Con questo articolo intendo dare origine ad una serie di articoli guida mirati ad analizzare le tecnologie 3D per il settore dentale. Si tratta di una serie di articoli pubblicati settimanalmente che hanno l'obiettivo di fare chiarezza sulla scelta degli strumenti 3D necessari al passaggio al digitale per uno studio odontoiatrico o per un laboratorio odontotecnico.
Il passaggio dell'odontoiatria da un processo di lavoro tradizionale al processo di lavoro digitale ha creato molti problemi agli operatori del settore. Alcuni di questi problemi sono derivati dal fatto che figure come l'odontoiatra e l'odontotecnico non sono adeguatamente formate per una conoscenza approfondita delle tecnologie 3D che, invece, rappresentano gli strumenti più utilizzati nell'odontoiatria digitale.
Normalmente tengo molti corsi per dentisti finalizzati all'apprendimento di software per la chirurgia guidata e noto una evidente confusione e incertezza riguardo la scelta degli strumenti più adatti per fare il fatidico passaggio al digitale. Le domande più frequenti che mi vengono poste sono: Perchè esistono stampanti da 3000€ e quelle da 80.000€? Quali sono le differenze? La stampante che ho scelto sarà adeguata a stampare tutto ciò che serve al mio lavoro? Mi devo fidare di quello che mi dice il rivenditore riguardo le caratteristiche della stampante che sto scegliendo?
La scansione può avvenire tramite l'utilizzo di uno scanner intraorale che garantisce ottimi risultati e un processo di lavoro più fluido oppure tramite scanner desk normalmente da parte dell'odontotecnico. Notare come la digitalizzazione che origina dalla nascita del processo (cioè nello studio del dentista) tende ad accorciare tempi, costi ed errori.
Gli scanner intraorali sono una tecnologia estremamente utile che consente ai professionisti del settore dentale di acquisire digitalmente i dati dei pazienti senza i problemi associati alle impronte tradizionali. Ma anche piccole imperfezioni o lacune nei dati di scansione possono avere conseguenze negative sulla qualità della stampa finale, poiché i dati scansionati sono alla base del progetto e di ogni parte del processo in corso, inclusa la stampa 3D.
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Il modello scansionato viene importati in software dedicati che consentono di muoversi su vari fronti tra cui i più importanti sono quelli relativi alla pianificazione chirurgica 3D e quelli relativi ai trattamenti ortodontici. I software di trattamento dei dati 3D in odontoiatria sono tutti molto simili in quanto a procedure.
Cambiano però sul lato dell'acquisto: esistono software a pagamento, che richiedono una fee annuale di aggiornamento e una fee di esportazione dei modelli 3D realizzati. Esistono però anche software completamente gratuiti (e certificati) come BluSkyPlan che prevedono un utilizzo a "consumo", si pagano cioè solo i file effettivamente esportati dal software (circa 15€ a file 3D esportato).
Se utilizzi software CAD dentale come 3Shape o Exocad, assicurati che i tuoi modelli siano completamente chiusi, in gergo tecnico “a tenuta stagna”, prima di esportarli sulla tua stampante. RayWare utilizza un algoritmo automatico per verificare la presenza di fori e superfici autointersecanti nei modelli.
I modelli virtuali progettati con software appropriati vengono caricati all'interno di stampanti 3D che possono essere utilizzate nel laboratorio odontotecnico oppure, direttamente, nello studio odontoiatrico dal medico. I modelli dentali stampati in 3D vengono utilizzati per pianificare trattamenti complessi, come l'applicazione di impianti o la creazione di protesi.
Grazie alla precisione di questa tecnologia, è possibile analizzare ogni dettaglio della struttura dentale del paziente, migliorando la pianificazione e l'esecuzione del trattamento. La stampa 3D consente di produrre corone e protesi dentali in tempi rapidissimi. Questi dispositivi, creati su misura, si distinguono per la loro elevata qualità estetica e funzionale.
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Una stampante 3D in un laboratorio odontotecnico dà la possibilità di produrre un elevato numero di prodotti dentali con un elevata precisione, marcata riduzione degli errori umani e una più fluida gestione dei processi. Tra i prodotti che un laboratorio odontotecnico può ottenere con una stampante 3D ci sono le protesi calcinabili, guide chirurgiche, splint, modelli per allineatori dentali, allineatori dentali.
La stampa 3D può essere complementare alle normali frese da laboratorio che consentono di lavorare materiali ormai consolidati per la produzione di corone, ponti, denti provvisori o permanenti.
Le principali applicazioni che la stampante 3D può svolgere in uno studio odontoiatrico sono sicuramente la produzione di guide chirurgiche paziente-specifiche a disposizione del medico con costi e tempi molto limitati. In questo caso il medico può davvero realizzare in casa un processo completo di chirurgia guidata che parte dalla scansione, passa per la pianificazione software 3D dell'impianto e termina con la stampa, in house, della guida chirurgica da usare direttamente sul paziente.
