3д принтеры в стоматологии реферат

Обновлено: 02.07.2024

Только человек, с его знаниями об окружающем мире, с его стремлением к улучшению своей жизни может этот мир менять. Сейчас сложно кого-то удивить принтером. Это устройство вывода информации на бумагу есть практически у каждого владельца компьютера. Но технологии непрерывно развиваются и совершенствуются, и сегодня мы все чаще и чаще слышим о так называемой 3D-печати.

Особенности печати на 3D — принтере

Сравнение 3D-печати и фрезеровки

Основные технологии 3D-печати и выбор устройства

Сравнительная характеристика разных моделей 3D-принтеров

Применение 3D-принтера в практике

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Что такое 3D-печать? Традиционно под этим термином понимают послойное изготовление некоего объекта, которое основано на его виртуальной (компьютерной) трехмерной модели. Уже сегодня можно сказать что, технология 3D-печати в будущем окажет сильное влияние на многие, если не на все сферы человеческой жизни, поскольку с ее помощью можно будет очень быстро и точно изготовить практически любой предмет, начиная от детской игрушки и заканчивая настоящим оружием.

Еще совсем недавно процесс создания прототипа любого изделия был невероятно длительным — до нескольких недель, а то и месяцев, но прогресс никто не отменял, и сегодня технология быстрого прототипирования, или 3D-печати, позволяет в кратчайшие сроки создать образцы практически любых объектов. Такое понятие, как цифровой прототип, полученный путем проектирования 3D-модели в различных СAD-системах, сейчас уже мало кого удивляет.

В сегодняшнем мире жесткой конкуренции основным направлением совершенствования любого производства является модернизация известных и создание новых технологических процессов.

Огромную роль в совершенствовании технологического процесса изготовления деталей играют компьютерные и инновационные технологии, которые позволяют произвести корректировку технологии для создания отливок наилучшего качества с наименьшими затратами. Все это, в конечном итоге, приводит к экономии материалов, энергоносителей, рабочего времени, бережется оборудование, а взамен получается масса уникальной информации о технологическом процессе.

Особенности печати на 3D — принтере

Для получения трёхмерной модели зуба предложено использовать компьютерную томографию конусообразным лучом (CBCT), которая уже применяется в стоматологии. Этот способ почти безопасен для пациента, поскольку доза облучения является минимальной, а качество изображения остаётся очень высоким. Завершить моделирование поможет система автоматизированного проектирования (САПР). После этого 3D-принтер изготавливает протез зуба или целой челюсти по компьютерной мерке из порошкового либо жидкого полимера, поясняют исследователи. Насколько этот процесс дешевле и проще традиционных методик, сказать сложно, потому что до испытаний дело пока не дошло. 3D-печать — это новый этап развития цифровой стоматологии, который был разработан для решения ряда задач, непосильных привычной CAD/CAM фрезеровке.

Нужна помощь в написании реферата?

Сравнение 3D-печати и фрезеровки

В сравнении с фрезеровкой, печать имеет ряд преимуществ:

2. Точность. При фрезеровке вы ограниченны возможностями фрезера, используемых стратегий фрезеровки, диаметром используемых фрез, углом фрезеровки, невозможностью фрезеровки больших поднутрений, либо элементов, которых фрезером невозможно отфрезеровать физически из-за невозможности доступа к ним. При печати все намного проще, печатаете ту форму, которая вам нужна и не ограничены в дизайне.

3. Скорость. При фрезеровке вы одновременно изготавливаете одно изделие, при печати вы можете одновременно изготовить несколько десятков или сотен коронок или других конструкций.

Основные технологии 3D-печати используемые в стоматологии это: 1.полимеризация фотополимера (DLP, SLA, PolyJet); 2. селективное лазерное спекание металла или пластика (SLS, SLM. Вторая технология используется в основном для печати конструкций из кобальт-хромового сплава (лазерное спекание), либо титана, либо для печати пластиковых моделей. Принцип работы заключается в послойном спекании порошка при помощи лазера. Первая технология набирает свои обороты и заключается в послойной (DLP), точечно послойной (SLA), либо струйной печати фотополимером. Среди новых разработок следует отметить непрерывную полимеризацию изделий. Так полимеризуются не отдельные слои методом засветки каждого отдельного слоя, а непрерывно выращиваемое изделие, проецируя в область засветки полимеризующего видеопотока.

