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.
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».
Существует 2 способа фотополимерной 3D печати пластмассой в стоматологии:
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.
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.
Метод 3D печати методом прямого осаждения металла (DMD ) очень похож на методику лазерной сварки с применением порошка. Суть метода представлена на схеме.
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.
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.
Микросварка металлического порошка
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.
Использование статьи в библиографическом списке «Ервандян, А.Г. CAD/CAM технологии в ортопедической стоматологии [Электронный ресурс] / Арутюн Гегамович Ервандян, 4.10.2015. –
Cad/Cam-технологии в стоматологии для 3d-моделирования зубов – новый проект автоматизации и автономизации лаборатории зубной техники. Применяя его на практике, вы добьетесь повышения качества изделий, их усовершенствования и сократите сроки производства.
В переводе с английского языка Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacture – системы автоматизированного проектирования/изготовления, сокращенно – САПР. Они появились еще в 1980-х годах и встречались совершенно в другой сфере, а именно в промышленности по изготовлению металлорежущих станков для высокоточной обработки деталей и производству автомобилей. В последние десятилетия эта ниша развивалась и внедрялась в разных областях, в том числе и зуботехнической. Сейчас компьютерные программы и техника помогают на всех этапах – начиная с разработки и заканчивая выполнением готовых деталей. Поэтому ни одна область медицины не остается без помощи инновационных электронных технологий.
Технологии и системы Cad/Cam (Кад/Кам) в стоматологии вместе с материалами, не содержащими металл, применяются практикующими докторами и крупнейшими лабораториями для выпуска:
В программе можно воссоздать объемную анатомическую форму для заготовок пресс-керамики, которая наносится на каркас, в полный профиль спроектировать временные коронки и визуализировать другие литьевые модели.
С течением временем компьютерные технологии и материалы подверглись совершенствованию и преобразованию. Cad/Cam стоматология предполагает методы компьютерной проектировки и разработки продукции, которые применяются в качестве альтернативы ручному способу черчения. Объект просматривается под любым углом, а его проекцию можно рассмотреть в определенном освещении. Также могут пересматриваться, меняться любые его части. Конструкция элемента может быть полностью перестроена заново. После уточнения и одобрения проекта специалистами детализированные чертежи с числовыми обозначениями размеров распечатываются и передаются для производства.
С такими возможностями современная медицина предлагает реставрации высокого качества, используемые в практике зубных специалистов и дантистов в протезировании. Те модели, что изготовлены по новым технологиям, характеризуются лучшими свойствами прилегания, биосовместимости, повышенной прочностью и эстетичным внешним видом.
Во многих зуботехнических лабораториях применяют САПР, благодаря чему техники занимаются проектированием с помощью специализированного ПО:
Программа для врачей-стоматологов по 3д моделированию зубов зарекомендовала себя с очень хорошей стороны – она не только ускоряет процесс создания, но также делает результат более точным и улучшенным по характеристикам. Если сравнить ее с традиционным изготовлением, выясняется, что компьютерная технология не нуждается в большой площади, не загрязняет помещение так, как метод литья. Мастер может в одиночку обслуживать систему, что экономит временные и финансовые затраты.
Такая система не заменит профессионализм, талант, опыт докторов и зубных техников. Достаточная квалификация специалистов в области начальной подготовки слепка, точность во время создания цифрового оттиска и объемного образа реставрации – обязательные условия успешной работы. От этого зависит предотвращение скорого повреждения элемента и длительность его использования. Плохие коронки могут иметь зазоры между здоровыми зубами и установленной реставрацией, что повышает риск занесения инфекции.
Стандартная система изготовления зубных реставраций основана на технологии литья. Протезы держатся на каркасе, выполненном из литого металла с керамическим покрытием. Сейчас набирают популярность временные коронки из оксида и диоксида циркония. По существу это одна из разновидностей керамики. Преимуществами таких изделий считается их безупречный внешний вид и высокая прочность. Без металлического основания модель выглядит более естественно. Оксид циркония инертен. Проявление аллергии или отторжение материалов практически невозможно, что не исключено в случае использования других материалов.
Такую основу нельзя получить при помощи литья. В необработанном виде брусок диоксида циркония – податливый материал, отдаленно напоминающий мел. После обжига при 1350 градусах он становится прочным и твердым, как керамика. При термическом воздействии деталь «усаживается» и коронка уменьшается в размере. Именно поэтому ручное изготовление подобных реставраций нежелательно.
