CAD CAM системы в стоматологии. Протезирование зубов

CAD/CAM расшифровывается как «Computer Assisted Design/Computer Aided Manufacturing», что в переводе на русский звучит как«компьютерный дизайн/производство под управлением компьютера».

CAD/CAM системы уже длительное время успешно применяются в различных отраслях машиностроения, а также в ювелирной промышленности.

В стоматологии CAD/CAM системы применяются для производства каркасов зубных протезов с помощью конструирования на компьютере и фрезерования на станках с числовым программным управлением.

Это самая современная, на сегодняшний день, технология производства каркасов зубных протезов.

Что можно изготовить при использовании CAD/CAM систем?

· одиночные коронки и мосты малой и большой протяженности;

· телескопические коронки;

· индивидуальные абатменты для имплантатов;

· воссоздать полную анатомическую форму для моделей пресс-керамики, наносимой на каркас (overpress);

· создать временные коронки в полный профиль и различные литьевые модели.

Какие материалы используются в CAD/CAM?

диоксид циркония, титан, кобаль-хромовый сплав, пластмасса, воск.

Преимущества CAD/CAM систем по сравнению с традиционным методом:

· Высочайшая точность работ (отклонение размеров 15-20 мкм в сравнении с 50-70 мкм при литье)

· Не требуется высокая квалификация и большой опыт работы оператора системы

· Систему может обслуживать один человек

· Экономия рабочего места

· Экономия рабочего времени (в пять раз быстрее)

· Чистота работы

· Большая производительность (до 120 единиц в сутки)

Этапы работы системы CAD/CAM:

1. Гипсовая модель поступает во фрезерный центр.

2. Гипсовая модель сканируется с помощью специального устройства (сканера). Сканер преобразует информацию о внешнем виде модели в компьютерный файл. Далее с помощью специальной компьютерной программы моделирования (CAD-модуль) на модели конструируется каркас, абатмент, супраструктура и т.д. Программа предлагает конструкцию, а техник может изменять ее движениями компьютерной «мышки» примерно так, как на гипсовой модели делается восковая композиция электрошпателем.

3. После моделирования файл с конструкцией поступает в блок управления фрезерной машины. В зависимости от выбранного материала фрезерная машина выпиливает (фрезерует) из заготовки каркас. В результате в материале воплощается трехмерная модель, созданная ранее на компьютере. Если материалом был выбран диоксид циркония, после фрезерования конструкция нуждается в спекании (агломерации).

4. Каркас из диоксида циркония помещается в специальную агломерационную печь, в которой он приобретает окончательный размер, цвет и прочность.

5. Прочный, эстетичный, точный и легкий каркас готов.

Что необходимо для работы с CAD/CAM системой?

· Помещение – от 10 кв м, один оператор

· Сканер

· Фрезерная машина

· Пылесос (можно обычный хозяйственный)

· Печь для спекания каркасов из диоксида циркония

· Диски из оксид циркония

Какие бывают системы CAD/CAM?

Системы CAD/CAM делятся на два вида: «открытые» и «закрытые».

К «закрытым» системам относятся такое оборудование, которое может работать только с определенными расходными материалами (дисками, блоками из оксида циркония и пр), производимыми как правило одной компанией. Например, Cerec и inLab от Sirona; Cercon от DeguDent.

CAD/CAM (англ. Computer— aided Design, Computer— aided manufacturing) — это собирательное название современных технологий, позволяющих автоматизировать процесс изготовления ортопедических реставраций. Раньше для создания искусственной коронки или вкладки требовалось 2-4 посещения, разделённых несколькими днями ожидания. Период ожидания был необходим для того, чтобы зубной техник смоделировал и воспроизвёл реставрацию из металла или керамикиСегодня благодаря кад/кам-технологиям появилась возможность изготовить коронку или вкладку на зуб в течение одного дня.

Если говорить конкретно, что CAD/CAM — это комплекс, включающей следующее оборудование:

Сканер нужен для создания виртуальной 3d-модели зубов пациента. Существуют как внутриротовое сканеры, «оцифровывающие» непосредственно ситуацию в полости рта, так и обычные, сканирующие предварительно изготовленные гипсовые модели челюстей пациента.

Полученная трёхмерная модель зубов пациента обрабатывается в компьютерной программе, где в автоматическом (или полуавтоматическом) режиме для разрушенного зуба создаётся виртуальная модель будущей реставрации (вкладки, коронки или винира), необходимой для возмещения дефекта. Интерфейс CAD/CAM — программы похож на трёхмерный редактор. Врач имеет возможность создать или изменить любой элемент смоделированной реставрации: высоту бугром, выраженность рельефа, кривизну стенок и т.д. Когда моделирование будет закончено, файл с моделью реставрации отправляется на фрезерный станок.

Реставрация, которая была смоделирована на предыдущем этапе, автоматически вытачивается на фрезерном станке. Как выглядит этот процесс показано на видео ниже. В качестве материала используются стандартные керамические или металлические заготовки.

Идеи применения CAD/CAM-системы для изготовления стоматологических реставраций появилась в 1971 году. Первые прототипы были громоздкие и неудобные в работе. К тому же, сканеры, используемые для создания виртуальных моделей, давали сильные искажения. Сегодня эти проблемы решены. Точность «цифрового оттиска» не уступает оттиску, полученному по классической методике. Программное обеспечение значительно улучшилось, и процесс виртуального моделирования будущей реставрации превратился в творчество. Точность фрезерных станков также повысилась благодаря одновременному использованию нескольких фрез и уменьшению их диаметра. В России сегодня представлены следующие cad/cam системы: Cerec, Organical, Katana и др.

