Medme poleca
Jak działa druk 3D w stomatologii?
Wszystko zaczyna się nie od drukarki, lecz od cyfrowego obrazu. Stomatolog może zeskanować jamę ustną za pomocą skanera wewnątrzustnego, a w określonych sytuacjach wykorzystać również dane z tomografii komputerowej wiązki stożkowej (CBCT). Na ich podstawie powstaje cyfrowy model uzębienia lub innych struktur, który następnie można odpowiednio zaprojektować w programie komputerowym. Gotowy projekt trafia do drukarki.
W przeciwieństwie do frezowania, podczas którego kształt uzyskuje się poprzez usuwanie materiału z większego bloku, druk 3D jest metodą addytywną – obiekt powstaje poprzez nakładanie lub utwardzanie kolejnych warstw materiału. W stomatologii wykorzystuje się kilka technologii druku, m.in. stereolitografię (SLA) oraz DLP, czyli technikę wykorzystującą światło do utwardzania płynnej żywicy. W zależności od zastosowania drukować można z żywic i innych polimerów, ale także z metali czy materiałów ceramicznych.
Reklama
Co stomatolog może dziś wydrukować w 3D?
Lista zastosowań jest znacznie dłuższa, niż mogłoby się wydawać. Drukarki 3D służą m.in. do wykonywania modeli uzębienia, szablonów chirurgicznych, szyn, protez oraz uzupełnień protetycznych. Technologia znajduje zastosowanie w protetyce, ortodoncji, implantologii, chirurgii stomatologicznej, endodoncji czy periodontologii.
Nie zawsze oznacza to jednak, że do ust pacjenta trafia przedmiot bezpośrednio wyjęty z drukarki. Czasem wydruk jest jedynie modelem roboczym, na podstawie którego wykonuje się właściwy element. W innych przypadkach – np. przy niektórych protezach, szynach czy szablonach chirurgicznych – wydruk po odpowiedniej obróbce może być wykorzystywany bezpośrednio podczas leczenia. Przegląd dotyczący polimerów stosowanych w stomatologii wskazuje, że zakres zastosowań potwierdzonych klinicznie stale się zwiększa, choć poziom dowodów nie jest jednakowy dla wszystkich materiałów i wskazań.
Reklama
Korona lub proteza z drukarki – czy to już rzeczywistość?
Jedną z dziedzin szczególnie korzystających z druku 3D jest protetyka. Technologia umożliwia wykonywanie m.in. koron i mostów, protez ruchomych, ich baz, sztucznych zębów oraz uzupełnień tymczasowych. Dużą zaletą jest możliwość zapisania projektu w postaci cyfrowej. Jeśli zachodzi potrzeba ponownego wykonania danego elementu, nie zawsze trzeba rozpoczynać cały proces od projektowania od początku.
Nie oznacza to jednak, że drukarka automatycznie daje lepszy rezultat niż każda metoda tradycyjna czy frezowanie. Wiele zależy od rodzaju uzupełnienia, materiału, technologii i parametrów druku oraz późniejszej obróbki. W przypadku elementów znajdujących się w jamie ustnej istotne są nie tylko dokładność odwzorowania, ale również wytrzymałość mechaniczna, odporność na zużycie i zachowanie materiału w dłuższym okresie. W przypadku części nowych materiałów nadal brakuje wystarczająco długiej obserwacji klinicznej.
Reklama
Druk 3D pomaga również podczas implantacji
Ciekawym zastosowaniem druku 3D są szablony chirurgiczne. Przed wszczepieniem implantu można połączyć informacje o uzębieniu pacjenta z danymi uzyskanymi podczas tomografii, a następnie cyfrowo zaplanować pozycję implantu. Na tej podstawie drukowany jest indywidualny szablon, który podczas zabiegu pomaga odwzorować zaplanowane położenie implantu.
Podobne rozwiązania wykorzystuje się w ortodoncji przy umieszczaniu mini-implantów. Szablon może pomagać w kontroli miejsca, kierunku i głębokości ich wprowadzenia oraz zmniejszać ryzyko naruszenia sąsiednich struktur anatomicznych. Dzięki temu szablonowi lekarz może podczas zabiegu precyzyjniej odwzorować zaplanowane wcześniej położenie implantu, w tym jego miejsce, kąt i głębokość wprowadzenia.
Reklama
Ortodoncja również korzysta z drukarek 3D
Jednym z najbardziej rozpowszechnionych zastosowań druku 3D są modele łuków zębowych. Mogą zastępować tradycyjne modele gipsowe i służyć zarówno do diagnostyki, jak i planowania leczenia. Przeglądy badań wskazują, że modele wykonywane różnymi technikami druku mogą osiągać dokładność akceptowalną klinicznie dla zastosowań ortodontycznych.
