Существуют основные направления применения 3D принтеров в стоматологии: ортодонтия, хирургия, протезирование.

Готовые решения для ортодонтии

Как известно, ортодонтия – это исправление прикуса любыми методами. Раньше это были пластинки, потом появились брекеты, а сейчас появились новые для России прозрачные элайнеры, которые только набирают обороты.

Чем интересны элайнеры?

Первый плюс – не портится эмаль. Не клеится элемент брекет-системы на зуб, и после курса лечения не происходит его демонтаж. Никакой нагрузки на эмаль не происходит, она просто отсутствует.

Во-вторых, и самое главное – это правильное движение зубов. Потому что зубы двигаются внутри челюсти, и формируется вокруг них новая костная ткань. Когда пациенту одевают брекеты — ставят резинки, постоянно подтягивают, и всегда есть движение челюстей относительно друг друга, возможно изменение прикуса, и что самое страшное — возможны постоянные щелчки и дискомфорт от болей в шейном отделе позвоночника вплоть до головных болей из-за того, что когда-то пациент носил брекеты.

Прозрачные элайнеры – это технология, которая позволяет двигать зубы во всех направлениях, т.е. и вперед, и назад, и вверх, и вниз – все зависит от того, какой клинический случай.

Следующий немаловажный фактор и плюс этой технологии – это то, что, применяя прозрачные элайнеры, доктор отдав набор кап пациенту может забыть про него. Через месяц-три пациент придет, сделает проверку – если все в порядке, лечение продолжается. Не нужно ни подтягивать, ни регулярно посещать стоматолога.

И наконец немаловажный фактор — прозрачные элайнеры не мешают личной жизни: их не видно, не застревает пища и т.д., т.е. вы способны делать все то, что хотите. С метра прозрачные элайнеры практически не заментны, в отличие от брекетов.

Существует два именитых мировых сервис-центра, которые оказывают стоматологам услуги по изготовлению кап для прозрачных элайнеров.

Вроде бы все красиво, но что по-правде: для врача, в чьи обязанности входит только снять слепок или сделать скан зубов, этот набор кап обходится порядка 1500 долларов США. Для клиента же эта цена составляет 3000 долларов.

Как раньше изготавливали элайнеры?

Снимали гипсовую модель исходного положения зубов. Ее разрезали и с помощью воска создавали несколько заготовок, которые имитируют пошаговое движение зубов пациента.

Дальше, эти разрезанные гипсовые модели (процесс абсолютно идентичный литью в силикон) будут растиражированы. И по ним, по этим формам изготовлены полиуретановые модели для уже конечной вакуумной формовки.

Происходит отправка клиентам. Цветные полиуретановые формы отправляют вместе с элайнером лишь только для того, чтобы маркировать каждый этап хода лечения.

Время производства порядка 10 дней. Много ручного труда: разрезать гипсовую модель, вручную ее подвинуть. Никакой виртуальной моделировки, ничего этого нет, это все происходит вручную – соответственно, на один клинический случай тратится порядка 10 дней в лаборатории. Ручной труд – закрадывается много ошибок.

Как это делается сегодня?

Первый и самый важный этап — сканирование слепка. Это может быть как гипсовый слепок, так и слепок снятый через двух компонентный силикон.

После того, как получили скан слепека, файл «загоняется» в программное обеспечение, в котором происходит виртуальная моделировка движения зубного ряда «от» и «до», т.е. от исходного кривого положения зубов до идеальной улыбки.

Дальше смоделированный курс лечения отправляется на принтер, печатается. Делается вакуумная формовка капп по отпечатанным модифицированным моделям, и выдается капа клиенту через доктора.

Почему стоит использовать 3D-печать для изготовления элайнеров?

Во-первых, высокая рентабельность. Реальная стоимость производства того же самого комплекта у себя в офисе составляет максимум 30000 рублей. То есть как минимум порядка 60000 рублей прибыли остается у владельца бизнеса за то, что его ортодонт, будет моделировать в программе непосредственно матрицы самостоятельно.

Во-вторых, приступать к лечению можно уже на следующий день после снятия сканов. Это значит то, что вам не нужно дожидаться, пока придет посылка, пока напечатается 30-й комплект кап и пока он будет обжат. Вы можете напечатать одну первую стартовую капу, дать ее пациенту, и он уже завтра уйдет счастливый на курс лечения.

