1 Введение: краткая история

Первоначально разработанная в авиационной и автомобильной промышленности в 1960-х годах для стандартизации производства рутинных, повторяющихся форм, применение CAD/CAM в стоматологии считалось амбициозным и несколько причудливым проектом, поскольку каждое протезное изделие уникально и специфично для конкретного пациента.

В 1973 году Франсуа Дюре пришла идея перенести эту концепцию на изготовление зубных протезов, и таким образом он стал изобретателем стоматологического CAD/CAM, основы которого он описал в своей работе «Оптический оттиск».

Благодаря работе Ф. Дюре родилась CAD/CAM и продолжила революционизировать мир стоматологии.

Эта технология продолжает развиваться и совершенствоваться с тех пор в области одонтологии, заслужив репутацию незаменимого инструмента в цифровую эпоху.

Определение

Стоматологическая цепочка CAD/CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing) — это набор скоординированных технологических ресурсов (CAD, CAM) для регистрации (получения) аналоговых клинических данных в цифровом формате и виртуального моделирования (CAD), перед производством материального индивидуального медицинского устройства (CAM).

Поэтому это касается всех специальностей одонтологии, требующих индивидуальных медицинских устройств.

2 Цифровые потоки и компоненты в цепочке CAD/CAM

Полная стоматологическая цепочка CAD/CAM состоит из 4 звеньев, разделённых интерфейсами:

1-е звено: Получение данных

Получение включает оцифровку клинических данных с последующим этапом обработки. Это можно сделать прямо во рту с помощью внутриротовой камеры или путём сканирования гипсовых моделей или оттисков.

Рисунок 1 — Оптическая внутриротовая камера

2-е звено: CAD

CAD (компьютерное проектирование) — это процесс создания виртуальных объектов с использованием графического представления. Он включает этап перед этапом проектирования протеза, включающий «постобработку» точек, полученных на этапе получения с помощью оптических оттисков. По окончании этого этапа на экране появляется виртуальная модель после оцифровки.

3-е звено: CAM

CAM (компьютерное производство) — это процесс изготовления объектов; преобразование виртуального объекта (созданного CAD) в материальный объект. Это включает специализированное программное обеспечение для генерации траекторий инструментов, определяющих положения инструментов во время изготовления.

4-е звено: NCMT

Это четвёртый и последний компонент в стоматологической цепочке CAD/CAM, отвечающий за изготовление. Это программируемый числовой управляющий станок.

Производственный процесс осуществляется либо:

• Путём вычитания (удаления материалов): мы говорим о субтрактивном производстве, в основном обработке через фрезерование.
• Путём добавления (добавления материалов): мы говорим об аддитивном производстве, более известном как 3D-печать. Основные аддитивные процессы для формирования — стереолитография (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM), селективное лазерное плавление (SLM) и селективное лазерное спекание (SLS).

Рисунок 2 — 3D-принтер (техника SLA)

SLA	FDM	SLM	SLS
Стереолитография через фотополимеризацию	Fused Deposition Modeling	Селективное лазерное плавление	Селективное лазерное спекание
Химический процесс — Постепенная полимеризация с использованием лазерных лучей из чувствительной специальной смолы. После затвердевания слоя лазер продолжает сканировать ванну с жидкой смолой, чтобы полимеризовать её и сделать твёрдой, пока весь объект не будет сформирован последовательными слоями.	Физический процесс — Послойное нанесение нити термопластического полимера, нагретой до температуры пластичности, через сопло для формирования желаемого объекта.	Физический процесс — Нанесение последовательных слоёв, связанных с лазером, сканирующим слой металлического порошка, чтобы расплавить его до формирования металлической детали.	Физический процесс — Нанесение последовательных слоёв, связанных с лазером, сканирующим каждый слой для его спекания, пока не будет получена желаемая модель.

3 Прямая, полупрямая или непрямая CAD/CAM

Развитие CAD/CAM означает, что мы теперь в состоянии различать три различных метода:

Прямая CAD/CAM

Позволяет специалисту изготовить протез за один сеанс. Все этапы выполняются в кабинете. Внутриротовой оптический оттиск обрабатывается на месте до получения реставрации; вкладки, накладки, керамические виниры, одиночные коронки или временные мосты.

Полупрямая CAD/CAM

Требует как минимум одного посещения стоматологического кабинета; данные, полученные специалистом, могут обрабатываться в кабинете для выполнения CAD или передаваться в онлайн-лабораторию или обрабатывающий центр в реальном времени для немедленного взаимодействия с производителем для производства как инфраструктуры, так и косметического элемента.

Непрямая CAD/CAM

Специалист изготавливает стандартный ручной химический оттиск, который затем отправляет зубному технику или обрабатывающему центру. Все этапы цепочки, таким образом, передаются на аутсорсинг.