Коронки, изготовленные по разным технологиям, могут не отличаться по внешнему виду. Пациент в любом случае получит высокоэстетичную реставрацию, восстанавливающую красоту улыбки и функцию пережевывания пищи. Однако использование кад/кам-систем позволяет упростить и ускорить изготовление реставраций:

Во-первых, уменьшается общее время, необходимое для создания коронки, вкладки и т.д.

Во-вторых, вместо традиционных оттискных материалов врач может использовать внутриротовой сканер, который «оцифровывает» ситуацию в полости рта. Это избавляет пациента от необходимости проходить через процедуру снятия обычных слепков. Особенно актуальным это является для людей с выраженным рвотным рефлексом.

Пациент непосредственно ВИДИТ, как врач вначале на компьютере моделирует индивидуальную коронку, которая затем автоматически вытачивается из керамического блока. Это красиво)

Подготовительный этап для протезирования при помощи CAD/CAM — технологии совпадает с традиционно подготовкой полости рта к лечению. Он включает профессиональную гигиену и санацию полости рта, восстановление и препарирование опорных зубов.

Для идеальной эстетики требуется индивидуализация готовой реставрации: её подкрашивание зубным техником. На этом может потребоваться отдельных визит.

Высокая стоимость лечения.

При помощи CAD/CAM можно создать любые несъёмные конструкции: как цельнокерамические, так и металлические. Коронки, вкладки, виниры, индивидуальные абатменты, мостовидные протезы, хирургические шаблоны. Спектр применения данной технологии постоянно растёт.

Перед протезированием зубов, как правило, требуется выполнить определённую подготовку полости рта. Объём подготовительного лечения определяется планом лечения, который составляется во время консультации при первом посещении стоматолога. Эта подготовка называется «санацией полости рта» и может включать следующие этапы:

Снятие зубных отложений (камня и налёта) не только сразу улучшает внешний вид зубов, но и устраняет источник возможного будущего воспаления. Эту процедуры выполняет врач-гигиенист. На этом этапе Вас также научат правильно ухаживать за своей полостью рта. Это является гарантией долгосрочного функционирования любой реставрации и конструкции после завершения основного лечения.

Её проводит стоматолог-хирург. Часто перед протезированием зубов необходимо удалить зубы или корни зубов, не подлежащих восстановлению. К таким зубам относят сильно разрушенные, подвижные зубы, зубы с очагами хронического воспаления у верхушек корней. В случае недостаточного объёма костной ткани для имплантации зубов проводится предварительная операция по её увеличению.

Лечение кариеса, периодонтита, заболеваний слизистой оболочки полости рта, замена старых пломб. Эндодонтическое лечение зубов перед их восстановление и покрытием коронками. Необходимость проведения описанных манипуляций в каждом случае решается индивидуально. Врач-ортопед должен быть уверен не только в своей работе, но и в качестве проделанной работы до него. Поэтому в некоторых случаях необходимо перелечивание корневых каналов зубов.

Кровоточивость десны, неприятный запах изо рта, подвижность зубов и наличие пародонтальных карманов. Эти симптомы свидетельствуют о проблемах с пародонтом. Они должны быть устранены до протезирования зубов.

Благодаря ортодонтическим методам лечения возможно переместить или изменить наклон зубов. Такая подготовка занимает определённое время (от 2-3 месяцев, до 2-3 лет). Однако она позволяет избежать депульпирования и «обтачивания» выдвинувшихся или деформированных зубов.

CAD/CAM - это сокращение слов Computer-Aided Design (проектирование с использованием компьютерной технологии) и Computer-Aided Manufacture (изготовление с использованием компьютерной технологии). В течение многих лет системы CAD/CAM находили себе применение в различных отраслях промышленности, особенно в автомобильной. Компьютеры облегчают все стадии автомобильного производства, начиная с исходной концепции проекта и вплоть до конечного производства составляющих машину деталей. Ныне такие технологии находят себе множество разнообразных применений в медицине и стоматологии.

CAD (Проектирование с использованием компьютерной технологии)

Проектирование с использованием компьютерной технологии - это использование компьютерных систем для проектирования и разработки продукта. Компьютер применяется в качестве высокоусовершенствованного заменителя чертежной доски, позволяющего выполнить трехмерное моделирование и проектирование, не прибегая к ручке и туши. Модель, созданная в такой системе, может быть показана под любым углом, а также может быть смоделирована так, чтобы рассмотреть ее проекцию в определенном освещении. Отдельные элементы чертежа могут быть пересмотрены, заменены, а вся модель в целом - перестроена заново. После того, как проект доведен до окончательного уточнения, детализированные и снабженные размерами чертежи, могут быть распечатаны с целью использования в процессе производства. Или же, с другой стороны, они могут быть переданы далее, и информация относительно формы детали может быть превращена в производственные инструкции, которые будут переданы непосредственно машинам, изготовляющим данную деталь.

В особенно прогрессивных системах, возможно, принимать в расчет также и структурные свойства материалов. Математическое моделирование конструкции с использованием этих величин дает возможность получить оценку определенных моментов ее поведения еще до того, как она покинет кульман. Эта технология известна под названием «анализ конечного элемента». Можно оценить последствия тех или иных изменений в проекте в отношении поведения детали, еще прежде чем она будет изготовлена хотя бы в виде физической модели.

САМ (Изготовление с использованием компьютерной технологии)

Изготовление с использованием компьютерной технологии - это использование компьютерных систем для управления механизированными инструментами. Это позволяет придавать материалам определенную форму с тем, чтобы создавать из них конструкции и приспособления. Компьютеры, контролирующие механизированные инструменты, могут действовать в соответствии с инструкциями, полученными от системы проектирования с использованием компьютерной технологии. Таким образом, возникает полная интегрированная система. Объект, который необходимо изготовить, конструируется на экране компьютера, после чего проект воплощается в жизнь компьютером же, передающим свои инструкции непосредственно механизированным инструментам.