И очередной, немаловажный фактор. В процессе лечения всегда может пойти что-то не так, и в случае работы с сервисными центрами, мы должны будем отправить им корректирующий скан, и они начнут снова лечение с этого момента. Да, для доктора это бесплатно, но это потеря времени: на 2 недели тормозится, как минимум, процесс лечения пациента, что может сказаться негативно на всем курсе лечения прозрачными элайнерами.

Программное обеспечение для изготовления элайнеров

«3Shape». Отличная и самая продвинутая на сегодняшний день CAD CAM система, за исключением того, что после приобретения вы ежегодно платите за продление лицензии.

«Maestro 3d Ortho Studio» — итальянское программное обеспечение. Цена за комплект изначально дороже практически в 2 раза, но вы получаете программное обеспечение полностью открытое и на выходе вы всегда получите файл stl, одна лицензия приобретается на всю жизнь. Если выходят какие-то новые модули, то вы можете приобрести их отдельно. Но новые модули не затрагивают старых функций, т.е. появляется просто какой-то новый функционал, который при желании можно докупить.

И третья программа – это ПО от российской компании Авантис. Лицензия недорогая – 15000 рублей, но на выходе вы не получаете никакого файла. На выходе все файлы отправляются непосредственно в «Avantis 3d» и они их печатают на своем оборудовании.

При этом имеется возможность докупить модуль для вывода .STL у себя, но такая опция предоставляется за дополнительную плату.

3D-технологии при применении Брекет-систем

Почему же все-таки брекеты? Они никуда с рынка не ушли, они есть, они пользуются популярностью. И плюсы, которые вы услышите в сторону брекетов:

Во-первых, это самое широкое распространение в мире на сегодняшний момент. Это средство действительно работает, т.е. были случаи, когда действительно исправлены многие сложные клинические ситуации. Это работает. Да, это портит эмаль. Но зубы становятся равными.

Очередной плюс – это прогнозируемый результат. Если вы постоянно наблюдаетесь, ходите раз в неделю в стоматологический кабинет, то, в принципе, можно предсказать результат.

Следующий плюс для доктора: брекеты невозможно снять пациенту. Очень много докторов-ортодонтов будут говорить минусы в сторону прозрачных элайнеров с той стороны, что доктор не может контролировать то, что пациент гарантировано будет их носить, а претензии будут потом предъявляться доктору. Пациент снял, забыл одеть прозрачные элайнеры. С брекетами такого не выйдет: если доктор ставит, то пациент уже безысходно обязан их носить.

И, наконец, главный плюс, который на российском рынке сейчас все-таки преобладает – это брекет-системы различной ценовой категории, под абсолютно любой бюджет. То есть можно поставить бюджетные брекеты – металлические, в районе 50000 рублей, и можно поставить керамику стоимостью от полумиллиона и выше. Все зависит от средств, от ориентированности.

Но где же применять 3D принтер? Для того, чтобы был прогнозируемый результат. Брекеты можно ставить, грубо говоря, на глазок, а можно ставить по шаблону-кондуктору. Для этого есть специальное программное обеспечение: это же умеют ранее упомянутые.

Печатается лоток – ложка позиционирования, куда потом ставится, непосредственно брекет система. Все элементы брекетов будут спозиционированы и приклеены непосредственно в те места, где это будет требоваться, где это будет необходимо, без ошибок и прогнозируемо точно. Но, к сожалению, этой системой никто не пользуется, потому что все делают на глазок.

Готовые решения для имплантологии: изготовление хирургических шаблонов

Очередное направление лечения – это имплантология. Соответственно, когда ситуация и картина критическая, когда зуб полностью разрушен и с ним уже ничего не сделать, а жевать чем-то надо, коронку просто не поставить, то здесь приходит на помощь имплант.

Хирургические шаблоны. Зачем они нужны!? Плюсы за применение шаблонов

3D принтер нужен для изготовления хирургического шаблона – это некий кондуктор, через который будет быстро и точно засверлено под нужным углом без каких бы то ни было негативных последствий.

Что важно, происходит планирование операции заранее. Это два визита к стоматологу: первый – это для снимка слепка и направление на КТ, второй – это уже непосредственно для имплантации.

Возвращаясь к плюсам, повторимся, что операцию планируют заранее, не возникнет никаких незапланированных ситуаций и гарантировано правильное позиционирование при сверлении.

Хирургические шаблоны. Основные проблемы

• Засверливание на большую или меньшую глубину
• Засверливание не под тем углом
• Неточное позиционирование

Цена ошибки – ожидание от 2х месяцев до года для восстановления костной ткани.