Использование и производство таких протезов состоялось только благодаря внедрению инновационных компьютерных технологий Cad/Cam.
Существует много САПР для 3D-проектирования зубов с целью их последующего изготовления. Самые популярные:
Но технический прогресс положительно влияет на разработку и внедрение нового ПО, а потому AutoCAD, ZWCAD и другие программы для проектирования и визуализаторы совершенствуются, развиваются и становятся надежными помощниками дантистов и зубных техников.
|
|
|
|
|
Мониторинг качества показывает, что нынешние реставрации прочнее и лучше, чем протезы, изготовленные без участия систем автономного проектирования.
ZWSOFT реализует САПР нового поколения. ZWCAD 2018 становится все более популярной среди пользователей. Продукт востребован по ряду причин:
Версия 2018 имеет обновленный стиль пользовательского интерфейса, а также включает большие возможности настройки панели инструментов. Приятное дополнение в виде встроенного калькулятора в боковой панели и возможность быстрого создания уточнений и шапок чертежа облегчает выполнение задач и экономит временные затраты. Лицензионная политика всех продуктов ZWCAD дает возможность самостоятельно выбрать нужный по набору функций, подходящий вариант для выполнения задач любого уровня сложности и не переплачивать за опции, которые не нужны клиенту.
Большим преимуществом оснащения клиник и лабораторий нужным оборудованием и программным обеспечением является возможность предложения пациентам восстановление зуба всего за одно посещение. Cad/Cam Cerec системы в стоматологии используются для того, чтобы за один визит поставить клиенту коронки, вкладки или виниры. Положительным моментов является тот факт, что местная анестезия проводится тоже единожды в момент подготовки к процедуре.
Цельнокерамический мост таким образом поставить невозможно, так как его производство занимает больше времени и выполняется в условиях лаборатории.
Каждая программа отличается набором возможностей, но все обладают высокой эффективностью показателей. В целом это ПО – аналог ACAD. Софт доступен по цене, а потому подойдет как для полноценных лабораторий зубной техники, так и для вновь открытого учреждения. По поводу стоимости на обновление ПО рекомендуем проконсультироваться с менеджером компании, так как существуют версии с платным и бесплатным вариантами апгрейда.
Рассмотрим основные инструменты для стоматолога, подходящие для 3d-моделирования.
Набор функций позволяет просматривать и редактировать свойства выбранного объекта через палитру свойств, а также включает:
Покупатель может протестировать не демо, а полную версию, убедившись в преимуществах ПО до совершения покупки. Для создания зубных реставраций рекомендуется выбирать более усовершенствованное программное обеспечение.
Этот софт включает все возможности предыдущей версии, а также имеет дополнительные:
Снабжен наименьшим количеством возможностей. Поддерживает 2D/3D, обладает интуитивно понятным интерфейсом и базовым набором для проектирования. На ней легче учиться работе с аналогичным ПО. Этот вариант тоже можно протестировать до покупки, но обновления больше не поддерживаются.
ПО в медицине сегодня стало неотъемлемой частью на разных этапах – от диагностики до оперативного вмешательства.
Его достоинства для зуботехнических лабораторий:
Приобретая продукцию нашей компании, вы получаете качественную компьютерную программу для стоматологов-техников за невысокую цену. За аналог ZWCAD 2018 – ПО от Autodesk – вы заплатите значительно дороже. Правильный софт облегчит выполнение задач любого уровня сложности. Современная клиника должна обеспечивать должный подход к своим клиентам. Качественное оборудование и современные технологии помогают упростить процесс и сократить временные и финансовые расходы. Мы предлагаем клиентам приобрести инструменты для своей специальности – простые в управлении и эффективные в работе.
CAD / CAM (англ. Computer — aided Design , Computer — aided manufacturing ) — это собирательное название современных технологий, позволяющих автоматизировать процесс изготовления ортопедических реставраций. Раньше для создания искусственной коронки или вкладки требовалось 2-4 посещения, разделённых несколькими днями ожидания. Период ожидания был необходим для того, чтобы зубной техник смоделировал и воспроизвёл реставрацию из металла или керамики. Более подробно о написано в соответствующей статье. Сегодня благодаря кад/кам-технологиям появилась возможность изготовить коронку или вкладку на зуб в течение одного дня.
