1 Introducere și cifre cheie

De mulți ani, sectorul stomatologic se află într-o transformare majoră, datorită mișcării stomatologiei digitale. Fabricația aditivă „imprimarea 3D" în special a permis industriei stomatologice să își dezvolte utilizarea tehnologiilor digitale.
Într-adevăr, sectorul stomatologic este o piață în plină expansiune pentru tehnologia imprimării 3D, deoarece aceasta răspunde problematicii personalizării.

Piața imprimării 3D dentare în cifre

2 Tehnologiile de imprimare 3D în stomatologie

În industrie, fabricația aditivă este un procedeu de modelare a unei piese prin adăugarea de material prin stratificarea succesivă a straturilor. Imprimarea 3D nu este decât denumirea populară care regrupează toate procedeele aditive.
În industria stomatologică, sunt utilizate mai multe tehnologii și materiale în fabricația aditivă.
Procesul de modelare poate fi fizic (fuziune urmată de solidificare, sinterizare) sau chimic (fotopolimerizare).
Alegerea tehnicii este condiționată de aplicația căutată.
Mai jos sunt prezentate principalele procedee utilizate în stomatologie.

FDM (Fused Deposition Modeling) în imprimarea 3D dentară

Tehnica constă în depunerea unui filament termoplastic încălzit la temperatura de plasticitate a polimerului topit. Modelarea în acest caz este fizică și utilizează materiale termoplastice (ABS sau PLA).
FDM are avantajul de a produce piese cu un cost redus fără a necesita nicio post-procesare. Totuși, i se reproșează lipsa de rapiditate, precizie și biocompatibilitate. Prin urmare, este adecvat doar pentru crearea modelelor principale dentare pentru a termoforma gutiere de aliniere ortodontică, gutiere de contenție sau de albire.
Totuși, odată cu apariția noului material termoplastic: PEEK (PolyEtherEtherKetone), acest procedeu ar putea permite producerea de soluții stomatologice biocompatibile și în special proteze parțiale mobile. Acest material aprobat FDA prezintă o rezistență chimică și mecanică excelentă, fiind totodată ușor pentru a îmbunătăți confortul pacientului. Proteza fără metal are avantajul de a fi gustativ neutră.

Fotopolimerizarea SLA și DLP în stomatologie

Este principalul procedeu de fabricație aditivă utilizat în sectorul stomatologic. Este un procedeu chimic utilizat în tehnica SLA (Stereolitografie) și DLP (Digital Light Processing).
SLA constă în formarea unui model 3D strat cu strat datorită unui laser care scanează fiecare strat într-o baie de lichid fotosensibil și îl polimerizează. Materialele utilizate sunt elastomerii și materialele plastice termorigide.
Această tehnologie oferă o rezoluție și o precizie net superioare celei a FDM, cu materiale biocompatibile, în speță rășini lichide aprobate CE / FDA. Finisarea este mult mai puțin complexă, ceea ce reduce timpul de fabricație.
Datorită acestei tehnologii, este posibilă schimbarea materialului pentru o aplicație diferită. Ea își găsește aplicația în realizarea de ghiduri chirurgicale, proteze provizorii, elemente calcinabile precum corpurile scheletelor metalice…

Fabricația aditivă metalică pentru implanturi și proteze

Reprezentată în principal de SLM (Selective Laser Melting sau Fuziune Laser) și SLS (Selective Laser Sintering sau Sinterizare Laser), își găsește indicația în producția de implanturi, scheleturi sau capsule din Nichel-Crom.
Această tehnologie necesită o producție susținută pentru a amortiza investițiile considerabile.
În plus, mașinile metalice vor necesita uneori o muncă de post-procesare mai importantă, reducând astfel productivitatea, dar în termeni de cost pe unitate, rămâne net mai interesantă.

Procedeu Materiale
Selective Laser Melting (SLM)
Sau Fuziune Laser Metale +++
Plastice
Ceramice
Selective Laser Sintering (SLS)
Sau Sinterizare Laser Metale +++
Termoplastice (policarbonat, poliamide, clorură de polivinil)
Ceramice
FDM Fused Deposition Modeling Termoplastice (ABS sau PLA)
Stereolitografie (SLA) Elastomeri și materiale plastice termorigide

3 Aplicațiile imprimării 3D în stomatologie

Imprimarea 3D a fost adoptată în principal de profesioniștii din lumea stomatologică pentru a confecționa ghiduri chirurgicale, gutiere dentare personalizate, piese din rășină calcinabilă sau amprente pentru turnare și coroane dentare temporare.
Aplicațiile imprimării 3D în stomatologie pot fi clasificate în trei categorii:

