ثورة الطباعة ثلاثية الأبعاد في طب الأسنان
على مدار العقد الماضي، حدثت ثورة في صناعة الأسنان من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد. تم تطوير العديد من التطبيقات المختلفة، من إصلاح الأسنان المكسورة إلى جعل تنظيف الأسنان بالخيط أسهل. تتم الطباعة في كل من عيادة طبيب الأسنان والمختبرات، وهي تجلب مستوى جديدًا من السرعة والسهولة للإجراءات القديمة.
صناعة مزدهرة
في الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسنان، يجب طباعة الأطراف الصناعية وتقويم الأسنان بدقة متناهية لضمان ملاءمة مثالية. هذه الدقة ممكنة فقط من خلال الطباعة القائمة على المادة الصبغية-resin، مثل الطباعة الحجرية المجسمة (SLA) وطابعات معالجة الضوء الرقمية (DLP). في هذه التقنيات، يتم ترسيخ معالجة الطبقات المطبوعة بواسطة مصدر ضوئي- ليزر في طابعات SLA وجهاز عرض في DLP. في الآونة الأخيرة، بدأت تقنية أخرى تسمى PolyJet في استخدامها من قبل بعض الشركات المصنعة، مع عمليات أبسط ونتائج متفوقة.
تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد في طب الأسنان وتقويم الأسنان جديدة نسبيًا، ولكنها بالفعل كبيرة بشكل مثير للإعجاب وتنمو وتتطور باستمرار. يبدو أن هناك طرقًا لا حصر لها لأطباء الأسنان لاستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد، وستزدهر في المستقبل بلا شك.
في الأقسام التالية، سنسلط الضوء على التطبيقات الرئيسية ورواد الصناعة في مساحة الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسنان. ولكن أولاً، دعنا نلقي نظرة على النطاق الواسع لهذه التكنولوجيا وما يمنعها من تحقيق إمكاناتها الكاملة.
الامكانيات والتحديات
ساهمت الطباعة ثلاثية الأبعاد في تحسين العمليات في طب الأسنان، والتقنيات المتقدمة، وأظهرت مجموعة من المواهب من خلفيات متنوعة، ومصادر جديدة للاستثمار. ومع ذلك، على الرغم من تطبيقاتها الواسعة وإمكاناتها، لا تزال الطباعة ثلاثية الأبعاد تقنية ناشئة في صناعة طب الأسنان، مع وجود عوائق تكنولوجية وتكلفة كبيرة تحد من اعتمادها على نطاق واسع.
في الوقت الحالي، على سبيل المثال، تقتصر العيادات التي تحتوي على طابعات ثلاثية الأبعاد بشكل عام على طباعة نماذج الأسنان، وليس أطقم الأسنان الفعلية. لا تزال النماذج تلعب دورًا حيويًا في مساعدة أطباء الأسنان على تخطيط وإعداد تدخلات دقيقة، ولكن لطباعة أطقم الأسنان بأنفسهم، سيحتاج أطباء الأسنان إلى طابعة ثلاثية الأبعاد قادرة على الطباعة بالمعدن.
على الرغم من أنها قطعت شوطًا طويلاً أيضًا، إلا أن الطابعات المعدنية ثلاثية الأبعاد لا تزال تفتقر إلى الدقة المطلوبة لنماذج طب الأسنان. علاوة على ذلك، نظرًا لارتفاع تكاليفها، فهي ليست خيارًا قابلاً للتطبيق لمعظم العيادات وحتى العديد من المعامل. ومع ذلك، قدمت 3D Systems طابعتين معدنيتين ثلاثيتي الأبعاد للمبتدئين، والتي يمكنها طباعة أطقم الأسنان الجزئية والتيجان والجسور باستخدام خيوطها المتخصصة.
بالنسبة للأسنان البديلة، لا تزال العيادات بحاجة إلى استخدام الأساليب التقليدية، مثل نمذجة الشمع وصبه، ولكن مع التطور، يمكن الآن طباعة نماذج الشمع ثلاثية الأبعاد.
في حين أن الطابعات ثلاثية الأبعاد للأسنان ذات الأسعار المعقولة أصبحت أكثر شيوعًا، فإنها ليست ذات فائدة كبيرة بدون ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد للأسنان يمكنه توفير نموذج ثلاثي الأبعاد دقيق. في مناقشة تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسنان، غالبًا ما يتم التغاضي عن المسح الضوئي للأسنان، ولكنه جانب مهم يجب مراعاته فيما يتعلق بقدرة العيادة على الاستفادة الكاملة من تقدم الطباعة ثلاثية الأبعاد.