Если изначально в этой технологии использовали обычный пластик с фотоинициатором в качестве катализатора процесса, то сейчас ассортимент используемых материалов значительно расширен и доступны полимеры с различными наполнителями. Это и композитные материалы для временных коронок, наполненные керамикой и такие материалы, которые раньше обрабатывались только методом фрезеровки, например диоксид циркония. Уже сейчас доступны стоматологические биосовместимые материалы для 3D-печати, которые прошли сертификацию для медицинских изделий класса 2а и могут длительное время находиться в полости рта, а также имеют допуск для контакта с кровью. Например, биосовместимые материалы компании Nextdent для временных коронок, для изготовления хирургических шаблонов, индивидуальных ложек и съемных протезов. Также существует масса материалов для печати диагностических и ортодонтических моделей. 3D-печать в стоматологии становится все более доступной. К примеру, недорогой новый принтер Form 2, от американской компании Formlabs. Его могут позволить себе большинство зубных техников и стоматологов. Его точность позволяет печатать на нем цифровые ваксапы-мокапы, бюгеля, каркасы для литья и прессовки, хирургические шаблоны, диагностические и контрольные модели, учебные и тренировочные модели, индивидуальные ложки, композитные временные коронки, съемные протезы, модели-сетапы для изготовления кап для выравнивая прикуса, различные окклюзионные и разобщающие шины, капы непрямого бондирования брекетов, а также масса других изделий, применяемых в стоматологии. Некоторые параметры принтера Form2: Размеры поля печати: 145 x 145 x 175; Точность печати по оси Z: 25 микрон.

Технология печати: SLA. Также на рынке доступны значительно более дорогие принтеры. Например Objet30 Dental Prime, который позволяет печатать хирургические шаблоны, примерочные коронки с возможностью недлительного нахождения в полости рта до 24 часов, ортодонтические и контрольные модели с точностью до 100 микрон.

Также на рынке присутствуют принтеры от компании 3D Systems,(Рис.3.) например модель относительно небольшой стоимости Projet 1200, но маленьким полем печати. С возможностью печати небольших мостов для литья и коронок для прессовки.

Нужна помощь в написании реферата?

Основные нюансы при выборе профессионального 3D-принтера для стоматологов, учитывая самые главные факторы — оптимальную технологию 3D-печати, качество, надежность и самое важное — ценовую доступность 3D-принтера именно на рынке России. Так же узнаем, что сегодня влияет на выбор в пользу 3D-печати на примере одной стоматологической клиники. Самой первой профессиональной технологией 3D-печати была стереолитография (SLA) которой в этом году исполнилось 30 лет. SLA остается самой универсальной и мало затратной технологией 3D-печати. В ее пользу говорит большой выбор фотополимеров с различными физическими и химическими свойствами. Лазерная система имеет гораздо более долгий срок службы в отличие от схожей технологии DLP, в основу которой входят такие источники света, как светодиоды или проекторные лампы, которые требуют периодической замены и финансовых вложений. Долгое время основными патентами на использование SLA технологией (именно в том виде, в котором она была изобретена) владела американская компания 3D Systems. Каждый раз, внося небольшие изменения, она продлевала сроки действия патентов, оставаясь абсолютным монополистом на рынке профессиональных и промышленных 3D-принтеров, работающих по технологии SLA.

Сравнительная характеристика разных моделей 3D-принтеров

Самое оптимальное и экономически выгодное решение на рынке профессиональных 3D-принтеров (SLA) для стоматологии. Принтер 3D-принтер Basic (D).

Несмотря на то, что через 13 месяцев после операции началось обнажение полимерной детали из под ткани десны, ученые уверены, что биоматериалы, изготовленные по технологии 3D-печати, будут востребованы в будущем, заменив традиционные методы реконструктивной стоматологии. Экспериментальная операция была проведена на 53-летнем пациенте с диагнозом — агрессивная форма генерализованного пародонтита. Поскольку круг возможных методик для реконструкции в данном случае был ограничен, стоматологи остановили свой выбор на операции с использованием выращенной полимерной матрицы, которая должна заместить поврежденные ткани.

Согласно отчету, исходные данные для печати полимера были записаны в STL-формате, для выбора места трансплантации были использованы снимки дефекта пародонта, выполненные с помощью компьютерной томографии. Скаффолд-полимер был распечатан на 3D-принтере методом селективного лазерного спекания, с использованием пудры поликапролактона с 4% содержанием гидроксиапатита.

