Применение 3D-принтера в стоматологии
Cейчас хотелось бы более подробно остановиться на стоматологии. Стоматология тесно переплетена с новыми технологиями и 3D-печать отлично вписывается в инновационные методики, которые сейчас повсеместно внедряются в различные аспекты оказания стоматологической помощи.
Цифровая стоматология или CAD/CAM стоматология – уже не завтра, а сегодня этой отрасли. Рассказывая о применении 3D-печати в разных сферах, мы всегда начинаем с того, где взять 3D-модели необходимые для печати. В случае со стоматологией мы имеем один, но при этом самый качественный источник моделей, а именно результат сканирования челюстей пациента.
Цифровые 3D-модели уже достаточно давно используются в стоматологии, только до последнего времени они не распечатывались на 3D-принтерах. Чтобы получить 3D-модели челюсти на сегодняшний день используются два способа:
- сканирование гипсового слепка с помощью специального дентального сканера,
- сканирование интраоральным 3D-сканером челюсти пациента.
Примерами таких моделей могут служить Shining DS-EX Pro и 3Shape Trios 4
Параллельно с этим шел процесс существенного снижения стоимости 3D-принтеров и материалов для 3D-печати. Таким образом благодаря бурному развитию 3D-печати в последние годы, стало доступным приобретение 3D-принтера с характеристиками, которые раньше были только у техники, стоимость которой исчислялась десятками тысяч долларов. Теперь же владеть и успешно использовать в работе 3D-принтер доступно для любой, даже скромной клиники или зуботехнической лаборатории.
В среднем цены снизились в 10 и более раз за прошедшие 5 лет. Стоимость фотополимерных смол снизилась в 3-5 раз, при этом производительность принтеров выросла в 3-5 раз, одновременно произошло улучшение качества готовых моделей. Цены если и не подошли к нижней границе, то порядкового уменьшения уже точно не будет.
Пока что 100%-му внедрению иновационной технологии мешает относительная сложность в освоении новой техники. Освоение 3D-печати занимает определенное время и требует дополнительного обучения для получения качественных результатов. Тем не менее процесс внедрения идет достаточно быстро, чему способствует большое количество вебинаров, семинаров и мастер-классов, проводимых пионерами 3D-печати в стоматологии, представителями компаний-производителей материалов и оборудования, дистрибьюторами 3D-принтеров и сканеров.
Технологии 3D-печати в стоматологии
Существует несколько технологий 3D-печати, отличающиеся по способу формирования 3D-модели и материалу, из которого она изготавливается. Для стоматологии лучше всего подходят технологии печати жидкими фотополимерами - SLA/DLP/LCD. Эти способы позволяют создавать модели с высокой детализацией и точностью, при этом принтеры обладают высокой производительностью. Суть данных технологий заключается в том, что жидкая фотополимерная смола под воздействием источника света затвердевает и формирует модель. Разница в названии технологии отражает способ, которым этот процесс происходит, SLA – с помощью лазера, DLP – с помощью лампы проектора, LCD – с помощью LCD-матрицы.
У каждой технологии есть свои плюсы и минусы, по этой теме есть много хороших статей, и я не буду подробно здесь останавливаться на этом.
Выбирая 3D-принтер, стоит обратить внимание на несколько аспектов, прежде всего: область построения, скорость печати, возможность использования различных смол, удобство слайсера. Слайсер – это программа, которая преобразует 3D-модель в файл печати.
В этом файле содержится информация для принтера: как физически будет печататься модель, с какой толщиной слоя, сколько будет идти засветка каждого слоя и самое главное, как слайсер будет формировать структуру поддержек.
Поддержки – это дополнения к 3D-модели, которые позволяют ей нормально напечататься. От качества и количества поддержек будет во многом зависеть конечный результат печати. Поддержки можно расположить по-разному:
Еще до покупки принтера вы можете скачать различные слайсеры и посмотреть, какой из них вам будет более интуитивно понятен. Каждый производитель поставляет свой слайсер в комплекте, но не всегда этот продукт является оптимальным, можно также использовать другой бесплатный или платный слайсер, если производитель принтера дает такую возможность.
Какой материал выбрать?