В отношении постановки пломб стоматология была всегда ограничена определенным ассортиментом доступных технологий изготовления. Пломбирование зубов в одно посещение всегда было ограничено использованием амальгамы для зубной пломбы, кислотно-основными смесями или же полимеризацией смол. Пломбы, изготовляемые в лабораторных условиях, ограничивались выплавляемым модельным литьем, агломерированием фарфоровых пломб и полимеризацией смол. Это очень жестко ограничивало диапазон материалов, которые могли быть использованы. Давая нам новую методику контроля формы объекта, CAD/CAM системы в стоматологии открывают доступ к целым системам новых материалов.

Технология CAD/CAM в стоматологии делает возможным использование керамических материалов с очень хорошими характеристиками и композитных материалов на основе стеклянного вяжущего вещества, которые были произведены в оптимальных фабричных условиях, при соблюдении необходимых технологических характеристик. Такие материалы имеют огромные преимущества перед теми, что используются здесь традиционно.

В сравнении с другими материалами для пломбирования керамические материалы отличаются целым рядом преимуществ. Они могут быть смешаны в такой пропорции, чтобы очень близко соответствовать цвету зуба. Они обладают очень высокой биосовместимостью и очень износостойки. Очень важно также и то, что посредством соответствующей обработки как самой керамики, так и поверхностей зуба, возможно, добиться создания прочной связи, так что пломба и сам зуб станут единым функциональным элементом. Данное преимущество означает то, что поврежденный зуб может быть укреплен, будучи связан с керамической пломбой. Хотя то же самое возможно осуществить также и с композитными материалами на полимерной основе, все-таки эти пломбы по их прочности не могут быть поставлены рядом с изготовленными механическим способом керамическими пломбами.

Диапазон структурных полимеров, которые могут быть использованы для создания основного тела композитных пломб, сравнительно невелик. Большинство этих композитных материалов основаны на BIS-GMA.

Улыбнитесь - всё будет хорошо!

Cad/Cam-технологии в стоматологии для 3d-моделирования зубов – новый проект автоматизации и автономизации лаборатории зубной техники. Применяя его на практике, вы добьетесь повышения качества изделий, их усовершенствования и сократите сроки производства.

В переводе с английского языка Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacture – системы автоматизированного проектирования/изготовления, сокращенно – САПР. Они появились еще в 1980-х годах и встречались совершенно в другой сфере, а именно в промышленности по изготовлению металлорежущих станков для высокоточной обработки деталей и производству автомобилей. В последние десятилетия эта ниша развивалась и внедрялась в разных областях, в том числе и зуботехнической. Сейчас компьютерные программы и техника помогают на всех этапах – начиная с разработки и заканчивая выполнением готовых деталей. Поэтому ни одна область медицины не остается без помощи инновационных электронных технологий.

Технологии и системы Cad/Cam (Кад/Кам) в стоматологии вместе с материалами, не содержащими металл, применяются практикующими докторами и крупнейшими лабораториями для выпуска:

фрезерованных коронок из керамики;
вкладок; цельнокерамических мостов;
виниров;
абатментов в имплантации.

В программе можно воссоздать объемную анатомическую форму для заготовок пресс-керамики, которая наносится на каркас, в полный профиль спроектировать временные коронки и визуализировать другие литьевые модели.

С течением временем компьютерные технологии и материалы подверглись совершенствованию и преобразованию. Cad/Cam стоматология предполагает методы компьютерной проектировки и разработки продукции, которые применяются в качестве альтернативы ручному способу черчения. Объект просматривается под любым углом, а его проекцию можно рассмотреть в определенном освещении. Также могут пересматриваться, меняться любые его части. Конструкция элемента может быть полностью перестроена заново. После уточнения и одобрения проекта специалистами детализированные чертежи с числовыми обозначениями размеров распечатываются и передаются для производства.

С такими возможностями современная медицина предлагает реставрации высокого качества, используемые в практике зубных специалистов и дантистов в протезировании. Те модели, что изготовлены по новым технологиям, характеризуются лучшими свойствами прилегания, биосовместимости, повышенной прочностью и эстетичным внешним видом.

Этапы создания детали

Во многих зуботехнических лабораториях применяют САПР, благодаря чему техники занимаются проектированием с помощью специализированного ПО:

В самом начале работы в системе на экран выводится 3-х мерное отображение одного или сразу нескольких объектов, подлежащих реставрации. Оно получено при сканировании оптическим сканером. 3D картинку получают также при сканировании детали, выполненной стандартным способом – обычного слепка.
Эскизы помещают в специальную программу для моделирования и окончания реставрации. Этим занимается зубной техник. Количество времени, затраченного на полный цикл, зависит от опыта, мастерства сотрудника и уровня сложности поставленной задачи. В одних случаях на все действия тратится несколько минут, для других понадобится не один час, чтобы добиться безупречного результата.
После завершения процесса спроектированная деталь отдается на фрезеровку из цельнокерамического куска в шлифовальной камере (на компьютеризированном станке).
Для большей естественности реставрацию дополнительно покрывают керамикой и помещают в печь для обжига.
После того как материал окончательно застыл, протез шлифуют и полируют.

Программа для врачей-стоматологов по 3д моделированию зубов зарекомендовала себя с очень хорошей стороны – она не только ускоряет процесс создания, но также делает результат более точным и улучшенным по характеристикам. Если сравнить ее с традиционным изготовлением, выясняется, что компьютерная технология не нуждается в большой площади, не загрязняет помещение так, как метод литья. Мастер может в одиночку обслуживать систему, что экономит временные и финансовые затраты.

