Εισαγωγή: Για τους νέους ή τους μαθητές που θέλουν να ισιώσουν τα δόντια τους, όλο και περισσότεροι άνθρωποι θα επιλέξουν αόρατους ευθυγραμμιστές (διαφανή σιδεράκια) για αισθητική. Οι οδοντιατρικές κλινικές γενικά κάνουν δεκάδες σύνολα σιδεριών και φορούν ένα κάθε 1-2 εβδομάδες. Μέγγενη, ρυθμίστε σταδιακά τη γωνία των δοντιών και τελικά επιτύχετε ορθοδοντική θεραπεία. Ωστόσο, επειδή πρέπει να φοράτε δεκάδες σιδεράκια, είναι λίγο ενοχλητικό και σπάταλο. Υπάρχει λοιπόν καλύτερη τεχνική λύση;
Στις 10 Φεβρουαρίου 2022, η Αρκούδα της Ανταρκτικής ενημερώθηκε ότι ερευνητές από τη Γερμανία, την Αίγυπτο και τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα έχουν αναπτύξει έναν νέο τύπο τρισδιάστατης έντυπης διαφανούς οδοντιατρικής συσκευής, η οποία είναι διαφορετική από τις συσκευές που διατίθενται σήμερα στην αγορά. Είναι κατασκευασμένο από πολυμερές μνήμης σχήματος. Έχει λειτουργία μνήμης σχήματος "4D".
Η ορθοδοντική συσκευή που ανέπτυξαν χρησιμοποιεί τη σαφή ρεσίννωση ClearX της Kline Europe, τρισδιάστατη τυπωμένη χρησιμοποιώντας μια διαδικασία DLP, η οποία μαλακώνει μόλις τοποθετηθεί στο στόμα του χρήστη, επιτρέποντάς της να φιλοξενήσει, να πιάσει και να επανατοποθετήσει τα μη ευθυγραμμισμένα δόντια. Μέχρι στιγμής, οι ευθυγραμμιστές δεν είναι μόνο βιοσυμβατοί, αλλά έχουν αποδείξει την ικανότητα να αλλάζουν προβλέψιμα τις ιδιότητες με την πάροδο του χρόνου, καθιστώντας ενδεχομένως ιδανική αντικατάσταση για τα τρέχοντα σαφή σιδεράκια.
△Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα οδοντικά σιδεράκια τους μπορούν να μειώσουν σημαντικά το κόστος που σχετίζεται με την παραγωγή σιδεριών, εικόνα από την Prodways
Οφέλη από 4D τιράντες δοντιών
Οι τρέχουσες συσκευές κατασκευάζονται από διαφορετικούς τύπους πολυμερών, όπως υλικά πολυαιθυλενίου, χλωριούχο πολυβινύλιο, τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο, πολυεστέρα και πολυουρεθάνη. Η συσκευή λειτουργεί ελέγχοντας την κίνηση των δοντιών προγραμματίζοντας την απόκλιση της θέσης του δοντιού από την πραγματική θέση του δοντιού. Στα πιο δημοφιλή συστήματα συσκευών στην αγορά, κάθε συσκευή μπορεί να μετακινήσει τα δόντια μόνο κατά 0,2 έως 0,3 mm, ή 1° έως 3° περιστροφής κάθε φορά, και κάθε συσκευή φοριέται για περίπου 14 ημέρες πριν αντικατασταθεί με την επόμενη. Δευτερεύουσα συσκευή. Ως εκ τούτου, ο κύκλος διόρθωσης των δοντιών είναι μακρύς και το κόστος είναι υψηλό.
Για αυτή τη συσκευή, οι ερευνητές επικεντρώνονται σε δύο κύρια μειονεκτήματα: τις ελλείψεις των παραδοσιακών υλικών και τις βιολογικές εκτιμήσεις της κίνησης των δοντιών. Πολλές μέθοδοι έχουν εισαχθεί για να επιταχύνουν βιολογικά την κίνηση των δοντιών. Από την άλλη, η εισαγωγή νέων υλικών συσκευών έχει επίσης προσελκύσει την προσοχή.
Τα πολυμερή μνήμης σχήματος (SMPs) είναι ένα από τα νεότερα υλικά που εισήχθησαν πρόσφατα στην οδοντιατρική, ειδικά για ορθοδοντικές εφαρμογές. Προσφέρουν μεγάλες δυνατότητες για την εφαρμογή ιατρικού υλικού.
Η τετραδιάστατη τεχνολογία εκτύπωσης (4D printing) είναι τρισδιάστατη εκτύπωση βασισμένη σε υλικά μνήμης σχήματος. Είναι σαφές ότι τα 4D τυπωμένα μέρη έχουν τη δυνατότητα να αλλάξουν σχήμα με την πάροδο του χρόνου (η τέταρτη διάσταση) υπό δεοντολογημένη περιβαλλοντική συνθήκες. Καθώς τα πολυμερή υλικά μνήμης σχήματος συνεχίζουν να εξελίσσονται, οι νέες εφαρμογές εκτύπωσης 4D στη βιομηχανία σχεδιασμού προϊόντων αναμένεται να αναπτυχθούν. Οι ερευνητές φέρνουν την τεχνολογία 4D στην κατασκευή ορθοδοντικών συσκευών.