ماسحات الأسنان
في العناية بالأسنان دور الماسحات الضوئية مهم جدا. ونتيجة لذلك، فإن أحدث التقنيات ووصول ماسحات ضوئية جديدة وأكثر تقدمًا هي موضوعات مهمة للمتخصصين في طب الأسنان.
تأخذ الماسحات الضوئية للأسنان انطباعات بصرية عالية الوضوح عن البقع المعقدة والتي يتعذر الوصول إليها داخل تجويف الفم. إنها متوفرة في الإصدارات داخل الفم والمختبر ويمكن أن تكون سهلة التشغيل كاستخدامها بواسطة الهاتف الذكي.
البرنامج الحاسوبي المستخدم لتحليل البيانات الملتقطة ذو أهمية كبيرة أيضاً، لاقتراح العلاج، وإعداد نموذج للطباعة ثلاثية الأبعاد. السمات المميزة للماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد للأسنان هي السرعة التي يمسح بها، وكمية ونوعية البيانات التي يكتسبها، والذكاء الاصطناعي الذي يظهره في جمع البيانات أو تجاهلها. تختلف التكلفة بشكل كبير اعتمادًا على العلامة التجارية والوظائف.
أمثلة الطباعة ثلاثية الأبعاد
الماسحات الضوئية للأسنان الأكثر عملية وشعبية هي الماسحات الضوئية المحمولة داخل الفم، والتي يمكن أن تأخذ صوراً ثلاثية الأبعاد مفصلة. غالبًا ما تكون هذه الماسحات الضوئية سلكية، لكن Trios 4 اللاسلكية بالكامل ظهرت لأول مرة مؤخرًا. تشمل الماسحات الضوئية الأخرى عالية التصنيف Primescan و Trios 3 و Omnicam و MEDIT i500 و Virtuo Vivo و Carestream CS 3700 و GC Aadva IOS.
بالنسبة للمختبرات، هناك مجموعة متنوعة من أجهزة فحص الأسنان المكتبية. تقدم العديد من الشركات نفسها التي تصنع ماسحات ضوئية عالية التصنيف داخل الفم أيضًا أجهزة مسح ضوئي سطح المكتب. تشمل الميزات البارزة مجموعة من 3Shape و 7Series من Dental Wings.
الآن وقد فهمنا الدور الحاسم للمسح الضوئي ثلاثي الأبعاد، فلنلقِ نظرة على بعض التطبيقات الأكثر انتشارًا لطباعة الأسنان ثلاثية الأبعاد.
التقويم المصفف والحارس الليلي
التطبيق الأكثر شيوعًا للطباعة ثلاثية الأبعاد في طب الأسنان هو إنشاء تقويمات أسنان شفافة وواقيات ليلية. أصبحت المصففات أو التقويم الشفاف،بديلاً لأقواس التقويم المعتادة، شائعة بشكل خاص لأنها من السهل نسبيًا إنتاجها واستخدامها وإخفائها.
تبدأ العملية مع مسح أسنان المريض ضوئيًا لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للأسنان. لإنشاء تقويم، يتم تعديل النموذج الرقمي وفقًا للشكل المطلوب، بينما يتطلب الواقي الليلي الحد الأدنى من التعديل، حيث أن الغرض هو ملاءمة الأسنان كما هي.
لجعل النموذج حقيقة، يتم استخدام إحدى طريقتين. الأول هو طباعة نموذج ثلاثي الأبعاد لأسنان المريض، ثم استخدام مفرغ الهواء لتشكيل ورقة بلاستيكية فوق النموذج. عندما يصلب، يصبح هذا البلاستيك هو التقويم أو الواقي. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام مسح أسنان المريض لتصميم التقويم أو الواقي رقميًا، والذي يمكن بعد ذلك طباعته ثلاثية الأبعاد. وبطبيعة الحال، يتطلب هذا طابعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للأسنان وراتنج خاص.
الفائدة الأساسية لاستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج مصفف الأسنان والواقيات الليلية هي السرعة. يستغرق إنتاج دفعة كاملة ساعات فقط. تسهل هذه التقنية أيضًا تخصيص كل عنصر بشكل كامل، حيث يتم إنشاؤه من عمليات مسح دقيقة لأسنان المريض. تم اعتماد هذا التطبيق من قبل العديد من المعامل والشركات والأطباء.
التيجان
إذا كسرت سنًا، فقد يقوم طبيب أسنانك بتزويدك بتاج لاستبدال الجزء المكسور. لسوء الحظ، فإن العملية التقليدية لذلك تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة – بالضبط هذه أنواع المشكلات التي يمكن أن تساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد في حلها.
