Ваш город: Москва
Выбрать другой город

Применение компьютерных технологий в стоматологии. Часть 2

Д. М. Полховский,
кафедра ортопедической стоматологии
Белорусского государственного
медицинского университета.
 
Начало статьи десь

Компьютерное моделирование конструкции протеза

Возможно, в будущем появятся технологии изготовления предметов, не требующие предварительного точного геометрического описания создаваемого объекта, но пока это невозможно.
В первых стоматологических автоматизированных системах проектирование будущих конструкций было наиболее трудоемким этапом, требующим от врача серьезных навыков в области черчения и геометрии. Необходимо было вручную вводить координаты всех ключевых точек, в которых изменялось направление движения шлифовального устройства. Некоторые из автоматических систем и по сей день требуют предварительного изготовления вручную прототипа реставрации из воска или пластмассы (так называемой промежуточной модели), с последующим ее механическим копированием в соотношении 1:1 (система CELAY, Mikrona Technologic, Sweden).
Развитие автоматизированного проектирования у всех производителей стоматологических CAD/CAM-систем было направлено на упрощение и максимальную визуальную ясность данного процесса. Современные системы, получив со сканера оцифрованную информацию о рельефе поверхности протезного ложа, приступают к построению его изображения на экране монитора. После этого специальное программное обеспечение предлагает врачу наиболее приемлемый вариант реставрации зуба. Некоторые из современных компьютерных программ могут спроектировать протезы, не уступающие по своим параметрам работам опытных зубных техников. Степень вмешательства, необходимого от оператора системы CAD/CAM для того, чтобы спроектировать реставрацию, может меняться в пределах от минимальных пользовательских настроек до существенного изменения конструкции. Даже в наиболее автоматизированных системах пользователь обычно имеет возможность изменить автоматически спроектированную реставрацию согласно своим предпочтениям. Широкое развитие получило трехмерное анимированное моделирование будущей конструкции. Оно в значительной мере упрощает и ускоряет процесс создания виртуальной модели протеза, делает его более наглядным. Врач может рассмотреть на экране монитора конструкцию со всех сторон, при различном увеличении и внести свои поправки.