При выборе принтера также стоит обратить внимание на то, будет ли он печатать тем материалом, который вам нужен для работы. Не все принтеры совместимы со всеми видами смол, и наоборот. Среди множества производителей на стоматологическом рынке выделяются следующие: >NextDent (Голландия), Detax (Германия), HARZ Labs (Россия), отдельно можно говорить о смолах Formlabs, которые можно использовать только в принтерах этого производителя.
Среди материалов NextDent колоссальный прорыв сделал Gingiva Mask – эластичный и гибкий материал для имитации слизистой.
Российский производитель смол – компания Harz Labs совсем недавно появилась на рынке, но уже хорошо зарекомендовала себя.
Ее продукцию можно считать оптимальной по соотношению цена/качества, поэтому на примере смол этого производителя мы расскажем о конкретных сферах применения 3D-печати в стоматологии.
Итак, что же вы уже можете делать в своей работе с помощью 3D-принтера?
Хирургические шаблоны
Из фотополимеров наподобие HARZ Labs Dental Yellow Clear можно изготовить хирургические шаблоны.
Эта смола без запаха, прочная, безопасная для слизистой, термостойкая (до 100 град., кратковременно до 180 град.)
Прозрачные модели: элайнеры, каппы и хирургические шаблоны
Для этих целей подходит фотополимер HARZ Labs Dental Clear, очень жесткий, твердый и безопасный для слизистой.
Временные коронки и мосты
Фотополимер Dental Sand A1-A2 соответствует цветам A1-A2 по шкале Вита, поэтому идеально подходит для временных коронок и мостов. Он без запаха, безопасен для слизистой, очень твердый и долго сохраняет цвет.
Мастер-модели для керамических коронок и мостов
Есть выжигаемые дентальные смолы, такие как HARZ Labs Dental Cast.
Они безопасные, легкие в отливке (плавление 250-300 гр., выгорание – 30 мин при 950 гр.), обладают нулевой зольностью. После печати по фотополимерной модели создается форма и отливается готовая коронка.
Демо- и мастер-модели, модели для термоформовки элайнеров
Фотополимер Dental Peach персикового цвета, также как и большинство других дентальных смол, является безопасным, биосовместимым материалом. Он отличается прочностью и термостойкостью. Долговременная стабильность при 100 гр, позволяет использовать для силиконов холодной и горячей вулканизации или для отливок в 2-х компонентные системы. Также кратковременная стабильность при 180 гр. – модели могут использоваться для термоусадки пленки.
Демо-модели десны
Прочные, глянцевые и устойчивые к деформации смолы, такие как HARZ Labs Dental Pink, разработаны для изготовления демо-моделей десен. Помимо всего прочего эта смола выполнена в натуральном розовом цвете, имитирующем цвет десны.
Модели с повышенными требованиями к физико-механическим свойствам
Дентальные модели, для которых важны повышенная жесткость, прочность и термостойкость, можно изготавливать из специальных усиленных фотополимеров, например из HARZ Labs Model Resin.
Этой смоле свойственна долговременная стабильность при 100 градусах, что позволяет использовать ее для силиконов холодной и горячей вулканизации или для отливок в 2-х компонентные системы. А кратковременная стабильность при 180 градусах можно использовать для термоусадки пленки.
Расчет себестоимости печати
Любая новая технология вдвойне хороша, если еще и несет в себе дополнительную экономическую эффективность для пользователей. Зная вес материала, необходимого для создания той или иной модели, можно рассчитать себестоимость печати. Например, для создания одной демо-модели, потребуется около 25 гр. смолы, хирургического шаблона и модели элайнеров – около 15 гр.
Следовательно, себестоимость печати одной модели будет следующая:
- 25 гр. смолы (для демо-модели) Dental Peach обойдется вам в 190 руб.,
15 гр. (модели для элайнеров) – 115 руб. - 15 гр. Dental Yellow Clear для шаблонов будет стоить 150 рублей.
Опираясь на этот простенький расчет, вы можете произвести сравнение с теми способами создания моделей, которыми пользуетесь сейчас, и понять, как быстро вы сможете возвратить свои инвестиции на покупку необходимого вам оборудования.
Постобработка
Если вы уже пришли к решению о покупке 3D-принтера, то стоит также учитывать необходимость наличия двух дополнительных устройств: ультразвукового очистителя и УФ-камеры засветки.