Если говорить конкретно, что CAD/CAM — это комплекс, включающей следующее оборудование:
Сканер нужен для создания виртуальной 3d-модели зубов пациента. Существуют как внутриротовое сканеры, «оцифровывающие» непосредственно ситуацию в полости рта, так и обычные, сканирующие предварительно изготовленные гипсовые модели челюстей пациента.
Полученная трёхмерная модель зубов пациента обрабатывается в компьютерной программе, где в автоматическом (или полуавтоматическом) режиме для разрушенного зуба создаётся виртуальная модель будущей реставрации (вкладки, коронки или винира), необходимой для возмещения дефекта. Интерфейс CAD/CAM — программы похож на трёхмерный редактор. Врач имеет возможность создать или изменить любой элемент смоделированной реставрации: высоту бугром, выраженность рельефа, кривизну стенок и т.д. Когда моделирование будет закончено, файл с моделью реставрации отправляется на фрезерный станок.
Реставрация, которая была смоделирована на предыдущем этапе, автоматически вытачивается на фрезерном станке. Как выглядит этот процесс показано на видео ниже. В качестве материала используются стандартные керамические или металлические заготовки.
Идеи применения CAD/CAM-системы для изготовления стоматологических реставраций появилась в 1971 году. Первые прототипы были громоздкие и неудобные в работе. К тому же, сканеры, используемые для создания виртуальных моделей, давали сильные искажения. Сегодня эти проблемы решены. Точность «цифрового оттиска» не уступает оттиску, полученному по классической методике. Программное обеспечение значительно улучшилось, и процесс виртуального моделирования будущей реставрации превратился в творчество. Точность фрезерных станков также повысилась благодаря одновременному использованию нескольких фрез и уменьшению их диаметра. В России сегодня представлены следующие cad/cam системы:
Коронки, изготовленные по разным технологиям, могут не отличаться по внешнему виду. Пациент в любом случае получит высокоэстетичную реставрацию, восстанавливающую красоту улыбки и функцию пережевывания пищи. Однако использование кад/кам-систем позволяет упростить и ускорить изготовление реставраций:
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ С ПОМОЩЬЮ CAD/CAM-ТЕХНОЛОГИЙ В ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ
Проф. Т.И. Ибрагимов, доц. Н.А. Цаликова
Перспективность CAD/CAM-технологии в стоматологии заключается в том, что она позволяет изготовить конструкции зубных протезов в одно посещение, практически на глазах у пациента и при этом обойтись без зубного техника. Главное преимущество данной методики заключено в способе обработки материала для реставрации - так называемая холодная обработка. Холодная обработка (фрезерование) является более щадящей и позволяет сохранить заданные свойства материала неизменными.
В настоящее время техника моделирования и изготовления прецизионных деталей различного назначения с помощью CAD/CAM-технологий нашла широкое применение во всём мире, в том числе в стоматологии.
Аббревиатура CAD означает компьютерное моделирование, CAM - компьютерное изготовление протезов.
В 1970 году зародилась идея автоматизированного изготовления стоматологических реставраций. На её воплощение ушло более 10 лет, и в 1983 году в Париже на Международном конгрессе стоматологов впервые была демонстративно изготовлена реставрация при помощи CAD/CAM-системы. Пациенткой была мадам Duret, жена Francis Duret - разработчика фантастической по тем временам идеи применения компьютерного моделирования для изготовления конструкций в стоматологии. Идея была осуществлена совместно с фирмой «Henson International». Так появилась система «Duret» для компьютерного моделирования и изготовления реставраций.
Почти параллельно с этим разрабатывалась швейцарская система «Cerec». Разработчиками являются «Verner Moermann» и «Marco Brandestini».
Система «Duret» существует и сейчас, однако, к сожалению, ей не нашлось достойного места на стоматологическом рынке.
Так было положено начало эре CAD/CAM-технологий в стоматологии. В настоящее время каждый год заявляют о себе уже не одна, а несколько новых систем.
Некоторое время два направления, символизирующие инновационное развитие стоматологии, существовали параллельно, однако было очевидно, что рано или поздно, они пересекутся. Изготовление супраконструкций на имплантатах методом компьютерного фрезерования уже широко практикуется в клинике ортопедической стоматологии. Одиночные коронки и мостовидные протезы различной протяжённости производятся практически всеми CAD/ CAM-системами.