Fabricarea directă a dispozitivelor dentare personalizate prin imprimare 3D

În principal, ghiduri chirurgicale implantare care permit ghidarea chirurgului în timpul forării și respectarea astfel a planificării pre-implantare digitale, în special localizarea, angularea și adâncimea implanturilor.
Este de asemenea posibil să se imprime 3D cu rășini biocompatibile de clasa III gutiere perfect adaptate la gura pacientului și confortabile, printre altele gutiere de albire, de bruxism, de aplicare a gelului fluorat.
Imprimarea 3D permite, de asemenea, confecționarea de dispozitive utilizate în ODF precum gutierele de aliniere, de transfer, ghidurile de osteotomie și ghidurile de repoziționare și tot felul de orteze și aparate de interceptare.
Se pot imprima, de asemenea, în 3D aparate pentru chirurgia maxilo-facială (Genioplastie, rinoplastie, epiteze).
Imprimarea 3D a amprentelor pentru turnări dentare folosind tehnica cerii pierdute
O versiune 3D a protezei dentare (coroană, punte…) imprimată în rășină calcinabilă este utilizată pentru a fabrica un mulaj personalizat folosind tehnica cerii pierdute. Proteza finală este obținută prin turnarea materialului dorit (ceramică, metal…) în acest mulaj.

Figura 1 O coroană dentară imprimată 3D (tehnica cerii pierdute)

Fabricarea directă a restaurărilor și protezelor dentare în 3D

Datorită imprimării 3D, este posibilă confecționarea de fațete dentare, coroane și punți provizorii cu rășini biocompatibile. Aceste restaurări sunt perfect ajustate la gura pacientului datorită preciziei ridicate a scanării 3D și a imprimantelor 3D pe bază de rășină SLA sau DLP.
Totuși, trebuie menționat că încă nu este posibilă imprimarea directă 3D a coroanelor sau protezelor dentare permanente din rășină sau ceramică.
Fabricația aditivă metalică permite producerea directă a coroanelor, punților și implanturilor dentare, precum și a părții metalice a scheletelor dentare și a bazei protezelor complete mobile.

Ce tehnică de imprimare 3D pentru ce aplicație dentară

Aplicație Tehnică
Ghiduri chirurgicale SLA

Proteze provizorii SLA
Orteze ODF, aparate de interceptare, Gutiere dentare, Modele SLA

Chirurgie maxilo-facială (Genioplastie, Rinoplastie, epiteze) și ODF: Ghid de osteotomie și ghid de repoziționare ex: orto-chirurgii Lefort, reconstrucție mandibulară… SLA

Baze ale protezelor complete mobile

FDM
Șasiul metalic al protezelor parțiale mobile Fabricație aditivă metalică

4 Avantaje, dezavantaje și perspective

Astăzi, în laboratorul de proteze este frecvent să vedem coexistând soluții atât substractive cât și aditive într-o strategie de flux de lucru digital.
Recurgerea la imprimarea 3D, în completarea metodelor de prelucrare clasice, prezintă multe avantaje.

Un proces de fabricație dentară dematerializat și simplificat

În mod tradițional, protezele erau rodul colaborării dintre dentist și tehnicianul dentar. Apariția tehnologiilor digitale vine să răstoarne această organizare clasică prin dematerializarea totală a proceselor de lucru.
Acești doi actori ai lumii stomatologice se înscriu astfel într-un demers de modernizare a instrumentelor lor de vârf, păstrându-și în același timp know-how-ul care rămâne primordial.
Utilizând fabricația aditivă, este posibilă simplificarea lanțului de producție datorită fluxului digital, optimizarea condițiilor și reducerea ciclurilor de fabricație a protezelor și mulajelor dentare și, prin urmare, a etapelor delicate de muncă manuală.

Rapiditatea fabricării protezelor prin imprimare 3D

De la amprenta dentară digitală la fabricarea prin imprimare 3D, procesul complet digital nu durează decât câteva ore de muncă în loc de câteva zile în mod tradițional. Termenele de fabricație astfel reduse permit în anumite cazuri ca pacientul să vină doar o singură dată.
Reducând timpul uman, recurgerea la fabricația aditivă ar permite recentrarea acestuia pe o muncă cu valoare adăugată ridicată și creșterea considerabilă a productivității.

Rentabilitatea imprimării 3D pentru cabinetul stomatologic

ROI-ul imprimării 3D este important, ceea ce explică adoptarea sa de către un număr mare de medici dentiști și tehnicieni dentari din întreaga lume.
Astăzi, peste 50% dintre laboratoarele de proteze franceze sunt echipate cu scannere 3D, mașini de frezat, iar 20% cu imprimante 3D, ceea ce le permite să își crească cifra de afaceri cu 70%.
Fabricația prin adăugare de material este într-adevăr foarte rentabilă, deoarece mai multe proteze pot fi imprimate simultan, permițând realizarea de economii de scară în termeni de timp și cost.

