CAD/CAM технологии в стоматологии — гарантия точного и быстрого результата
Идеи использования технологии CAD/CAM в стоматологии появились в 1971 году. Первые модели были громоздкими и неудобными в работе, сканеры выдавали значительные искажения изображения, не позволявшие создавать изделия высокого качества. С усовершенствованием программного обеспечения изготовление протезов по технологии CAD/CAM постепенно вытесняет классические методы ортопедии.
Содержание:
Что такое CAD/CAM система в стоматологии?
Самый инновационный метод в ортопедической стоматологии — это система CAD/CAM, которая, используя компьютерные технологии, превратила производство протезов в полностью автоматизированный процесс. Метод включает несколько последовательных этапов: цифровое проектирование, моделирование будущего изделия в трехмерном пространстве 3D, изготовление его из металлических или керамических материалов на фрезерном станке.
Этапы CAD/CAM технологии в стоматологии
Аббревиатура CAD/CAM — это первые буквы английских выражений, которые в переводе на русский означают: системы автоматизированного проектирования/системы автоматизированного производства.
Восстановление целостности зубного ряда по технологии CAD/CAM состоит из трех этапов:
Сканирование ротовой полости — создание цифровых слепков зубочелюстной системы и передача информации на компьютер. Процедура выполняется в двух вариантах: сканирование непосредственно рта больного или гипсовой модели. От чувствительности сканера зависит сходство параметров виртуальной модели размерам натуральной, что является главным фактором точности прилегания готовой конструкции.
Трехмерное (3D) моделирование ортопедических конструкций. Получившееся изображение обрабатывается компьютерной программой, которая самостоятельно формирует виртуальные модели будущего протеза (вкладки, виниры, коронки, мосты). Возможности трёхмерного редактора позволяют скорректировать форму, кривизну, толщину стенок, рельеф изделия. Когда все поправки завершены, панорамная компьютерная модель переходит на следующий этап — фрезеровку.
Фрезеровка. Виртуальная модель с готовой конструкцией поступает в системный отдел фрезерного аппарата. Блок из металла автоматически обтачивается специальными фрезами в заданной компьютером последовательности. Получается металлическое изделие или твердый каркас для коронки, которая затем заливается керамической массой и запекается в высокотемпературной печи.
Шлифовка, полировка. После обжига готовое изделие шлифуют, проводят финишную полировку поверхности.
В России используются системы Cerec, Organical, Catana и другие.
Какие ортопедические конструкции изготавливают с помощью системы CAD/CAM?
Уникальная компьютерная технология позволяет создавать:
Диапазон использования данной технологии постоянно расширяется, делая этот раздел ортопедии наиболее перспективным.
Преимущества CAD/CAM технологии в стоматологии
Где лучше делать протезы по технологии CAD/CAM?
Качественное протезирование — это не только белоснежная улыбка, но и способ восстановления основной функции зубов — механической переработки пищи. Для этого необходимо, чтобы протезы выполняли не только декоративную роль, но и выдерживали большие жевательные нагрузки. Именно компьютерная технология CAD/CAM гарантирует пациенту максимальный комфорт при проведении протезирования, минимальные сроки выполнения, прочность и долгосрочную службу протезов.
Далеко не все стоматологические клиники могут предложить ортопедическое лечение такого высокого уровня.
Центр доктора Кизима обеспечивает своим пациентам самые современные системы для компьютерного моделирования и производства, которые позволяют создавать высокоточные и эстетичные протезы в кратчайшие сроки. Врачи стоматологического центра в ходе ортодонтического лечения применяют новые технологии и получают безупречный результат.
Если вы мечтаете о красивых и здоровых зубах, но нет времени на многонедельные хождения по кабинетам, обратитесь в клинику доктора Кизима
Технология системы CAD/CAM в стоматологии и изготавливаемые протезы
Главное достоинство системы CAD/CAM в стоматологии заключается в том, что изготавливаемые виды протезов имеют высокую точность по сравнению с обычной методикой протезирования. Использование компьютера также обуславливает быстроту изготовления и высокое удобство изделия для пациента.