Такая система не заменит профессионализм, талант, опыт докторов и зубных техников. Достаточная квалификация специалистов в области начальной подготовки слепка, точность во время создания цифрового оттиска и объемного образа реставрации – обязательные условия успешной работы. От этого зависит предотвращение скорого повреждения элемента и длительность его использования. Плохие коронки могут иметь зазоры между здоровыми зубами и установленной реставрацией, что повышает риск занесения инфекции.

Какие возможности открывает компьютеризированная система

Стандартная система изготовления зубных реставраций основана на технологии литья. Протезы держатся на каркасе, выполненном из литого металла с керамическим покрытием. Сейчас набирают популярность временные коронки из оксида и диоксида циркония. По существу это одна из разновидностей керамики. Преимуществами таких изделий считается их безупречный внешний вид и высокая прочность. Без металлического основания модель выглядит более естественно. Оксид циркония инертен. Проявление аллергии или отторжение материалов практически невозможно, что не исключено в случае использования других материалов.

Такую основу нельзя получить при помощи литья. В необработанном виде брусок диоксида циркония – податливый материал, отдаленно напоминающий мел. После обжига при 1350 градусах он становится прочным и твердым, как керамика. При термическом воздействии деталь «усаживается» и коронка уменьшается в размере. Именно поэтому ручное изготовление подобных реставраций нежелательно.

Использование и производство таких протезов состоялось только благодаря внедрению инновационных компьютерных технологий Cad/Cam.

Список программ для моделирования в помощь стоматологу

Существует много САПР для 3D-проектирования зубов с целью их последующего изготовления. Самые популярные:

Denta Pro;
Dentist+;
Denta lAccord;
Dental Cloud;
ClinicIQ;
QStoma;
Адента;
Dental4Windows;
iStom;
Инфодент;
IDENT;
ДЕНТ;
Дентал-Софт;
1С: Стоматологическая клиника.

Но технический прогресс положительно влияет на разработку и внедрение нового ПО, а потому AutoCAD, ZWCAD и другие программы для проектирования и визуализаторы совершенствуются, развиваются и становятся надежными помощниками дантистов и зубных техников.

Использование программы Кад/Кам для стоматологии, компьютерного моделирования зубов

Мониторинг качества показывает, что нынешние реставрации прочнее и лучше, чем протезы, изготовленные без участия систем автономного проектирования.

ZWSOFT реализует САПР нового поколения. ZWCAD 2018 становится все более популярной среди пользователей. Продукт востребован по ряду причин:

поддержка чертежей формата DWG;
удобный интерфейс;
мощная коллекция инструментов;
цена сопоставимая с функциональностью.

Версия 2018 имеет обновленный стиль пользовательского интерфейса, а также включает большие возможности настройки панели инструментов. Приятное дополнение в виде встроенного калькулятора в боковой панели и возможность быстрого создания уточнений и шапок чертежа облегчает выполнение задач и экономит временные затраты. Лицензионная политика всех продуктов ZWCAD дает возможность самостоятельно выбрать нужный по набору функций, подходящий вариант для выполнения задач любого уровня сложности и не переплачивать за опции, которые не нужны клиенту.

Большим преимуществом оснащения клиник и лабораторий нужным оборудованием и программным обеспечением является возможность предложения пациентам восстановление зуба всего за одно посещение. Cad/Cam Cerec системы в стоматологии используются для того, чтобы за один визит поставить клиенту коронки, вкладки или виниры. Положительным моментов является тот факт, что местная анестезия проводится тоже единожды в момент подготовки к процедуре.

Цельнокерамический мост таким образом поставить невозможно, так как его производство занимает больше времени и выполняется в условиях лаборатории.

Виды и сравнение характеристик версий ZWCAD 2018

Каждая программа отличается набором возможностей, но все обладают высокой эффективностью показателей. В целом это ПО – аналог ACAD. Софт доступен по цене, а потому подойдет как для полноценных лабораторий зубной техники, так и для вновь открытого учреждения. По поводу стоимости на обновление ПО рекомендуем проконсультироваться с менеджером компании, так как существуют версии с платным и бесплатным вариантами апгрейда.

Рассмотрим основные инструменты для стоматолога, подходящие для 3d-моделирования.

Стандартная версия

Набор функций позволяет просматривать и редактировать свойства выбранного объекта через палитру свойств, а также включает:

открытие/сохранение файлов в формате DWG, DXF, DWT;
пять режимов редактирования объектов через ручки;
правильное отображение объектов CAD в количестве 65 типов;
возможность настройки чертежа;
редактор CUI;
автоматическое окончание ввода;
переключение интерфейсов;
LISP, COM, ACTIVEX.

Покупатель может протестировать не демо, а полную версию, убедившись в преимуществах ПО до совершения покупки. Для создания зубных реставраций рекомендуется выбирать более усовершенствованное программное обеспечение.

Профессиональная версия

Этот софт включает все возможности предыдущей версии, а также имеет дополнительные:

возможность 3D моделирования и редактирования;
интеграция с другими внешними приложениями;
поддержка VBA/.Net/ZRX.

Классический вариант

Снабжен наименьшим количеством возможностей. Поддерживает 2D/3D, обладает интуитивно понятным интерфейсом и базовым набором для проектирования. На ней легче учиться работе с аналогичным ПО. Этот вариант тоже можно протестировать до покупки, но обновления больше не поддерживаются.

Преимущества применения САПР и бесплатных программ для проектирования в стоматологии

ПО в медицине сегодня стало неотъемлемой частью на разных этапах – от диагностики до оперативного вмешательства.

