Курсы WEB EXPO Халява Статьи Видео

видео на ресурсеИспользование 3D печати мокапа для создания дизайна улыбки в одно посещение

Автор: Adam Nulty, Chris Lefkaditis, Patrik Zachrisson, Quintus Van Tonder

Резюме: Технологии 3D печати в постоянно развиваются и находят все большее применение в различных областях стоматологии. 3D-печать все чаще используется как эффективное дополнение к CAD/CAM (computer-assisteddesign/computer-assistedmanufacturing) технологиям. В этой статье обсуждаются методы лечения с применением 3D-печати и дизайна улыбки, а также представлен клинический случай, в котором описывается процесс улучшения общего внешнего вида  верхнего зубного ряда у 67-летнего пациента. Также в данной статье описываются преимущества, которые 3D-печать предлагает врачам при ее использовании в процессе планирования лечения.

Технологии 3D печати в стоматологии помогают упростить сложные процессы при традиционном лечении. Снижая энергозатраты и стоимость производства, 3D-печать часто используется в стоматологии в дополнение CAD / CAM технологиям, повышая эффективность и предсказуемость.

Традиционные в стоматологии оттиски получают с помощью альгинатных и силиконовых материалов. Далее на гипсовых моделях изготавливают различные ортодонтические и ортопедические конструкции, такие как каппы, ретейнеры, коронки, мостовидные протезы и т. д. Однако развитие цифровых технологий позволило использовать 3D-печать для изготовления  стоматологических конструкций непосредственно с помощью компьютерного 3D моделирования.

Развитие цифровой стоматологии привело к модернизации стоматологической практики, проложив путь технологиям автоматизированного производства. Интеграция 3D-печати в стоматологическую практику дала возможность создания цифровых 3D-моделей на основе цифрового оттиска, полученного с внутриротового сканера (IOS), которые легко использовать для диагностики, планирования лечения и компьютерного моделирования. Цифровые модели удобны тем, что устраняют необходимость в пространстве для их хранения, а также удобны в систематизации и коммуникации.

Возможность хранения цифровой информации позволила создавать «библиотеки зубов», которые также могут быть интегрированы в популярное и бесплатное программное обеспечение, такое как Международная цифровая стоматологическая академия (www.idda.org), Meshmixer (Autodesk, meshmixer.com).

Клинический случай

67-летний мужчина обратился в клинику  с желанием заменить свои старые, сколотые, окрашенные композитные реставрации на верхней челюсти, а также отбелить зубы. (Рисунок 1 и Рисунок 2). Хронические заболевания в анамнезе у пациента отсутствовали.

Рисунок 1. Вид до лечения

Рисунок 2. Внутриротовой вид до лечения

При осмотре был определен I класс окклюзии с признаками стираемости зубов. Во время сна пациент использовал каппу. После продолжительной мотивации и регулярной профессиональной чистки у пациента отмечался хороший уровень гигиены полости рта с низким риском развития кариеса, и прогноз для любого лечения был достаточно благоприятным.

Варианты лечения

Пациент хотел заменить все старые реставрации на передних зубах, независимо от того, были ли они неудачными, а также изъявил желание изготовить виниры на верхние резцы, чтобы выглядеть моложе. Также пациент хотел отбелить зубы на нижней челюсти. Таким образом, варианты лечения, обсуждавшиеся с пациентом, заключались в создании новых реставраций для резцов, клыков и премоляров верхней челюсти с отбеливанием зубов нижней челюсти или без него. Другой вариант заключался в полном преобразовании улыбки, включая отбеливание всех зубов, замену передних пломб на верхней челюсти, и изготовление виниров на резцы, клыки и премоляры верхней челюсти. Пациент выбрал второй вариант.

План лечения, методы, процесс и результат

Авторы, чьи предпочтения в отношении дизайна улыбки должны быть минимально инвазиными, насколько это возможно, следуют пути дизайна улыбки, известному как guided smile concept (GSC).  Традиционный цифровой дизайн улыбки (digital smile design (DSD)) неизменно включает в себя единственный шаг в процессе планирования. Однако точно так же, как управляемая имплантология включает в себя ортопедическое планирование операции по размещению имплантата, т. е. планирование окончательного положения перед установкой, GSC стремится сделать весь процесс моделирования улыбки управляемым с трехмерным конечным результатом, запланированным еще до препарирования зубов. Недостатком традиционного моделирования улыбки является риск утери информации и как следствие невозможности достижения запланированного результата при двухмерном (2D) или даже трехмерном планировании. С помощью GSC новая улыбка пациента планируется с использованием библиотек зубов. Благодаря использованию CAD/CAM технологий при планировании лечения возможно максимально точно сохранить согласованную форму зубов и их положение до этапа финальных реставраций.

Клиницисты должны всегда уважать пожелания пациента, не забывая при этом о физических ограничениях реставрационного материала и особенностях клинической ситуации. Например, может потребоваться уменьшение большого количества твердых тканей зуба, если пациенту будет неуместен объемный передний зуб.

