Dołącz do czytelników
Brak wyników

Z codziennej praktyki

3 lutego 2019

NR 47 (Listopad 2018)

Technologia CAD/CAM

0 17

Obecny rozwój stomatologii światowej podąża przede wszystkim w kierunku technik digitalnych. Obserwowany od 10 lat postęp w diagnozowaniu oraz przekazywaniu obrazu pola protetycznego pacjenta jest obecnie jednym z podstawowych narzędzi innowacyjnych klinik i pracowni dentystycznych. Zaczerpnięte z przemysłu technologie, jak chociażby CAD-CAM z powodzeniem wspierają lekarza czy technika dentystycznego w jego codziennej pracy.

 

Dokładna forma tłumaczenia skrótu CAD-CAM oznacza komputerowe wspomaganie projektowania (ang. computer aided design), jak również komputerowe wspomaganie produkcji poszczególnych elementów protetycznych (ang. computer aided manufacturing). Cykl produkcyjny w tej technologii można podzielić na następujące etapy:

  • diagnostyka,
  • obrazowanie,
  • projektowanie,
  • frezowanie lub drukowanie,
  • kontrola wykonanej części osadzonej w ustach pacjenta.

Współczesna stomatologia w ogromnym stopniu uzależniona jest od technik cyfrowych i wymaga do tego odpowiednich narzędzi i oprogramowania. Dlatego od wielu lat dodatkowym urządzeniem wspomagającym proces obrazowania i diagnostyki jest skaner wewnątrzustny. Jego zadaniem jest przede wszystkim eliminacja błędów techniki wyciskowej, która na przestrzeni 70 lat nie zmieniła swojej formy, a jedynie rozwinęła materiały wykorzystywane do wycisków. Proces skanowania polega na wykonywaniu serii zdjęć z jamy ustnej pacjenta i łączeniu ich w film odtwarzany klatka po klatce. Skanowanie to obecnie najdokładniejsza metoda odzwierciedlenia pola protetycznego pacjenta. Obecnie jest to na poziomie ok. 5 μm, co w przypadku tradycyjnych metod wyciskowych ok. 100 μm stanowi ogromny postęp technologiczny. Zapis cyfrowy skanów eliminuje błędy przesyłu wycisków, które z kliniki dentystycznej muszą być dostarczone do pracowni dentystycznej. Droga, jaką musi przebyć wycisk, nieczęsto wpływa na jakość wykonanego modelu, ponieważ większość mas wyciskowych zawiera w swoim składzie płyny (np. H2O), a wpływ temperatury zewnętrznej deformuje wyciski. Po trafieniu do pracowni dentystycznej zostają poddane zalaniu gipsem, który nie zawsze jest prawidłowo przygotowany. 

Istotnym problemem jest dezynfekcja i wpływ na środowisko. Każdy z elementów pracy lekarza stomatologa jest poddany procesowi odkażającemu. 

Jedynym oczkiem tego łańcucha niepodlegającemu procesowi sterylizacji termicznej pozostaje wycisk, ponieważ nie ma możliwości poddania go obróbce termicznej w 120°C. Dlatego do pracowni dentystycznych trafia swoista bomba ekologiczna, która wymyka się spod kontroli. Skanowanie wewnątrzustne ma na celu pełną eliminację zagrożenia, ponieważ skan jest przekazywany do pracowni dentystycznej online, nie wymaga wytworzenia modelu z gipsu. Ten proces eliminuje ogromną ilość odpadów medycznych. Zmniejsza się niekorzystny wpływ na środowisko naturalne, zużywa się mniej wody i energii elektrycznej. Jak wspomniano, podstawą tego procesu jest brak rozprzestrzeniania wirusów i bakterii. 

Przekazany obraz cyfrowy podlega obróbce w celu wytworzenia odpowiedniego modelu pracy protetycznej. W zależności od materiału i techniki wykonania zaprojektowana praca protetyczna może być wycięta w maszynie sterowanej numerycznie lub wydrukowana w drukarce CNC. 