Его достоинства для зуботехнических лабораторий:

Значительное сокращение сроков изготовления реставраций. Их моделирование происходит за несколько минут. Автоматическая обработка и построение визуализации в кам-системе уменьшает временные затраты и человеческие ресурсы.
Подгонка и усовершенствование таких технологий включает предварительный учет процента усадки сырья при обжиге. Мастер получает размер, который полностью идентичен сканированному оттиску.
Оптимизация рабочего времени дантистов и техников, способствующая правильной расстановке приоритетности задач.
Не нужно привлекать третьих лиц для изготовления протезов.
Специальная подготовка реставраций из оксида циркония и других специфических материалов – титана или оксида алюминия.

Приобретая продукцию нашей компании, вы получаете качественную компьютерную программу для стоматологов-техников за невысокую цену. За аналог ZWCAD 2018 – ПО от Autodesk – вы заплатите значительно дороже. Правильный софт облегчит выполнение задач любого уровня сложности. Современная клиника должна обеспечивать должный подход к своим клиентам. Качественное оборудование и современные технологии помогают упростить процесс и сократить временные и финансовые расходы. Мы предлагаем клиентам приобрести инструменты для своей специальности – простые в управлении и эффективные в работе.

к.м.н., стоматолог-ортопед Ервандян Арутюн Гегамович

Дата публикации — 4.10.2015

С момента изобретения человеком компьютера настала новая эра в науке, технике и просто в жизни человека. В то время как большинство людей способны использовать компьютерную технику максимум для общения в социальных сетях, скайпе и совершения онлайн покупок, другие уже давно используют компьютеры для совершения сложнейших математических измерений, 3D проектирования, программирования, изучения сопротивления материалов и усталостных нагрузок, а также в области CAD/CAM технологий. CAD/CAM — это аббревиатура, которая расшифровывается как computer-aided design/drafting и computer-aided manufacturing , что дословно переводится как компьютерная помощь в дизайне, разработке и компьютерная помощь в производстве, а по смыслу — это автоматизация производства и системы автоматизированного проектирования / разработки.

С развитием технологий, ортопедическая стоматология также прошла эволюция от времён бронзового человека, когда привязывались искусственные зубы золотой проволокой к соседним зубам, до современного человека, который использует технологию CAD/CAM. В момент появления CAD/CAM, основными технологиями изготовления коронок и мостовидных протезов были старая и имеющая много недостатков технология штамповки и пайки, более перспективная и передовая технология литья и менее распространённые технологии, также лишённые недостатков штамповки и пайки, сверхпластичная формовка и спекание. С другой стороны, две последние технологии можно применять для очень ограниченного количества материалов, например, сверхпластичную формовку только для титана. CAD/CAM технология лишена всех недостатков, присущих технологиям литья, например, усадки, деформации, в том числе и при извлечении отлитых коронок, мостовидных протезов или их каркасов. Отсутствует опасность нарушения технологии, например, перегрева металла при литье или повторное использование литников, что приводит к изменению состава сплава. Отсутствует усадка каркаса после нанесения керамической облицовки, возможная деформация при снятии восковых колпачков с гипсовой модели, поры и раковины при литье, непролитые участки и т.д.. Основным недостатком технологии CAD/CAM является высокая себестоимость, что не позволяет широко внедриться этой технологии в ортопедическую стоматологию. Первоначальная технология CAD/CAM представляла из себя компьютер с необходимым программным обеспечением на котором производилось трёхмерное моделирование несъёмного протеза с последующим компьютерным фрезерованием с точностью до 0.8 микрон из цельного металлического или керамического блока.

Соответственно, расходными материалами для данной процедуры становились дорогостоящие блоки и фрезы, в основном твёрдосплавные. Благодаря дальнейшей эволюции CAD/CAM технологии, на смену компьютерному фрезерованию пришла технология 3D печати, которая позволила уменьшить себестоимость и дала возможность изготавливать объекты любой формы и сложности, которые невозможно было произвести до этого ни одной из существующих технологий. Например, благодаря 3D печати можно изготовить цельный полый объект с любой формой внутренней поверхности. Применительно к ортопедической стоматологии, можно изготовить полое тело протеза, что позволит не уменьшая прочности конструкции уменьшить его вес. Уникальность технологии 3D печати можно увидеть на видео.

В стоматологии способ 3D печати зависит от печатаемого материала и поэтому саму технологию условно можно разделить на несколько ветвей:

Печать воском
Печать пластмассой
Печать металлом
Печать гипсом/керамикой

Первая ветвь — это 3D печать воском. Она относится к технологии термопечати, т.е. воск нагреваясь переходит в жидкое состояния, и соответственно в таком состоянии покапельно наносится. После нанесения остывает и переходит в твёрдое состояние. Фактически этот способ является более совершенной технологией моделирования конструкций протезов с присущими ей всеми недостатками литья. Т.е. можно смоделировать на компьютере и напечатать из воска идеальный каркас, но при литье опять столкнуться со всеми проблемами присущими литью. Таким образом данная технология устраняет все недостатки моделирования каркаса из воска, но не устраняет недостатки технологии литья.

Вторая ветвь — это 3D печать пластмассой. Данная технология позволяет получить как разборные модели челюстей, каркасы из беззольной пластмассы для литья, так и готовые протезы, например, коронки или мостовидные протезы из композита, а также напечатать съёмные протезы.

В свою очередь существует два метода 3D печати пластмассой:

Терпомечать
Светополимеризационная печать

Термопечать можно использовать для 3D печати термопластами, например, съёмных протезов или же для печати беззольной пластмассой. Светополимеризационную печать можно использовать для печати как коронок из композитов, так и каркасов из беззольной пластмассы, съёмных протезов из акрилатов и полиуретана.