جعلت الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسنان صنع التيجان في غاية البساطة. في الأساس، يتم مسح السن المكسور ضوئيًا ويستخدم البرنامج لإنشاء نموذج للتاج. يمكن للفني أن يصنعه في عيادة طبيب الأسنان باستخدام راتينج خاص أو تقنية CNC لنحت التاج من البورسلين. هذا يقلل من طول العملية من عدة أسابيع إلى أقل من ساعة وهو أرخص بكثير لكل من طبيب الأسنان والمريض.
تشكل التيجان والجسور جزءًا رئيسيًا من أعمال الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسنان. على سبيل المثال، تقدم Formlabs راتينج شمعي قابل للصب لصنع تيجان الأسنان والجسور.
أدلة جراحية
كما هو الحال مع معظم الإجراءات الطبية، تتطلب جراحة الفم الدقة. لهذا السبب، فإن الدليل المطبوع ثلاثي الأبعاد المصمم ليلائم فم المريض تمامًا هو أحد الأصول التي لا غنى عنها لطبيب الأسنان.
على غرار عملية إنشاء التقويم، يتم إنشاء نموذج بناءً على مسح لفم المريض، ولكن مع الفتحات التي ستُجرى فيها الجراحة بالضبط. يمكن طباعة الأدلة الجراحية بنفس مادة الراتنج المستخدمة في تقويم الأسنان والواقيات الليلية، ويمكن إنشاؤها بسرعة على أي طابعة أسنان ثلاثية الأبعاد. لهذا الغرض، صنعت Formlabs راتينج توجيه جراحي خاص بينما تقدم EnvisionTEC دليل إلكتروني.
نماذج
في طب الأسنان، من المهم جدًا تصحيح الأمور في المرة الأولى، وتضمن الطابعات ثلاثية الأبعاد للأسنان ذلك. يمكن للطبيب طباعة نموذج لفم المريض والتحقق من أن الغرسة أو التاج أو التقويم سوف يتناسب تماماً.
من السهل صنع نماذج الأسنان المطبوعة ثلاثية الأبعاد، ولا تتطلب سوى مسح فم المريض. ونظرًا لأن هذه النماذج لا يتم وضعها فعليًا في فم أي شخص، فإنها لا تتطلب أي تقنية مطورة خصيصًا أو مادة صمغية. بسيطة لكنها مفيدة.
نمذجة طب الأسنان هي جزء آخر يشهد الكثير من الأعمال، وللاستفادة من هذا السوق، لدى EnvisionTEC مجموعة من المنتجات بما في ذلك E-Model و E-Denstone. هذه عبارة عن راتنجات ثلاثية الأبعاد يمكن استخدامها في تطبيقات طب الأسنان وتقويم الأسنان المختلفة. تقدم Formlabs أيضًا منتجًا في هذه الفئة، يسمى Model Resin.
أطقم الأسنان
أطقم الأسنان بطباعة ثلاثية الأبعاد ، تطبيق رئيسي آخر لطباعة الأسنان ثلاثية الأبعاد، توفر الوقت والمال بشكل كبير. حيث يستغرق عادةً أيام أو أسابيع حتى يتم إنشاء طقم أسنان نموذجي باستخدام الوسائل التقليدية، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد تجعل ذلك يحدث في لمح البصر.
سير العمل مشابه لتطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى للأسنان. يتضمن المسح الضوئي والتصميم والطباعة والغسيل والمعالجة. يتم أيضًا معالجة المنتج النهائي وصقله لإضفاء لمسة نهائية وقيمة جمالية فائقة. بالنسبة لأطقم الأسنان، تتم طباعة القاعدة والأسنان بشكل منفصل، ثم يتم ربطها (قبل المعالجة مباشرة) عن طريق إزالة الدعامة من قاعدة طقم الأسنان وتثبيت الأسنان المطبوعة.
طورت معظم الشركات المصنعة الكبرى مواد طباعة متخصصة لأطقم الأسنان. المواد المتوافقة حيويًا مع EnvisionTEC لقواعد الأسنان والأسنان هي NextDent Denture 3D + و NextDent C & B MFH، بينما تقدم Formlabs مجموعة منتجات أطقم الأسنان الرقمية.
تطبيقات جديدة
في حين أن الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسنان هي بالفعل صناعة راسخة، يستمر التطوير في المضي قدمًا. تظهر التطبيقات الجديدة باستمرار، ويأمل كل منها في ملء مكانة مختلفة. لكن الرعاية الصحية ليست صناعة يمكن فيها تنفيذ التطورات العلمية على الفور وتصبح قياسية. هناك بروتوكولات يجب اتباعها، و تقييمات يجب القيام بها، وقوانين يجب الالتزام بها.
