Технология аддитивного производства (АП), часто также именуемая 3-мерной (3D) печатью, является, по своей сути, революционной, поскольку вызвала значительные положительные социально-экономические, экологические и геополитические изменения в структуре многих индустрий, а также повлияла на аспекты права интеллектуальной собственности в промышленности.
Согласно определению Американского общества по тестированию и материалам, АП — это процесс «объединения материалов для воссоздания объектов по данным трехмерной модели, обычно путем наслоения, что отличается от известных ранее субтрактивных подходов». Отличительная особенность АП-процесса как от субтрактивного (резка, фрезеровка и измельчение) и традиционного формообразующего производства (прессование, литье и формование) состоит в том, что он позволяет получать продукцию путем соединения определенного количества слоев, при этом обеспечивая не только уникальную индивидуализацию продукта, но также возможность получения объектов разной геометрической сложности. АП включает в себя ряд технологий производства, в том числе методы стереолитографии (SLA), выборочной лазерно-спекающей струйной печати, моделирования посредством послойного наложения расплавленной полимерной нити (FDM — fused deposition modeling), селективного электронно-лучевого плавления и т.д.
Первоначально, в 1986 году Charles W. Hull начал использовать методы стереолитографии для производства 3-мерных моделей путем построения последовательных двумерных (2D) слоев светополимеризующегося жидкого фотополимера, причем каждый слой при этом полимеризировался концентрированным пучком ультрафиолетового света. Сначала АП начали широко использовать с целью прототипирования в автомобильном и аэрокосмическом производстве, и уже потом – в медицине. В стоматологии данная техника применяется для изготовления моделей, получения первичных восковых или полимерных конструкций-аналогов будущих протезов или их каркасов различного дизайна. При использовании в сочетании с методами 3D-визуализации по типу конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ), компьютерной томографии (КТ) или магнитно-резонансной томографии (МРТ) со специализированным программным обеспечением для 3D-моделирования и планирования лечения, АП позволяет получать максимально пациент-адаптированные модели, хирургические шаблоны, навигационные устройства и подогнанные пластины для реконструкции.
Для получения 3D-объектов посредством АП из набора цифровых данных томографии в формате DICOM требуются применение двух типов программных систем. Программное обеспечение для трехмерной моделировки может быть использовано для конвертации файла DICOM в общепринятый формат 3D-файла, например, в формат стандартного языка тесселирования (STL) или формат фронтально-волнового объекта (OBJ). Подобные файлы уже легко поддаются редакции в соответствующих программах. В последних также можно модифицировать ориентацию файла для дальнейшего принтинга, или же разделить объект на ряд слоев, которые будет легче всего произвести на 3D принтере. С увеличением доступности программного обеспечения с открытым исходным кодом и снижением стоимости 3D-принтеров, клиницисты имеют возможность широко использовать преимущества 3D-дизайна и печати в собственных стоматологических клиниках без необходимости вовлечения в процесс внешних участников в лице фирм-производителей.
Дупликация полного съемного протеза, или же получение точной копии текущего положения зубов может проводиться в ходе производства индивидуальной ложки или первичного макета будущей протетической конструкции с целью регистрации ориентиров перед изготовлением окончательного протеза, для верификации соотношения верхней и нижней челюсти, определения вертикальных параметров окклюзии, да и просто – для прогноза позиции коронок в структуре протеза с опорой на дентальные имплантаты. Кроме того, результаты дублирования в сочетании с данными, полученными при томографии с использованием рентгенконтрастных маркеров, в будущем могут использоваться для фрезеровки шаблона для достижения необходимой позиции и угла установки дентального имплантата. После этого рентгенографический шаблон можно модифицировать и использовать в качестве хирургического шаблона – таким образом реализуется протетически-направленный протокол реабилитации пациента с использованием интраоссальных титановых опор. Для проведения процесса дупликации протеза или положения зубов было предложено использовать различные техники и материалы по типу создания пресс-формы из необратимого гидроколлоидного оттискного материала, или же с применением накладочного шаблона, или даже оттиска из А-силикона, полученного из гипсовой модели. В одном из докладов для этой же цели было предложено использовать портативный оптический сканер (Artec Space Spider, Artec 3D), пользовательский ротационный стол, подходящее 3D-программное обеспечение (Artec Studio 9.0, Artec 3D) и трехмерный принтер FDM (MakerBot Replicator 5th Generation, MakerBot).
В данной статье описана концепция использования клинически доступных CAD/CAM технологий, возможностей КЛКТ, свободного программного обеспечения и 3D принтера для дупликации имеющегося у пациента полного съёмного протеза.