Технология термопечати воска и пластмассы схожи и чем-то похожи на принцип печати обычного цветного струйного принтера. Материал разогревается до температуры плавления и микрокаплями наносится, но в отличии от цветного струйного принтера, который печатает только в одной плоскости, 3D принтер печатает в трёх плоскостях и соответственно не краской, а твёрдыми материалами. Благодаря нанесению материала микрокаплями достигается полная компенсация усадки материала. Кроме этого существует ещё один способ термопечати пластмассой, при котором пластмассовая проволока нагревается и непрерывно подаётся на поверхность печатаемого объекта (FDM 3D печать). Такая технология самая дешёвая и распространённая в мире, но в стоматологии не нашла широкого распространения, так как не обладает высокой точностью.

Более совершенным методом термопечати является технология выборочного термического спекания «SHS » (Selective Heat Sintering). Подробное описание метода представлено в разделе «3D печать металлом».

Фотополимерная печать

Существует 2 способа фотополимерной 3D печати пластмассой в стоматологии:

Стереолитографическая 3D печать (SLA)

Струйная фотополимерная 3D печать (MJM)

Светополимеризационная (фотополимерная) печать похожа на термопечать и отличается только тем, что материал не нужно разогревать, так как он уже жидкий, а затвердевание т.е. полимеризация происходит под действием света синего спектра 455-470 нм.

Стереолитографическая печать (SLA)

Кардинально другой принцип используется в технологии стереолитографической печати. Суть метода заключается в печати в ванне наполненной фотополимерной пластмассой или композитом. В отличие от остальных методов печати при этом методе печать производится сверху вниз и печатаемый объект находится в перевёрнутом состоянии. У многих читателей возникнет вопрос, а как же можно печатать в ванне наполненной фотополимерным материалом, так как должно произойти отверждение всего материала, находящегося в ванне. Всё до гениальности просто. Дело в том, что платформа на которой начинается выращивание печатаемого объекта погружается в толщу фотополимерного композита, не доходя 6-20 мкм до дна (зависит от принтера), т.е. остаётся прослойка фотополимерного материала толщиной 6-20 мкм и соответственно в нужных местах отверждается только эта прослойка. После отверждения платформа поднимается вверх, отрывая отвердевший полимер от дна ванны, затем повторно погружается не доходя 6-20 мкм полимеризованной частью до дна. Таким образом опять создаётся прослойка неотверждённого фотополирмерного материала между дном ванны и уже напечатанным слоем. Процесс повторяется столько раз, сколько слоёв необходимо напечатать для полной готовности объекта.

Преимуществами технологии стереолитографической печати являются:

Высокая точность;
Высокая разрешающая способность;
Гладкая поверхность.

Недостатками стереолитографической печати являются:

Возможность печати только одним цветом;
Фоновая засветка фотополимера, так как небольшая мощность светового излучения рассеивается в общей массе фотополимера. Таким образом часть фотополимерного материала портится, что приводит к увеличению себестоимости печати;
Ограниченный ресурс ванной. Из-за того, что полимер должен постоянно отрываться от дна ванны, её изготавливают из силикона или аналогичного материала, и со временем она выходит из строя, соответственно требует замены;
Ограниченный ресурс дорогостоящего лазера.

Третья ветвь – 3D печать металлом. Суть метода заключается в точечном оплавление металлического порошка лучом до получения однородной структуры. Существует несколько способов 3D печати металлом:

DMD «прямое осаждение металла » (Direct Metal Deposition);
LDT «технология лазерного напыления » (Laser Deposition Technology);
LCT «технология лазерного наплавления » (Laser Cladding Technology);
LFMT «технология лазерного свободноформенного производства » (Laser Freeform Manufacturing Technology);
LMD «лазерное осаждение металла » (Laser Metal Deposition);
LMF «лазерное сплавление металла » (Laser Metal Fusion);
SLS «выборочное лазерное спекание » (Selective Laser Sintering);
DMLS «прямое лазерное спекание металлов » (Direct Metal Laser Sintering);
SLM «выборочное лазерное плавление » (Selective Laser Melting);
LC «лазерная фокусировка » (LaserCusing);
EBM «электронно-лучевое плавление » (Electron Beam Melting);
SHS «выборочное термическое спекание » (Selective Heat Sintering).

Технология выборочного лазерного спекания (SLS ) была изобретена Карлом Декардом и Джозефом Биманом из Университета Техаса (Остин, США) в середине 1980-х.
Технология выборочного лазерного плавления (SLM ) была изобретена Вильгельмом Майнерсом и Конрадом Виссенбахом из Института лазерной техники (ILT) Общества Фраунгофера (Ахене, Германия) совместно с Дитером Шварце и Маттиасом Фокеле из компании F&S Stereolithographietechnik GmbH (Падерборн, Германия) в 1995 году.

Все эти методы можно использовать в стоматологии. Условно их можно разделить на две группы, отличающиеся только методом нанесения порошка металла. К первой группе относятся методы подачи порошка с одновременной микросваркой. Ко второй группе относятся методы нанесения слоя порошка с последующей микросваркой порошка.

I группа методов 3D печати металлом.

Метод 3D печати методом прямого осаждения металла (DMD ) очень похож на методику лазерной сварки с применением порошка. Суть метода представлена на схеме.

Лазерный луч точечно нагревает участок и туда же подаётся аэрозоль порошка металла в среде инертного газа. Под действием лазера происходит оплавление порошка и переход в жидкую фазу, которая после охлаждения затвердевает. Затем процесс повторяется и таким образом покапельно наслаивается металл. В случае лазерной сварки всё делает зубной техник в ручном режиме. При 3D печати процесс контролируется компьютером, поэтому он производится максимально быстро и точно.

DMD , LFMT , LMD , LDT и LCT методы ничем не отличаются, единственное отличие в том, что LDT и LCT методы применяются для реставрации повреждённых объектов, например, при истирании.

II группа методов 3D печати металлом.

При послойном методе производится нанесении слоя металлического порошка, имеющего микроскопическую толщину (10-50 мкм), на подложку и спекание или точнее микросварка лазером в среде инертного газа микроскопических зёрен металла в необходимых участках слоя. После этого наносится сверху ещё один слой порошка металла, и производится микросварка лазером микрозёрен металла уже не только между собой, но и с нижним слоем.

Микросварка металлического порошка

Таким образом, послойно печатается трёхмерный объект из металла. После завершения печати готовый металлический объект извлекается из порошка. Оставшийся порошок можно использовать повторно. Данная технология представляет из себя безотходное производство, которое в конечном счёте приводит к уменьшению себестоимости конструкции. А благодаря применению компьютерных технологий достигается высокие качество и точность порядка 1-10 микрон. Точность метода ограниченна только диаметром лазерного луча и размером микрозёрен печатаемого материала. Но необходимо помнить, что чем выше точность печати, тем медленнее производиться печать. Предлагаем вашему вниманию видеоролик о 3D печати металлом в стоматологии.

Отличием SLS (выборочное лазерное спекание) от DMLS (прямое лазерное спекание металлов) заключается в том, что второй метод можно применяется только для печати металлом. А методом SLS можно применять для печати любым термопластом. SLS от SLM отличается только тем, что в первом случае производится спекание, а во втором — плавление порошка. Данное отличие является условным, так как при спекании также происходит плавление металла, а отличие названия и описания метода связано с коммерческими моментами. Тоже касается и метода LC и LMF . Поэтому разделение всех этих методов является надуманным, хотя по данным создателей технологий SLS и DMLS плотность печатаемого объекта может регулироваться при использовании этих методов печати.
Электронно-лучевое плавление (EBM ) отличается от остальных методов тем, что вместо лазерного луча применяется электронный луч (пучок) высокой мощности, а сама печать производится в условиях вакуума.
Выборочное термическое спекание (SHS ) отличается от остальных методов тем, что вместо лазерного или электронного луча используется термоголовка. Благодаря этой технологии возможно создание 3D принтеров маленького размера. Но недостатком технологии является низкая температура печати и поэтому она может быть применена только для печати легкоплавкими металлами и термопластами.

Четвёртая ветвь – 3D печать гипсом/керамикой. Принцип печати гипсом похож на технологию SLS , только вместо лазера используется связующий агент, так называемый клей, соединяющий частички гипса или керамики. Однако печать гипсом не нашла применения в стоматологии, так как модели начали печатать из пластмассы. Печать керамикой является перспективной и позволит печатать каркасы или готовые конструкции коронок и мостовидных протезов.

Использование статьи в библиографическом списке «Ервандян, А.Г. CAD/CAM технологии в ортопедической стоматологии [Электронный ресурс] / Арутюн Гегамович Ервандян, 4.10.2015. –

Зубные протезы из циркония постепенно завоевывают мир. Их основное преимущество состоит в отсутствии металлического основания, что позволяет иметь более натуральный вид и оттенок. Но их нельзя изготовить литьем. Потому что при спекании цирконий дает усадку, первоначальные параметры заготовки уменьшаются, и она становится непригодна к использованию. И только CAD/CAM/CAE системы сделали циркониевые протезы реальностью.

Что такое CAD/CAM системы в стоматологии

CAD/CAM – новейшая технология, по которой изготавливаются каркасы зубных протезов из циркония, стеклокерамики, кобальт-хрома, титана и других материалов. Она основана на моделировании заготовки в специальной компьютерной программе и обработке на фрезеровальном оборудовании с числовым программным управлением.

Название технологий расшифровывается:

CAD – Computer-Aided Design – компьютерная помощь в проектировании (технический дизайн виртуального образа с помощью моделирования и CAD CAM программы).
CAM – Computer-Aided Manufacturing – компьютерная помощь в производстве (изготовление проектируемой конструкции с помощью специального ПО).

Этапы CAD/CAM технологии в стоматологии:

сканирование ротовой полости;
3D-моделирование ортопедических конструкций, доработка изображения;
фрезеровка;
спекание в печи;
шлифовка и полировка.

Помимо специального программного обеспечения в систему входит оборудование: сканер, фрезерный станок с ЧПУ, печь для спекания. Техника CAD/CAM/CAE обеспечивает полный цикл производства протеза – от трехмерной модели до готового изделия.

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМ

Высокая точность изготовления изделий;
Кратчайшие сроки производства стоматологических конструкций;
Учет потребностей конкретного пациента;
Изготовление протезов из диоксида циркония;
Автоматизированный процесс, исключающий «человеческий фактор».

При выборе системы проектирования CAD/CAM важно обратить внимание на тип: открытая или закрытая. Закрытые могут работать только с определенными видами материалов (дисками, блоками и пр.) компании-производителя. Они хороши тем, что процессы максимально отлажены и синхронизированы.

Преимущество открытых систем в том, что все элементы (сканер, станок, программное обеспечение) максимально адаптированы к совмещению с иным оборудованием и компьютерным ПО. То есть их можно обновлять, расширять набор функций и технологий.

Сравнительный обзор существующих моделей

Фрезерное оборудование открытого типа DYAMACH DT-2 позволяет использовать любые материалы CAD/CAM (керамику, полимеры, металлы), гарантируя высокую точность и производительность. Вертикальный 5-осевой фрезеровальный станок с ЧПУ может работать непрерывно.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

рабочие оси имеют широкие углы поворота: А на 360 гр., В на +/- 43 гр;
скорость шпинделя до 60000 об./мин;
подходит для обработки сложных балок и абатментов из металла (в т.ч. титана);
использует любые типы фрезы (3, 4, 6 мм) в отличие от аналогичных моделей, в которых предусмотрены фрезы только в 6 мм;
профессиональное устройство по цене оборудования среднего класса;
высокая скорость фрезеровки (абатмент из металла за 20 минут, мост из кобальт-хрома из трех моляров за 60 минут).

