Размещено на http://www.allbest.ru/

Оренбургский Государственный Медицинский Университет Оренбург, Россия

Применение нанотехнологий в стоматологии. 3D-принтеры

Степаненкова М.Н.

Традиционно стоматология остается самой высокотехнологической областью медицины, ведь в задачи врача входит не только лечение и избавления от боли, но и максимальное сохранение внешнего вида и функциональности. Современный визит к стоматологу - это быстро, комфортно, качественно, безболезненно, эффективно. Неудивительно, что такая инновация, как нанотехнологии нашла в стоматологии самое активное распространение. цифровой стоматология принтер протез

В стоматологической практике нанотехнологии нашли применение на всех этапах. Возможность доставки действующего вещества непосредственно в проблемную зону вывела лечение и профилактику заболеваний ротовой полости на новый уровень эффективности.

Сейчас нанотехнологии применяются:

• в профилактическом уходе за полостью рта и зубами (зубные пасты, гели и ополаскиватели с наночастицами, оказывающими биоантиоксидантное, противовоспалительное и дезодорирующее действие, искусственный защитный налет для зубов на основе нанотрубок);

• в лечении (нанокомпозитные материалы, стеклоиномерный цемент тройного отверждения, уплотнители зубного канала на основе модифицированных наносоединений, регенерирующие средства на основе коротких пептидов);

• в протезировании (ликвидация последствий пародонтоза благодаря уплотнению околозубных тканей и закреплению подвижных зубов, вживление имплантов через корень расшатанного зуба).

Также в стоматологическую практику, в частности, в практику врачей-ортопедов, активно начинают внедряться 3D-технологии.

Технология трехмерной печати активно развивается. Уже сегодня 3D-принтеры используются во многих отраслях промышленности, в том числе и в сфере цифровой стоматологии. При помощи такой технологии стоматологи получают возможность изготавливать протезы, импланты, а также модели.

Изготовление зубных протезов - это достаточно тонкая, почти ювелирная, работа, которая предполагает изготовление слепка челюсти, отливку гипсовой модели челюсти, производство протезов из различных материалов, примерку и подгонку протезов на искусственно-смоделированной челюсти, примерку и подгонку протезов на челюсти пациента.

Этот процесс не только имеет высокую трудоёмкость и занимает много времени, но и не гарантирует точных результатов, так как зубы имеют уникальную и сложную форму, которую трудно уловить и уж тем более воспроизвести с помощью фрезерного станка.

Чтобы удовлетворить требования пациентов и увеличить скорость потокового обслуживания, клиники эстетической стоматологии активно внедряют в процесс изготовления зубных протезов 3D принтеры. Такие принтеры эффективнее и производительнее традиционных стоматологических фрезерных станков, они быстро и точно изготавливают формы для отливки зубов, а также сами зубы и коронки с учётом всех анатомических особенностей ротовой полости пациента.

Формы для отливки зубов, напечатанные 3D принтером

3D принтеры могут быть с успехом использованы для изготовления однородно тонких восковых моделей и высокоточных зубных слепков, включая мосты и коронки, слепки частичных протезов и ортодонтические слепки, а также медицинские модели и направляющие для сверления.

Последовательность применения 3D принтеров в ортопедической стоматологии показана на следующей серии рисунков:

Этап 1: сканирование ротовой полости

Этап 2: обработка полученных данных в специальной программе

Этап 3: печать форм и отливка протезов

Этап 4: планирование операции

Этап 5: установка протезов

Рассмотрим этапы подготовки к 3D печати и сам процесс печати подробнее.

Чтобы напечатать на 3D принтере трёхмерную модель зуба, необходимо провести сканирование челюсти пациента при помощи стоматологического магнитно-резонансного томографа (МРТ) или компьютерного томографа (КТ) с конусообразным лучом. Наиболее широкое применение в стоматологии имеют КТ, которые безопасны для пациентов, позволяют получить точные результаты и значительно дешевле установок МРТ.

Формы для отливки зубов, напечатанные 3D принтером

После получения сканов ротовой полости данные передаются в специальную программу для работы с изображениями, которая выстраивает виртуальную модель будущего протеза. Задача оператора - провести тщательный контроль над изготовлением виртуальных каркасов и в случае необходимости провести их компьютерную корректировку.

После того, как виртуальная модель протеза готова, программа формирует задание печати для 3D принтера и отправляет её на печать.

Каркасы протезов и коронок могут быть послойно выращены из порошковых или жидких биосовместимых композитных материалов, либо изготовлены из кобальтохромового сплава или оксида алюминия методом лазерного спекания гранул пудры. На готовый каркас напыляется слой металла или керамики, и протез готов к использованию.

Зубные протезы и искусственно смоделированная челюсть, напечатанные 3D принтером

Все операции, связанные с печатью протезов, происходят в 3D принтере автоматически. В результате лаборант получает готовый каркас с отличным прилеганием, не используя при этом электрошпатель или другие инструменты, так как всю работу за него выполняет 3D принтер.

Ниже представлены наиболее популярные в настоящее время модели стоматологических принтеров.

Solidscape 3Z LAB Solidscape D76+

ProJet DP 3500 ProJet DP 3000

3D печать в медицине и печать 3d моделей в стоматологии применяют две основных технологии печати:

• селективное лазерное спекание -- SLS;

• селективное лазерное плавление -- SLM.

• послойное нанесение быстросохнущих полимеров --WDM.

SLS применяет лазер для выборочного спекания слоев металлического порошка. Лазер в SLM плавит слои, обеспечивая меньшую пористость металла изделия.

Исходный материал для SLM печати -- мелкодисперсный порошок на основе металлического сплава. Луч лазера расплавляет частички порошка, соединяя их между собой. На созданный слой сплава наносится следующий, затем еще один и в итоге получают готовое изделие нужного объема и формы.

3D принтеры позволяют печатать сложные по строению и форме протезы непосредственно с компьютера. Для изготовления протезов также используется титан и его сплавы, хром, кобальт. WDM принтеры послойно укладывают быстросохнущий полимер слоями, которые прочно срастаются пока полимер не потерял вязкость.

Технологии трехмерной печати -- плавление, спекание, частичное или полное таяние материала и др. дают возможность создания цельной конструкции из полимеров и металлов.

Преимущества 3D-технологий:

1. Хранение анатомических моделей челюсти и зубов пациентов в цифровом формате.

2. Высокая скорость производства.

3. Автоматизированный процесс печати исключает человеческий фактор.

4. Высокая точность готового изделия.

Все эти преимущества выводят 3D-принтер в медицине на новый уровень. Более того, технология активно развивается, разрабатываются новые материалы, которые можно использовать в медицине. Кроме этого, существует проект по разработке биологических материалов и специальных 3D-принтеров, которые смогут воссоздавать точные копии органов человека. Современные технологии трехмерной печати уже сегодня открывают новые возможности в медицине, в частности в стоматологии. Вполне возможно, что уже в ближайшем будущем такие технологии полностью заменят традиционные способы изготовления зубных и суставных протезов, а также позволят создавать настоящие органы пригодные для пересадок.

Список использованной литературы

1. Л. М. Цепов, Е. А. Михеева. Нанотехнологии и перспективы их использования в стоматологии // Dental Magazine. - 2010.

2. [Электронный ресурс] Использование нанотехнологий в стоматологии // Точка доступа: http://www.nanonewsnet.ru

3. Румянцев В.А. Наностоматология / В.А. Румянцев. - М. : Медицинское информационное агентство, 2010. - 192 с.

Размещено на Allbest.ru