Εικόνα 1: Προσαρμοσμένο τυπογραφικό λάθος (T) 21ο δόντι, 4D τυπωμένος πλάστης (A) και γκρίζος νάρθηκας (S) για την ευθυγράμμιση του πλάστη
Ερευνητικά Υλικά, Μέθοδοι και Αποτελέσματα
Πρώτον, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα προσαρμοσμένο μοντέλο δοντιών χρησιμοποιώντας χασίς και ακρυλικά δόντια. Ο άνω αριστερός κεντρικός κοπτήρας (δόντι 21) εξαρθρώθηκε με ολική εξάρθρωση 3 mm και μετακινήθηκε με την ενσωμάτωση σε ροζ κερί στο μοντέλο, ενώ τα άλλα δόντια στερεώθηκαν με μεσημερίνη (Εικ. 1).
Στη συνέχεια, η ομάδα χρησιμοποίησε έναν τυπικό εκτυπωτή Asiga Max 3D και τη δισκινητήρια ClearX, η οποία ισχυρίζεται ότι είναι ένα ιδανικό υλικό για "ευθυγραμμιστές τροποποίησης", για να δημιουργήσει έξι ζεύγη 4D-τυπωμένων aligners.
Αυτές οι συσκευές εφαρμόζονται σε μοντέλα με λάθος ευθυγραμμισμένα δόντια και εμποτισμένα σε ζεστό νερό. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το κερί γύρω από το δόντι μαλακώνει, επιτρέποντάς του να διαμορφωθεί από τη συσκευή και στη συνέχεια να κρυώσει για να συλλάβει τα δεδομένα. (Η συγκεκριμένη διαδικασία είναι πιο περίπλοκη, διαβάστε το αρχικό κείμενο εάν ενδιαφέρεστε.)
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η συσκευή μνήμης σχήματος πέτυχε με επιτυχία σημαντική κίνηση των δοντιών 21 και η συνεπής κίνηση μετρήθηκε επίσης στο Σύστημα Ορθοδοντικής Μέτρησης και Προσομοίωσης (OMSS). Αλλά ο κινητός στόχος ευθυγράμμισης 3.00mm δεν επιτεύχθηκε, μόνο 2.06-2.82mm επιτεύχθηκε. Ωστόσο, τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά, με μια συσκευή ενιαίας μνήμης σχήματος να επιτυγχάνει σχεδόν την ίδια κίνηση του δοντιού όσο 10 συμβατικές συσκευές.
Επί του παρόντος, η συσκευή εκτύπωσης 4D βρίσκεται ακόμα στο στάδιο της έρευνας και αναμένεται να εμπορευματοποιηθεί το συντομότερο δυνατό.
△ Σύστημα Ορθοδοντικής Μέτρησης και Προσομοίωσης (OMSS) που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της συσκευής 4D της ομάδας
Η εμπορική οδοντιατρική τρισδιάστατη εκτύπωση εκρήγνυται
Μόνο τους τελευταίους μήνες, η αυξανόμενη δημοτικότητα της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην οδοντιατρική βιομηχανία ώθησε μια σειρά κατασκευαστών να εισαγάγουν νέα υλικά και μηχανήματα, καθένα από τα οποία έχει σχεδιαστεί για να διευκολύνει την παραγωγή ευθυγραμμιστριών μεγάλου όγκου, καθώς ανταγωνίζονται σε αυτόν τον ταχέως αναπτυσσόμενο κόσμο Α έχει ανοίξει σε μια εξαιρετικά κερδοφόρα αγορά.
Νωρίτερα αυτό το μήνα, η Desktop Health, η ιατρική επιχειρηματική μονάδα του κατασκευαστή 3D εκτυπωτών Desktop Metal, κυκλοφόρησε μια νέα σειρά οδοντιατρικών συστημάτων του Αϊνστάιν. Τα μηχανήματα διαθέτουν τεχνολογία "HyperPrint", η οποία λέγεται ότι είναι 50% ταχύτερη από το σύστημα Envision One της EnvisionTEC, το οποίο ξεκίνησε με τη ριψοκινδυνή Flexcera Smile Ultra+ του FDA.
Στα τέλη του περασμένου έτους, ο κατασκευαστής εκτυπωτών LCD LCD UNIZ άρχισε επίσης να στέλνει εκτυπωτές NBEE με τη μεσίνη 3D. Ειδικά σχεδιασμένο για την αντιμετώπιση των αναγκών παραγωγής μεγάλου όγκου των οδοντιάτρων, αυτό το σύστημα συνδυάζει ταχύτητα, ποιότητα και χρηστικότητα για την τρισδιάστατη εκτύπωση μοντέλων aligner, βάσεων οδοντοστοιχιών, νυχτοφύλακες, χειρουργικούς οδηγούς, κορώνες και εφαρμογές γεφυρών.
Εταιρείες όπως η Prodways έχουν πλέον αρχίσει να εκτυπώνουν 3D τελικά προϊόντα σε εξαιρετικά μεγάλους όγκους για τους πελάτες οδοντιατρικών. Τον Δεκέμβριο του 2021, η εταιρεία αποκάλυψε ότι της είχε ανατεθεί να προμηθεύει έναν μεγάλο πελάτη του οποίου τα μηχανήματα θα χρησιμοποιούνταν για την παραγωγή έως και ενός εκατομμυρίου ευθυγραμμιστών ετησίως.
Τα ευρήματα των ερευνητών περιγράφονται λεπτομερώς στην εργασία τους, με τίτλο "Πιθανή εφαρμογή της τεχνολογίας 4D στην κατασκευή ορθοδοντικών ευθυγραμμιστών".