Изготовление реставрации

Когда моделирование будущей реставрации завершено, программное обеспечение CAD преобразовывает виртуальную модель в определенный набор команд. Они, в свою очередь, передаются на производственный модуль CAM, который изготавливает спроектированную реставрацию. Там полученный набор команд преобразуется в последовательность электрических импульсов, управляющих высокоточными движениями изготавливающего инструмента.
Ранние автоматизированные системы изготавливали зубную реставрацию путем вырезания из готового блока с использованием вращающихся алмазных или твердосплавных боров и дисков. Этот подход, при котором излишки конструкционного материала удаляются, чтобы создать заданную форму протеза, получил название «отнимающий метод» (англ. subtractive). «Отнимающее» изготовление позволяет создать законченную форму сложной конфигурации очень точно, но значительная часть материала расходуется впустую. Приблизительно 90% готового блока удаляется при создании типичных реставрациий зубов. Как альтернатива «добавляющие» (англ. additive) методы производства начинают находить применение в автоматизированных системах. Иногда их называют методами изготовления твердого тела свободной формовкой (англ. solid free-form fabrication). Впервые такие методы были использованы в микроэлектронике при быстром прототипировании деталей.
Избирательное лазерное спекание — одна из технологий, которые используются для изготовления керамических или металлических зубных реставраций. Примером могут служить стоматологические системы Medifacturing (Bego Medical AG, Germany) и DigiDent (Hint-ELs, Germany). При этом методе компьютер просчитывает траекторию движения инструмента, как и в других существующих CAD/CAM-системах. Однако система не сошлифовывает, а спекает лучом лазера слой материала, двигаясь по заданной траектории внутри емкости, заполняемой послойно керамическим или металлическим порошком. Каждый последующий слой спаивается с предыдущим. Такая технология позволяет изготовить конструкции сложной формы без потерь материала.
Некоторые системы CAD/CAM комбинируют «добавляющие» и «отнимающие» подходы. Например в системе Procera (Nobel Biocare, Sweden) сначала фрезеруется увеличенная металлическая копия культи опорного зуба («отнимающий» метод). Это увеличение рассчитывается компьютером, чтобы компенсировать усадку во время окончательного спекания реставрации. Затем порошок прессуется под давлением на металлический штампик-матрицу, создавая увеличенную реставрацию («добавляющий» метод). После этого блок фрезеруется снаружи (снова «отнимающий» метод), чтобы создать точные внешние контуры реставрации. В заключение увеличенная конструкция снимается с металлического штампика и спекается для достижения материалом окончательной твердости и размера.
Другой вариант сочетания «добавляющего» и «отнимающего» подходов использован в системе Wol-Ceram (Germany). На первом этапе создается колпачок «добавляющим» способом. Суть процесса заключается в осаждении кристаллов оксида алюминия из суспензии на поверхность культи методом электрофоретической дисперсии. Оператор вручную срезает излишки материала, выступающие за края уступа. Внешняя поверхность реставрации формируется шлифованием («отнимающий» подход). Затем оператор снимает колпачок со штампика-матрицы, пропитывает его стеклом и спекает.
Интересный пример «добавляющей» технологии — изготовление моделей протезов методом трехмерной печати. CAM-устройство WaxPro printer (система Pro 50, Cynovad, Canada) действует, как струйный принтер, только вместо чернил он выстреливает микроскопические порции расплавленного воска. Так, слой за слоем и получается восковая модель каркаса или искусственной коронки. В дальнейшем по восковой репродукции протез отливается из металла или прессуется из керамики. Усовершенствованный вариант печатающего модуля системы Cynovad способен создавать конструкции не только из воска, но и из композиционных материалов. Это существенно расширяет возможности данной системы и позволяет, к примеру, использовать ее для изготовления челюстно-лицевых протезов.
Стремительное развитие стоматологических систем автоматизированного проектирования и производства протезов привело к появлению нового сегмента в материаловедении — материалы для CAD/CAM-технологии.
Область применения стоматологических CAD/CAM-систем не ограничивается одним только изготовлением зубных протезов. Так, разработано несколько CAD/CAM-систем для применения в хирургической практике. Например, система SurgiGuide (Materialise, Belgium) используется для изготовления индивидуальных хирургических шаблонов, облегчающих правильное расположение зубных имплантов во время операции. CAD/CAM-система Nobel Guide software (Nobel Biocare, Sweden) позволяет изготовить реставрацию непосредственно после установки имплантата. Обе системы используют данные, полученные методом компьютерной томографии, специальное программное обеспечение CAD, чтобы определить идеальное размещение реставрации, и технологии CAM для производства шаблонов или рабочих моделей.
 

Таблица. Компьютерные технологии, применяемые в стоматологии
Система SL-Perfactory (Envisiontec GmbH, Germany) использует стереолитографию («добавляющий» процесс) для изготовления окклюзионных шин и им подобных аппаратов. Суть процесса заключается в послойном избирательном отверждении светом жидкого фоточувствительного акрилового мономера.
Созданы автоматизированные системы для использования в процессе обучения студентов-стоматологов и зубных техников — так называемые стоматологические симуляторы. Такие комплексы значительно ускоряют приобретение студентами навыков по препарированию и восстановлению разрушенных зубов.
Компьютерные технологии могут применяться на всех этапах оказания стоматологической помощи. Своевременная подготовка специалистов, в полной мере владеющих такими технологиями, является важным условием широкого внедрения современных информационных технологий во все сферы стоматологии. Компьютерные технологии уже изменили нашу жизнь. Вопрос в том, до какой степени они смогут изменить стоматологию.

Журнал «Современная стоматология». — 2008. — № 1. — С. 24-27.

Регулярно читаете статьи по специальности? Подпишитесь на нашу рассылку.

Похожие статьи

No comments yet