CAD CAM в стоматологии

Впервые технология CAD/CAM вошла в обиход стоматологов в1971 году, что позволило упростить процесс изготовления реставраций. Однако, используемые машины оказались слишком громоздкими и сложными в управлении, сканеры выдавали серьезные погрешности, не позволяющие создавать модели с высоким качеством. С развитием технологий качественные показатели постепенно смещались в сторону цифрового моделирования. Теперь классическая методика оказалась на втором месте, уступив по основным показателям инновационной технике.




Во многом это связано с ростом точности фрезерного оборудования, что было достигнуто путем уменьшения диаметра фрез. На таком уровне в нашей стране сейчас работают следующие системы:
- Cerec;
- Organical;
- Katana и прочие.


Основные особенности Кад Кам.

CAD/CAM включает два компонента, а именно проектирование (Computer-Aided Design) и изготовление модели (Computer-Aided Manufacture). Все происходит с использованием компьютеризованных станков и сканеров, которые помогают собирать информацию по необходимым позициям ротовой полости, обрабатывают ее и воплощают в готовые конструкции. Естественно, роль специалиста в этом процессе далеко не последняя, так как необходим контроль и внесение доработок в полученные данные. После преобразования собранных сведений и создания объемной модели, эксперт анализирует и подгоняет ее под конкретные условия пациента. Переработанный файл передается машине. Самые современные решения в плане технического оснащения способны выполнять задачи с полным анализом качеств структуры используемых материалов.



По такому принципу выпускаются коронки и мосты различных масштабов и степени сложности компоновки, телескопические и провизорные коронки, вкладки и виниры, а так же абатменты дентальных имплантатов.

Все технические системы классифицируются на две группы, а именно закрытые и открытые. Первый вариант нацелен на использование строго определенного расходного материала, выпуском которого занята конкретная фирма. Открытые более перспективны, так как способны использовать любые сырьевые компоненты вне зависимости от происхождения и марки.

Протезирование и материалы Cad Cam

Процесс занимает несколько этапов, стоит отметить, что в сравнении с классическим подходом, CAD/CAM позволяет свести к минимуму число подгонок модели и время, затрачиваемое на каждый этап выпуска. Проходит все по следующему принципу:

  • специалист очищает и обрабатывает необходимые позиции челюсти для получения детальной информации;
  • затем ведется сбор данных за счет создания модели, чтобы ее получить, необходимо сканирование зубов и прикуса в целом. Кстати, аналогичным образом получить информацию можно по ранее сделанному слепку или использовать аналог имплантата;
  • теперь за обработку берется специальная программа, которая вырисовывает объемную модель с учетом всех тонкостей, отраженных на изображении. Форма подбирается в автономном режиме, но врач всегда может внести корректировки по своему усмотрению. Процедура занимает от нескольких минут и больше в зависимости от сложности положения пациента;
  • по итогам моделирования данные направляются в блоку правления фрезерующей установки. В качестве сырья используют цельную заготовку из необходимого материала, из которой выпиливается будущий зуб. Процесс требует в районе 10-40 минут.
  • еще один шаг потребуется, если для создания компонента применяется оксид циркония. В этом случае необходимо спекание в печи, за счет чего модель приобретает размеры, форму, цвет и прочностные характеристики готового компонента. После обжига происходят, шлифовку и полировку поверхности.




Эксперты с большим энтузиазмом относятся к данной методике, так как она обладает рядом преимуществ перед альтернативами. Во-первых, сроки создания конструкций многократно снижаются. Во-вторых, при простых случаях восстановить потерянный зуб можно буквально за одно посещение врача, ведь слепок делать теперь нет необходимости. В-третьих, использование медикаментов, в частности анестезирующих веществ, сведено к минимуму, а именно к подготовке ротовой полости к установке созданного компонента. Многие параметры процедуры зависят от выбранного материала, например, для установки цельного керамического моста необходимо будет посетить врача дважды. По используемым материалам технология также превосходит все, ранее используемое, так как допускается работа с керамикой и композитами.   


Эксперты практикуют следующие варианты создания конструкций в отношении выбранного сырья:
- титан;
- воск;
- оксид циркония;
- сплав кобальта и хрома;
- пластики различных типов.

Керамика хороша тем, что сырьевые составляющие допускается смешивать в различных соотношениях. Такие материалы прекрасно совместимы с организмом, не вызывают негативных реакций и отторжения, устойчивы к истирающим нагрузкам, гипоаллергенны. Подобрать можно любой цвет, чтобы вписать в общий вид сохранившихся зубов. Каркас на основе диоксида циркония отличается минимальной толщиной 0,5 мм, потому дополнительная ручная обработка сводится к минимуму. Оттенок светлый, потому с возрастом, когда осядут десны, на стыках с протезом не появятся темные контуры, свойственные металлокерамическим конструкциям. 