Раньше для DSD или другого 2D-дизайна улыбки не было необходимости привлекать третье лицо для создания мокапа. Цифровой дизайн улыбки можно сделать быстро и достаточно легко с помощью подходящего программного обеспечения для наслоения изображений (Keynote, Powerpoint). Эти двухмерные макеты, однако, являются лишь руководством, чтобы помочь пациенту увидеть потенциальный конечный результат и позволить клиницисту и технику визуализировать важные ориентиры, такие как средняя линия лица и межзрачковая линия, как ориентир наклона окклюзионной плоскости (Рисунок 3 - Рисунок 5). Такие макеты не дают клиницисту подробного представления о трехмерной морфологии зубов, которая имеет решающее значение для моделирования минимально инвазивной реставрации. Сегодня в программном обеспечении (DSDApp®, DSD-DigitalSmileDesign, digitalsmiledesign.com; IvosmileApp, IvoclarDigital, ivoclardigital.com) возможно визуализировать будущую улыбку или создавать мокап и интегрировать их в рабочий процесс.

Рисунок 3. Планирование дизайна улыбки: лицевые ориентиры

Рисунок 4. Планирование дизайна улыбки: контуры зубов

Рисунок 5. Планирование дизайна улыбки: 2D сравнение

В настоящее время стоматологи совмещают 2D-мокап с 3D-моделью зубных рядов пациента в Meshmixer или других программах (TRIOS Design Studio, 3Shape, 3shape.com; inLab, Dentsply Sirona, dentsplysirona.com; exocadChairsideCAD, exocad, exocad.com). Данную манипуляцию  можно выполнить несколькими способами.  Один простой метод подразумевает использование бесплатного программного обеспечения, такого как Meshmixer и Overlay2 (ColinThomasPhotographyLtd, colinthomas.com). Путем наложения двухмерной фотографии как «призрачного» изображения, например, полупрозрачного мокапа, созданного в программе дизайна улыбки (SmileDesignerPro, smiledesignerpro.com), окклюзионная плоскость двухмерного изображения совмещается с осью «х» в 3D до того, как 3D-модели пациента будут перемещены и выровнены в правильное положение по отношению к 2D-фотографии. Затем эту фотографию можно заменить на mock-up, а затем трехмерные зубы из библиотек переместить в нужное положение, а также произвести необходимые корректировки.

Альтернативный и более простой метод доступен пользователям exoCAD® (exocad). Программное обеспечение предлагает возможность одновременного манипулирования 2D-мокапом и 3D-мокапом с немедленным отображением результата.

Трёхмерный мокап основывается на двухмерном изображении с той же библиотекой зубов, что повышает предсказуемость конечного результата.

Преимуществом этого подхода является минимальное препарирование. Как сказал доктор Паскаль Магне: «Речь должна идти не об эстетике, а о стоматологии, сохраняющей зубы». Препарированиезуба должно сочетаться с эстетическим результатом. Цифровая стоматология CAD / CAM дает врачам возможность увидеть, каким может быть конечный результат до препарирования зубов или любого другого инвазивного вмешательства. В отличие от традиционного wax-up, цифровую модель можно редуцировать на заданную толщину для визуализации объема препарирования твердых тканей зуба. Таким образом, существует разница между минимальным препарированием и его полным отсутствием, т.е. «минимальная подготовка» не означает «вовсе без препарирования».

Возможно, самым большим преимуществом 3D печати является возможность продемонстрировать минимально инвазивный мокап, который смогут увидеть как врач, так и пациент, оценить почти точную копию того, как будет выглядеть конечный эстетический результат до того, как какие-либо зубы будут отпрепарированы. Более того, при необходимости можно внести коррективы.

В данном случае, стоматологи использовали 2D мокап из программного обеспечения для создания дизайна улыбки (SmileDesignerPro) и переводили его в 3D модель с помощью Overlay2 в Meshmixer. Как обсуждалось выше, 2D изображение, дает возможность правильно ориентировать 3D модели  отностительно окклюзионной плоскости в «XYZ осях». Используя Meshmixer, зубы из библиотеки были помещены поверх отсканированного STL-файла (Рисунок 6 и Рисунок 7). Небные поверхности добавленных зубов были фактически удалены, чтобы визуализировать небную поверхность естественных зубов.

Рисунок 6. 3D Meshmixer мокап; наложение макета на калиброванный окклюзионный уровень и 2D макет.

Рисунок 7. 3D Meshmixer мокап; с использованием Meshmixer зубы из библиотеки были помещены поверх естественного зубного ряда

Затем с помощью 3D-принтера (AsigaMaxUV, Asiga, asiga.com) модель была напечатана смолой DentaModel (Asiga) с высотой каждого слоя 50 µm. С напечатанного на 3D-принтере мокапа был снят поливинилсилоксановый (ПВС) оттиск. Полученный оттиск использовался несколько раз, чтобы оценить внешний вид будущей улыбки, для правильного подбора маркировочного бора, для определения окончательного расположения реставрации, и формы, с которой будет скопирован окончательный дизайн после всех внесенных корректировок (Рисунок 8).

