Вступ: Для молодих людей або студентів, які хочуть випрямити зуби, все більше і більше людей будуть вибирати невидимі елайнери (прозорі брекети) для естетики. Стоматологічні клініки зазвичай роблять десятки наборів брекетів, і носять один кожні 1-2 тижні. Порок, поступово регулюючи кут зубів, і, нарешті, домогтися ортодонтичного лікування. Однак, оскільки вам доведеться носити десятки брекетів, це трохи клопітно і марнотратно. Чи є краще технічне рішення?
10 лютого 2022 року Антарктичному ведмедю повідомили, що дослідники з Німеччини, Єгипту та Об'єднаних Арабських Еміратів розробили новий тип 3D-друкованого прозорого стоматологічного приладу, який відрізняється від приладів, які в даний час на ринку. Він виготовлений з полімеру пам'яті форми. Він має функцію пам'яті форми "4D".
Ортодонтичний пристрій, який вони розробили, використовує прозору смолу ClearX від Kline Europe, 3D-надруковану за допомогою процесу DLP, яка пом'якшується після того, як пом'якшується в рот користувача, дозволяючи йому розміщувати, хапати та змінювати розташування зміщених зубів. Поки що елайнери не тільки біосумісні, але і продемонстрували здатність передбачувано змінювати властивості з плином часу, потенційно стаючи ідеальною заміною поточних чітких брекетів.
△Дослідники вважають, що їх зубні брекети можуть значно знизити витрати, пов'язані з виробництвом брекетів, малюнок від Prodways
Переваги брекетів для 4D зубів
Сучасні прилади виготовляються з різних видів полімерів, таких як поліетиленові матеріали, полівінілхлорид, поліетилентерефталат, поліпропілен, поліестер і поліуретан. Прилад працює, контролюючи рух зубів, програмуючи відхилення положення зуба від фактичного положення зуба. У більшості популярних систем приладів на ринку кожен пристрій може рухати зубами лише на 0,2-0,3 мм або від 1° до 3° обертання кожного разу, і кожен пристрій носиться приблизно 14 днів перед заміною на наступний. Вторинний прилад. Тому цикл корекції зубів довгий і вартість висока.
Для цього приладу дослідники акцентують увагу на двох основних недоліках: недоліках традиційних матеріалів і біологічних міркуваннях руху зубів. Багато методів були введені для біологічного прискорення руху зубів. З іншого боку, впровадження нових матеріалів приладу також привернуло увагу.
Полімери пам'яті форми (SMPs) є одним з нових матеріалів, нещодавно введених в стоматологію, особливо для ортодонтичних застосувань. Вони пропонують великий потенціал для застосування медичних матеріалів.
Технологія чотиривимірного друку (4D-друку) - це 3D-друк на основі матеріалів пам'яті фігур. Очевидно, що 4D-друковані деталі мають можливість змінювати форму з плином часу (четвертий вимір) в заданих умовах навколишнього середовища. У міру того, як полімерні матеріали пам'яті продовжують розвиватися, очікується, що нові програми для 4D-друку в індустрії дизайну продуктів будуть рости. Дослідники привносять 4D-технологію у виробництво ортодонтичних приладів.
Рисунок 1: Індивідуальна помилка (T) 21-й зуб, 4D-друкований елайнер (A) та сіра шина (S) для вирівнювання елайнера
Дослідницькі матеріали, методи та результати
По-перше, дослідники створили спеціальну модель зубів з використанням смоли і акрилових зубів. Верхній лівий центральний різець (зуб 21) був вивихнутий із загальним вивихом 3 мм і рухався шляхом вбудовування в рожевий віск в модель, в той час як інші зуби були зафіксовані смолою (рис. 1).
Потім команда використовувала стандартний 3D-принтер Asiga Max і смолу ClearX, яка, як вона стверджує, є ідеальним матеріалом для «модифікаційних елайнерів», щоб створити шість пар елайнерів, надрукованих на 4D-принтері.
Ці прилади наносяться на моделі з перемішаними зубами і просочуються гарячою водою. Під час цього процесу віск навколо зміщеного зуба пом'якшується, дозволяючи йому формуватися приладом, а потім охолоджуватися, щоб захопити дані. (Конкретний процес складніше, будь ласка, прочитайте оригінальний текст, якщо ви зацікавлені.)
Результати показали, що пристрій пам'яті форми успішно досяг значного руху зубів 21, а послідовний рух також вимірювався в ортодонтичній системі вимірювання та моделювання (OMSS). Але мета мобільного вирівнювання 3,00 мм не була досягнута, було досягнуто лише 2,06-2,82 мм. Тим не менш, результати були задовільними, з одним пристроєм пам'яті форми досягнення майже стільки ж руху зуба, як 10 звичайних приладів могли б.
В даний час пристрій для 4D-друку все ще знаходиться на стадії дослідження, і очікується, що він буде комерціалізований якомога швидше.
△ Ортодонтична система вимірювання та моделювання (OMSS), яка використовується для оцінки ефективності 4D-пристрою команди
Комерційний стоматологічний 3D-друк вибухає
Тільки за останні кілька місяців зростаюча популярність 3D-друку в стоматологічній промисловості спонукала безліч виробників представити нові матеріали та машини, кожна з яких призначена для полегшення виробництва елайнерів у великих обсягах, оскільки вони конкурують у цьому швидко зростаючому світі, який відкрився на високорентабельному ринку.
Раніше в цьому місяці Desktop Health, медичний бізнес-підрозділ виробника 3D-принтерів Desktop Metal, випустила нову лінійку стоматологічних систем Ейнштейна. Машини оснащені технологією HyperPrint, яка, як кажуть, на 50% швидше, ніж система EnvisionTEC Envision One, запущена з очищеною FDA смолою Flexcera Smile Ultra + .
Наприкінці минулого року виробник настільних РК-3D-принтерів UNIZ також почав поставляти 3D-принтери з смоли NBEE. Спеціально розроблена для задоволення великих виробничих потреб стоматологів, ця система поєднує в собі швидкість, якість і зручність використання для 3D-друку моделей елайнерів, баз зубних протезів, нічних охоронців, хірургічних направляючих, коронок і мостів застосування.
Такі компанії, як Prodways, в даний час почали друкувати кінцеві продукти для 3D-друку в надзвичайно великих обсягах для стоматологічних клієнтів. У грудні 2021 року компанія повідомила, що їй було доручено постачати великого клієнта, чиї машини будуть використовуватися для виробництва до мільйона елайнерів на рік.
Висновки дослідників детально описані в їх роботі під назвою «Потенційне застосування 4D-технології у виготовленні ортодонтичних елайнерів».