Эта методика предполагает наличие следующих инструментов:
После подбора требуемых элементов можно переходить к созданию протезов, что включает в себя несколько этапов:
Дальнейший процесс создания протеза происходит без участия пациента и проводится на компьютере или ноутбуке, на котором установлена программа CAD/CAM:
Преимущества и недостатки системы
Любая технология изготовления зубочелюстных протезов имеет как свои плюсы, так и минусы. Система КАД/КАМ в стоматологии не исключение, хотя, безусловно, она имеет больше положительных моментов.
Преимущества протезов, изготовленных по этой технологии:
Единственным, но значительным минусом протезов, изготовленных по системе КАД/КАМ, является их высокая стоимость. Использование компьютерного оборудования при протезировании увеличивает цену в среднем в 2,5−3 раза.
Виды изготавливаемых протезов
Система КАД/КАМ в стоматологии дает возможность изготовить почти все виды зубного протезирования. В их число входят следующие:
Лучшие модели
Самой распространённой моделью этой системы является Dyamach — итальянский производитель, выпускающий фрезерные станки для открытых систем. В этом оборудовании допускается обработка любого вида материала — керамика, металл, пластмасса. В результате получается готовое изделие высокой степени точности.
Фрезерная установка этой фирмы хорошо справляется со сложными конструкциями благодаря высокой подвижности своей рабочей части. В состав входят фрезы различного размера (3,4,6 мм), позволяющие изготовить любой вид протеза. Оборудование работает с высокой скоростью, например, мелкие части и детали (культевые вкладки, абатменты) изготавливаются за 10−15 минут, каркасы мостовидных протезов — до 60 минут. Эта фирма отличается невысокими ценами в сочетании с высоким качеством продукции.
Немецкие производители
Sirona Dental Systems — немецкий производитель экономкласса, доступен для всех видов стоматологических клиник и зуботехнических лабораторий. На фрезерных станках этой фирмы возможно изготовление многих элементов протеза за короткое время.
Wieland — немецкий производитель, выпускающий 2 вида фрезерных станков. Первая модель имеет компактные размеры и небольшой вес, подходит для изготовления несложных протезов, имеет невысокую стоимость. Вторая модель допускает создание протезов в непростых клинических ситуациях (телескопические и с опорой на имплантаты), но имеет более высокую цену.
Другие страны
Roland — японский производитель, предлагающий оборудование для открытых систем. Он также выпускает фрезерные установки для создания протезов из любых материалов. Изготовление единицы из сплава циркония на этом оборудовании занимает около получаса. Конечный результат имеет высокую точность.
Zirkonzahn — итальянский производитель, занимающийся выпуском элементов CAD/CAM для систем открытого типа. Он содержит внутриротовую камеру, компьютер, фрейзер, печь для спекания элементов, изготовленных из керамики. Продукция характеризуется низкой ценой, простотой компьютерной программой и возможностью обучения врачей работе с программой. Эта система идеально подходит для использования в больницах экономкласса из-за своей низкой цены.
Кадкам — система в стоматологии, которая придется по душе каждому благодаря высокому качеству протезов и доступной стоимости.
CAD/CAM технологии в ортопедической стоматологии
к.м.н., стоматолог-ортопед Ервандян Арутюн Гегамович
Дата публикации — 4.10.2015
С момента изобретения человеком компьютера настала новая эра в науке, технике и просто в жизни человека. В то время как большинство людей способны использовать компьютерную технику максимум для общения в социальных сетях, скайпе и совершения онлайн покупок, другие уже давно используют компьютеры для совершения сложнейших математических измерений, 3D проектирования, программирования, изучения сопротивления материалов и усталостных нагрузок, а также в области CAD/CAM технологий. CAD/CAM — это аббревиатура, которая расшифровывается как computer-aided design/drafting и computer-aided manufacturing, что дословно переводится как компьютерная помощь в дизайне, разработке и компьютерная помощь в производстве, а по смыслу — это автоматизация производства и системы автоматизированного проектирования / разработки.