Ниже перечислены этапы работы CAD/CAM-систем, которые необходимо использовать для изготовления зубных протезов с помощью данной технологии.
Получение информации об объекте. Это можно сделать с помощью внутриротовой камеры, стационарного сканера или контактного профилометра.
Обработка полученной информации компьютерной программой и перевод данных в систему координат.
Виртуальное моделирование реставраций в компьютере с помощью виртуального каталога и специального программного обеспечения.
Изготовление виртуально смоделированных реставраций с помощью фрезерного станка.
ПОЛУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ОТТИСКА
Для получения оптического оттиска с препарированного зуба или модели применяют внутриротовые камеры или стационарные сканеры. Внутриротовая камера предназначена для получения информации непосредственно из полости рта, и её применение позволяет исключить этапы снятия оттиска и отливки модели. Благодаря этому осуществляется принцип изготовления реставраций в одно посещение в присутствие пациента. При применении стационарного сканера это преимущество теряется, однако появляется возможность существования централизованной лаборатории для изготовления CAD/CAM-реставраций.
У современных камер и сканеров точность считывания информации достигает 25 мкм. По данным литературы, краевой зазор менее 100 мкм является приемлемым. Сканирование осуществляется при помощи лазерного излучения или поляризованного света. Преимущество современной коллинеарной технологии сканирования
заключается в том, что падающий и отображённый лучи распространяются вдоль одной оси. Это исключает образование мёртвых зон, т.е. затемнённых участков, однако затрудняет считывание информации с дивергирующих стенок из-за большого расстояния между сканируемыми точками. В российской системе «OpticDent» лучи расходятся под углом 90°, угол дивергенции 8-9° при вертикальном положении.
При увеличении глубины сканирования происходит рассеивание луча, что ухудшает точность изображения. В современных оптических системах, применяемых в стоматологии, глубина сканирования достигает 1 см. При этом камера должна быть максимально приближена к зубу. Чтобы повысить качество оптического оттиска, лучше выполнять снимки в нескольких проекциях. С этой точки зрения удобнее использовать стационарный сканер.
При сканировании рабочей поверхности модели площадь рабочей поверхности сканирующей головки должна быть больше площади проекции исследуемого объекта. Это достаточно легко определить с помощью дифракционной решётки, вмонтированной в камеру. Она проецирует на зуб несколько параллельных полос. Реставрация моделируется как совокупность поперечных сечений для ряда продольных координат.
При получении оптического оттиска в полости рта существуют определённые клинические особенности, которые следует учитывать при работе с внутриротовой камерой. Прежде всего они связаны с дрожанием руки в процессе получения оттиска (снимка) и сложностью правильного позиционирования камеры по отношению к объекту.
В этой связи большое значение имеет освещение объекта. Оно не зависит от проекции полос, так как при дрожании руки полосы могут размываться. Кроме того, важен вид освещения: постоянное или импульсное. Импульсное освещение позволяет нивелировать отрицательные эффекты дрожания руки в большей степени, чем постоянное освещение. Для получения качественного оптического оттиска желательно также максимально сократить время съёмки.
Важнейшим условием получения качественного оптического оттиска является правильное ОП с учётом оптических возможностей камеры или сканера. Перед снятием оптического оттиска, для снижения бликования, поверхность объекта съёмки покрывают водным раствором полисорбата для равномерной адгезии последующего
антибликового слоя, а затем покрывают антибликовым слоем из порошка TiO 2 и снимают оптический оттиск. После оценки качества полученного оптического оттиска всю информацию о геометрических размерах объекта переводят в систему координат и обрабатывают с помощью компьютерной программы.
Следующий этап изготовления CAD/CAM-реставраций - моделирование анатомической формы зуба. Для этого можно использовать базу данных компьютерной программы, содержащую стандартные формы зубов, или каталог зубов, созданный индивидуально. Врач может создать и личный каталог зубов.
Оптимальным вариантом моделирования анатомической формы зуба является использование в качестве шаблона модели исходной ситуации до разрушения или препарирования либо симметрично расположенного зуба с задействованием функции зеркального отражения. В различных CAD/CAM-системах индивидуализация формы зуба происходит по-разному. В современных системах существует функция автоматической подгонки края реставрации к линии препарирования зуба. Подгонка может осуществляться и вручную. Регулировке поддаётся также плотность проксимальных и окклюзионных контактов.