Как утверждается в отчете, место реконструкции сохранялось в первоначальной форме в течение 12 месяцев, при этом прирост ткани составил 3 мм, что позволило частично закрыть корень зуба, при этом врачи не наблюдали признаков хронической инфекции или расхождения швов.

Нужна помощь в написании реферата?

Тем не менее, через 13 месяцев после операции, полимер, вшитый в ткань пародонта, стал виден (Рис.10, 11).

Несмотря на то, что первый результат применения тканей, напечатанных на 3D-принтере по скаффолд-технологии, оказался неудачным, исследователи уверены, что дальнейшие эксперименты и клинические испытания с использованием данной технологии, в конечном счете, позволят достигнуть изначальной цели: создание персонализированной реконструктивной стоматологии. Как они утверждают, что этого необходимо работать над улучшением резорбции полимерной ткани.

имплантат протез коронка композит принтер

Список использованной литературы

1. Первый опыт применения зубной ткани, напечатанной на 3D-принтере /открытый интернет ресурс/

2. Изготовление зубов на 3D принтере /открытый интернет ресурс/

3. 3D-печать вытесняет CAD/CAM фрезеровку/открытый интернет ресурс/

4. Как правильно выбрать 3D-принтер для стоматологии/открытый интернет ресурс/

Актуальность. Современная медицина развивается во всех своих отраслях. С каждым днём всё более популярными становятся автоматизированные аппараты для облегчения работы врача, поэтому нами рассмотрена данная тема, которая является актуальной в современной стоматологии.

Современные технологии продолжают развиваться, и в дальнейшем будут использоваться в протезировании и других областях стоматологии шире [1; 2].

Цель: Изучить применение 3D-принтера в работе современного врача-стоматолога.

Задачи:1) Определить оснащенность клиник города Саратова 3D принтерами

2) Определить сферу применения 3D принтера в стоматологии на основании опроса врачей стоматологов г. Саратова

3) Изучить особенности этапов работы с 3D принтером

Материалы и методы. Был проведен обзвон 40 клиник города Саратова с целью определения наличия 3D принтера, а также проведён опрос стоматологов и зубных техников клиник для выявления сферы применения 3D принтера в стоматологии, изучения этапов его работы.

Результаты и обсуждение. На основании проведённого исследования по оснащению клиник города Саратова 3D принтерами, было выявлено, что из 40 клиник, выбранных рандомизированно, только в 5 из них имеется данная аппаратура.Опрошенные врачи и зубные техники отметили следующую сферу применения 3D принтеров:

В ортодонтии применяются элайнеры. В отличие от брекет-систем, при ношении элайнеров нет вероятности порчи эмали зубов, а также происходит правильное движение зубов в костной ткани. 3D печать моделей под элайнеры индивидуальна, время печати и количество капп зависит от клинического случая. В хирургии применяются напечатанные на 3D принтере хирургические шаблоны, которые используются для постановки имплантата в костной ткани, и помогают избежать его неточного позиционирования и возможных осложнений. Шаблоны обеспечивают правильное и точное направление, контроль глубины имплантата. Предварительно врач исследует компьютерную томографию. Также на принтере изготавливаются стоматологические модели; коронки; мостовидные, съемные, бюгельные протезы; шаблоны, используемые в ортопедической стоматологии; индивидуальные каппы; модели для демонстрации пациентам.

Методами 3D печати являются стереолитография, лазерное спекание, струйная печать. Данные способы широко используются в современной стоматологии [3]. С появлением метода селективного лазерного наплавления, металлические каркасы могут быть непосредственно изготовлены на 3D-принтере, что позволяет опустить стадию литья [4; 5; 6].

Затем данные отображается на компьютере, происходит моделирование будущего изделия с соблюдением окклюзии зубов, следом проводится непосредственно печать на 3D принтере. После окончания печати от изделия обрезаются опоры, далее оно обрабатывается спиртом и помещается под ультрафиолетовую лампу.

Существует большой выбор материалов для печати на 3D принтере. Это фотополимеры (жидкие, резиноподобные, жёсткие) в виде пластика; которые бывают различных цветов; керамических паст (3D ceram); композитов, а также металлы и сплавы металлов для прямого производства (КХС, титан). Для различных клинических случаев используют разные материалы [7]. Трехмерные технологии активно развиваются, особенно в зуботехнических лабораториях, но в этой технологии еще множество направлений для развития (например, разработка новых материалов для 3D-печати) [8].