Фрезерный станок Dyamach DT-2 работает быстрее и точнее других с бесколлекторным двигателем Mitsubishi. Это одна из лучших систем по набору характеристик, которая оправдывает свою стоимость.

Видео:

Открытые системы, не требуют ежегодного обновления ПО. Фрезерное оборудование Roland отличается тихой работой, а также высочайшей точностью обработки циркония и других материалов.

Фрезерная установка DWX 51D

ПРЕИМУЩЕСТВА:

создает высокоточные коронки из циркония, а также нового материала TRINIA (безметалловые коронки, которые по прочности превосходят цирконий и кобальт) ;
фрезеровка заготовки одновременно по 5 осям;
угол наклона по оси В для повышения точности увеличен до 30 гр;
время обработки одной коронки – 30 минут, одновременно двух – 45 мин, то есть при увеличении количества заготовок уменьшается среднее время на одну единицу; 20 коронок за 6 часов;
держатель дисков в форме полумесяца исключает проворачивание диска;
автозамена фрез, магазин на 10 шт. ;
встроенный ионизатор.

Видео:

Фрезерная установка DWX 4W (стеклокерамика)

ПРЕИМУЩЕСТВА:

обрабатывает до 3-х различных заготовок в безостановочном режиме, что позволяет сократить время изготовления и процесс обслуживания пациентов;
обработка стеклокерамики (Vita, Ducera, Ivoclar и др.);
специальные алмазные фрезы;
фрезеровка по 4 осям, угол поворота 360 гр;
автоподача инструментов (4 станции);
высокоскоростной шпиндель Jaeger (60000 об./мин);
системы водяного охлаждения и очистки оборудования;
наличие светового оповещения о стадиях текущих операций;
совместимость с большинством моделей сканеров и ПО.

Видео:

Надежные и долговечные фрезерные аппараты Roland имеют лучшие гарантийные и пост продажные условия сотрудничества по сравнению с конкурентами. Благодаря богатому функционалу и привлекательной стоимости они востребованы на рынке.

Sirona предлагает зуботехническим лабораториям полноценную систему, элементы которой отлично функционируют по отдельности и в сочетании друг с другом. Средний ценовой сегмент аппаратов делает их популярными в лабораториях разных размеров.

ПРЕИМУЩЕСТВА SIRONA:

прибыльность лаборатории благодаря повышению производительности;
гибкость и внедряемость с функциональным ПО;
перспективность с возможностью модернизации и дополнения.

Фрезерно-шлифовальные аппараты inLab MC XL и Cerec MC XL одни из самых точных и быстрых. Переключение между шлифованием и фрезерованием займет несколько минут. Вы ощутите экономическую выгоду с большим объемом фрезерования.

Отдельного внимания заслуживает сканер inEos Blue благодаря интуитивному управлению, простому «апгрейду» и крупным масштабам сканирования.

CEREC MC XL

Видео:

Закрытая система Cad/Cam-system 5-tec включает фрезерную установку, сканер, печь, Cad/Cam программы и ПК с монитором. Все сразу для идеальной совместимости и слаженности процессов.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

уникальная технология производства цельных циркониевых изделий;
низкая стоимость обновлений;
высококачественные CAD/CAM материалы собственного производства;
обучение в режиме онлайн;
единая информационная поддержка.

Система ZirkonZahn с 5 осями доступнее других по цене, но не уступает по качеству, поэтому отлично подходит для оснащения зуботехнической лаборатории.

Видео:

Wieland производит самое компактное КАД/КАМ оборудование в мире. Открытая система Zenotec mini весит всего 45 кг и полностью умещается на рабочем столе. Соберите свою комбинацию элементов с нужным функционалом.

В небольшую лабораторию впишется фрезерный станок Zenotec mini. Здесь использована 4-осевая технология, что оптимально для всех типов работ. Zenotec Select – 5-осевое фрезерное устройство, мощнее и функциональнее предыдущего, и выше по стоимости.

Также Wieland производит быстрые и точные сканеры, например, Zeno Scan S 100, которые гарантируют точность изготовления каркаса и экономию рабочего времени.

ПРЕИМУЩЕСТВА КАД КАМ СИСТЕМЫ:

компактный размер;
бессрочное ПО, гибкое и дружественное;
производительность порядка 1800 единиц/мес.

ZENOTEC Mini

Видео:

ZENOTEC SELECT

Видео:

Система CORiTEC 550i обеспечивает наивысшее качество фрезерования при обработке твердых материалов. Новейшая конструкция осей с гранитным основанием обеспечивает идеальную гладкость. Самый скоростной шпиндель (80000 об./мин) гарантирует высокую точность и стойкость. Ценовой сегмент «выше среднего» полностью оправдан широким функционалом, качеством работы и надежностью оборудования.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

самая высокая производительность;
возможность работать круглосуточно;
высокоточные линейные электродвигатели без люфта;
обработка любых материалов, включая кобальт и хром;
наивысшая точность и динамика работы.

Видео:

Современная реставрационная стоматология немыслима без компьютерных технологий. Через 2-3 года каждая современная клиника будет осуществлять CAD/CAM протезирование. Чтобы не оказаться в числе отстающих, приличные лаборатории заботятся о покупке системы уже сейчас.

Изучение продуктов различных производителей поможет определиться с необходимым функционалом и сделать осознанный выбор. С CAD/CAM-system технологии будущего доступны уже сегодня!