С развитием технологий, ортопедическая стоматология также прошла эволюция от времён бронзового человека, когда привязывались искусственные зубы золотой проволокой к соседним зубам, до современного человека, который использует технологию CAD/CAM. В момент появления CAD/CAM, основными технологиями изготовления коронок и мостовидных протезов были старая и имеющая много недостатков технология штамповки и пайки, более перспективная и передовая технология литья и менее распространённые технологии, также лишённые недостатков штамповки и пайки, сверхпластичная формовка и спекание. С другой стороны, две последние технологии можно применять для очень ограниченного количества материалов, например, сверхпластичную формовку только для титана. CAD/CAM технология лишена всех недостатков, присущих технологиям литья, например, усадки, деформации, в том числе и при извлечении отлитых коронок, мостовидных протезов или их каркасов. Отсутствует опасность нарушения технологии, например, перегрева металла при литье или повторное использование литников, что приводит к изменению состава сплава. Отсутствует усадка каркаса после нанесения керамической облицовки, возможная деформация при снятии восковых колпачков с гипсовой модели, поры и раковины при литье, непролитые участки и т.д.. Основным недостатком технологии CAD/CAM является высокая себестоимость, что не позволяет широко внедриться этой технологии в ортопедическую стоматологию. Первоначальная технология CAD/CAM представляла из себя компьютер с необходимым программным обеспечением на котором производилось трёхмерное моделирование несъёмного протеза с последующим компьютерным фрезерованием с точностью до 0.8 микрон из цельного металлического или керамического блока.
Соответственно, расходными материалами для данной процедуры становились дорогостоящие блоки и фрезы, в основном твёрдосплавные. Благодаря дальнейшей эволюции CAD/CAM технологии, на смену компьютерному фрезерованию пришла технология 3D печати, которая позволила уменьшить себестоимость и дала возможность изготавливать объекты любой формы и сложности, которые невозможно было произвести до этого ни одной из существующих технологий. Например, благодаря 3D печати можно изготовить цельный полый объект с любой формой внутренней поверхности. Применительно к ортопедической стоматологии, можно изготовить полое тело протеза, что позволит не уменьшая прочности конструкции уменьшить его вес. Уникальность технологии 3D печати можно увидеть на видео.
В стоматологии способ 3D печати зависит от печатаемого материала и поэтому саму технологию условно можно разделить на несколько ветвей:
Первая ветвь — это 3D печать воском. Она относится к технологии термопечати, т.е. воск нагреваясь переходит в жидкое состояния, и соответственно в таком состоянии покапельно наносится. После нанесения остывает и переходит в твёрдое состояние. Фактически этот способ является более совершенной технологией моделирования конструкций протезов с присущими ей всеми недостатками литья. Т.е. можно смоделировать на компьютере и напечатать из воска идеальный каркас, но при литье опять столкнуться со всеми проблемами присущими литью. Таким образом данная технология устраняет все недостатки моделирования каркаса из воска, но не устраняет недостатки технологии литья.
Вторая ветвь — это 3D печать пластмассой. Данная технология позволяет получить как разборные модели челюстей, каркасы из беззольной пластмассы для литья, так и готовые протезы, например, коронки или мостовидные протезы из композита, а также напечатать съёмные протезы.
3D печать модели челюстей
В свою очередь существует два метода 3D печати пластмассой:
Термопечать можно использовать для 3D печати термопластами, например, съёмных протезов или же для печати беззольной пластмассой. Светополимеризационную печать можно использовать для печати как коронок из композитов, так и каркасов из беззольной пластмассы, съёмных протезов из акрилатов и полиуретана.
Технология термопечати воска и пластмассы схожи и чем-то похожи на принцип печати обычного цветного струйного принтера. Материал разогревается до температуры плавления и микрокаплями наносится, но в отличии от цветного струйного принтера, который печатает только в одной плоскости, 3D принтер печатает в трёх плоскостях и соответственно не краской, а твёрдыми материалами. Благодаря нанесению материала микрокаплями достигается полная компенсация усадки материала. Кроме этого существует ещё один способ термопечати пластмассой, при котором пластмассовая проволока нагревается и непрерывно подаётся на поверхность печатаемого объекта (FDM 3D печать). Такая технология самая дешёвая и распространённая в мире, но в стоматологии не нашла широкого распространения, так как не обладает высокой точностью.
Более совершенным методом термопечати является технология выборочного термического спекания «SHS» (Selective Heat Sintering). Подробное описание метода представлено в разделе «3D печать металлом».