Le tecnologie più rilevanti in odontoiatria sono SLA, DLP, MSLA/LCD, PolyJet (PPP), FFF e SLS/SLM. Ogni tecnologia presenta punti di forza e limiti diversi in termini di dettaglio, materiali, costi e velocità di stampa.
La stereolitografia è una tecnologia di stampa basata su una sorgente luminosa laser che colpisce una vaschetta contenente della resina fotosensibile polimerizzandola. E' una delle tecnologie più accurate e con un'altissimo dettaglio di superficie. I prezzi non troppo alti, l'area di stampa adeguata alle produzioni odontoiatriche, l'ingombro contenuto della macchina la rendono una delle stampanti 3D più utilizzate nel settore dentale.
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Si tratta di stampanti che hanno più o meno le stesse caratteristiche delle stampanti SLA ma, al posto della sorgente laser, utilizzano un proiettore che proietta la geometria da realizzare su uno strato di resina fotosensibile indurendola e creando, così, il modello voluto. A differenza delle SLA le stampanti DLP hanno generalmente un'area di stampa più piccola e sono caratterizzate da un minor dettaglio superficiale degli oggetti stampati che sono caratterizzati anche da una sorta di "scalettatura" superficiale dovuta alle linee causate dai voxel sui layer di stampa. Il prezzo di queste stampanti è generalmente più alto rispetto alle SLA ma i tempi di stampa sono generalmente di molto inferiori.
La tecnologia polyjet si basa sullo stesso principio con cui lavorano le normali stampanti cartacee. Si tratta della tecnologia di stampa che, ad oggi, consente un risultato decisamente professionale e assolutamente affidabile (raramente una stampa con questa tecnologia fallisce durante il processo). La qualità della superficie degli oggetti è molto alta e non è richiesta alcuna rifinitura della superficie quando gli strati abbiano uno spessore inferiore ai 20 μm., ma è la tecnologia più costosa tra le tecnologie di stampa 3D.
Un materiale termoplastico è forzato attraverso un estrusore (un ugello riscaldato) per creare un oggetto. I vantaggi della FFF sono i costi contenuti e l'ampia varietà di materiali che possono essere utilizzati, ma al momento il suo utilizzo in odontoiatria è assai limitato. Le tecniche powder bed fusion (SLS/SLM) sono invece usate per metalli e materiali ad alte prestazioni come Co-Cr e titanio in applicazioni specifiche.
Nella nostra vita quotidiana tutti noi abbiamo avuto a che fare con il concetto di "risoluzione". Nel caso della stampa 3D questo concetto è un po' più complesso da valutare. La risoluzione di una stampante 3D è la misura minima che la stampante riesce a stampare su un particolare piano dello spazio.
La risoluzione dell'asse z è generalmente determinata e riportata sulle schede tecniche delle varie stampanti mentre quella relativa al piano xy non è quasi mai riportata anche se, di fatto, è la più importante. Per precisione si intende la "ripetibilità" di stampa che una stampante 3D garantisce. Ossia: la capacità che quella stampante ha di produrre una serie di oggetti di dimensioni il più possibile identiche fra di loro.
Molte aziende utilizzano la risoluzione della stampante come fattore attraente per vendere il loro prodotto. Va detto però che una stampante con risoluzione più alta non garantisce necessariamente accuratezza. È imperativo comprendere il significato del termine accuratezza, che racchiude in sé: precisione, esattezza e tolleranza.
Le stampanti 3D utilizzano una vasta gamma di materiali, scelti sulla base della loro applicazione finale. L'utilizzo di resine biocompatibili e materiali ceramici definitivi brevettati per la stampa 3D è un tema centrale per il futuro dell'odontoiatria. Queste ceramiche, unite a una matrice resinosa, offrono caratteristiche di durezza e resistenza molto simili a quelle dello smalto naturale del dente.
La fase di preparazione e progettazione comprende tre attività principali: acquisizione dei dati del paziente, utilizzo di tali dati per progettare una protesi o un dispositivo, importazione di tale file nel software per la predisposizione della stampa. Gli errori commessi durante questa prima fase possono avere effetti di vasta portata.
La gestione della resina può essere suddivisa in due fasi principali di manipolazione: la resina nella bottiglia e quando è nel serbatoio della stampante. Con il tappo ben chiuso e conservata a temperatura ambiente, la resina può essere conservata nella bottiglia fino alla data di scadenza. Prima di versare la resina dalla bottiglia nel serbatoio resina, agita sempre la bottiglia per alcuni istanti.
Poiché il coperchio viene spesso sollevato durante il processo di stampa, la resina viene esposta a luce, calore e aria ogni volta che si accede all'area di stampa. Anche quando non si accede al piano di stampa, la resina non deve essere lasciata scoperta nel serbatoio per più di tre giorni. Se lasciata nel serbatoio per più di tre giorni, la resina deve essere filtrata attraverso un filtro prima dell'uso, per rimuovere i frammenti induriti.
La contaminazione dell’ambiente di stampa può causare problemi con i dispositivi finali e finiti. Sebbene i potenziali contaminanti ambientali siano una miriade, la regola pratica è duplice: scegliere l’ambiente appropriato in cui utilizzare la stampante e mantenere l’ambiente pulito e organizzato.
Assicurati che la stampante sia posizionata lontano da finestre o altre fonti di luce naturale intensa. L’esposizione alla luce solare diretta anche per un periodo molto breve al giorno, aumenta notevolmente la possibilità di contaminazione della resina. Metti la tua stampante in un luogo fuori mano e mantieni il suo ambiente a una temperatura costante, anche durante la notte, tra 20-30 gradi Celsius.
Il processo di lavaggio è un punto dolente spesso trascurato ma spesso problematico. Assicurati di utilizzare un sistema IPA a due stadi: prima risciacqua le parti stampate in una vasca di IPA, quindi lasciale in ammollo per 10-15 minuti in una concentrazione agitata di IPA 91% o superiore. Quando l’IPA nella stazione di lavaggio inizia ad apparire torbido, sostituirlo immediatamente con un IPA fresco.
La scelta della stampante 3D da acquistare per il proprio studio o per il proprio laboratorio non è certamente facile ne immediata. Il medico o il tecnico possono ritrovarsi ad avere a che fare con dati, parametri e metri di valutazione e di giudizio che non conoscono adeguatamente bene.
Un'altra considerazione importante, in particolare per i laboratori odontotecnici, è se utilizzare un solo apparecchio o più unità. La produzione con flotte di stampanti spesso riduce i costi iniziali rispetto ai macchinari di formato più grande. Le flotte di stampanti con più unità consentono inoltre di stampare diverse applicazioni con vari materiali contemporaneamente e di ridurre i rischi grazie alla ridondanza.
L'automazione della stampa 3D è un'opzione sempre più allettante per i laboratori odontotecnici e gli studi dentistici che desiderano stampare più lotti di parti senza dover interagire con l'apparecchio. Considerando i tempi di stampa più lenti di alcune stampanti 3D dentali, l'aggiunta di soluzioni di automazione consente di stampare ininterrottamente, poiché le parti completate vengono rimosse in modo automatico dalla Build Platform.
Le Stampanti 3D in odontoiatria hanno una varietà di applicazioni: in protesi, chirurgia maxillo-facciale, implantologia e altri ambiti, ma il loro utilizzo comporta anche alcuni svantaggi. I modelli di lavoro ottenuti dalla stampa 3D presentano molti vantaggi rispetto ai modelli in gesso, tra i quali un peso minore, una minore probabilità di danneggiarsi, una maggiore robustezza, una maggiore resistenza all’usura e la condivisione dei dati digitali.
Una delle applicazioni più comuni consiste nella produzione di corone. Il processo, molto semplice ed eseguibile dal dentista stesso, consiste nello scansionare i denti del paziente, modellarli e stampare direttamente in 3D la corona. Gli allineatori trasparenti, sempre più richiesti per la loro discrezione e comodità, possono essere prodotti con l’ausilio della stampa 3D. Il processo inizia con una scansione digitale della bocca del paziente, che viene elaborata per creare una serie di allineatori progressivi.
Le guide chirurgiche stampate in 3D sono essenziali per interventi di implantologia precisi e sicuri. I bite personalizzati per il trattamento del bruxismo possono essere facilmente progettati e stampati in 3D. Questo processo garantisce una vestibilità perfetta, che aumenta il comfort del paziente e l’efficacia del trattamento.
Le tecnologie SLA e DLP hanno ancora il limite di non poter gestire in un unico processo produttivo diversi materiali. In più, la realizzazione di superfici inclinate perfettamente lisce non è ancora possibile: l’oggetto è caratterizzato infatti da una superficie scalariforme a causa della capacità della stampante 3D di produrre solo strati diritti.
Con l’avanzare della tecnologia, è possibile immaginare uno scenario in cui ogni studio dentistico sarà dotato di stampanti 3D altamente automatizzate. Ciò consentirebbe di produrre dispositivi direttamente in studio, riducendo ulteriormente i tempi di attesa e migliorando la qualità delle cure. Il futuro vedrà anche lo sviluppo di nuovi materiali biocompatibili per la stampa 3D che potrebbero integrare proprietà antibatteriche o rigenerative.
La facilità di utilizzo è fondamentale non soltanto per la formazione iniziale e continua, ma anche per il funzionamento giornaliero e la possibilità di delegare l'utilizzo dell'apparecchio. Dopotutto, tu e il tuo team dovrete imparare a utilizzare l'attrezzatura e integrarla nei processi quotidiani. La disponibilità di guide e risorse per la formazione semplifica l'apprendimento di nuovi workflow e applicazioni.
La missione di FeniQX è aiutare gli odontoiatri e i laboratori dentali a crescere per raggiungere i loro obiettivi di produzione. Per aiutarti nel tuo percorso, ti mettiamo a disposizione questa guida, in riferimento alla stampante SprintRay Pro.
La stampa 3D nell’industria dentale ha un notevole successo principalmente perché consente la personalizzazione dei prodotti sulla base delle singole esigenze. Grazie a questa tecnologia, è quindi possibile ottenere un modello 3D accurato e proporre soluzioni perfettamente adatte al cliente.
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