Ogromny postęp, jaki obserwuje się w druku 3D, jest widoczny także w medycynie. Stwierdza się, że ok. 20% układu kostnego pacjenta jest obecnie drukowane lub frezowane, a następne 10 lat zwiększy udział druku 3D w produkcji części zamiennych dla pacjenta. Już dzisiaj można zdecydowanie stwierdzić, że druk 3D wypiera tradycyjne metody frezowania metalu na rzecz technik przyrostowych. Zaletą jest przede wszystkim ograniczenie ilości potrzebnego materiału, czas produkcji oraz ilość wytwarzana podczas jednego procesu. Drukarki 3D wykorzystywane do metalu stanowią dzisiaj podstawę pracy innowacyjnej pracowni dentystycznej. Proces druku w zdecydowanym stopniu obniża koszty produkcji przy zachowaniu tych samych parametrów jakości w odniesieniu do techniki drukowania. W tym przypadku zyskuje się także dość istotne ograniczenia oddziaływania na środowisko w postaci zmniejszenia użycia wody, energii czy generowania odpadów. Przykładem niech tutaj posłuży utrata 20% materiału przy technice skrawania względem tego samego elementu wydrukowanego. Druk nie generuje odpadów większych niż 2% masy wydrukowanego przedmiotu. 

Zatem szanse zdominowania rynku są duże i otwierają inne rynki zbytu. 

Dzisiejszy pacjent oczekuje od lekarza stomatologa serwisu nie tylko na najwyższym poziomie, ale przede wszystkim skracającego czas oczekiwania na nowe uzupełnienie protetyczne. Pewne etapy pracy, a nawet gotowe elementy ostateczne mogą być wykonywane w ciągu kilku godzin od momentu preparacji. Obecnie ten czas zamyka się w przedziale 5–10 dni roboczych.

Skanery wewnątrzustne

Rynek skanerów wewnątrzustnych od wielu lat nie ulega zbytniej reformacji. Firma, która stworzyła obrazowanie 3D, datuje swoje początki w latach 70. ubiegłego wieku. Sirona, bo o niej mowa, wprowadziła system Cerec oparty na obrazowaniu i jednoczesnym modelowaniu prostych prac protetycznych wraz z frezowaniem w mikrofrezarce. System, choć niedoskonały, znalazł szeroką rzeszę zwolenników, szczególnie w Niemczech i Stanach Zjednoczonych. Szacuje się, że Sirona sprzedała ok. 50 tys. takich zestawów. 

W latach 2007–2010 duńska firma 3Shape, specjalizująca się w obrazowaniu 3D dla laryngologii, połączyła siły z niemiecką firmą Wieland, tworząc pierwszy profesjonalny CAD-CAM dla techników dentystycznych. Model skanera D250 daleko odbiegał od stosowanych obecnie, ale pozwalał na przeniesienie obrazu modeli gipsowych do wirtualnego świata. W połączeniu z profesjonalnymi jak na ten czas obrabiarkami system stał się jednym z niewielu zyskującymi uznanie klientów. Parę lat później firma 3Shape, stając się samodzielnym producentem, wprowadziła na rynek swój pierwszy skaner wewnątrzustny. W odróżnieniu od Sirony zastosowane rozwiązanie polegające na wykonywaniu serii zdjęć łączonych w film zyskało uznanie klientów, pomimo że skaner pracował wolno i miał 2-krotnie większą głowicę skanującą niż system Cerec. Następne edycje skanera pozwoliły na znaczne zmniejszenie kamery i przyspieszenie procesu skanowania – czas zredukowano poniżej 1 min. Wadą systemu jest nadal jego wysoka cena, która sprawia, że nie znajduje on zbyt wielu klientów w Polsce, oraz opłacane licencje roczne za używanie oprogramowania. W sumie zakup skanera wraz z opłatami licencji przez 5 lat generuje wydatek rzędu ok. 175 tys. zł. 