Фотополимерная печать
Существует 2 способа фотополимерной 3D печати пластмассой в стоматологии:
Струйная фотополимерная 3D печать (MJM)
Светополимеризационная (фотополимерная) печать похожа на термопечать и отличается только тем, что материал не нужно разогревать, так как он уже жидкий, а затвердевание т.е. полимеризация происходит под действием света синего спектра 455-470 нм.
Стереолитографическая печать (SLA)
Кардинально другой принцип используется в технологии стереолитографической печати. Суть метода заключается в печати в ванне наполненной фотополимерной пластмассой или композитом. В отличие от остальных методов печати при этом методе печать производится сверху вниз и печатаемый объект находится в перевёрнутом состоянии. У многих читателей возникнет вопрос, а как же можно печатать в ванне наполненной фотополимерным материалом, так как должно произойти отверждение всего материала, находящегося в ванне. Всё до гениальности просто. Дело в том, что платформа на которой начинается выращивание печатаемого объекта погружается в толщу фотополимерного композита, не доходя 6-20 мкм до дна (зависит от принтера), т.е. остаётся прослойка фотополимерного материала толщиной 6-20 мкм и соответственно в нужных местах отверждается только эта прослойка. После отверждения платформа поднимается вверх, отрывая отвердевший полимер от дна ванны, затем повторно погружается не доходя 6-20 мкм полимеризованной частью до дна. Таким образом опять создаётся прослойка неотверждённого фотополирмерного материала между дном ванны и уже напечатанным слоем. Процесс повторяется столько раз, сколько слоёв необходимо напечатать для полной готовности объекта.
Преимуществами технологии стереолитографической печати являются:
Недостатками стереолитографической печати являются:
Третья ветвь – 3D печать металлом. Суть метода заключается в точечном оплавление металлического порошка лучом до получения однородной структуры. Существует несколько способов 3D печати металлом:
Технология выборочного лазерного спекания (SLS) была изобретена Карлом Декардом и Джозефом Биманом из Университета Техаса (Остин, США) в середине 1980-х.
Технология выборочного лазерного плавления (SLM) была изобретена Вильгельмом Майнерсом и Конрадом Виссенбахом из Института лазерной техники (ILT) Общества Фраунгофера (Ахене, Германия) совместно с Дитером Шварце и Маттиасом Фокеле из компании F&S Stereolithographietechnik GmbH (Падерборн, Германия) в 1995 году.
Все эти методы можно использовать в стоматологии. Условно их можно разделить на две группы, отличающиеся только методом нанесения порошка металла. К первой группе относятся методы подачи порошка с одновременной микросваркой. Ко второй группе относятся методы нанесения слоя порошка с последующей микросваркой порошка.
I группа методов 3D печати металлом.
Метод 3D печати методом прямого осаждения металла (DMD) очень похож на методику лазерной сварки с применением порошка. Суть метода представлена на схеме.
Принцип лазерной сварки
Лазерный луч точечно нагревает участок и туда же подаётся аэрозоль порошка металла в среде инертного газа. Под действием лазера происходит оплавление порошка и переход в жидкую фазу, которая после охлаждения затвердевает. Затем процесс повторяется и таким образом покапельно наслаивается металл. В случае лазерной сварки всё делает зубной техник в ручном режиме. При 3D печати процесс контролируется компьютером, поэтому он производится максимально быстро и точно.
DMD, LFMT, LMD, LDT и LCT методы ничем не отличаются, единственное отличие в том, что LDT и LCT методы применяются для реставрации повреждённых объектов, например, при истирании.
II группа методов 3D печати металлом.
При послойном методе производится нанесении слоя металлического порошка, имеющего микроскопическую толщину (10-50 мкм), на подложку и спекание или точнее микросварка лазером в среде инертного газа микроскопических зёрен металла в необходимых участках слоя. После этого наносится сверху ещё один слой порошка металла, и производится микросварка лазером микрозёрен металла уже не только между собой, но и с нижним слоем.
Таким образом, послойно печатается трёхмерный объект из металла. После завершения печати готовый металлический объект извлекается из порошка. Оставшийся порошок можно использовать повторно. Данная технология представляет из себя безотходное производство, которое в конечном счёте приводит к уменьшению себестоимости конструкции. А благодаря применению компьютерных технологий достигается высокие качество и точность порядка 1-10 микрон. Точность метода ограниченна только диаметром лазерного луча и размером микрозёрен печатаемого материала. Но необходимо помнить, что чем выше точность печати, тем медленнее производиться печать. Предлагаем вашему вниманию видеоролик о 3D печати металлом в стоматологии.
