1 Introduzione e dati chiave

Da molti anni, il settore dentale è in piena trasformazione, grazie al movimento dell'odontoiatria digitale. La fabbricazione additiva, ovvero la "stampa 3D" in particolare, ha permesso all'industria dentale di sviluppare l'utilizzo delle tecnologie digitali.
Infatti, il settore dentale è un mercato trainante per la tecnologia della stampa 3D, poiché risponde alla necessità di soluzioni su misura.

Il mercato della stampa 3D dentale in cifre

2 Le tecnologie di stampa 3D in ambito dentale

In ambito industriale, la fabbricazione additiva è un processo di formatura di un pezzo mediante aggiunta di materiale impilando strati successivi. La stampa 3D non è che il nome divulgativo che raggruppa tutti i processi additivi.
Nell'industria dentale, diverse tecnologie e materiali sono impiegati nella fabbricazione additiva.
Il processo di formatura può essere fisico (fusione seguita da una solidificazione, sinterizzazione) o chimico (fotopolimerizzazione).
La scelta della tecnica è condizionata dall'applicazione desiderata.
Di seguito i principali processi utilizzati in odontoiatria.

L'FDM (Fused Deposition Modeling) nella stampa 3D dentale

La tecnica consiste nella deposizione di un filamento termoplastico riscaldato alla temperatura di plasticità del polimero fuso. La formatura in questo caso è fisica e utilizza materiali termoplastici (ABS o PLA).
L'FDM ha il vantaggio di produrre pezzi a basso costo senza richiedere alcun post-trattamento. Tuttavia, gli si rimprovera la mancanza di rapidità, precisione e biocompatibilità. Risulta quindi adatto solo a creare modelli master dentali per termoformare allineatori ortodontici, mascherine di contenzione o di sbiancamento.
Tuttavia, con l'emergere del nuovo materiale termoplastico — il PEEK (PolyEtherEtherKetone) — questo processo consentirebbe di produrre soluzioni dentali biocompatibili e in particolare protesi parziali rimovibili. Questo materiale, approvato dalla FDA, presenta un'eccellente resistenza chimica e meccanica pur essendo leggero per migliorare il comfort del paziente. La protesi, priva di metallo, ha il vantaggio di essere gustativamente neutra.

La fotopolimerizzazione SLA e DLP in odontoiatria

È il principale processo di fabbricazione additiva utilizzato nel settore dentale. Si tratta di un processo chimico utilizzato nella tecnica SLA (Stereolitografia) e DLP (Digital Light Processing).
La SLA consiste nella formazione di un modello 3D per strati successivi grazie a un laser che scansiona ogni strato in un bagno di liquido fotosensibile e lo polimerizza. I materiali utilizzati sono elastomeri e plastiche termoindurenti.
Questa tecnologia offre una risoluzione e una precisione nettamente superiori a quelle dell'FDM, con materiali biocompatibili, nella fattispecie resine liquide approvate CE/FDA. La finitura è molto meno complessa, il che riduce i tempi di fabbricazione.
Grazie a questa tecnologia, è possibile cambiare materiale per un'applicazione differente. Trova quindi applicazione nella realizzazione di guide chirurgiche, di protesi provvisorie, di elementi calcinabili come i corpi degli scheletrati…

La fabbricazione additiva metallica per impianti e protesi

Rappresentata principalmente dall'SLM (Selective Laser Melting o Fusione Laser) e dall'SLS (Selective Laser Sintering o Sinterizzazione Laser), trova indicazione nella produzione di impianti, scheletrati o cappette in Nichel-Cromo.
Questa tecnologia richiede una produzione sostenuta per ammortizzare investimenti considerevoli.
Inoltre, le macchine per metalli richiedono talvolta un lavoro di post-trattamento più consistente, riducendo la produttività, ma in termini di costo unitario risulta nettamente più vantaggiosa.

Processo Materiali
Selective Laser Melting (SLM)
o Fusione Laser Metalli +++
Plastiche
Ceramiche
Selective Laser Sintering (SLS)
o Sinterizzazione Laser Metalli +++
Termoplastici (policarbonato, poliammidi, cloruro di polivinile)
Ceramiche
FDM Fused Deposition Modeling Termoplastici (ABS o PLA)
Stereolitografia (SLA) Elastomeri e plastiche termoindurenti

3 Le applicazioni della stampa 3D in odontoiatria

La stampa 3D è stata adottata principalmente dai professionisti del mondo dentale per confezionare guide chirurgiche, mascherine dentali personalizzate, pezzi in resina calcinabile o impronte per colatura e corone dentali provvisorie.
Le applicazioni della stampa 3D in ambito dentale possono essere classificate in tre categorie:

Fabbricazione diretta di dispositivi dentali su misura mediante stampa 3D

Principalmente guide chirurgiche implantari che permettono di guidare il chirurgo durante la fresatura e rispettare così la pianificazione pre-implantare digitale, in particolare la localizzazione, l'angolazione e la profondità degli impianti.
È inoltre possibile stampare in 3D con resine biocompatibili di classe III mascherine perfettamente adattate alla bocca del paziente e confortevoli, tra cui mascherine di sbiancamento, per bruxismo, per applicazione di gel fluorato.
La stampa 3D permette anche di confezionare dispositivi utilizzati in ortodonzia come allineatori, mascherine di trasferimento, guide di osteotomia, guide di riposizionamento e ogni sorta di ortesi e apparecchi di intercettazione.
Si possono inoltre stampare in 3D apparecchi per la chirurgia maxillo-facciale (genioplastica, rinoplastica, epitesi).
Stampa 3D di impronte per colatura dentale utilizzando la tecnica della cera persa
Una versione 3D della protesi dentale (corona, ponte...) stampata in resina calcinabile viene utilizzata per fabbricare uno stampo personalizzato tramite la tecnica della cera persa. La protesi finale si ottiene colando il materiale desiderato (ceramica, metallo…) in questo stampo.

Figura 1 — Una corona dentale stampata in 3D (tecnica della cera persa)

Fabbricazione diretta di restauri e protesi dentali in 3D

Grazie alla stampa 3D è possibile realizzare faccette dentali, corone e ponti provvisori con resine biocompatibili. Questi restauri sono perfettamente adattati alla bocca del paziente grazie all'elevata precisione della scansione 3D e delle stampanti 3D a resina SLA o DLP.
Tuttavia, va notato che non è ancora possibile stampare in 3D direttamente corone o protesi dentali definitive in resina o in ceramica.
La fabbricazione additiva metallica permette di produrre direttamente corone, ponti e impianti dentali, nonché la parte metallica degli scheletrati dentali e la base delle protesi totali rimovibili.

Quale tecnica di stampa 3D per quale applicazione dentale

Applicazione Tecnica
Guide chirurgiche SLA

Protesi provvisorie SLA
Ortesi ortodontiche, apparecchi di intercettazione, mascherine dentali, modelli SLA

Chirurgia maxillo-facciale (genioplastica, rinoplastica, epitesi) e ortodonzia: guide di osteotomia e riposizionamento, es.: ortochirurgie Le Fort, ricostruzione mandibolare… SLA

Basi delle protesi totali rimovibili

FDM
Scheletrato metallico delle protesi parziali rimovibili Fabbricazione additiva metallica

4 Vantaggi, svantaggi e prospettive

Oggi, in laboratorio protesico è frequente vedere coesistere soluzioni sottrattive e additive in una strategia di flusso di lavoro digitale.
Il ricorso alla stampa 3D, in complemento ai metodi di fresatura classici, presenta molti vantaggi.

Un processo di fabbricazione dentale dematerializzato e semplificato

Tradizionalmente, le protesi erano il frutto della collaborazione tra il dentista e l'odontotecnico. L'avvento delle tecnologie digitali stravolge questa organizzazione classica dematerializzando totalmente i processi di lavoro.
Questi due attori del mondo dentale si inseriscono così in una dinamica di modernizzazione dei propri strumenti, pur conservando il know-how che resta imprescindibile.
Utilizzando la fabbricazione additiva è possibile semplificare la catena produttiva grazie al flusso digitale, ottimizzare le condizioni e ridurre i cicli di fabbricazione di protesi e stampi dentali e quindi le delicate fasi di lavoro manuale.

Rapidità di fabbricazione delle protesi mediante stampa 3D

Dall'impronta dentale digitale alla fabbricazione mediante stampa 3D, il processo interamente digitale richiede solo qualche ora di lavoro al posto di alcuni giorni tradizionalmente. I tempi di fabbricazione così ridotti permettono in alcuni casi di far venire il paziente una sola volta.
Riducendo il tempo umano, il ricorso alla fabbricazione additiva consente di concentrarlo su un lavoro ad alto valore aggiunto e di aumentare considerevolmente la produttività.

Redditività della stampa 3D per lo studio dentistico

Il ROI della stampa 3D è importante, il che spiega la sua adozione da parte di un gran numero di odontoiatri e odontotecnici in tutto il mondo.
Oggi, oltre il 50% dei laboratori odontotecnici francesi è dotato di scanner 3D, di fresatrici e il 20% di stampanti 3D, permettendo loro di aumentare il fatturato del 70%.
La fabbricazione per aggiunta di materiale è infatti molto redditizia poiché più protesi possono essere stampate simultaneamente, consentendo di realizzare economie di scala in termini di tempo e costo.

Precisione dei pezzi dentali stampati in 3D

Le tecniche di fabbricazione per aggiunta di materiale apporterebbero maggiore precisione.
La qualità dei pezzi fabbricati non ha infatti nulla da invidiare a quelli prodotti con i metodi convenzionali dell'industria dentale.
Il principale interesse della stampa 3D consiste nella sua capacità di produrre pezzi personalizzati e su misura.