При этом в базу данных заложены параметры толщины реставрации в зависимости от материала изготовления. В случае моделирования каркасов коронок, вместо анатомической формы зуба задают толщину реставрации соответственно выбранному для её изготовления материалу. При моделировании при помощи программного обеспечения каркасов мостовидных протезов задают форму и пространственное положение промежуточной части.
Фрезерование. Для фрезерования конструкции зубного протеза в станке зажимают стандартный блок материала, подобранный в зависимости от размера и длины конструкции. Затем приступают к калибровке. Материал обрабатывается алмазными или твердосплавными фрезами. На старых аппаратах использовалось два диска, затем диск и фреза, а в настоящее время на новых аппаратах используются 2 фрезы. Минимальный диаметр фрезы 1 мм. Это значит, что толщина сканируемого зуба должна быть не менее 1,2 мм. Например, в системе «Хинтелл» (Германия) использовано 12 фрез, из которых компьютер сам выбирает 2 фрезы нужного для конкретной ситуации диаметра.
Фрезерование металла проводится твердосплавными фрезами, а остальных материалов - алмазными.
Качество фрезерования зависит, в том числе, от количества осей вращения в станке. В современных системах их насчитывается 4-5. Использование водяного охлаждения или масляной смазки в процессе вытачивания реставрации позволяет одновременно осаждать взвесь частиц материала в воздухе, охлаждать реставрацию и смазывать рабочую поверхность.
Лазерное спекание. В настоящее время используют принцип лазерного спекания порошка металла. Этот способ применяют при обработке хром-кобальтового сплава, так как его фрезерование связано с большим расходом фрез и времени. Механизм спекания подразумевает нанесение порошка металла на округлую пластинку. Виртуальная модель конструкции зубного протеза условно делится на 50 пластов, и соответственно каждому слою идёт спекание металлического порошка по принципу «здесь спекаем - здесь не спекаем», до полного спекания зубного протеза. По такому же принципу можно изготовить не только коронки и мостовидные протезы, но и бюгельные протезы.
Материалы:
Диоксид циркония (Y-TZP ZrO 2 HIP), Ti, Fu;
Оксид циркония (полностью спечённый и полуспечённый);
Стеклокерамика (усадка после повторного обжига достигает 25%);
Керамика;
Композиты (для временных коронок);
Хромкобальтовый сплав, куда входят добавки марганца, вольфрама, молибдена, железа, кадмия;
Сплавы титана;
Титан и др.
Таким образом, принципиальное различие материалов для изготовления зубных протезов по CAD/CAM-технологии заключается не только в химическом составе заготовок, но и в фазовом состоянии используемого материала.
CAD/CAM-реставрации при протезировании на имплантатах. История современной дентальной имплантации насчитывает уже более 50 лет. Все началось, когда Ингвар Бранемарк в процессе изучения микроциркуляции в костной ткани при помощи титановой обсервационной камеры, внедрённой в витальную кость, обнаружил необычное сращение металла с костной тканью и сформулировал понятие остеоинтеграции. В дальнейшем он выработал основные принципы дентальной имплантации.
Первым этапом всегда является получение информации об объекте. Информация может быть получена как оптическим, так и тактильным методом, как, например, в системе «Procera». При наличии в системе внутриротовой камеры, как в системах «Cerec» и «Duret», эта информация может быть получена прямо из полости рта как с естественных, так и с искусственных опор. Процедура идентична изготовлению обычных восстановительных коронок на естественные зубы. Установленный в полости рта абатмент и окружающие его ткани покрывают антибликовым порошком, после чего получают оптический оттиск. Если используют имплантат с раздельной супраструктурой, то отверстие для винта в абатменте предварительно герметизируют. Второй снимок делают с целью регистрации окклюзионных контактов, после чего производят виртуальную моделировку реставрации, которая затем изготавливается в шлифовальном блоке.
Этот способ позволяет изготовить бескаркасную керамическую реставрацию в одно посещение.
Другим вариантом изготовления ортопедической конструкции является непрямое сканирование при помощи стационарного сканера. После этого изготавливают модель с имплант-аналогами и подбирают абатменты. Готовую модель сканируют и приступают к изготовлению реставрации.
При использовании таких лабораторных систем, как «Everest», «Cerec inLab» и других, допускается изготовление каркасной керамики, в том числе мостовидных протезов.