Рисунок 3 — Прямая, полупрямая и непрямая CAD/CAM

Полупрямые и непрямые техники требуют лабораторий или обрабатывающих центров для создания более сложных реставраций с использованием материалов, с которыми труднее работать в стоматологическом кабинете.

Открытая цепочка против закрытой цепочки

Эта концепция определяет способность вмешиваться в конкретное звено цепочки CAD/CAM или менять звено в цифровом потоке.

Закрытая система: все компоненты цепочки оговариваются производителем. После завершения этапа получения ничего не может выйти из цепочки и невозможен экспорт данных, кроме конечного продукта.

Открытая система: специалист имеет возможность приобретать различные звенья от разных производителей в соответствии со своими потребностями и специфическими характеристиками каждого компонента. Возможно выйти из цепочки после каждого этапа, а также экспортировать файлы. Этот тип системы позволяет модифицировать целое звено или определённые параметры и получать доступ к полученным данным.

Концепция совместимости

Именно «совместимость» между различными выбранными звеньями в цепочке диктует способность двух цифровых систем (программных или аппаратных) обмениваться данными без изменения информации. Это представляет собой минимальное требование для интеграции двух последовательных цифровых систем в одном цифровом потоке. Это составляет важный критерий при выборе цепочки CAD/CAM.

4 Материалы в техниках CAD/CAM

По сравнению с традиционными техниками CAD/CAM предлагает более разнообразную палитру материалов для выполнения всех типов реставраций. Используемые материалы зависят от принятого процесса — производства путём вычитания или добавления — и в основном эстетические: смолы, все виды керамики (полевошпатные, витрокерамика, алюминиевые, кристаллические оксида алюминия и циркония) и гибридные материалы.

Специалисты теперь имеют блоки полностью тонированных материалов, а также затенённые многохроматические блоки в одном направлении (Empress CAD Multi…) или нескольких направлениях (MkII Real Life), и даже с переменными уровнями полупрозрачности (Empress CAD и eMax CAD). Производители также предлагают окрашенные кристаллические керамические блоки.

Так CAD/CAM смогла продвигать материалы, отличные от металлических сплавов и продуктов, используемых в традиционных техниках, что привело к стандартизации цельнокерамических реставраций.

5 Применения CAD/CAM

Использование технологии CAD/CAM привело к улучшению существующих терапевтических решений и проложило путь к новым решениям.

Области применения CAD/CAM варьируются от реставрационной стоматологии и протезирования до имплантологии, оральной хирургии и ортодонтии.

Несъёмное протезирование и реставрации

Эта техника может использоваться для непрямых реставраций (вкладки, накладки), одиночных и множественных несъёмных протезов, культевых вкладок, виниров, супра-имплантационных несъёмных протезов (приклеенных или винтовых) и даже временных протезов.

Съёмное протезирование

Также может использоваться для съёмных протезов и съёмных протезов на имплантатах. Для совмещённого протезирования специальное программное обеспечение способно проектировать полные протезные базисы и металлические каркасы частичных протезов и моделировать окклюзию пациента на виртуальном артикуляторе.

Также используется для изготовления челюстно-лицевых протезов. Производственные процессы и материалы различаются для каждого применения, но цифровой поток остаётся в значительной степени тем же.

Имплантология

В имплантологии CAD/CAM может использоваться для изготовления индивидуальных абатментов, индивидуальных имплантационных балок и имплантационных хирургических шаблонов для направления хирургической процедуры при установке имплантата.

Ортодонтия

CAD/CAM в ортодонтии привела к разработке нового лечения для коррекции неправильного прикуса с использованием невидимых элайнеров, обеспечивая альтернативу обычному ортодонтическому лечению. Это программное обеспечение может архивировать цифровые модели, полученные с помощью оптических оттисков, планировать лечения путём изготовления Set-Up и использовать цефалометрические данные.

Рисунок 4 — Невидимый элайнер

С CAD/CAM этап приклеивания оптимизирован путём изготовления каппы непрямого приклеивания, способной быстро и точно перенести положение ортодонтических брекетов на зубы пациента. CAD/CAM также может использоваться для изготовления остеотомических и репозиционирующих шаблонов, DFO брекетов, устройств для перехвата и моделей.

Рисунок 5 — Каппа непрямого ортодонтического приклеивания

6 Преимущества CAD/CAM

Для специалиста

Скорость, экономия времени и комфорт: Использование оптических оттисков устраняет определённое количество этапов в протезной цепочке. Это переводится в быстрые и эффективные операции, экономя значительное время и генерируя стандартизированный протокол с меньшей необходимостью точной настройки реставраций, при этом обеспечивая надёжность.