لبعض الوقت، كان هناك همسات بأن مادة طب الأسنان المضادة للبكتيريا قابلة للطباعة. إذا كان هذا صحيحًا، فسيكون لهذا تأثير كبير على صناعة الأسنان، حيث ستكون تقويم الأسنان والتيجان والغرسات أكثر مرونة وطويلة الأمد. تجرى التجارب على استخدام حشوات راتينج نانوية مضادة للبكتيريا لعلاج التجاويف.
تظهر المشاريع الأخرى، على الرغم من عدم مشاركتها علميًا، مدى اتساع هذه الصناعة. أحد الأمثلة على ذلك هو شركة Blizzident، التي تصنع أجهزة خيط تنظيف مخصصة مصممة لتنظيف جميع أسنانك مرة واحدة.
من الواضح أن هناك الكثير مما يحدث في مجال طب الأسنان الرقمي، ويعد بدور أكبر لطباعة الأسنان ثلاثية الأبعاد في المستقبل. دعونا نلقي نظرة على الشركات التي تقود الطريق في اختراع وتصنيع طابعات الأسنان ثلاثية الأبعاد والمواد ذات الصلة.
قادة الصناعة الحاليين
في الواقع، هناك العديد من الشركات الكبيرة التي تستفيد وتساهم في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسنان.
Invisalign و ClearCaps مجموعتان تعملان مع طابعات الأسنان ثلاثية الأبعاد لإنشاء المصففات وأدوات حماية ليلية. يقومون بإعداد تقويم الأسنان المخصص بعد أن يتم فحص المرضى من قبل أطباء تقويم الأسنان المدربين تدريباً خاصاً في الشركات. تعالج هذه المصففات عددًا من مشكلات الأسنان، من تقويم الأسنان إلى المشكلات المتعلقة بالعض. أصبحت كلتا الشركتين مربحة بشكل كبير من خلال إدخال تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في الصناعة.
اتخذت شركات أخرى موقفًا أوسع بشأن الطباعة ثلاثية الأبعاد للأسنان. إنهم يصنعون طابعات أسنان ثلاثية الأبعاد، وراتنجات، ويقومون بإجراء البحوث، ويساعدون أطباء الأسنان على تطبيق طابعات الأسنان ثلاثية الأبعاد في سير عملهم.
تقنية الطباعة الحجرية
فورمالابس Formlabs هي علامة تجارية شهيرة وتلعب دوراً هائلاً بين الشركات الناشئة في مشهد الطباعة ثلاثية الأبعاد العالمية. تقدم مجموعة من الطابعات والمواد ذات الجودة الاحترافية مع تطبيقات في صناعات مختلفة، بما في ذلك العناية بالأسنان.
في السابق، كانت طابعة الشركة Form 2 3D تُستخدم لطباعة الأسنان. الآن، تم تقديم Form 3B و Form 3BL (L for large)، نماذج سطح المكتب المصممة خصيصًا لتطبيقات طب الأسنان، مع واجهة ممتازة للمواد المتوافقة حيويًا.
تعتمد الطابعة على تقنية الطباعة الحجرية المجسمة منخفضة القوة المتقدمة (LFS)، والتي تساعدها على إنتاج مطبوعات دقيقة بنهاية دقيقة جدًا. تكمل آلة الغسيل والمعالجة مرحلة ما بعد الطباعة من الشطف ومعالجة المطبوعات ثلاثية الأبعاد، كما هو الحال مع جميع تطبيقات SLA. تشتمل مجموعة الراتنجات التي تقدمها Formlabs على الراتنج النموذجي، وراتنج التوجيه الجراحي، وراتنج الأسنان LT الشفاف، وراتنج الشمع القابل للصب.
أنظمة ثلاثية الأبعاد 3D Systems
تحتل 3D Systems مكانة بارزة في صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد، ويُنسب إليها باعتبارها رائدة تقنيات SLA و SLS. اليوم، تشمل منتجات الشركة وخدماتها الطابعات والمواد والبرامج وخدمات التصنيع حسب الطلب.
بالنسبة لصناعة العناية بالأسنان، تمتلك 3D Systems مجموعة كبيرة من الطابعات التي تغطي تقنيات مختلفة، مثل SLA و SLS و CJP و FDM و MJP و DMP. هذه الطابعات والمواد المقابلة لها في متناول اليد في توفير تقويم دقيق وسريع، وزرع وحلول أطقم الأسنان.
تعد الشركة واحدة من الشركات المصنعة القليلة التي قدمت طابعة ثلاثية الأبعاد معدنية للمبتدئين، وهي DMP Dental 100. مع منصة بناء 100 × 100 × 90 مم وسبائك معدني من الكوبالت والكروم كمادة الطباعة، توفر 3D Systems نظامًا فعالاً حل للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لتطبيقات طب الأسنان مثل التيجان والجسور.