На основе проведённого исследования можно выделить следующие преимущества и недостатки использования 3D принтера. Преимущества: эстетичность изделий; значительно ускоренное производство; хранение анатомических данных пациента в цифровом формате; низкая себестоимость единицы изделия; точность изготовления; увеличение объёма работы; не требуется использование многочисленных вспомогательных инструментов; автоматизированный процесс, не требующий непосредственного вмешательства зубного техника. Недостатки: дороговизна 3D принтера, аппаратуры и материалов которые требуются дополнительно; данное направление в медицине пока не развито на должном уровне.

Выводы:

1. Из 40 стоматологических клиник города Саратова 3D принтер имеется в 5.

2. 3D принтер может применяться как в ортопедии, так и в ортодонтии, хирургии.

3. Этапы работы на 3D принтере просты.

Списоклитературы:

1. A Combination of Various Technologies in the Fabrication of a Removable Partial Denture - A Case Study / S. Seitz [et al.] // Texas Dental Journal. – 2016. – Vol. 133, No 1. – P. 24.

2. Наумович С.С. Cad/cam системы в стоматологии: современное состояние и перспективы развития / С.С. Наумович, А.Н. Разоренов // Современная стоматология. – 2016. – No 4 (65). – С. 2-9.

3. Dikova T. Modern trends in the development of the technologies for production of dental constructions / T. Dikova, D. Dzhendov, M. Simov [et аl.] // Journal of IMAB – eAnnual Proceeding (Scientific Papers). – 2015. – Vol. 21, issue 4. – P. 974–

4. Torabi K. Rapid Prototyping Technologies and their Applications in Prosthodontics, a Review of Literature / K. Torabi, E. Farjood, S. Hamedani // Journal of Dentistry, Shiraz University of Medical Sciences. – 2015. – Vol. 16, No 1. – P. 1-9.

6. Beguma Z. Rapid prototyping - when virtual meets reality / Z. Beguma, P. Chhedat // International Journal of Computerized Dentistry. – 2014. – Vol. 17, No 4. – P. 297-306.

8. 6 технологий, которые навсегда изменят наше представление о стоматологии //

Первые попытки применения 3D-печати в стоматологии предприняли специалисты компании Align Technology в 1990-х годах. При помощи 3D-принтера изготавливали капы для зубов, что послужило стартом для развития этой технологии в стоматологической отрасли. На процесс изготовления зубов взглянули с кардинально новой точки зрения .

Но развитие продвигалось не так быстро, как хотелось бы: понадобилось почти 20 лет, чтобы добиться удовлетворительного качества печати и оптимизировать работу. Первый имплантат был напечатан фирмой Layer Wise в 2012 году. В этом же году впервые удалось вживить пациенту титановую нижнюю челюсть, которая была сделана с помощью 3D-принтера. С тех пор технология развивалась и поднимала планку качества.

Преимущества применения 3D-принтера

Сегодня 3D-принтер для стоматологов позволяет выпускать долговечные и качественные модели коронок, мостов, виниров и др. Это существенно облегчает и ускоряет работу зуботехнической лаборатории: широкий ассортимент материалов позволяет в короткие сроки решить практически любую задачу. С помощью стоматологического 3D-принтера можно моделировать значительное количество необходимых экземпляров за одну сессию. Все проекты сохраняются в файлах, поэтому в будущем можно повторно изготовить такую же модель при необходимости.

Больше не нужно отправлять пациента на 2-3 дня, чтобы дождаться изготовления гипсовых моделей. Теперь всё происходит значительно быстрее: врач за несколько минут строит 3D-модель с помощью интраорального сканера и моментально передаёт данные в лабораторию, где печать также не займёт много времени. Скорость и максимальная точность повышают уровень лечения и действительно экономят ресурсы и время.

Что именно можно печатать

Выделим самые распространённые направления использования 3D-печати в стоматологии. При помощи принтера можно создавать:

демонстрационные и разборные модели челюсти, секторальное воспроизведение верхней и нижней челюсти в прикусе;
беззольно выгораемые конструкции, колпачки, основы под коронки и мосты, бюгельные протезы;
хирургические шаблоны для имплантации, индивидуальные капы, направляющие для челюстно-лицевой хирургии.

Активно развивается такое перспективное направление, как печать постоянных и временных ортопедических конструкций, базисов съёмных протезов.

О видах печати

Как мы уже выяснили, основная задача 3D-принтера для стоматологии – сокращение времени изготовления реставраций и удешевление производства без потери качества и точности. Разберёмся в технологиях печати и их особенностях.

