معرفی پرینتر سه بعدی دندان

پرینتر سه بعدی دندان ، قطعات دندانی را برای دندانپزشکان به عنوان ابزار یا وسایلی برای چاپ قطعات و برای استفاده بیماران ایجاد می کند. این قطعات می‌توانند از مدل‌های دندان‌ها و ردیف‌کننده‌های دندانی تا مجموعه‌های کامل پروتز را شامل شوند. در گذشته، ارائه دهندگان دندانپزشکی از اسکن، رادیولوژی و قالب دندان برای به دست آوردن تصاویر دقیق از دندان های بیماران استفاده می کردند. سپس از این تصاویر برای ساخت ایمپلنت‌های ویژه و مناسب برای بیمار استفاده شد.  اکنون، با پرینت سه بعدی، ارائه دهندگان دندانپزشکی می توانند هم ایمپلنت های تخصصی تر ایجاد کنند و هم بیماران را با سرعت بیشتری درمان کنند.

پرینتر سه بعدی دندان از انواع فناوری AM از جمله پردازش نور دیجیتال (DLP)، ذوب لیزری انتخابی (SLM)، استریولیتوگرافی (SLA) و سینترینگ لیزری انتخابی (SLS) استفاده می کند.

پرینتر سه بعدی دندان نه تنها زندگی را برای ارائه دهندگان دندانپزشکی آسان تر می کند، بلکه مزایای قابل توجهی را برای بیماران به ارمغان می آورد: ” راه حل های دندانپزشکی به خصوص و مقرون به صرفه.”

پرینتر سه بعدی دندان چیست؟

پرینتر سه بعدی دندان استفاده از ساخت افزایشی برای ایجاد قطعات دندانی مانند الاینر ها، دندان مصنوعی و روکش است. برای ساخت قطعات سفارشی متناسب با آناتومی بیمار، ارائه دهندگان دندانپزشکی از ابزاری به نام اسکنر داخل دهانی استفاده می کنند. این کار تصاویری از دندان های بیمار ایجاد می کند و آنها را در قالب یک فایل CAD ثبت می کند. سپس دندانپزشکان از این فایل CAD برای ایجاد ایمپلنت یا قالب های دندانی از طریق پرینت سه بعدی استفاده می کنند.

کاربردهای پرینتر سه بعدی دندان دندان دندانپزشکی چیست؟

در زیر برخی از کاربردهای رایج پرینت سه بعدی در دندانپزشکی ذکر شده است:

1.ایمپلنت: پرینتر سه بعدی دندان با وضوح و دقت چاپ بالا مانند پرینترهای SLA و DLP در چاپ هندسه های پیچیده مانند موارد مرتبط با دندان استثنایی هستند. ایمپلنت های پرینت سه بعدی زیست سازگار هستند و خواص مکانیکی مشابهی با دندان های انسان دارند. علاوه بر این، ایمپلنت های دندانی فک و صورت را می توان به صورت سه بعدی پرینت کرد. دندانپزشکی فک و صورت شاخه ای تخصصی از جراحی دهان است که برای اصلاح آسیب ها و عیوب فک و دهان انجام می شود.

2.روکش ها و بریج ها: پرینتر سه بعدی دندان می توانند تاج ها و بریج های دقیقی از انواع ثابت و متحرک ایجاد کنند. رزین های سوخته را می توان برای تکمیل قالب گیری واکس از دست رفته دندان چاپ کرد. الگوها و هندسه های قالبگیری بر اساس نتایج یک اسکنر داخل دهانی چاپ می شوند. سپس دندانپزشکان می توانند از این الگوهای پرینت سه بعدی استفاده کنند، آنها را بسوزانند و در حفره ای باقی بمانند تا با رزین پر شود. پرینت سه بعدی به طور قابل توجهی روند ساخت تاج و پل را بهبود بخشیده است.

