. Мостовидные протезы;
6. Коронки;
7. Элайнеры;
8. Другие ортодонтические приспособления.

По сравнению с традиционными способами создания пространственных моделей такие объекты создаются очень быстро, не требуют дополнительных подгонок и многочисленных примерок и воссоздают протез с идеальной точностью.

Компании, работающие в сфере трехмерной печати - бренды и инновации

По сферам деятельности участников этого высокотехнологичного рынка можно разделить на производителей оборудования для 3D-печати в стоматологии - принтеров и их комплектующих. И производителей расходных материалов для объемных моделей - субстратов (стоматологических материалов), присадок и химических компонентов. Традиционно лидерами в инновационных технологиях являются предприятия, базирующиеся в США, Канаде, Израиле и странах Европы - Нидерландах, Франции, Германии.

Из производителей высокоточных устройств можно перечислить Stratasys (США), 3D Systems (Канада), ЕnvisionTEC (США), Аsiga (Австралия).

В частности, компания 3D Systems в прошлом году представила на рынок самую актуальную модель ProJet 3510 DPPro - это своеобразный аналог МФУ - принтера, только для медицины. Он может создавать макеты, медицинские модели, макеты, каркасы протезов как из мягкого воска, так и из твердых полимеров. В производстве композиционных и расходных материалов лидируют NextDent B.V. (Нидерланды), DENTCA (США), JSR, 3М ESPE (США).

Лучшие достижения американской стоматологии

В название центра не зря включено слово американский. Клиника создавалась с упором на использование всех лучших достижений стоматологии в США. Наши специалисты тесно взаимодействуют с ведущими учреждениями этой страны, проходя в них стажировку и перенимая опыт современного лечения. Почему именно США? Ведь именно в этой стране стоматология, в частности эстетическая, поставлена в особую категорию медицины. И именно там белоснежная улыбка и идеально ровные зубы являются обязательными для создания имиджа и успеха в обществе.

Для американской эстетической и восстановительной стоматологии трехмерное конструирование моделей с помощью 3D принтера стало рутинной процедурой. Технология становится все больше востребована для создания протезов как целых зубов, так и их фрагментов. Постепенно замещая собой традиционные методы создания искусственных структур. Вот самые актуальные достижения с использованием 3D технологии:

• Инновационные элайнеры

Иное название - капы для выравнивания зубного ряда. Эти поликарбонатные прозрачные оттиски изготавливают при помощи принтера для трехмерной печати после снятия слепков или сканирования. Они отлично заменяют неэстетичные брекеты, которые вызывают так много комплексов у подростков. Эйлайнеры незаметны, в дополнение ко всему могут применяться в системе отбеливания зубов.

• Срочное изготовление виниров

С использованием современных гибридных композитов установить виниры можно буквально в два приема (и постоянные виниры, и примерочные образцы изготавливаются в день приема).

• Уникальная зубная щетка

При помощи пространственной печати можно изготовить индивидуальную 3D щетку. Технологию запатентовала компания Bizzdent. После сканирования полости рта создается уникальная конструкция, повторяющая мельчайшие детали зубного ряда клиента. Совместив пазы щетки с зубами можно проводить гигиенические процедуры с гарантированным результатом.

Срочное изготовление высококлассных протезов и вкладок

Только технологии объемной печати при наличии принтера в клинике позволят провести протезирование и другие ортодонтические процедуры в максимально сжатые сроки, сохраняя приверженность к лечению у пациента и оставляя положительные эмоции и отзывы. При этом качество выполнения работ и их совпадение с индивидуальными особенностями пациента будет 100%-ным.

3D принтеры печатают функциональные протезы из полимеров и металлов. 3D биопринтеры печатают кости, суставы, ткани и даже органы из живых клеток. Это уже изменило медицину. Крупные компании заказывают распечатку тканей печени, чтобы ускорить исследование лекарств. Ученые готовятся распечатыванию первого человеческого органа. Этот прорыв намечен на 2030, а пока все проще встретить 3д принтер в стоматологии.

Почему в этой отрасли медицины 3д печать развивается так быстро? Объяснение на поверхности — проблемы с зубами случаются у всех людей и никто не игнорирует лечение. Потому что больно. Поэтому внедрение инноваций в стоматологию окупится быстрее, чем в онкологию, например. Другая причина — заменить зубы проще, чем кости и органы. Не нужно хирургического вмешательства — достаточно открыть рот пошире и все зубы в свободном доступе.

Зубные техники применяют гипс и эластичные полимеры для создания слепка зубов. Этот процесс проходит в несколько этапов и требует постоянной корректировки слепка. Сам слепок держит форму ограниченное время, затем деформируется и тогда его надо делать снова.

Для 3D печати зубы пациента моделируются вместе с челюстью в 3D редакторе. Если нужна полная замена челюсти, то необходимо моделировать всю ротовую полость — в 3D редакторе это сделать гораздо проще. Здесь модель можно разбивать на отдельные элементы любого размера, а ее целую форму проще контролировать. 3D принтер сразу распечатывает 3D модель полимерами и металлом, что ускоряет лечение, экономит на материале и инструментах для слепков.

3D принтер для стоматологии устраняет необходимость ручного моделирования коронок, протезов и других изделий. Клиенты стоматологических клиник не ждут установки финальной конструкции. проходя несколько этапов доработки и примерок. 3D сканирование ротовой полости дает точные параметры для 3D-моделирования коронки или челюсти.

Снимки полученные по результатам трехмерного сканирования ротовой полости используются при построении 3Д моделей:

• коронок;
• имплантов;
• гипсовых моделей;
• мостовидных протезов;
• уникального ортодонтического инструментария.