Стереолитография (SLA или SL). При использовании этой технологии лазерный луч избирательно воздействует на ёмкость с жидкой смолой через область печати. Таким образом, смола послойно затвердевает в конкретных местах и образует трёхмерную фигуру.

Стереолитография даёт наилучшее качество поверхности деталей и наиболее часто используется в современных моделях 3D-принтеров. SLA аппараты обеспечивают большую область построения реставрации и работают с широким спектром материалов, предназначенных для разнообразных задач.

Чтобы переключиться с одного материала на другой, достаточно заменить картридж и ёмкость с полимерной смолой. Относительно компактные габариты, простота рабочего процесса и доступная цена делают SLA принтеры оптимальным выбором для зуботехнических лабораторий. Пример моделей SLA – Form 2 и Form 3 от Formlabs, SLASH PLUS производства Uniz Technology, Basic Dental от Omaker, Asiga PICO2.

Цифровая светодиодная проекция (DLP). Здесь химический процесс схож с SLA, однако в роли источника света для затвердевания смолы вместо лазера применяется цифровой проектор. У DLP принтеров простой процесс взаимодействия, довольно скромная рабочая площадь и неплохой выбор вариантов материала, но по более высокой цене в сравнении с SLA.

Из-за особенностей засветки светодиодным проектором, наблюдается тенденция появления воксельных линий-слоёв, образованных небольшими прямоугольными кирпичами материала. У моделей, изготовленных по DLP, качество поверхности уступает SLA моделям. Но стоит отметить, что DLP принтеры печатают намного быстрее, чем лазерные. В качестве примеров принтеров DLP можно привести Varseo S от Bego, AccuFab-D1 бренда Shining 3D, D2-150 производства Veltz 3D, Versus от Microlay.

Технология PolyJet. Процесс напоминает работу обычного струйного принтера, но вместо струйных чернильных капель на бумаге 3D-принтер выдувает слои жидкой смолы на область печати. Слои затвердевают под воздействием света.

Когда-то PolyJet набирала популярность в стоматологической отрасли, но её развитие затормозили два фактора: высокая стоимость оборудования и внушительные габариты аппаратов. Модели, изготовленные по технологии PolyJet, требуют длительной постобработки и в плане качества поверхностей опять же уступают SLA.

Системы PolyJet изготавливают детали очень быстро, но применимы для ограниченного круга изделий из-за дорогих запатентованных расходников. Поэтому в контексте нашей отрасли лучше купить 3D-принтер для стоматологии с SLA технологией.

SLS и EBM. Позволяют печатать титаном уже готовые элементы для замены частей челюсти. Эти технологии работают по принципу лазерного спекания металлоглины – специального металлического порошка для стоматологии. Так, системы SLS и EBM позволяют работать с биосовместимым титановым сплавом. Так как чистый металлический порошок не требует связующего наполнителя, готовые модели не отличаются пористостью. Для достижения необходимой механической прочности изделиям не требуется дополнительный обжиг. Пример принтера, способного печатать металлами – EP-M150T от Shining 3D.

Филаментная печать. Технология не актуальна в стоматологии и сейчас мы объясним, почему.

Печать производится с помощью филамента – материала, похожего на тонкую проволоку для садового триммера. Смотанный филамент заряжают напрямую в головку 3D-принтера, которая движется на трёх осях.

По сравнению с другими материалами для 3D-печати такая нить стоит совсем недорого, но даёт низкую точность в сравнении с порошками. Самые популярные виды филамента – ABS и PLA пластик.

Сравнение основных технологий 3D-печати, применяемых в стоматологии

Чтобы наглядно показать основные плюсы и минусы каждой технологии, сравним их в формате таблицы.

Отметим, что в таблице приведены выводы в формате общего обзора и параметры могут варьироваться в зависимости от конкретной модели 3D-принтера.

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

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-сканер

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 коронок 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:

пациент обращается к имплантологу,
врач проводит компьютерную томографию или делает панорамный снимок челюсти,
при помощи внутриротового сканера (при необходимости) создается снимок всех зубов и десен,
на компьютере разрабатывается виртуальная модель челюсти, планируется весь процесс имплантации,
в компьютерной программе 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.

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

Notice: Undefined variable: post_id in /home/c/ch75405/public_html/wp-content/themes/UltraSmile/single-item.php on line 45

Notice: Undefined variable: full in /home/c/ch75405/public_html/wp-content/themes/UltraSmile/single-item.php on line 46

Читайте также: