3D-печать коронок и каркасов в стоматологии

3D печать коронок в стоматологии идёт двумя разными путями: металлический каркас из кобальт-хрома печатают на SLM-принтере и облицовывают керамикой, а коронки из фотополимера на обычном принтере сегодня используют в основном как временные. Полностью постоянную коронку из фотополимера печатать нельзя, это важное ограничение, и дальше мы разбираем, что именно можно напечатать, из чего и каким оборудованием.

Какой путь для какой коронки

Что печатают в стоматологии и чем

Слово «печать» объединяет две совершенно разные технологии. Фотополимерная печать (LCD и DLP) отверждает жидкую смолу светом: это модели, шаблоны, каппы, временные коронки. SLM плавит металлический порошок лазером: это каркасы под керамику и несъёмные металлические конструкции. Принтеры у них разные, материалы разные и постобработка тоже.

3D печать коронок: что получится, а что нет

Коронка на 3D-принтере делается так, как диктует материал. Если нужна прочность на годы, берут металл: каркас печатают из кобальт-хрома, а керамику наносят вручную. Если нужна быстрая и недорогая конструкция на время, пока изготавливается постоянная, печатают из фотополимера.

Регистрации фотополимерных смол для зубов сегодня выдаются именно на временное применение: в публикациях о смоле с одобрением FDA речь идёт о временных одиночных коронках, вкладках, накладках, винирах и временных мостах. Подтверждённой регистрации фотополимера как постоянной коронки мы не нашли, поэтому честно называем фотополимер материалом для временных конструкций. Если появится конкретная смола с документами на постоянное применение, оценивать её нужно отдельно, по документам на эту смолу.

Временные коронки на 3D-принтере

Временная коронка защищает обработанный зуб, держит форму десны и позволяет пациенту нормально жевать и разговаривать. Фотополимерная печать хороша тем, что один раз настроенный процесс повторяется: коронка получается по цифровой модели, а не по слепку и ручной лепке. Путь временной коронки выглядит так:

1. Сканирование. Интраоральный или лабораторный сканер снимает препарированный зуб, соседние зубы и прикус.
2. CAD. В программе моделируют коронку, проверяют контакты с соседями, толщину стенок и зазор под цемент.
3. Подготовка задания. Модель ставят на платформу, добавляют поддержки, выбирают смолу и толщину слоя.
4. Печать. Принтер отверждает смолу слой за слоем. Для клиники и лаборатории подходят DLP-принтеры и LCD-принтеры.
5. Мойка. Коронку промывают в спирте или специальном растворе, чтобы убрать неотверждённую смолу. Подробнее о мойке и оборудовании - в разделе постобработки.
6. Досветка. Изделие дополнительно засвечивают в специальной камере, чтобы полимер набрал свои свойства. Недосвеченная коронка слабее и хуже переносит условия во рту. Камеры досветки собраны там же, в разделе постобработки.
7. Снятие поддержек. Опоры аккуратно срезают, место среза зачищают.
8. Полировка. Коронку доводят до гладкой блестящей поверхности, так на ней меньше налёта.
9. Примерка. Врач проверяет посадку, края и прикус и при необходимости подправляет.

3D печать каркасов и SLM-печать под керамику

Когда говорят о постоянных коронках и мостах, в 3D-печати речь идёт о металлическом каркасе. SLM плавит порошок кобальт-хрома полностью, поэтому деталь получается плотной. Каркасы металлокерамических протезов традиционно отливают, а SLM как более точную альтернативу литью описывают и в российских научных обзорах, отмечая при этом высокую стоимость метода. Готовый каркас облицовывают керамикой, и именно керамика формирует вид зуба.

В каталоге для этого есть раздел SLM-принтеров для стоматологии, а общий раздел - SLM 3D-принтеры по металлу. Порошки кобальт-хрома и титана собраны отдельно: металлические порошки для SLM. Путь каркаса:

1. CAD. Моделируют каркас с учётом места под керамику и границ препарирования.
2. Поддержки. Металл при печати сильно нагревается, поэтому каркас закрепляют поддержками на платформе: они отводят тепло и держат форму.
3. Печать из порошка кобальт-хрома. Лазер плавит нужные точки каждого слоя в защитной атмосфере.
4. Остывание. Камере и платформе дают остыть, неизрасходованный порошок убирают.
5. Снятие с платформы. Каркасы вместе с поддержками отделяют от платформы.
6. Термообработка. Нагрев снимает внутренние напряжения, которые остаются после быстрого плавления и остывания.
7. Отделение поддержек. Опоры срезают и зачищают места среза.
8. Пескоструй. Поверхность выравнивают и готовят под нанесение керамики.
9. Припасовка. Каркас примеряют на модели, проверяют края и посадку.
10. Облицовка керамикой. Техник наносит и обжигает керамику, получая готовую коронку.