Преимущества 3d печати в стоматологии

1. Хранение анатомических моделей челюсти и зубов пациентов в цифровом формате.
2. Высокая скорость производства.
3. Автоматизированный процесс печати исключает человеческий фактор.
4. Высокая точность готового изделия.
5. Повышение квалификации стоматологической клиники или исследовательского центра.

Как создать зубной протез при помощи 3д-принтера

1. Провести ротовой полости клиента, с применение 3д-сканера, КТ или аппарата МРТ.
2. Обработать результатов на базе специализированных программных продуктов.
3. Напечатать созданную на основе сканирования 3д-модель на стоматологическом 3d принтере.
4. Создание готового протеза, применяя полученные на 3д-принтере модели.
5. Установка готового протеза пациенту.

Технологии 3D печати в стоматологии

И печать 3d моделей в стоматологии применяют две основных технологии печати :

• селективное лазерное спекание — SLS;
• селективное лазерное плавление — SLM.
• послойное нанесение быстросохнущих полимеров —WDM.

SLS применяет лазер для выборочного спекания слоев металлического порошка. Лазер в SLM плавит слои, обеспечивая меньшую пористость металла изделия.

Исходный материал для SLM печати — мелкодисперсный порошок на основе металлического сплава. Луч лазера расплавляет частички порошка, соединяя их между собой. На созданный слой сплава наносится следующий, затем еще один и в итоге получают готовое изделие нужного объема и формы.

3D принтеры позволяют печатать сложные по строению и форме протезы непосредственно с компьютера. Для изготовления протезов также используется титан и его сплавы, хром, кобальт. WDM принтеры послойно укладывают быстросохнущий полимер слоями, которые прочно срастаются пока полимер не потерял вязкость.

Технологии трехмерной печати — плавление, спекание, частичное или полное таяние материала и др. дают возможность создания цельной конструкции из полимеров и металлов.

3D принтер для стоматологии: цена и модели

В стоматологии применяется специальные медицинские SLM и WDM 3D принтеры. Они укладывают полимер слой за слоем, который становится твердым после высыхания.

Трехмерные принтеры для стоматологических целей стоят ~$20 000.

Некоторые компании, как Stratasys, не разглашают цену, предлагая связаться и обсудить стоимость через сайт. На рынке доступны следующие модели принтеров:

Еще совсем недавно 3D печать была для нас чем-то абсолютно неведомым. Действительно, казалось фантастикой, что на принтере можно создать какую-либо серьезную, объемную модель. И вот теперь это реальность. Новые 3D-технологии проникли и в медицину. На трехмерных принтерах уже сегодня печатают модели органов, костей, суставов, тканей. В далекой перспективе - печать настоящих человеческих органов из живых клеток. Ученые уже наметили этот прорыв на 2030 год.

3D принтер

сайт решил заглянуть в кабинеты современных стоматологий и понять, каким образом используется 3D принтер в зубоврачебных клиниках.

3D принтер и протезирование зубов

3D принтер оказывает неоценимую помощь стоматологам-ортодонтам, которые занимаются протезированием зубов. Обычные материалы зубных техников – это гипс и эластичные полимеры. С их помощью вручную создают слепки одного или нескольких зубов, а следом и модель челюсти. Все это необходимо для изготовления индивидуального протеза. Такая работа очень трудоемкая и занимает много времени.

3D принтер позволяет практически полностью автоматизировать процесс. С его помощью можно напечатать точную трехмерную модель челюсти пациента. Правда, для этого также понадобятся 3D сканер полости рта и аппарат МРТ, которые позволят получить данные о состоянии всей челюстной системы. Все дальнейшие манипуляции проделываются на компьютере: данные загружаются на ПК, где создается трехмерная виртуальная модель всей зубочелюстной системы пациента. Именно она в дальнейшем превращается на принтере в точную объемную копию.

Применение 3D принтера в стоматологии позволяет отказаться от многих видов ручной работы. Это дает возможность облегчить не только труд врачей-протезистов, но и существенно помогает пациентам, позволяя создавать точно прилегающие, идеальные зубные протезы.

Моделирование на ПК

Отсутствие необходимости доработок и протезов сокращает время лечения, кроме того, создание точных 3D моделей значительно уменьшает количество расходуемых материалов.

3D принтер и имплантация зубов

Особо эффективным является применение инновационных технологий трехмерной печати в области имплантации зубов. Эта сфера является наиболее передовой в стоматологии. 3D принтер используется на этапе создания хирургических шаблонов, которые необходимы для более точной установки имплантов. Рассмотрим этот процесс более подробно:

1. пациент обращается к имплантологу,
2. врач проводит компьютерную томографию или делает панорамный снимок челюсти,
3. при помощи внутриротового сканера (при необходимости) создается снимок всех зубов и десен,
4. на компьютере разрабатывается виртуальная модель челюсти, планируется весь процесс имплантации,
5. в компьютерной создаются хирургические шаблоны – это своеобразные трафареты, которые фиксируются на деснах в момент установки имплантов. Они имеют отверстия, через которые имплантаты вводятся в кость. Именно они печатаются на 3D принтере.

Хирургические шаблоны

Есть и еще один вариант: снимаются классические восковые слепки зубов пациента, после чего готовая гипсовая модель челюсти сканируется и загружается на компьютер. Следующие этапы аналогичны предыдущему варианту.

Использование таких шаблонов, по мнению практикующих имплантологов, делает процесс установки имплантов более точным. Это особенно актуально при применении методов имплантации, которые подразумевают вживление конструкций в условиях ограниченного костного пространства.

3D принтер в стоматологии