Technologia służy również do produkcji m.in. aparatów retencyjnych, szyn, nakładek prostujących zęby oraz elementów pomocniczych. Co ciekawe, w przypadku przezroczystych nakładek ortodontycznych druk 3D przez lata był często wykorzystywany pośrednio: najpierw drukowano model zębów w odpowiednim ustawieniu, a dopiero na nim formowano nakładkę. Rozwijane są jednak również materiały pozwalające na bezpośrednie drukowanie niektórych aparatów ortodontycznych.
Reklama
Czy druk 3D oznacza krótsze leczenie?
Cyfrowy proces może ograniczyć liczbę etapów laboratoryjnych, ułatwia personalizację i pozwala przechowywać projekty w formie plików. Metody addytywne mogą też zmniejszać ilość odpadu materiałowego w porównaniu z technikami, w których element jest wycinany lub frezowany z większego bloku.
Nie należy jednak utożsamiać druku 3D z natychmiastowym wykonaniem gotowego uzupełnienia - sam wydruk jest tylko jednym z etapów. Element często trzeba umyć, usunąć struktury podporowe, dodatkowo utwardzić, wypolerować, a niekiedy poddać kolejnym procedurom. Znaczenie mają również doświadczenie personelu, rodzaj drukarki oraz odpowiednie przygotowanie projektu.
Reklama
Jaka musi być dokładność wydruku?
W stomatologii nawet niewielka różnica między projektem a gotowym przedmiotem może mieć znaczenie. Na ostateczny rezultat wpływają m.in. technologia druku, materiał, położenie obiektu w drukarce, konstrukcja jego podstawy oraz sposób obróbki po wydrukowaniu.
W systematycznym przeglądzie badań nad pełno-łukowymi modelami stomatologicznymi obserwowane odchylenia były bardzo zróżnicowane, choć większość analizowanych modeli uznano za wystarczająco dokładne do zastosowań klinicznych.
Czy wydrukowany element jest bezpieczny dla pacjenta?
Szczególną uwagę zwraca się na wydruki z żywic, które mają pozostawać w kontakcie ze śluzówką jamy ustnej. Po zakończeniu drukowania taki przedmiot wymaga odpowiedniego oczyszczenia i końcowego utwardzenia. Ma to znaczenie nie tylko dla jego właściwości mechanicznych, ale również biokompatybilności, czyli zdolności materiału do bezpiecznego kontaktu z organizmem.
Warto jednak wiedzieć, że nie istnieje jednak jeden uniwersalny sposób obróbki odpowiedni dla wszystkich żywic (procedura zależy m.in. od rodzaju materiału i technologii druku), dlatego należy przestrzegać parametrów i etapów obróbki wskazanych przez producenta danego materiału.
Czy w przyszłości będziemy drukować prawdziwe zęby?
To najbardziej futurystyczny kierunek badań. Biodruk 3D różni się od wykonania protezy czy korony, ponieważ wykorzystuje biomateriały, a w niektórych rozwiązaniach także żywe komórki. Naukowcy badają możliwość tworzenia struktur identycznych z naturalną budową zęba. Mogłyby one wspierać regenerację miazgi, zębiny, więzadła przyzębia czy kości wyrostka zębodołowego.
Nie oznacza to jednak, że stomatolog może dziś nacisnąć przycisk i „wydrukować” pacjentowi nowy biologiczny ząb. Odtworzenie naturalnego zęba jest wyjątkowo trudne ze względu na jego złożoną budowę oraz konieczność właściwego rozmieszczenia wielu rodzajów tkanek. Najnowsze badania wskazują na duży potencjał biodruku w regeneracji tkanek jamy ustnej, ale jednocześnie podkreśla bariery technologiczne, biologiczne i regulacyjne, które trzeba pokonać przed szerszym zastosowaniem klinicznym [11].
Podsumowanie
Druk 3D nie jest osobną metodą leczenia ani sposobem na automatyczne wykonywanie „nowych zębów”. To przede wszystkim narzędzie, które pozwala przełożyć cyfrowy projekt na bardzo precyzyjnie dopasowany do pacjenta fizyczny element.
Już dziś znajduje zastosowanie w protetyce, ortodoncji, implantologii i chirurgii, a rozwój nowych materiałów stopniowo poszerza jego możliwości. Kolejnym krokiem może być wykorzystanie biodruku do regeneracji tkanek – na razie jednak to kierunek badań, a nie standardowa procedura dostępna w gabinecie stomatologicznym.