Precizia pieselor dentare imprimate 3D

Tehnicile de fabricație prin adăugare de material ar aduce o precizie sporită.
Calitatea pieselor fabricate nu are nimic de invidiat celor produse prin metodele convenționale ale industriei stomatologice.
Principalul interes al imprimării 3D constă în capacitatea sa de a produce piese personalizate și la comandă.

Avantajele imprimării 3D dentare pentru pacient

Utilizarea combinată a tehnicilor digitale permite producerea de dispozitive și proteze dentare personalizate într-un timp record, ceea ce ar crește confortul pacientului, dar și eficacitatea tratamentului său.

Impactul ecologic al imprimării 3D în stomatologie

Tehnologiile aditive sunt cunoscute pentru consumul lor redus de energie. Sunt puțin poluante și impactează mai puțin mediul.
Materialele pe care le utilizează sunt în general biodegradabile și reciclabile și deci mai durabile.

Dezavantaje și limite ale imprimării 3D dentare

Desigur, tehnologiile 3D prezintă avantaje incontestabile, totuși adoptarea lor îi poate speria pe unii practicieni obișnuiți de mult timp să lucreze cu metodele tradiționale.
Într-adevăr, trecerea la digital necesită acordarea unei anumite încrederi acestor procedee. Dentiștii și tehnicienii dentari convertiți sunt constrânși să se echipeze cu materialul necesar, a cărui utilizare cere o nouă organizare și logică de lucru, precum și o formare pentru a stăpâni programele și aparatele.

Perspective și viitorul imprimării 3D în stomatologie

SmartTech Publishing explică faptul că soluțiile de imprimare 3D cu rășină al căror preț este sub 5000$ vor juca un rol major în creșterea imprimării 3D pe piața stomatologică.
Cabinetul estimează că în ultimii doi ani compania Formlabs și-a crescut cota de piață de peste 20 de ori cu imprimanta sa 3D Form 2 și rășinile sale dentare certificate.
SmarTech afirmă că în următorii zece ani, fabricația aditivă va deveni principala metodă de producție pentru toate restaurările dentare, acoperind în cele din urmă întreaga gamă de proteze dentare și în special fabricația aditivă metalică ar trebui să joace un rol important în acest sector, în special pentru producția de implanturi metalice directe.
Raportul estimează că până în 2024, imprimarea 3D metalică externalizată pentru fabricarea acestor implanturi va depăși un miliard de dolari.

5 Concluzie

Imprimarea 3D, cu paleta sa de tehnici și materiale, s-a impus în sectorul stomatologic datorită flexibilității sale în producție, eficacității, rapidității și preciziei sale.
Tehnicile aditive permit optimizarea proceselor de fabricație a protezelor și a diferitelor aparate dentare dominate mult timp de tehnologia de prelucrare, fără a compromite însă calitatea finală a produselor.
Principalul lor interes constă în fabricarea de dispozitive personalizate, problematică principală în medicină și în special în stomatologie.
Toate cifrele arată că dezvoltarea pieței stomatologice este promițătoare și permite obținerea unui maximum de profit din tehnicile digitale.

6 Întrebări frecvente despre imprimarea 3D dentară

Care este prețul unei imprimante 3D pentru proteze dentare?

Prețul unei imprimante 3D dentare variază în funcție de tehnologie. Imprimantele cu rășină SLA/DLP de gamă inferioară (Formlabs, SprintRay) pornesc de la aproximativ 3.000 până la 5.000 €. Modelele profesionale de înaltă precizie pentru laboratoarele de proteze se situează între 10.000 și 30.000 €. Sistemele de fabricație aditivă metalică pentru implanturi și scheletice depășesc 100.000 €.

Este posibil să se facă un dinte în 3D?

Da, este posibil să se fabrice coroane, punți și proteze dentare provizorii prin imprimare 3D cu rășini biocompatibile. Protezele definitive din ceramică nu sunt încă direct imprimabile în 3D, dar tehnica cerii pierdute permite crearea unui mulaj imprimat pentru turnarea materialului final. Fabricația aditivă metalică permite, la rândul ei, producerea directă a coroanelor și implanturilor metalice.

Care este prețul unei scanări 3D dentare?

O scanare intraorală 3D (amprenta optică) costă între 50 și 150 € pentru pacient. Investiția pentru cabinet într-un scanner intraoral se situează între 15.000 și 40.000 € în funcție de modele. Acest cost este rapid amortizat prin eliminarea amprentelor fizice, reducerea erorilor și accelerarea fluxului digital.

Care este prețul unei panoramice dentare 3D?

O panoramică dentară 3D (cone beam sau CBCT) costă între 60 și 200 € pentru pacient, în funcție de zona acoperită și de practician. Pentru cabinet, investiția într-un cone beam precum I-MAX 3D XPRO de la Owandy reprezintă un echipament esențial pentru planificarea implantară și chirurgia ghidată, două domenii în care imprimarea 3D aduce o valoare adăugată directă.