Третий вариант производства реставраций представляет собой CAM-изготовление конструкций. Этап виртуальной моделировки в этом случае отсутствует, зато производится двойное сканирование. Вначале сканируют модель с абатментом, затем - восковую или пластмассовую реплику конструкции, выполненную по традиционной технологии в зуботехнической лаборатории. Далее реставрацию изготавливают в шлифовальном блоке.
Ещё несколько лет назад при оценке эффективности имплантации эстетические параметры вообще не принимались во внимание. Имели значение только степень остеоинтеграции и функциональность конструкций, изготовленных с опорой на имплантаты. Однако в связи с ростом требований к эстетике всё чаще стали использовать индивидуальные абатменты, позволяющие учитывать особенности слизистой оболочки десны, направление оси имплантата, прикуса. С их помощью изготавливалось и изготавливается большое
количество высокоэстетичных конструкций. Однако существуют традиционные для методики литья недостатки: возможность недоливов, образование внутренних пор, отсутствие гарантии качества металла. С точки зрения сохранности мягких тканей, окружающих имплантат, возможности удаления остатков цемента и из гигиенических соображений плечо абатмента не должно располагаться ниже уровня маргинальной десны. Однако, если речь идёт об имплантации в области фронтальных зубов, уровень плеча диктуют эстетические соображения. При прозрачной истончённой слизистой оболочке край металлического абатмента может создавать серую тень в пришеечной области. Кроме того, при изготовлении безметалловых конструкций, покрывающих имплантаты, логичнее использовать безметалловые абатменты, так как одним из условий обеспечения эстетики реставраций с опорой на имплантаты является гармоничное сочетание механических, биологических и эстетических свойств конструкционных материалов.
В настоящее время производители систем имплантации предлагают абатменты из оксида циркония в виде стандартной заготовки в комплекте с крепёжным винтом. Абатменты корректирует техник. Возможна разметка абатмента и его шлифовка алмазными или карборундовыми инструментами.
С расширением функций программного обеспечения CAD/CAM-систем становится возможным изготавливать с их помощью не только супраконструкции на имплантатах, но и сами абатменты. Преимущество методики заключается в возможности виртуальной моделировки формы абатмента с учётом особенностей рельефа слизистой оболочки и других эстетических и функциональных требований.
В настоящее время наблюдается тенденция к объединению усилий производителей имплантационных и CAD/CAM-систем. Примером является сотрудничество фирм Straumann и Sirona, которое вылилось в совместный проект «CARES» (Computer Aided Restoration Service), и фирм Astra-Tech и Atlantis, также заявляющих о совместном изготовлении абатментов не только из оксида циркония, но и из титана, как в системе «Procera» и других.
Условно существуют две методики автоматизированного изготовления абатментов из оксида циркония: CAD/CAM-изготовление, включающее виртуальное моделирование конструкции, и CAM-изготовление, копирующее восковую или пластмассовую заготовку, выполненную техником.
На примере системы «CARES» рассмотрим первый вариант.
Необходимые средства: система «Sirona inLab», стационарный сканнер «inEos», специальные заготовки абатментов для сканирования, по диаметру соответствующие имплантату. Оптимальным считается вариант использования временного абатмента с временной реставрацией для предварительного формирования мягких тканей.
После получения оттиска и получения мастер-модели изготавливают ещё одну модель из скан-гипса с установленным скан-абатментом. Проводят сканирование абатмента, что называется, in situ, либо в «inEos», либо при помощи лазерного сканнера системы «inLab». Возможно также сканирование в полости рта внутриротовой SD-камерой. Затем процедура напоминает моделировку мостовид-ного протеза. Очерчивают периметр абатмента и проводят дальнейшее моделирование. Для этого необходима программа моделировки абатментов.
Оптимальным вариантом является использование в процессе моделировки силиконового индекса или временной конструкции.
Необходимо следить, чтобы толщина покрывающей имплантат реставрации была равномерной.
На примере системы «Procera» можно продемонстрировать CAD-изготовление абатментов. Первая часть процедуры похожа на изготовление индивидуально отливаемых абатментов. Имеются заготовки абатментов, соответствующие имплантатам, которые индивидуализируются в зуботехнической лаборатории. После этого производится их сканирование. В системе «Procera» сканер тактильный. После преобразования полученной информации и воспроизведения индивидуальной модели абатмента на экране он устанавливается в виртуальный цилиндр для соотнесения с блоком, из которого будет шлифоваться готовый абатмент.