Рисунок 8. Напечатанный 3D мокап и его поливинилсилоксановый оттиск

Авторы предпочли сделать ПВС-оттиск, а не использовать гибкую матрицу, напечатанную на 3D-принтере, потому что на момент проведения этой процедуры не было подходящих гибких биосовместимых материалов, доступных для использования в практике. Однако в настоящее время доступны некоторые материалы, такие как податливые смолы «Indirectbondingtray» от различных производителей или податливые прозрачные смолы, например KeySplintSoft® (KeystoneIndustries, keyprint.keystoneindustries.com). Вариант с прямой печатью матрицы можно рассмотреть с двух сторон. Данный процесс позволяет сэкономить время, так как матрица будет напечатана вместо модели, поэтому ее не нужно создавать с помощью ПВС. Кроме того, матрица будет прозрачной, что даст возможность использовать более долговременные материалы. Например, этот способ можно затем использовать для изготовления постоянных композитных реставраций, которые будут отверждены через 3D-напечатанную матрицу.

Благодаря появлению 3D-напечатанной матрицы, этот этап можно адаптировать для гингивэктомии, закрепления ортодонтического лечения или ночных капп и дальнейшим использованием после изготовления окончательных реставраций, поскольку они  будут копиями 3D STL-мокапа.

На этапе подготовки необходимо спланировать окончательные реставрации. В данном случае для моделирования использовалось программное обеспечение CEREC 5.1 (DentsplySirona) на основе внутриротового сканирования (Primescan, DentsplySirona) препарированных зубов, зубов-антагонистов и регистрации окклюзии, а также гибридного сканирования полости рта и мокапа модели, напечатанного на 3D принтере.  По сравнению с ручной регистрацией, гибридное сканирование позволяет программному обеспечению легко выравнивать модели, предоставляя больше ориентиров на выбор (Рисунок 9). Затем результаты сканирования были использованы для копирования формы скорректированного макета непосредственно в CAD программное обеспечение (Рисунок 10 и Рисунок 11).

Рисунок 9. Внутриротовое 3D-сканирование было выполнено вместе с гибридным сканированием мокапа, который будет использоваться в CAD процессе

Рисунок 10. Контуры мокапа, используемые для копирования в CAD процесс

Рисунок 11. Полный CAD дизайн

Выбор материала

В минимально инвазивной стоматологии возникает необходимость в небольшом уменьшении структуры зуба. Важно помнить о желаниях пациента в отношении плана лечения, на который он согласился. На этапе проектирования необходимо учитывать минимальную толщину материалов, применяемых в технологии CAM , чтобы материалы были успешно фрезерованы и остались достаточно прочными, чтобы выдерживать окклюзионную нагрузку. Например, IPS e.max® CAD (IvoclarVivadent, ivoclarvivadent.com) предлагает возможность фрезерования материала толщиной от 200 мкм до 300 мкм в зависимости от фрезерного станка и стратегии фрезерования (Рисунок 12). Кроме того, фрезерные станки имеют минимальную толщину материала (в зависимости от вида материала), которую можно фрезеровать без риска поломки. Это связано с физическими ограничениями материала и зависит от вида фрез. На сегодняшний день выбор материала достаточно обширен. Авторы отдают предпочтение дисиликату лития, который является проверенным материалом, он хорошо подвергается обработке и высоко эстетичен. На рисунках с 13-ого по 17-ый показаны окончательные результаты данного клинического случая.

Рисунок 12. Компьютерное автоматизированное производство

Рисунок 13. Фрезерованные, обработанные вручную, окрашенные и глазурованные коронки и виниры из дисиликата лития

Рисунок 14. Окончательный вид

Рисунок 15. Окончательный внутриротовой вид с контрастером

Рисунок 16. Окончательный вид слева крупным планом

Рисунок 17. Окончательный вид справа крупным планом

Заключение

Изготовление коронок и виниров на передние зубы - ответственная и сложная работа. Эстетические ожидания пациента обычно высоки, и конечный результат во многом зависит от навыков зубного техника. С появлением цифровой стоматологии создание сложной формы и улучшение прикуса стало проще, поскольку программный компонент процесса проектирования в этом помогает стоматологу. Таким образом, собственная разработка реставрации с использованием цифровых технологий теперь может обеспечить высокое качество, высокую прочность и превосходный эстетический вид. Неудивительно, что цельнокерамические коронки на фронтальные зубы из дисиликата лития становятся все более популярными.

В представленном случае авторы использовали концепцию предсказуемого цифрового дизайна улыбки, следуя эстетическим принципам, чтобы выбрать формат улыбки пациента, а затем создали мокап на основе этого цифрового дизайна улыбки. Помимо проектирования виниров с соответствующей морфологией поверхности, использование красителей, глазури, правильная техника и инструменты, используемые в 3D-печати и CAD / CAM-стоматологии, дают врачам возможность быстро получить эстетический результат и повысить удовлетворенность пациентов. Использование библиотек зубов в процессе планирования от 2D до 3D с помощью 3D-печати может помочь практикующим врачам достичь желаемого и предсказуемого результата.

Перевод с английского языка: Муравицкий С.В., Кривицкая М.Ю. для портала BELODENT.ORG

Источник: aegisdentalnetwork