.3 راهنماهای جراحی: دندانپزشکان می توانند از چاپگرهای سه بعدی برای ایجاد راهنماهای جراحی برای سوراخ کردن و برش استفاده کنند. این راهنماها به دندانپزشکان کمک می کند تا جراحی را آسان تر کنند.

4 . ماکت ها و مدل های تشریحی: ماکت های تشریحی دقیق دهان و فک های بیمار را می توان با چاپ سه بعدی ساخت. این به دندانپزشک یک مدل ملموس می دهد که می تواند برای درک بهتر آناتومی بیمار قبل از شروع درمان، دیده و لمس شود.

چگونه از پرینتر سه بعدی دندان دندان در دندانپزشکی استفاده می شود؟

پرینتر سه بعدی دندان در دندانپزشکی برای به دست آوردن تصاویر و مدل های دقیق از آناتومی دندان ها و فک های بیمار استفاده می شود. یک اسکنر داخل دهانی آناتومی دقیق دهان بیمار را ثبت می کند. سپس داده های اسکن برای ساخت یک مدل  CAD سه بعدی از آناتومی مورد نظر استفاده می شود. فایل CAD، پس از تکمیل، در یک چاپگر سه بعدی آپلود شده و ساخته می شود. دندانپزشکان می توانند قبل از اینکه مدلی را که برای بیمار دقیق و به اندازه کافی راحت باشد پیدا کنند، چندین بار این کار را تکرار کنند.

با استفاده از یک اسکنر داخل دهانی و تصاویر مربوطه، دندانپزشکان می توانند راهنمای جراحی را نیز چاپ کنند که در حین عمل کمک می کند. این عمل جراحی ایمن تر، بهبودی سریع تر و راحتی بیشتر پروتز را امکان پذیر می کند.

چه موادی در پرینتر سه بعدی دندان استفاده می شود؟

مواد مورد استفاده در پرینتر سه بعدی دندان با موادی که معمولا در پرینت سه بعدی سایر محصولات صنعتی استفاده می شود یکسان نیست. مواد پرینت سه بعدی دندان به طور خاص برای سازگاری زیستی، زیبایی شناسی و ایمنی در کاربردهای دندانی طراحی شده اند. رزین های خاصی به صراحت برای مدل های آناتومیک و جایگزین ها (به عنوان رزین های مدل نامیده می شوند) استفاده می شوند. برخی دیگر برای ایمپلنت طراحی شده‌اند (رزین‌های قابل قالب سازی و ترکیبی.(  علاوه بر این، رزین هایی وجود دارند که برای ایجاد وسایل دندانپزشکی موقت استفاده می شوند، رزین هایی که برای استفاده در ایجاد محافظ دهان چاپ می شوند، و رزین هایی که شبیه لثه برای استفاده با ایمپلنت های دندانی هستند.

بسته به سازنده، رزین ها می توانند ترکیبات شیمیایی متفاوتی داشته باشند. با این حال، هیچ استاندارد تجویزی برای مواد پرینت سه بعدی دندان وجود ندارد. دندانپزشکان معمولاً موادی را که فکر می کنند برای کاربرد دندانی بیمار بهترین است انتخاب می کنند. اگر چندین گزینه مناسب وجود داشته باشد، ممکن است آنها را با بیمار در میان بگذارند.

پروتزهای پرینتر سه بعدی دندان چگونه ساخته می شوند؟

1.تهیه یک مدل دیجیتالی از پروتزهایی که قرار است پرینت شوند. این کار را می توان با ایجاد یک فایل سه بعدی -CAD از طریق یک اسکنر داخل دهانی انجام داد.
2. انتخاب یک ماده مناسب برای دندان مصنوعی.
3.پرینت پروتزهایی را که با مواد انتخابی بر اساس فایل CAD ایجاد شده است.
4.جدا کردن هر گونه مواد نگهدارنده را از پروتز.