Здесь вы видите, штифт попал в нерв. Из-за чего это произошло? Из-за того, что было глубокое сверление, неконтролируемое. Доктор не сверялся в момент сверления со снимками КТ. У него, возможно, даже не было живой 3D модели, чтобы ее оценить.

Такое происходит, к сожалению, очень часто и такие вот ситуации доставят очень-очень много хлопот потом. Соответственно, цена ошибки, если имплант попадет в нерв или не под тем углом зайдет – от 2 месяцев до практически года восстановления. Потому что удаляется имплант, пациент отправляется на долечивание, грубо говоря, а по факту у него просто происходит заращивание костной ткани – того, что натворил вот этот вот горе-хирург.

Неправильный угол при сверлении, имплант вышел из кости.

Вот, снимок, собранный со срезов КТ, на котором видно (красным показан штифт импланта), что при засверливании просто прошли насквозь кость, еще и сбоку засверлили. Соответственно, чем это грозит? Пациент вроде бы не жалуется, болей нет и возможно имплант прижился, но в случае, если он начнет грызть орехи или просто что-то откусит твердое, то он мигом может просто на просто выломать этот кусок челюсти, и дальше уже в ход пойдут челюстно-лицевые хирурги. Реабилитация будет очень дорогой и болезненной.

Попадание имплантов в пазухи

Импланты прошли в гайморовы пазухи. Соответственно так же все лечение останавливается, и на полгода пациент будет ходить, грубо говоря, со вставной челюстью, а вечером класть ее в стаканчик. Явно, что люди приходят к имплантологам не за этим, а затем, чтобы получить качественные зубы и не иметь потом проблем со стоматологией.

Требования к шаблонам

Основные требования к шаблону заключаются в том, что:

• Это должен быть обязательно прозрачный твердый материал.
• Материал должен проходить стерилизацию, выдерживать высокие температуры.
• Соответственно, хирургические шаблоны, на живых фотографиях.

Хирургические шаблоны. Implant Assistant

Программное обеспечение. Программ на рынке очень много. Стоматологи, они приверженцы той или иной системы. Соответственно, программное обеспечение у очень многих систем заточено только под работу с определенными имплантами.

Интересной программой является Implant Assistant. Программа имеет невысокую цену, покупатель получает российскую поддержку: помощь по скайпу в режиме on-line практически 24 часа.

Стоматологические модели

Вообще, любая работа стоматолога не обходится без реальной примерки на модель.

На сегодняшний момент 99% стоматологов делают стоматологические модели традиционным методом – гипсом по слепкам, что долго, грязно и опять же требуется ручной труд. Но с развитием применений 3D сканеров закономерный вопрос, а почему бы их не печатать. Взяли, напечатали по результатам интраорального сканера и сразу у вас готовый слепок.

Вот отличные недорогие 3d-принтеры способные на выращивание подобных моделей:

• 3D-принтер Formlabs Form 2. Цена: 419 900 рублей
• 3D-принтер Russian. DLP. Цена: 343 900 рублей

Прямое производство. Производство стоматологических изделий из КХС и Титана

Прямое производство. Преимущества

Как это происходит и почему, собственно, это необходимо печатать?

Традиционно получают следующими методами:

— Первый это литье, который уже устаревает.

— Второй метод – это фрезеровка.

— И совершенно новый метод – это печать.

Россия – это такой уникальный рынок, где мы перескакиваем некие этапы мирового развития. Литье всем было давно известно. Потом начало появляться фрезерование. Лаборатории, которые могли себе позволить фрезер за 10 млн и которые хотели двигаться в ногу со временем, приобрели его. И вот буквально через 5–7 лет появляется абсолютно новая тема – это 3D печать.

Те клиники, которые не смогли позволить себе в тот момент приобрести фрезер, они заработали денег, уже были готовы приобретать что-то новое – вышла на рынок печать.

Соответственно, какие плюсы мы получаем от печати? Во-первых, это скорость. Во-вторых, это производство сложных и точных конструкций. На фотографии вот здесь вот видно бюгельные протезы, и на сегодняшний день их можно получить только двумя способами: первый способ – это литье, второй способ – это печать. Фрезеровать такие тонкие детали невозможно. Плюс в момент литья мы можем не пролить какие-то элементы, они будут менее упругими и не отвечать тем требованиям, которые предъявляют стоматологи к ним.

Прямое производство. Материал

Печать происходит по слоям. Из чего? Сырье – это мелкодисперсный сферический порошок с фракцией 10–40 микрон.

Отходы не более 15%. То есть в процессе печати, в процессе лазерного плавления металла у вас обязательно будет появляться конгломерат сплавленных частиц, а в процессе отсева вот эта вот отбраковка не превышает 15–20%.

