Технологическая революция

Наиболее распространенная технология на сегодняшний день - CAD/CAM. Аббревиатура CAD расшифровывается как Computer Aided Design. То есть дизайн либо конструирование/моделирование с помощью компьютера. Это система, позволяющая получить виртуальную модель и провести виртуальное построение каркаса либо готовой реставрации.




Наверняка уже все знакомы с этим термином и хотя бы раз сталкивались с такой технологией. Но для дальнейшего понимания будущих процессов очень важно осознать тот факт, что CAD - это основополагающая, базовая идея, на которой будет строиться всё будущее стоматологии. Какой бы ни была технология изготовления протеза, основа всего – это моделирование реставрации.


Вторая часть аббревиатуры – САМ или Computer Aided Manufacturing. То есть, производство с помощью компьютера. Это тоже понятно  -  черновую работу делает машина. Здесь мы переходим к самому интересному: как же машины делают эту работу?


CAD/CAM фрезеровка циркония и сплавов


Какие машины уже существуют? Прежде всего  фрезерные системы. Имея смоделированную в компьютере конструкцию, система генерирует алгоритм движения фрезы и заготовки и запускает процесс автоматической фрезеровки. Используемые материалы: цирконий, сплавы, пластик, воск и т.д. Это прогрессивная технология, позволяющая значительно повысить эффективность работы, но до сих пор, обладающая рядом недостатков: ограниченная точность фрезеровки циркония, вероятность микротрещин, излишний перерасход материала (вследствие использования метода “отсекания лишнего”). Тем не менее, это действительно хорошая технология, которая будет существовать еще очень долго и будет активно использоваться.




Селективное лазерное спекание каркасов из кобальт-хрома


Следующая технология, которая сейчас активно развивается – селективное лазерное спекание или синтерирование металлов. Это технология, существующая уже более 20-ти лет, но применяться в стоматологии она начала всего около 5-ти лет назад. На сегодняшний день существует не более пяти производителей, предлагающих такие машины.


Смысл технологии в следующем: мы моделируем в CAD программе каркасы, а САМ приложение рассчитывает алгоритм производства. Все то же самое, как и во фрезерной системе, только здесь двигается не фреза, а лазерный луч. В машину засыпается порошковый сплав (в основном используется кобальт-хром, но также возможен и титан), и под воздействием лазера спекается форма каркаса. То есть термическая энергия от сфокусированного лазерного луча производит запекание порошкового металла в точке, в которую направлен луч.






3D печать восковых композиций для литья


Применительно к стоматологии – это автоматическое изготовление каркасов из воска или пластика. Другое название этого процесса – 3D печать. Запомните это словосочетание, мы еще поговорим о нем более детально.




Процесс выглядит так: мы получаем оттиск, заливаем модель и сканируем ее (либо сразу же сканируем оттиск для исключения неточностей переноса). Получая трехмерную виртуальную модель, система CAD автоматически моделирует каркас. Задача оператора этой системы – проконтролировать эти виртуальные каркасы и отредактировать в компьютере в случае необходимости. Затем эта информация передается на 3D принтер, который путем распыления воска или пластика (смолы) выращивает каркас. В случае с пластиком используются фотополимерные смолы, которые требуют полимеризации.


Все это происходит в одной машине автоматически, и дает нам очень высокое качество каркаса. Другой вопрос, сможет ли наш литейщик потом все качественно отлить…. Но предположим, что сможет. В итоге мы получаем каркас с отличным прилеганием. При этом наш техник не брал в руки электрошпатель, все рабочие этапы за него сделала машина. То есть, снижается вероятность ошибки, вызванной человеческим фактором.




Подводя итоги по технологиям, используемым сегодня, можно сделать вывод – стоматология развивается в сторону цифрового производства и у существующих технологий есть огромный потенциал для развития. За последние 10 лет стоматологические технологии совершили грандиозный прорыв, но им еще есть куда расти и как изменяться.


Другими словами, мы живем в момент революционных изменений в стоматологии. Мы прошли точку невозврата…. Теперь внедрение CAD/CAM технологий будет развиваться стремительно и повсеместно. Хочется  надеяться, что и цены на такое оборудование будут падать также стремительно.