برای چه مدت می توان از پروتزهای پرینتر سه بعدی دندان استفاده کرد؟

پروتزهای پرینتر سه بعدی دندان را می توان مانند پروتزهای معمولی استفاده کرد. آنها باید هر روز با یک پاک کننده دندان مصنوعی تمیز کرد. آنها همچنین باید در زمانی که استفاده نمی شوند در یک محفظه ایمن مرطوب نگه داشته شوند. انتظار می رود پروتزهای پرینت سه بعدی حدود 5 تا 7 سال قبل از اینکه احتمالاً نیاز به جایگزینی داشته باشند، دوام بیاورند.

تاج های پرینتر سه بعدی دندان از چه موادی ساخته شده اند؟

برخی از تاج‌های پرینتر سه بعدی دندان از سرامیک، موم‌های قابل ریخته‌گری و رزین‌های قابل چاپ سه بعدی ساخته شده‌اند. موم ها و رزین های قابل قالبگیری از حدود 20 درصد موم تشکیل شده اند. موم چیزی است که به چسبیدن تاج به دهان بیمار کمک می کند و کمک می کند تاج دندان تراکمی مشابه دندان های واقعی داشته باشد. با این حال، برای تاج‌های پرینت سه بعدی، بسیاری از ترکیبات شیمیایی، مواد اختصاصی هستند و از شرکتی به شرکت دیگر متفاوت هستند. برگه اطلاعات فنی رزین ها باید برای تعیین فرمول مواد خاص برای رزین ها بررسی شود.

با توجه به اصول کار مختلف، فناوری های چاپ سه بعدی را می توان به سه دسته تقسیم کرد PBF، لایت کیور و . FDM البته می توان آنها را به فن آوری های خاصی که هر کدام دارای مزایای متمایز خود هستند، اصلاح کرد.

فیوژن بستر پودری) (PBF)یک فرایند ساخت افزایشی که در آن از یک منبع انرژی با توان بالا مثل لیزر یا پرتو الکترونی برای ذوب مناطقی از یک بستر پودر به طور انتخابی استفاده می شود. در این روش، قطعه بر اساس داده های رایانه ای یک مدل سه بعدی CAD به صورت لایه به لایه ساخته می شود.) هر ماده پودری که می تواند توسط تابش لیزر سینترینگ، متخلخل یا ذوب شود و با سرد شدن جامد شود، می تواند برای سینترینگ لیزری یا فناوری های همجوشی مناسب باشد. با توجه به منابع انرژی و مواد پودری،PBF به فناوری‌های چاپ زیر تقسیم می‌شود:

ذوب لیزری انتخابی (SLM)، سینترینگ لیزری انتخابی (SLS)، ذوب پرتو الکترونی (EBM) و سینترینگ لیزری مستقیم فلزات .(DMLS) همه این فناوری ها از گرما برای ذوب مواد پودری استفاده می کنند.

در دندانپزشکی،PBF برای تولید انواع محصولات فلزی از جمله ایمپلنت‌های دندانی تیتانیوم AM (Ti)، ایمپلنت‌های Ti subperiosteal سفارشی، مش تیتانیوم سفارشی برای تکنیک‌های پیوند استخوان، فریم‌های کبالکروم (Co-Cr) برای روش‌های قالب‌گیری ایمپلنت و Co-Cr  و فریم های تیتانیم برای پروتزهای ایمپلنت دندانی استفاده میشود.

علاوه بر این،  PBF پتانسیل قابل‌توجهی برای ساخت ترمیم‌های سرامیکی نشان می‌دهد که می‌توان از آن برای ساخت روکش‌ها تاج ها ، مدل های قالبگیری دیواره ها و مدل‌ها استفاده کرد.

تعاریف اصطلاحات «سینترینگ لیزری » و «ذوب لیزری انتخابی» متناقض هستند. دمای محیط کار SLS و  DMLS به نقطه ذوب مواد نمی رسد. پودر فلز تا حدی ذوب می شود که منجر به تخلخل بزرگ و سطح ناهموار می شود. با این حال، در فرآیند SLM، پودر به طور مستقیم در نقطه ذوب می شود. روش دیگر، EBM، با استفاده از پرتو الکترونی برای ذوب مواد با SLM متفاوت است. هر دو فناوری پودر فلز را در یک محفظه ساختمانی بی اثر حاوی گاز آرگون خالص شده به طور کامل ذوب می کنند.

PBF از غلتک برای اعمال لایه بستر پودری از مخزن بر روی سکوی ساخت استفاده می کند. پس از آن، یک پرتو لیزر یا الکترونی به طور انتخابی ذرات پودر را با توجه به پیکربندی مقطعی فایل CAD در حال تولید، ذوب می کند. اشکال ساخت پلت فرم با مرتبه ای بزرگ در ضخامت لایه‌های چاپ شده پایین می‌آیند و سپس این فرآیند به صورت چرخه‌ای پیش می‌رود تا سرانجام جسم ساخته شود.

Ti و آلیاژهای آن برای فناوری های چاپ سه بعدی، به ویژه SLS مناسب هستند. مطالعات نشان داده‌اند که ساختارهای Ti که با استفاده از فناوری‌های پرینتر سه بعدی دندان ساخته می‌شوند، دارای استحکام بازده عالی، استحکام کششی نهایی و شکل‌پذیری عالی هستند. سرامیک همچنین می تواند در SLS استفاده شود. با این حال، تولید سرامیک برای کاربردهای دندانپزشکی از یک معیار فنی غیرمستقیم استفاده می کند که بر پیوند پلیمری برای ذوب ذرات سرامیکی متکی است. قطعات قالب گیری تولید شده به طور کامل تمیز و متخلخل شده اند.

SLM به هیچ فرآیند جداسازی نیاز ندارد زیرا شامل بایندر برای تولید قطعات نیست. زمان ساخت پرینتر سه بعدی دندان بر اساس PBF نیز کوتاه تر از سایر فناوری های پرینتر سه بعدی دندان است. با این حال، نرخ گرمایش و سرمایش بالاتر ممکن است منجر به شوک حرارتی و پارگی شود. پرینتر سه بعدی دندان با گرم کردن پودر از قبل می توان از این امر جلوگیری کرد. محصولات مبتنی بر SLS می توانند ضعیف و متخلخل باشند و به پس پردازش پیچیده نیاز دارند. یک تغییر مبتنی بر این تکنیک به نام DMLS شناخته می شود که محصولات آن کاملاً متراکم هستند.

SLA یکی از اولین فناوری های عملی پرینتر سه بعدی دندان است و دستگاه آن شامل یک مخزن برای تامین کننده مواد رزین مایع حساس به نور، یک پلت فرم ساخت مدل و یک لیزر فرابنفش (UV) برای اصلاح رزین است. در فرآیند ساخت، سکوی ساخت در یک رزین مایع غوطه ور می شود و رزین با استفاده از لیزر UV پلیمریزه می شود. سپس پلت فرم ساخت مسافتی معادل ضخامت یک لایه را طی می کند و رزین اصلاح نشده لایه قبلی را می پوشاند. دو راه برای جابجایی پلتفرم در فناوری SLA وجود دارد. اولین مورد حرکت از بالا به پایین پلت فرم است. لایه ای از رزین، سکوی ساختمانی را که در مخزن رزین آغشته شده است می پوشاند. پس از اسکن لایه اول با لیزر، سکوی ساختمانی به سمت پایین حرکت می کند و لایه جدیدی از رزین توسط چرخی در کنار آن اضافه می شود. چرخه ساخت تا زمانی که جسم ایجاد شود تکرار می شود. در مقابل، در رویکرد پلت فرم از پایین به بالا، سکو در پایین مخزن رزین غوطه ور می شود و شکاف بین سکو و پایین می تواند تنها یک لایه رزین را پخش کند. لیزر در پایین مخزن قرار می گیرد و لایه رزین اسکن می شود. پس از اصلاح، پلت فرم فاصله یک لایه را افزایش می دهد و مواد رزین می تواند به دلیل جاذبه زمین، شکاف بین سکو و پایین را به طور کامل پر کند. رویکرد پلت فرم از پایین به بالا دارای چندین مزیت نسبت به رویکرد پلت فرم از بالا به پایین است. اول، در روش دوم، رزین در تماس مستقیم با اکسیژن است زیرا تحت پلیمریزاسیون قرار می‌گیرد، در حالی که لایت کیورینگ در پایین رخ می‌دهد تا از تداخل اکسیژن در رویکرد پلت فرم از پایین به بالا جلوگیری شود. دوم اینکه لیزر در پایین قرار دارد که احتمال آسیب به اپراتورها را کاهش می دهد. سوم، رزین را می توان به طور خودکار به دلیل گرانش پر کرد. بنابراین اکثر پرینترهای SLA در حال حاضر این فناوری را معرفی می کنند.