Отличием SLS (выборочное лазерное спекание) от DMLS (прямое лазерное спекание металлов) заключается в том, что второй метод можно применяется только для печати металлом. А методом SLS можно применять для печати любым термопластом. SLS от SLM отличается только тем, что в первом случае производится спекание, а во втором — плавление порошка. Данное отличие является условным, так как при спекании также происходит плавление металла, а отличие названия и описания метода связано с коммерческими моментами. Тоже касается и метода LC и LMF. Поэтому разделение всех этих методов является надуманным, хотя по данным создателей технологий SLS и DMLS плотность печатаемого объекта может регулироваться при использовании этих методов печати.
Электронно-лучевое плавление (EBM) отличается от остальных методов тем, что вместо лазерного луча применяется электронный луч (пучок) высокой мощности, а сама печать производится в условиях вакуума.
Выборочное термическое спекание (SHS) отличается от остальных методов тем, что вместо лазерного или электронного луча используется термоголовка. Благодаря этой технологии возможно создание 3D принтеров маленького размера. Но недостатком технологии является низкая температура печати и поэтому она может быть применена только для печати легкоплавкими металлами и термопластами.
Четвёртая ветвь – 3D печать гипсом/керамикой. Принцип печати гипсом похож на технологию SLS, только вместо лазера используется связующий агент, так называемый клей, соединяющий частички гипса или керамики. Однако печать гипсом не нашла применения в стоматологии, так как модели начали печатать из пластмассы. Печать керамикой является перспективной и позволит печатать каркасы или готовые конструкции коронок и мостовидных протезов.
Что же такое CAD/CAM?
Зуботехническая лаборатория стоматологии Президент производит зубные протезы по технологии CAD/CAM.
Технология CAD/CAM в стоматологии используется около десятилетия и является практически незаменимой при изготовлении коронок, абатментов для имплантов и протезов высочайшей точности и отличного качества.
Суть этой технологии заключается в предварительном трёхмерном моделировании изделия при помощи компьютера и последующем изготовлении на фрезерном блоке.
Что же такое CAD/CAM? Это система автоматического программирования, включающая в себя подсистемы:
Процесс изготовления коронок на каркасе из диоксида циркония : врач снимает слепок, также как и обычно, который доставляется в лабораторию и помещается в специальный сканер, с помощью которого создаётся модель будущего изделия.
Полученная 3D-компьютерная модель преобразовывается в специальный файл, данные из которого в свою очередь используются уже фрезерным блоком при изготовлении каркаса из заготовки оксида циркония. После этого полученный каркас покрывется керамической массой и запекается.
Коронки из диоксида циркония изготовленные при помощи системы CAD/CAM выгодно отличаются в лучшую сторону от металлосодержащих коронок. Эти коронки практически не отличаются по цвету от природных зубов, подборка цвета происходит ещё на этапе изготовления каркаса.
Покрытие каркаса осуществляется с помощью керамической массы Creation (Германия), которая обладает отличной полупрозрачностью и светопроницаемостью, а также содержит в своей палитре высокий спектр цветов, что позволяет изготавливать коронки аналогичные естественным зубам.
Каркас на оксиде циркония обладает толщиной всего четыре десятых миллиметра, благодоря чему обтачивание зубов сводится к минимуму.Несмотря на маленькую толщину прочность оксида циркония гораздо больше прочности металла, поэтому он не деформируется, что увеличевает срок службы коронок.
Однако коронки на каркасе из оксида циркония не единственный вид изделий, которые можно получить с помощью системы CAD/CAM.
Также можно изготовить:
Во время изготовления могут быть использованы различные материалы, среди которых уже вышеупомянутый диоксид циркония, а также воск, пластмасса, титан хром и кобальт.