Важно отметить, что все изготовленные по рассматриваемой методике изделия приводятся в соответствие нормативам. Многочисленные исследования доказали, что CAD/CAM позволяет добиться значительного роста прочности в сравнении с классикой, а значит и прослужит вся система значительно дольше. Дело в том, что многочисленных длительных подгонок в компьютеризованном варианте не требуется, человеческий фактор в процессе выпуска сводится к нулю,что практически исключает вероятность ошибки. Точность выше, отклонения находятся в пределах 15-20 мкм, против 50-70 мкм, характерных для литья. Со временем конструкции не деформируются, не травмируется десна и приживается компонент с минимумом дискомфорта.

Тем не менее, данный метод не лишен слабых сторон. В частности, провести протезирование можно не во всех случаях, а решение о перспективах работы по принципу КАД КАМ принимает исключительно лечащий специалист. Затраты в этом случае будут значительно выше в сравнении с классическим подходом, а в некоторых случаях результат может выглядеть неестественно.

Направления деятельности Кад Кам

До появления инновационного принципа лучшим вариантом считалось литье, но существовал также метод пайки и штамповки, а так же спекание и сверхпластичная формовка. На всех этапах методов не исключались возможности деформации, сложно прогнозируемой усадки, неточностей при подгонке и аналогичные проблемы, которые нивелированы при компьютерной методике. Такие проблемы ранее могли вызвать неточности при отливке заготовок, их формовании и подгонке, несоблюдении технологии, как перегревы материала.



Если первоначально CAD/CAM реализовывалась в стоматологии за счет объемного моделирования несъемной конструкции, которая создавалась путем фрезерования с точностью до 10 мкм, то теперь наука сделала большой шаг вперед. Использовать при реализации методики приходилось дорогостоящие фрезы и блоки из твердосплавных материалов. Естественно, стоимость метода была очень высокой, но чуть оптимизировать ее удалось с внедрением методик объемной печати в обиход экспертного сообщества. В рамках стоматологии врачи получили возможность создавать формы с любой геометрией внешней и внутренней поверхности. При этом, метод на данный момент разделился на несколько отдельных направлений:

- печать воском;
- полимерами;
- металлическими сплавами;
- керамикой и гипсом.

Первое направление подразумевает термическое воздействие, которое расплавляет воск, форма проецируется каплями. По факту метод считается более совершенным, но требует использования литья, которое сохраняет свои недостатки. За счет высокой погрешности при создании отливки точность моделирования компонента практически теряет смысл.

Второе направление удобно тем, что позволяет создавать разборные модели целой челюсти на базе пластиката, несущие системы из беззольного сырья и качественные протезы, в том числе съемные. Метод разделяется на два подвида: термическая печать и светополимеризационная. Первый вариант хорош для беззольного сырья, термопластов, а второй – каркасов, коронок из беззольного сырья, полиуретана или акрилатов.



По своему принципу первые два метода схожи со струйным принтером, но материал наносится в трех плоскостях. Усадки при этом не наблюдается за счет нанесения состава микроскопическими каплями. За исключением простейших методик, которые не дают высокой точности, используют в стоматологии метод SHS (выборочное термическое спекание), который делится на струйный и стереолитографический метод (MJM и SLA соответственно). 

Светополимеризация интересна тем, что сырье не нуждается в разогреве, так как изначально жидкое. Отвердевание его происходит под действием света синего спектра.

Стереолитографическая технология проводится в ванне с жидким композитом в который объект многократно погружается. Отвердение происходит поэтапно, слоями и занимает столько времени, сколько нужно для создания конкретного объекта. Технология хороша высокой точностью, разрешением, гладкостью готового образца. Однако, работать можно только с одним цветом, часть сырья не задействованная для протеза, в процессе приходит в негодность, что повышает затраты на выпуск. Аналогично растет цена за счет небольшого ресурса ванны и лазера.

Третье направление, то есть печать металлом, подразумевает оплавление подготовленного материала в небольшой точке, происходящее за счет луча. Методик несколько:

- прямое осаждение с аббревиатурой DMD;
- напыление с применением лазера LDT;
- наплавление при участии аналогичного оборудования LCT;
- свободноформенное производство LFMT;
- осаждение при помощи луча лазера LMD;
- сплавление с помощью лазера LMF;
- спекание выборочного формата с применением лазера SLS;
- прямое спекание DMLS;
- выборочное плавление SLM;
- фокусировка при помощи лазера LC;
- плавление по электронно-лучевой методике ЕВМ;
- спекание выборочное SHS.

Каждое из направлений отличается специфическими особенностями, положительными и отрицательными сторонами. Конечный выбор методики зависит от технической оснащенности и ситуации конкретного пациента.

Четвертое направление подразумевает использование гипса, либо керамики. По технологии выпуска методика имеет много общего с SLS, с тем отличием, что работа ведется не лазером, а в качестве катализатора выступает связующий компонент. В этой форме выступает специальный клей, вступающий во взаимодействие с частичками материала. Тем не менее, в стоматологической практике применение нашел только принцип работы с керамикой, а гипс уступил место композитам, которые его превосходят по множеству параметров. Керамика в свою очередь является перспективной для создания каркасов, мостов и коронок.


Важно помнить, что не в любой клинической ситуации эксперт сможет воспользоваться преимуществами объемной печати при создании изделий. В некоторых положениях лучший результат можно получить с применением классической технологии, что не так уж и плохо с учетом значительной экономии средств.