3D-печать революционизирует прозрачные элайнеры в цифровой стоматологии

Цифровая стоматология — интеграция цифровых технологий в повсякдуневную стоматологическую практику — перестраивает отрасль. Среди самых влиятельных инноваций — 3D-печать.

От моделей мостов и хирургических накладок до съёмных протезов — 3D-печать уже играет ключевую роль. Однако наиболее массовое применение сегодня — производство прозрачных элайнеров.

По SmarTech Analysis, прозрачные элайнеры представляют «возможно, единственное приложение с самым высоким объёмом для технологий 3D-печати в мире сегодня».

Как именно 3D-печать интегрируется в производство прозрачных элайнеров?

В этой статье исследуем преимущества 3D-печати для элайнеров и то, как клиницисты и лаборатории встраивают технологию в свои цифровые рабочие процессы.

Другие приложения в этой серии:

• 3D-печать для теплообменников
• 3D-печать для подшипников
• 3D-печать для велосипедного производства
• 3D-печать для медицинских имплантов
• 3D-печатные ракеты и будущее космического мануфактура
• 3D-печать для обуви
• 3D-печать для электронных компонентов
• 3D-печать в железнодорожной отрасли
• 3D-печатные очки
• 3D-печать для конечного производства деталей
• 3D-печать для кронштейнов
• 3D-печать для турбинных деталей
• Как 3D-печать обеспечивает лучшие гидравлические компоненты
• Как 3D-печать поддерживает инновации в ядерной энергетике

Что такое прозрачные элайнеры?

Прозрачные элайнеры — съёмные прозрачные капы, постепенно сдвигающие зубы в желаемое положение. В отличие от традиционных металлических брекетов, они практически невидимы и их можно снимать для еды и чистки зубов.

Производственный путь начинается, когда ортодонт фиксирует зубной ряд пациента 3D-интраоральным сканером. Цифровые сканы информируют дизайн каждой последующей капы, маппинга инкрементальных шагов от текущего к финальному расположению зубов. Обычно план лечения требует 5–30 кап, в среднем 6–10.

Для изготовления каждой капы ортодонты сначала создают формы — обычно термоформированием. 3D-печать теперь предпочтительный метод производства этих форм благодаря скорости, точности и гибкости.

Ключевые технологии: стереолитография (SLA) и материальный джеттинг — обе смольные, способные производить высокоточные полноцветные модели. HP Multi-Jet Fusion (MJF) также набирает популярность за быстрые билд-таймы и надежные свойства материалов.

Преимущества 3D-печати для прозрачных элайнеров

Пациент-специфичные решения

Прозрачные элайнеры по своей природе кастомизированы; каждая капа немного отличается, чтобы вести зубы по точной траектории. Такой уровень персонализации требует технологии, способной экономично производить сложные уникальные дизайны.

3D-печать — единственная техника, которая может экономично производить сложные формы, требуемые для каждого пациента, в отличие от конвенциональной фрезеровки с дорогим инструментом и наладкой.

С 3D-печатью лаборатории могут изготавливать сложные пациент-специфичные формы прямо из цифровых сканов, держа производственные затраты низкими при высокой точности.

Массовая кастомизация

Исторически создание форм для элайнеров включало фрезеровку с последующей ручной подгонкой — трудоёмкий, labour-intensive процесс. 3D-печать обходит эти шаги, позволяя производить полную партию кастомизированных форм прямо из цифровых файлов пациента.

Например, Stratasys заявляет, что их J700 Dental 3D-принтер может генерировать до 400 прозрачных элайнеров в день. HP пошли дальше: 49 принтеров HP Jet Fusion 3D у SmileDirectClub, работающих 24/7, производят 50 000 уникальных форм в сутки — примерно 1020 форм на принтер.

Никакая другая технология не даёт такой пропускной способности и стоимоэффективности, подчёркивая доминирование 3D-печати на рынке.

Производство элайнеров в точке ухода

Печатая формы прямо в кабинете, ортодонты экономят и время, и деньги. В типичном рабочем процессе интраоральные сканы отправляются в лабораторию для моделирования, затем высокорезультационные цифровые файлы возвращаются в кабинет для онсайт-печати и термоформирования.

С таким подходом лечение может начаться за дни вместо недель. Более того, если капа утеряна, цифровой файл позволяет напечатать заменяющую форму за часы, обеспечивая минимальное нарушение графика пациента.

Примеры 3D-печати для прозрачных элайнеров

Ниже — кейсы, иллюстрирующие, как компании используют 3D-печать для масштабирования и стриминга производства элайнеров.

DynaFlex: расширение на рынок элайнеров с 3D-печатью

DynaFlex, производитель ортодонтических устройств и решений для стоматологических офисов, распознал растущий спрос на элайнеры и внедрил 3D-печать для поддержки экспансии.

Используя Stratasys J700 Dental 3D-принтер — спроектированный специально для форм элайнеров — DynaFlex струит жидкий фотоэлемент слой за слоем, отверждая УФ-светом. Полученные формы полностью отверждены и готовы к использованию сразу, устраняя пост-отверждение.

По данным DynaFlex, один билд J700 производит примерно 55 форм за три часа. С планами закупить два дополнительных принтера компания целится в 1000+ форм в день.

Cranston Orthodontics: 3D-печать форм элайнеров в офисе

Американская практика Cranston Orthodontics внедрила офисную 3D-печать для производства элайнеров, сократив таймлайн до одного дня.

Офис использует настольные принтеры EnvisionTec со стоматологическими материалами. После подготовки интраоральных сканов в dédiрованном ПО принтер производит партию до семи форм из смолы E-Model EnvisionTec.

После краткого цикла очистки и сушки формы термоформируются, ручно финишатся и готовы к использованию пациентом, давая точное прилегание и превосходный сервис.

SmileDirectClub: делает элайнеры доступнее с 3D-печатью

Основанная в 2014 году, SmileDirectClub пионерствовала стоимоэффективную модель: пациенты сдают домашние отпечатки или посещают SmileShop для интраоральных сканов. Стоматологические профи затем создают план лечения, а компания 3D-печатает и отправляет элайнеры.

Более 300 000 человек уже воспользовались этим удалённым доступным решением. В партнёрстве с HP SmileDirectClub масштабирует производство до 50 000 уникальных форм в день на 49 принтерах HP Jet Fusion, что эквивалентно примерно 20 млн форм в следующий год.

Такой масштаб позволяет SmileDirectClub предлагать элайнеры до на 60% дешевле традиционных невидимых брекетов, демократизируя ортодонтическую помощь.

Прямая 3D-печать элайнеров?

По мере ускорения рынка элайнеров производители ищут стримить операции, переходя от двухшагового процесса формования к одношаговой прямой печати.

Прямой рабочий процесс сократил бы капитальные затраты и драматически увеличил пропускную способность.

Align Technology, родительская компания Invisalign, активно инвестирует в эту область и исследует решения прямой печати.

Недавние исследования SmarTech предполагают, что рынок может достичь точки перегиба для напрямую 3D-печатных элайнеров в ближайшие пять лет, движимый преимущественно прогрессом в фотополимеризационных принтерах.

3D-печать уже перестраивает ортодонтию, предлагая стоимоэффективную высокообъёмную производственную модель и беспрецедентные уровни массовой кастомизации. Продолжающиеся достижения обещают прямую печать элайнеров, ещё больше снижая затраты, сокращая таймлайны и повышая качество ухода за пациентами.

В следующей статье рассмотрим 3D-печать в медицинской индустрии, фокус на имплантах. Stay tuned!