در مورد سرامیک ها،  SLA ذرات سرامیکی را در یک رزین اصلاح شده که به طور انتخابی دوغاب سرامیکی را پخت می کند، ترکیب می کند. از آنجایی که ویسکوزیته دوغاب بر خواص مکانیکی سازه تأثیر می گذارد، نسبت محتوای پودر سرامیک به رزین باید متعادل شود. سرامیک هایی با ترکیبات شیمیایی مختلف مانند آلومینا و زیرکونیا مقاومت مکانیکی خوبی دارند و برای روکش های سرامیکی پلی کریستالی مناسب هستند بنابراین این نوع سرامیک ها کانون تحقیق و توسعه SLA می باشد. میکروسیستم فناوری DLP از آرایش مستطیلی شکل از آینه ها تشکیل شده است که دستگاه میکرو بازتاب دهنده دیجیتال نامیده می شود.

هر آینه نشان دهنده یک پیکسل است و وضوح تصویر نمایش داده شده به تعداد آینه ها بستگی دارد. زوایای رفلکتورهای میکرو به صورت جداگانه تنظیم می شود. نور ساطع شده از منبع نور توسط میکرو آینه شکسته می شود و سپس بر روی سطح پخش می شود تا به صورت یک پیکسل چاپ شود.

در مقایسه با اسکن لایه به صورت متوالی با استفاده از لیزر در فناوری SLA، مزیت DLP این است که کل لایه را می توان با تابش لیزر واحد ساخت. از آنجایی که هر لایه مستقل از شکل لایه مربوطه یا تعداد پیکسل ها ساخته می شود، زمان ساخت را می توان کاهش داد.

مدل سازی رسوب ذوب شده FDM پرینتر سه بعدی دندان یکی از محبوب ترین و ارزان ترین فناوری های پرینت سه بعدی در دندانپزشکی است. مواد ترموپلاستیک رشته ای توسط نازل گرم و ذوب می شوند.

تحت کنترل کامپیوتر، نازل و میز کار به ترتیب در جهت محور X و Y حرکت می کنند و مواد در حالت مذاب اکسترود می شوند و در نهایت از طریق تجمع مواد لایه به لایه جامد می شوند تا محصول تشکیل شود. . پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی کربنات، و پلی آمید، کوپلیمرهای آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن برخی از ترموپلاستیک های مهندسی هستند که معمولا برای کاربردهای FDM استفاده می شوند.

PLA  سازگارتر با محیط زیست است و در حفره دهان مناسب است. یفانگ و همکاران اشاره کرد که داربست های فسفات تری کلسیم کششی پلی کارپیک اسید با گرید پزشکی ساخته شده با استفاده از FDM زیست سازگار و دارای استحکام مکانیکی بالایی هستند و می توانند به عنوان داربست بافتی در دندانپزشکی استفاده شوند. علاوه بر این، چن و همکاران. پرینتر سه بعدی دندان نشان داد که پالت‌های سفارشی تولید شده توسط فناوری FDM می‌توانند با مدل‌های گچی مناسب باشند.