Теперь давайте перейдем к самому интересному - что же будет завтра?


Грандиозный прорыв нас заставят сделать именно стоматологи. Обычно все складывается наоборот – техники являются двигателями прогресса. Техники предлагают докторам использовать новые ортопедические технологии. Но не в этот раз… Речь идет об интраоральных сканерах.


Интраоральные сканеры у каждого ортопеда


Следующим переломным моментом станет замена привычных оттисков электронными. Уже сегодня в Европе отмечается бум на интраоральные сканеры. Пока вопрос только в стоимости аппарата (15-25 тыс. евро). Как только она упадет до адекватной величины, наши ортопеды тоже захотят пользоваться такой удобной штукой.


Интраоральный сканер значительно снижает вероятность ошибки при снятии оттиска. Мы получаем сразу виртуальную модель, с которой можно работать.




Но получив из клиники такой интраоральный скан на свою электронную почту, зубной техник задаст себе вопрос: а что мне с этим дальше делать? Да, я могу смоделировать в 3D каркас и отдать его на фрезеровку. Нанесу керамику, а дальше что? У меня нет физической модели…. Что делать с антагонистами, окклюзией, контактами и прочим? Делать нечего,нужно искать машину для изготовления физических моделей на основе интраоральных сканов.


3D печать моделей

Такие машины уже существуют. Пока они опять же очень дороги, но даже сегодня большие лаборатории начинают использовать эту методику. Пусть не в каждой лаборатории, но в каждом большом городе будет стоять такая машина.


Мы забудем, что такое гипс. Мы будем работать с интраоральными сканами и моделями, изготовленными с помощью цифровых технологий. Такие модели делаются из пластика путем 3D печати или лазерного синтерирования. Они не имеют усадки и расширения, уступы не скалываются, штампики не шатаются.


Этот этап – один из ключевых в зуботехническом деле. Обладая технологиями, снижающими вероятность ошибок на уровне оттиска и создания модели, мы сделаем огромный шаг вперед в процессе улучшения качества ортопедического лечения.




Мы разобрались с подготовительными этапами. У нас есть электронный оттиск, виртуальный каркас и 3D модель. Но как же будут изготавливаться собственно ортопедические конструкции?


CAD/CAM фрезеровка материалов PEEK


PEEK (ПИИК - полиэфирэфиркетон) – абсолютно новая разработка, применение которой в стоматологии началось не более 5-ти лет назад. К счастью, на сегодня уже есть достаточно большое количество результатов исследований и отдаленных результатов, которые подтверждают фантастические характеристики материала: полная биосовместимость, абсолютная гиппоалергенность, высокая прочность, модуль эластичности, максимально приближенный к тканям зуба. Звучит более чем обнадеживающе!


В последние месяцы я имел ряд встреч с влиятельными людьми в мировой стоматологии, и все в один голос говорят:  РЕЕК - это будущее. Уже есть ряд компаний, широко использующих эту технологию для создания своих стоматологических продуктов. Но будем ли мы с вами использовать эту технологию в каждодневной работе? Уверен – да.


Этот материал потенциально может заменить диоксид циркония. Обладая поистине выдающимися характеристиками и будучи очень простым в работе, он способен стать заменой и праотцу стоматологии - металлу. И, заметьте, владельцы фрезерных систем будут потирать руки. Им не придется менять машину - просто загружай другие заготовки.




Из ненаполненного материала РЕЕК мы будем фрезеровать бюгеля, из усиленного РЕЕК - коронки и мосты. Мы забудем про сколы благодаря эластичности материала и облицовке композитом. Эстетика таких протезов тоже будет на высоте. Оптика реставраций на основе РЕЕК не будет уступать цирконию и пресскерамике.


Но какие еще есть возможности для получения каркаса, кроме фрезеровки РЕЕК?


3D печать цельнокерамических каркасов


2 года назад появилась информация о 3D принтерах, печатающих керамикой. Это показалось сказкой, но недавно была опубликована статья о том, что испытания практически окончены, и готовы первые образцы такой техники.