После печати моделям нужна постобработка, первым делом их нужно промыть в техническом спирте для удаления остатков смолы. Это можно делать вручную в ванночке со спиртом, но лучше всего использовать специальный ультразвуковой очиститель, который справляется с этой задачей максимально быстро и качественно.
УФ-камера нужна для дозасветки модели после печати, это также придает модели дополнительную прочность. Можно поставить модель на солнце или в бытовую камеру для сушки ногтей, но тогда этот процесс займет от 12 до 24 часов, в УФ-камере это занимает 10-15 минут.
В нашем магазине сформированы специальные наборы оборудования, которые мы назвали «решения для стоматологии», покупая такой набор, вы получите дополнительную скидку. Если говорить о конкретных моделях, то мы рекомендуем обратить внимание на УФ-камеру Wanhao Boxman-1
и УЗ-ванну UNIZ UC-4120.
Выбор 3D-принтера
Выбор самого 3D-принтера представляется самой сложной задачей для пользователя, который до этого не сталкивался с технологией его работы. Здесь бы я посоветовал исходить, прежде всего, из бюджета на первоначальную покупку, а также рассчитать стоимость последующего владения, которая состоит из стоимости смол, ванночек для печати, сменных пленок и LCD-матриц, которые имеют определенный ресурс использования. При выборе я бы порекомендовал понять главное - в умелых руках самый бюджетный принтер творит чудеса, а в неумелых – самый навороченный станок станет лишь красивым дополнением вашей лаборатории или клиники.
• Из бюджетных моделей хочу обратить ваше внимание на Phrozen Sonic Mini и Elegoo Mars.
Sonic Mini – это новейший принтер от лидера рынка – тайваньской компании Phrozen.
Главной особенностью этой модели является система линз Paraled 2.0 Lite, которая обеспечивает равномерную засветку моделей.
Elegoo Mars – это новое имя в 3D-печати, принтер является бестселлером в США, продаваясь через Amazon, и удостоился там наивысших оценок со стороны многочисленных пользователей, интернет портал ALL3DP назвал эту модель лучшим фотополимерным принтером 2019 года, а также выбрал его принтером года по версии редакции среди всех новинок прошлого года.
• В среднем сегменте безраздельно властвует линейка принтеров Phrozen, Shuffle 2019, Shuffle XL 2019, Shuffle 4K и Sonic. Каждая модель обладает определенными достоинствами и выбор необходимо делать исходя из ваших задач, чему стоит отдать предпочтение – скорости, детализации или размеру. Все принтеры оснащены фирменной системой линз Paraled 2.0, а в модели Sonic Paraled 3.0, что позволит справляться с задачами любой сложности. С обзором принтеров Phrozen можно ознакомиться в статье "Обзор 3D принтеров Phrozen".
Напечатанные на 3D принтере Phrozen Sonic двухуровневые модели для формовки элайнеров
• В премиальном сегменте лидирует американская компания Formlabs со своей последней моделью Form 3.
Компания Formlabs будучи пионером в области 3D-печати в стоматологии сформировала определенный стандарт, предлагая своим клиентам полноценное решение, состоящее из принтера, камеры промывки FormWash, камеры засветки FormCure, оригинального слайсера и широкого набора смол, включая биосовместимые смолы, созданные в сотрудничестве с NextDent. Минусом этого решения является, как высокая цена самого принтера, так и материалов, что безусловно скажется на себестоимости изготовляемых моделей.
Ну и наконец самой производительной и продвинутой из доступных на рынке систем является модель NextDent 5100, созданная американской компанией 3DSystems, основатель которой Чак Халл изобрел SLA 3D-печать, запатентовав эту технологию в уже далеком 1986 году. Данный принтер не просто дает возможность реализовать весь потенциал смол NextDent, но и сокращает расход смолы на печать поддержек за счет высокой детализации и уникальной конструкции печатной платформы.
Исходя из нашего опыта, мы бы советовали ваш переход в цифровую стоматологию с бюджетной модели - набираться опыта, набивать шишки, печь первые блины комом. А уже потом менять ее на более продвинутое оборудование, но уже с четким пониманием ваших задач и возможностей.
Специалисты нашего магазина будут рады помочь вам с подбором необходимого оборудования.