Итак, преимущества применения технологии CAD/CAM в стоматологии:
Зуботехническая лаборатория стоматологии Президент использует CAD/CAM систему производства фирмы Дельфин (Германия)
Технология CAD/CAM в протезировании зубов
CAD/CAM — технология компьютерного проектирования, моделирования, управления производством, разработанная для промышленного применения. В стоматологии она используется для изготовления искусственных конструкций. Ее применение в протезировании позволяет гарантировать хороший результат восстановления зубного ряда, использовать расширенный перечень материалов, исключать осложнения, связанные с неточным расчетом или проектированием.
Как технология CAD/CAM используется в протезировании?
Как технология CAD/CAM используется в протезировании?При использовании CAD/CAM на каждом этапе изготовления искусственной конструкции применяются специальные методики.
Диагностика. Для получения данных о строении зубочелюстной системы проводится сканирование либо выполняются диагностические снимки в высоком разрешении. Диагностические данные имеют высокую точность, что обеспечивает оптимальный результат дальнейшего проектирования.
Этап CAD. Полученные на этапе диагностики данные в оцифрованном виде загружаются в программу для проектирования. Приложения содержат встроенные сценарии для работы с изделиями разных типов: имплантами, абатментами, вкладками, коронками, протезами. При проектировании на базовом уровне заложено соблюдение критериев эргономики, биомеханики зубочелюстной системы и т.п. Эти критерии на этапе моделирования корректируют с учетом клинической ситуации, требований к результату протезирования. Результат — виртуальная модель искусственной конструкции, которая содержит данные о ее размерах, форме, характеристиках материалов. Когда модель сформирована, выполняется программирование обработки: задается последовательность производственных операций, описываются их характеристики.
Этап CAM. Это — производство спроектированной конструкции под компьютерным управлением. Оно автоматизировано, выполняется на станке с ЧПУ. При изготовлении могут проводиться разные операции: обточка, фрезерование, шлифовка и т.п. Автоматизированное управление учитывает свойства обрабатываемых материалов. Обработка выполняется с высокой (вплоть до прецизионной) точностью. При этом возможен контроль свойств материалов: их плотности, однородности структуры, механической прочности и пр.
Если конструкция изготавливается из диоксида циркония, после производства она проходит термическую обработку.
Технология CAD/CAM рассматривает зубочелюстную систему и изготовленную для нее искусственную конструкцию как единое целое. На этапе разработки она может дополнительно корректировать требования к протоколу хирургического вмешательства, определять точный порядок установки несъемных протезов для получения оптимального результата.
У вас есть вопросы?
Мы перезвоним в течение 30 секунд
Технология расширяет спектр используемых в протезировании материалов и позволяет включить в него:
Преимущества
Высокая точность геометрических размеров. Погрешность при использовании технологии CAD/CAM не превышает 25 мкм. Это позволяет добиваться максимальной эргономики протезов, имплантов, вкладок, точно прогнозировать распределение жевательной нагрузки и окклюзию, полностью воспроизводить анатомическую форму зуба при изготовлении коронки или винира.
Нет ограничений в сложности конструкции, в том числе на этапе производства. Технология позволяет изготавливать основания для протезов, точно учитывающие строение челюстей пациента, иди создавать импланты с формой и конструкцией, оптимальной для передачи жевательной нагрузки, остеоинтеграции, быстрого, точного выполнения установки.
Время лечения сокращается. Проектирование и производство выполняются быстрее, с большей точностью. Изготовление искусственных конструкций в зуботехнической лаборатории может занимать всего 2-3 дня.
Точный прогноз результатов. Выполнение расчетов и проектирования с высокой точностью позволяет заранее оценивать результаты протезирования — и его эстетику, и биомеханические свойства. Анализ конечного элемента позволяет вносить изменения в конструкцию протезов, вкладок, имплантов, заранее рассчитывая их характеристики, срок службы и пр. После завершения этапа CAD пациент может оценить, как будут выглядеть его зубы после протезирования.
Адаптация после протезирования проходит быстрее. Это связано с высокой точностью компьютерной модели. Протез настолько точно воспроизводит разрушенный или утраченный зуб, что пациент его не чувствует.
Стоматология «ДентоСпас» использует в протезировании и имплантации искусственные конструкции, изготовленные по технологии CAD/CAM. Ее применение гарантирует отличный результат лечения: полное восстановление и внешнего вида, и функциональности зубного ряда.
