Amerykańscy naukowcy dokonali przełomu w cyfrowej stomatologii.
Naukowcom się udało / fot. depositphotos.com
Amerykańscy naukowcy dokonali przełomu w stomatologii. Udowodnili, że drukowanie 3D trwałych koron z dwutlenku cyrkonu nie wymaga już długiego oczekiwania na wyprodukowanie implantu. Najważniejszy etap przetwarzania został skrócony z dziesiątek godzin do mniej niż pół godziny.
Naukowcy z University of Texas at Dallas (UT Dallas) zajęli się ograniczeniami druku 3D cyrkonowych struktur dentystycznych, pisze Antyweb. Dwutlenek cyrkonu jest ceniony za swoją wytrzymałość, trwałość i wygląd zbliżony do naturalnego zęba, ale jego obróbka addytywna jest niezwykle czasochłonna: pacjent musi przygotować się na więcej wizyt, a w rezultacie wyższe koszty implantu.
Do tej pory w stomatologii istniał zestaw kompromisów: albo szybciej, ale na mniej trwałych materiałach, albo niezawodnie, ale z opóźnieniem. Eksperci wyjaśnili, że choć wszystkie problemy nie są rozwiązywane natychmiast, poczyniono ogromny krok w kierunku poprawy tego, co wcześniej uważano za zbyt trudne.
Cyrkon i druk 3D
Korony dentystyczne odbudowują zęby zniszczone przez próchnicę i czasami służą jako podpory dla tak zwanych mostów. W gabinetach od dawna ceni się nie tylko wygląd zębów, ale także ich odporność na obciążenia i stabilność w czasie. Dwutlenek cyrkonu jest uważany w branży za jeden z najmocniejszych i najbardziej niezawodnych materiałów: jednak do tej pory rozwiązania „na dziś” opierały się głównie na żywicach ceramicznych, które są łatwiejsze do wydrukowania, ale gorsze pod względem właściwości mechanicznych od cyrkonu, który jest złotym standardem.
Istnieją już korony cyrkonowe dostępne „tego samego dnia”, ale są one zwykle frezowane z prefabrykowanego bloku, a nie drukowane. Taka obróbka jest wydajna, ale ogranicza swobodę formowania i niesie ze sobą ryzyko mikropęknięć podczas frezowania lub późniejszego spiekania.
Według 2024 Research Review, drukowany tlenek cyrkonu jest w stanie osiągnąć klinicznie akceptowalne dopasowanie, a w wielu analizach przewyższa frezowane odpowiedniki pod względem dopasowania koloru i konturu naturalnych zębów. Naukowcy postanowili zatem szczegółowo zbadać możliwość przyspieszenia tego procesu.
Usuwanie bondów (Debinding)
W tej metodzie drukarka tworzy część z zawiesiny ceramicznej zmieszanej z żywicą utwardzającą. Po wydrukowaniu powstaje struktura zawierająca dużą liczbę składników organicznych. Zanim element stanie się kompletną koroną, spoiwo (lepiszcze) musi zostać usunięte, a następnie materiał musi zostać spiekany w wysokiej temperaturze.
To właśnie usuwanie spoiwa było najtrudniejszym etapem, ponieważ zbyt szybkie podgrzewanie powoduje uwalnianie gazów, które nie mają czasu na ucieczkę i rozrywają strukturę od środka. Z tego powodu klasyczne procedury mogą trwać od 20 do 100 godzin. Ważne jest, aby pamiętać, że kształt i rozmiar zębów są indywidne i muszą być dostosowane do szczęki i reszty zębów pacjenta.
Nowa metoda łączy szybki transfer ciepła przy użyciu porowatego filcu grafitowego i pracy w próżni. Filc może osiągać temperatury powyżej 1400°C, a jego struktura pomaga odprowadzać gazy uwalniane podczas spalania spoiwa.
Całkowite usunięcie spoiwa osiągnięto w czasie krótszym niż 30 minut przy zachowaniu właściwości porównywalnych z próbkami przygotowanymi metodą tradycyjną. Autorzy badania stwierdzili 40-200-krotne skrócenie czasu procesu i zmniejszenie zużycia energii o ponad 3500 razy w porównaniu do standardowego termicznego usuwania lepiszcza.
Jedna wizyta i gotowe
Jeśli technologia przejdzie wszystkie testy, dentysta będzie mógł przygotować pacjentowi trwałą, spersonalizowaną koronę cyrkonową podczas jednej wizyty. Zespół z Teksasu podkreślił, że nie chodzi tylko o korony, ale także o mosty, licówki i inne rodzaje uzupełnień ceramicznych.
Pacjent skorzysta na mniejszej liczbie wizyt w gabinecie, a kliniki będą miały większą swobodę projektowania. Zauważono również, że dentyści będą mogli przyjmować więcej pacjentów, co stworzy warunki do uzyskania stałego dochodu.
Naukowcy podkreślili jednak, że metoda wymaga walidacji klinicznej i zatwierdzeń regulacyjnych, zanim wejdzie do powszechnego użytku. Główna publikacja koncentruje się na inżynierii procesu i właściwościach materiału, a nie na długoterminowej trwałości gotowych koron w ustach pacjentów.
Wcześniej My poinformował, że naukowcy rozwiązali zagadkę liczącego 2000 lat komputera, który „łamie” chronologię historii.