Прирост производительности и прибыльности: Помимо производительности в кабинете, оптимизированной более коротким сроком изготовления, количество сеансов сокращается до одного-единственного сеанса с использованием прямой CAD/CAM. Это гарантирует ежедневную прибыльность кабинета.

Большая точность, согласованность и отслеживаемость: Рациональный протокол, постулированный CAD/CAM, который сокращает количество этапов в протезной цепочке и, следовательно, риск ошибки, делает реставрации более точными. Кроме того, цифра обеспечивает согласованность медицинских устройств и оптимизирует их отслеживаемость.

Расширенный терапевтический арсенал: Специалист имеет в своём распоряжении новые материалы и процессы, включая 3D-печать, что позволяет ему диверсифицировать предпринимаемые действия и предоставляемые лечения на ежедневной основе.

Улучшение имиджа бренда: Широкий ассортимент материалов и новые терапевтические решения, обеспечиваемые CAD/CAM, позволяют специалистам выделиться от конкуренции, улучшая свою работу и техническую платформу кабинета, и предлагать своим пациентам более современную форму стоматологии.

Для пациента

Лучшее качество лечения: Техника CAD/CAM означает, что пациенты теперь могут наслаждаться реставрациями, которые не только более эстетически приятны, биомиметичны и биосовместимы, но и более точны. Дематериализация задач по всей протезной цепочке позволяет избежать накопления неточностей, присущих традиционным техникам.

Комфорт пациента: Устранение этапа физического оттиска (альгинат или силикон), часто считаемого пациентами слишком агрессивным, имеет очень значительные преимущества в CAD/CAM. Использование одного анестетика вместо двух и устранение временного этапа — неоспоримые преимущества. Сеансы короче и комфортнее, и их меньше; некоторые лечения могут даже выполняться за один сеанс, включая препарирование, благодаря прямой CAD/CAM.

Снижение стоимости: Сокращённые сроки и сокращённые человеческие ресурсы, требуемые для производства реставраций CAD/CAM, в сочетании с растущим рынком, привели к падению стоимости этих реставраций.

Для зубного техника

Преимущества для кабинета становятся преимуществами для лаборатории. Зубной техник мгновенно получает высокоточный цифровой оттиск, что снижает источник ошибок, иногда возникающих через субъективные интерпретации, тем самым делая весь процесс быстрее и продуктивнее.

Коммуникация пациент-специалист-зубной техник

Специалист-зубной техник: С полупрямой и непрямой CAD/CAM специалист общается со специализированной лабораторией в реальном времени онлайн, что приводит к содержательному диалогу между обеими сторонами в их относительных областях экспертизы.

Пациент-специалист: Цифровой поток данных делает коммуникацию с пациентом намного проще. Обоснование конкретного терапевтического выбора и плана лечения даётся прямым и точным визуальным объяснением с изображениями, отображаемыми на экране. Затем пациенты могут обсудить со специалистом оттенок и форму зубов и используемую технику. Обходясь без медицинского жаргона, пациенты лучше способны виртуально визуализировать конечный результат своего лечения и уверены в качестве этого лечения.

Экологические преимущества

Сокращение объёма материалов, используемых в обычных техниках, и минимизация отходов, особенно через использование оптических оттисков и аддитивного производства, оказывает несомненно положительное влияние на окружающую среду.

7 Ограничения техники CAD/CAM

Несмотря на многочисленные преимущества, упомянутые ранее, значительное количество специалистов остаются неохотно принимать CAD/CAM в свою повседневную практику. Этому есть несколько причин:

• Высокие инвестиционные и эксплуатационные расходы, особенно для молодых специалистов или небольших кабинетов. Тем не менее, развитие рынка в конечном итоге приведёт к падению этих расходов.
• Зубной техник-партнёр не оснащён
• Отсутствие интереса и время, требуемое для обучения технике CAD/CAM
• Эстетический вид обработанной, окрашенной керамики, часто считаемый уступающим стратифицированной керамике, используемой в традиционных техниках
• Ограниченные клинические показания

8 Заключение

Появление CAD/CAM произвело революцию в мире стоматологии. Эта технология проложила путь к новым терапевтическим возможностям, а также к разработке новых материалов. Несмотря на резкий рост, который она пережила, количество стоматологов, использующих её во Франции, остаётся низким. Для некоторых переход представляет собой крупный переход, который дестабилизирует их практику.

Несомненные улучшения в точности, времени и комфорте как для специалиста, так и для пациента — это причины поощрять больше стоматологов сделать решительный шаг и принять цифровую стоматологию. При приобретении стоматологической цепочки CAD/CAM важно выбирать подходящее оборудование с точки зрения производительности, эргономики и, прежде всего, совместимости.