Напечатанные детали, монолитные и однородные, что очень важно. Нет никаких пор. Это всегда важно потому, что если в коронке будут поры, то в этом месте керамика отскочит. Через год, через два, может быть, через месяц, но она обязательно отскочит.

Прямое производство. Процесс производства

Во-первых, это создание цифровой модели в CAD программе. Их великое множество. Самые популярные это «Dental CAD». Что она позволяет? Она позволяет сгенерировать на основе скана коронку, мост и даже бюгельный протез. Разместить на ней поддержку и спозиционировать ее на столе печати.

Также еще очень важный момент. Для работы с металлическими принтерами, несмотря на то, что это промышленные системы, модель вы должны предварительно разрезать на слои. Основные стоматологические программы, они все являются и слайсерами, т.е., в конечном итоге, после формирования модели, после генерации поддержек вы режете их в этой же программе.

Вот на картинке, столбы поддержки, ниже платформы и много-много единиц, напечатанных из кобальт-хрома.

Любая печать на металлических принтерах происходит обязательно в защитной среде. Это может быть азот или аргон. В случае, если это азот, то возможно заполнение камер через генератор азота. Если это аргон, то, соответственно, необходимы баллоны, которые будут подводиться и подключаться к машине.

Средняя платформа стоматологического принтера вмещает порядка 80 единиц. Чуть дальше мы сравним с традиционными методами и покажем насколько это эффективно.

С процессом печати все понятно, вопросов не возникает. Напечатали, платформу сняли. После печати необходимо произвести отжиг, для того чтобы микроструктура стабилизировалась, были сняты внутреннее напряжение и избежать последующего растрескивания керамики. Потому что нанесение керамики и ее закрепление происходит при температуре порядка 800 градусов.

После того, как деталь обожгли, отпустили в печи, необходимо срезать с платформы построения все стоматологические единицы и удалить поддержки.

Обычно с платформы срезают ленточной или дисковой пилой, которая очень часто уже есть в стоматологической лаборатории.

Под коронкой находятся столбы поддержки, и на конце они заострены. Это сделано специально для их легкого удаления. Так печатают практически все 3D принтеры, чтобы впоследствии было меньше постобработки.

Ручная обработка детали, где дремелем или его аналогом производят сглаживание поверхности, удаление остатков от поддержки.

К гладкой детали, глянцевой никогда не прилипнет керамика. Деталь должна быть подготовлена, деталь должна быть матовой. Поэтому в обязательно порядке пескоструят или дробеструют.

Соответственно, с фрезера абсолютно такой же процесс – все это подвергается пескоструйке.

Прямое производство. Оценка производства

Фрезерный центр

Кол-во единиц: 40 единиц; Время — 13 часов

Кол-во единиц: 80 единиц: Время — 26 часов

3D Принтер (Concept Laser Mlab)

Кол-во единиц: 40 единиц; Время — 6 часов

Кол-во единиц: 80 единиц; Время — 11,5 часов

1 кг порошка КХС — 550 единиц

1 кг диск КХС — 46 единиц

Вес единицы ~1.5 г.

Сводная данные по фрезеру. Про литье мы здесь уже не говорим, и литье опускаем как архаичный процесс, долгий, грязный, неэкологичный, устаревший.

Наверху – это диск для стоматологического фрезера, материал кобальт-хром. Соответственно, слева в табличке вы видите, количество единиц, которые помещаются на этот диск – это всего 24 единицы. И количество единиц, которые помещаются на аналогичной платформе – уже 80 единиц.

Что это дает? 1 кг порошка кобальт-хрома мы получим порядка 550 единиц. Из килограммового диска кобальт-хрома мы получим всего лишь 46 единиц коронок. По-моему, здесь превосходство печати на лицо.

Разница между 1 кг порошка и килограммовым диском всего где-то в 4 раза в пользу диска. То есть все равно математика в пользу 3D принтера. Плюс скорость. Посмотрите на скорость, которая приведена в таблице – фрезеровать дольше. И это так, и это правда. Плюс у вас будет износ, режущего инструмента.

Подходящие для прямого производства машины:

• Realizer 50. Цена: 185 000 €
• Realizer 125. Цена: 250 000 €
• Concept Laser Mlab. 220 000 €
• EOS M100. Цена: 240 000 €

• SLM 125. Цена: 200 000 €
• Sisma MySint 100. Цена: 250 000 €
• 3D Systems Prox 100 Dental. Цена: 200 000 €