Печать хирургических шаблонов

3D печать хирургических шаблонов - самый востребованный запрос в этой теме, и объяснение простое. Шаблон направляет сверло по плану имплантации: врач заранее планирует положение имплантата по снимку и скану, а шаблон переносит этот план в рот пациента. Печатают его на фотополимерном принтере из специальной смолы.

Что важно при выборе процесса:

1. Жёсткость. Шаблон не должен изгибаться под рукой врача, иначе сверло уйдёт от плана.
2. Точность посадки. Он должен ложиться на зубы или десну без люфта. Точность зависит от принтера, калибровки, толщины слоя и правильной постобработки.
3. Стерилизация. Разные смолы по-разному переносят паровую, газовую и другие виды стерилизации. В исследовании на настольном SLA-принтере размеры шаблонов менялись в зависимости от смолы и метода стерилизации, поэтому цикл нужно брать из документов на конкретную смолу и проверять посадку после него.
4. Контакт со слизистой. Допуск материала к контакту со слизистой оболочкой - вопрос документов на конкретную смолу, а не принтера. Универсального ответа здесь нет, и мы ничего не обещаем сверх документов.

Под такую работу подходят принтеры из раздела принтеры для клиники, если шаблоны нужны врачу в своём кабинете, и из раздела принтеры для лаборатории, если лаборатория делает шаблоны на заказ.

Каппы, элайнеры и что ещё печатают

Здесь есть два честных пути, и их стоит различать.

Печать модели и формовка на ней

Это привычный путь. Принтер печатает модель челюсти по цифровому плану лечения, затем на модели в термоформовочной машине формуют каппу или элайнер из листа пластика. Принтер здесь делает модель, а не саму каппу. Модели для серии элайнеров печатают партиями, поэтому важны точность и стабильность принтера.

Прямая печать

Второй путь - печатать каппу или элайнер сразу из специальной смолы, без формовки. Он требует смолы, предназначенной именно для этого, и аккуратной постобработки. Мы не обещаем, что любая модель принтера справится с такой задачей: смотреть нужно на смолу и документы к ней. Для ортодонтии собран раздел принтеры для ортодонтии.

Виниры и бюгельные протезы

Виниры, как и коронки, из фотополимера печатают временными, например чтобы примерить форму и вид будущей улыбки. Постоянные виниры по-прежнему делают из керамики.

Бюгельный протез - съёмный протез с металлической дугой. Его металлический каркас можно напечатать на SLM из кобальт-хрома, как и каркас под коронку, а базу и зубы делают отдельно. Другой путь - напечатать фотополимерную выжигаемую модель и отлить каркас традиционным литьём. Один и тот же протез можно получить и через SLM, и через литьё по напечатанной модели.

Что нужно купить, чтобы начать

Набор зависит от того, что именно вы хотите печатать. Для фотополимерных работ он такой:

1. Принтер. Начните с раздела фотополимерных 3D-принтеров для стоматологии, цена указана на странице товара.
2. Мойка и камера досветки. Без них изделие не готово, оборудование собрано в разделе постобработки.
3. Сканер. Нужен, чтобы получить цифровую модель: интраоральный или лабораторный.
4. Программа. CAD для моделирования коронок, шаблонов и капп и программа подготовки задания к печати.
5. Смола. Своя для каждого вида работ: для моделей, шаблонов, временных коронок. Одна смола на все изделия не подойдёт.

Для металлического каркаса добавляются SLM-принтер, порошок кобальт-хрома, печь для термообработки, пескоструй и керамическая часть работы. Это уже задача зуботехнической лаборатории.

Честные ограничения

1. Постобработка обязательна. Без мойки, досветки и полировки фотополимерное изделие не готово, а у металла есть термообработка и снятие поддержек.
2. Точность зависит от модели и калибровки. Одна и та же смола на разных принтерах и при разной настройке даёт разный результат.
3. Расходники и обслуживание стоят денег. Смола, порошок, фильтры, платформы и сервис входят в стоимость владения.
4. Персонал надо обучать. Скан, CAD, подготовка и постобработка - отдельные навыки, и ошибка на любом шаге видна в готовом изделии.
5. Допуск материала - вопрос документов. Регистрация и допуск относятся к конкретной смоле или порошку, и смотреть их нужно по документам на них.

Часто задаваемые вопросы