Vantaggi della stampa 3D dentale per il paziente

L'utilizzo combinato delle tecniche digitali permette di produrre dispositivi e protesi dentali personalizzati in tempi record, aumentando il comfort del paziente e anche l'efficacia del suo trattamento.

Impatto ecologico della stampa 3D in odontoiatria

Le tecnologie additive sono note per il loro basso consumo energetico. Sono poco inquinanti e impattano meno sull'ambiente.
I materiali che utilizzano sono generalmente biodegradabili e riciclabili e quindi più sostenibili.

Svantaggi e limiti della stampa 3D dentale

Certo, le tecnologie 3D presentano vantaggi non trascurabili, tuttavia la loro adozione può spaventare alcuni professionisti abituati da tempo a lavorare con i metodi tradizionali.
Infatti, il passaggio al digitale richiede di riporre una certa fiducia in questi processi. I dentisti e gli odontotecnici convertiti sono tenuti a dotarsi delle attrezzature necessarie, il cui utilizzo richiede una nuova organizzazione e logica di lavoro, oltre a una formazione per padroneggiare software e apparecchi.

Prospettive e futuro della stampa 3D in odontoiatria

SmartTech Publishing spiega che le soluzioni di stampa 3D a resina il cui prezzo è inferiore a 5.000 dollari giocheranno un ruolo centrale nella crescita della stampa 3D sul mercato dentale.
L'istituto stima che negli ultimi due anni la società Formlabs abbia aumentato la propria quota di mercato di oltre 20 volte con la stampante 3D Form 2 e le sue resine dentali certificate.
SmarTech afferma che nei prossimi dieci anni la fabbricazione additiva diventerà il principale metodo di produzione per tutti i restauri dentali, coprendo a termine l'intera gamma di protesi dentali, e in particolare la fabbricazione additiva metallica dovrebbe svolgere un ruolo importante in questo settore, soprattutto per la produzione di impianti in metallo diretto.
Il rapporto stima che entro il 2024 la stampa 3D metallica esternalizzata per la fabbricazione di questi impianti supererà il miliardo di dollari.

5 Conclusione

La stampa 3D con la sua gamma di tecniche e materiali si è imposta nel settore dentale grazie alla flessibilità nella produzione, all'efficienza, alla rapidità e alla precisione.
Le tecniche additive permettono di ottimizzare i processi di fabbricazione di protesi e diversi apparecchi dentali a lungo dominati dalla tecnologia di fresatura, senza compromettere la qualità finale dei prodotti.
Il loro principale interesse risiede nella fabbricazione di dispositivi su misura, problematica centrale in medicina e particolarmente in odontoiatria.
Tutti i dati mostrano che lo sviluppo del mercato dentale è promettente e consente di trarre il massimo profitto dalle tecniche digitali.

6 Domande frequenti sulla stampa 3D dentale

Qual è il prezzo di una stampante 3D per protesi dentali?

Il prezzo di una stampante 3D dentale varia in base alla tecnologia. Le stampanti a resina SLA/DLP di fascia base (Formlabs, SprintRay) partono da circa 3.000 a 5.000 €. I modelli professionali ad alta precisione per laboratori odontotecnici si collocano tra 10.000 e 30.000 €. I sistemi di fabbricazione additiva metallica per impianti e scheletrati superano i 100.000 €.

È possibile realizzare un dente in 3D?

Sì, è possibile fabbricare corone, ponti e protesi dentali provvisorie con stampa 3D utilizzando resine biocompatibili. Le protesi definitive in ceramica non sono ancora stampabili direttamente in 3D, ma la tecnica della cera persa permette di creare uno stampo stampato per colare il materiale finale. La fabbricazione additiva metallica consente invece di produrre direttamente corone e impianti metallici.

Qual è il prezzo di una scansione 3D dentale?

Una scansione intraorale 3D (impronta ottica) costa tra 50 e 150 € per il paziente. L'investimento per lo studio in uno scanner intraorale si colloca tra 15.000 e 40.000 € a seconda dei modelli. Questo costo è rapidamente ammortizzato dall'eliminazione delle impronte fisiche, dalla riduzione degli errori e dall'accelerazione del flusso digitale.

Qual è il prezzo di una panoramica dentale 3D?

Una panoramica dentale 3D (cone beam o CBCT) costa tra 60 e 200 € per il paziente a seconda della zona esaminata e del professionista. Per lo studio, l'investimento in un cone beam come l'I-MAX 3D XPRO di Owandy rappresenta un'apparecchiatura essenziale per la pianificazione implantare e la chirurgia guidata, due ambiti in cui la stampa 3D apporta un valore aggiunto diretto.