Самым интересным в этой технологии стало то, что для такой трехмерной печати использовался обычный струйный принтер Нewlett Packard. Правда немного модифицированный, что оставляет надежду на то, что стоимость такой машины не будет заоблачной. Так как же это работает?


В картридж принтера помещается суспензия, в которой присутствует 27% циркония. Принтер управляется компьютером и распыляет суспензию, формируя 3D каркас. А встроенный фен подсушивает формируемую структуру. Используя этот метод, удалось достичь высокой плотности циркония и прочности в 763 МРа. Все просто и гениально, потенциал системы очень высокий. Подкупает простота конструкции и прогнозируемая низкая стоимость системы. Не впечатляет только одно – необходимость длительного синтерирования готовой работы. То есть эта технология требует такой же обработки каркаса, как и после фрезерования. Как же нам уйти от этих длительных обжигов печи и огромных счетов за электроэнергию? Выход есть….


Селективное лазерное спекание каркасов из циркония либо другого керамического материала


Мы уже рассмотрели вопрос селективного синтерирования металлов. И пришли к выводу, что это не очень перспективный метод. Но технология лазерного спекания дает колоссальные возможности. Как еще ее можно использовать?


Оказывается можно, и уже ведутся такие разработки. Я имею в виду спекание лазером циркония. Принцип тот же – порошок спекается лазером. Только фокус в том, что мы спекаем не металл, а циркониевый порошок, размолотый до наноразмеров. Преимущества такого метода: идеальная точность работ, отсутствие перерасхода материала. Мы используем метод выращивания,  а не метод «отсекания лишнего». И главное – скорость. При фрезеровке циркония мы должны провести его синтеризацию в печи в течение многих часов. Конечно, уже появились печи, способные синтерировать диоксид циркония за час-два. Но реально пока этот процесс занимает достаточно много времени. В случае лазерного синтерирования процессі изготовления формы и ее закрепления (спекания) производятся одновременно. При этом выигрывая в качестве финальной реставрации. Удивительная технология!


Пока этот метод не реализован в коммерческих масштабах, но есть информация, что в ближайшем времени такие машины будут презентованы. Конечно, опять встанет вопрос цены. Уверен, она не будет адекватной нашим реалиям. Но вспомните – несколько лет назад CAD/CAM фрезеры тоже стоили по 200 тысяч евро. Теперь можно приобрести собственный фрезер за 20-30 тысяч евро.


Не сомневаюсь, что также произойдет со всеми этими новым технологиями. Время для CAD/CAM фрезеров в широком использовании уже наступило. Придет время и лазерных систем и 3D принтеров.


С вопросом изготовления каркасов мы, кажется, разобрались. Мы расмотрели на те технологии, которые нас ждут завтра. Но возникает закономерный вопрос: кто будет облицовывать эти каркасы? Ответ снова такой же: машина!


3D печать керамики на каркасах


Буквально несколько месяцев назад я прочитал статью об исследованиях, проводимых в Гарвардском Университете относительно автоматической облицовки керамикой каркасов. И снова они используют струйный принтер, только в этот раз с несколькими картриджами. В один помещается опак, во второй дентин, далее эмаль, транслюцент и т.д.


То есть используется тот же принцип трехмерной печати. Керамика в жидком состоянии распыляется на каркас, подсушивается и распыляется следующий слой. Пока говорить о высокой эстетике таких реставраций не приходится, но кто знает, что сможет такая машина через 5 лет? Подробной информации по этой технологии пока нет. Она обозначена, но без деталей.




В заключение хочется отметить, что мы живем в уникальное время, во время технологической революции в стоматологии. На наших глазах меняются принципы, которые использовались в течение десятилетий. Конечно же, жизнь не стояла на месте, и мы применяли все новые и новые материалы. Но настанет момент, когда нам придется внедрять в свою практику фантастические технологии. И это будет не дань моде, а необходимость. Несомненно, этот обзор не претендует на объективность и отражает только взгляд автора на современную стоматологию и перспективы ее развития. Более того, я уверен, что вопросов после прочтения появилось больше,  чем ответов. Но в этом и есть смысл профессионального развития – нужно ставить вопросы и искать на них ответы.