Świat oczywiście nie akceptuje monopolu, więc oprócz wymienionych powyżej firm rywalizacja stworzenia idealnego skanera trwa pomiędzy firmami Carestream, Planmeca czy czarnym koniem tych igrzysk – koreańskim Medit. Ta ostatnia firma jest obecnie postrzegana jako jeden z najlepszych producentów skanerów laboratoryjnych. W ciągu 4 lat osiągnęła pozycję lidera, wychodząc na prowadzenie przed firmę 3Shape. 

Doskonałe skanery labo pokazują wielkie zaawansowanie technologiczne systemu, a na ich atrakcyjność wpływa także tak bardzo ważny czynnik jak cena ostateczna czy brak opłat licencyjnych. 

Statystyki pokazują obecnie zainteresowanie 40% lekarzy stomatologów zakupem systemu skanowania wewnątrzustnego. Barierą wejścia w cyfrową stomatologię jest nadal cena produktu. 

Medit jeszcze w tym roku zaoferuje swój produkt w cenie ok. 80 tys. zł, co w znacznym stopniu przyczyni się do popularyzacji tej technologii w Polsce.

Przed wyborem systemu należy zwrócić uwagę na takie sprawy, jak:

  • jakość skanowania,
  • czas skanowania,
  • wielkość kamery,
  • skanowanie z użyciem pudru antyrefleksji lub bez, 
  • możliwość wymiany i sterylizacji końcówek,
  • połączenie systemu z innymi programami – system otwarty,
  • wsparcie i serwis, w tym intensywne szkolenia,
  • opłaty eksploatacyjne: wymiana końcówek, opłaty licencyjne.

Oprogramowanie CAD-CAM

Jednym z ważniejszych elementów całego systemu jest oprogramowanie. Każde z poszczególnych urządzeń wykorzystywanych w stomatologii cyfrowej nie ma racji bytu bez specjalistycznych programów umożliwiających wirtualne modelowanie czy przygotowanie projektu do wycinania bądź drukowania 3D. Na rynku pojawia się coraz więcej tego typu narzędzi jednak weryfikacja powinna przede wszystkim odnosić się do tego, czy oprogramowanie jest otwarte i generuje pliki STL, czy operator oprogramowania przewidział jego rozwój i w jakiej cenie będą przyszłe update, czy oprogramowanie ma przyjazny i łatwy do definicji interfejs? Odpowiedzi na te pytania pozwolą na precyzyjne dobranie oprogramowania do naszych potrzeb i nie narażą nas na nieoczekiwane opłaty za licencje roczne. Jednym z obecnie najbardziej rozwiniętych i rokujących oprogramowań CAD jest produkt niemieckiej firmy Exocad. 

Firma od wielu lat rozwija swoje produkty w zakresie projektowania podstawowych prac protetycznych, takich jak korony i mosty oraz korony tymczasowe czy inlay, onlay. Dla bardziej zaawansowanych użytkowników firma proponuje oprogramowanie do zastosowania w wytwarzaniu produktów implantologicznych, takich jak łączniki indywidualne czy rozległe prace protetyczne oparte na belkach hybrydowych. Należy pamiętać, że współczesny CAD-CAM powinien połączyć ze sobą wiele segmentów tworzących wspólne narzędzie dla użytkownika. W skład tego pakietu wchodzi wspomniane projektowanie na poziomie prostych i zaawansowanych prac protetycznych oraz dodatkowo programy do nawigacji implantologicznej, ortodoncji czy też do planowania uśmiechu pacjenta przed wykonaniem ostatecznego uzupełnienia protetycznego. Poznanie zasady działania wszystkich oprogramowań pozwoli lekarzowi oraz technikowi dentystycznemu zdefiniowanie i wykonanie pracy protetycznej przewidywalnej w funkcjonalności i estetyce. 

Współczesne metod...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Forum Stomatologii Praktycznej
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy