CAD/CAM системы в стоматологии

Общее описание CAD/CAM технологии

Как далеко бы ни зашел прогресс, вопрос здоровья и внешнего вида зубов всегда был и будет актуальным. Стоматологическое лечение - очень важное современное направление на стыке науки и техники, медицины и инженерии. И если говорить о самых современных технологиях в стоматологическом лечении, нельзя не упомянуть технологию CAD/CAM, используемую для создания зубных протезов, ортопедических вкладок, брекетов, виниров и прочих медицинских изделий высокого качества и надежности. Мы уже упоминали о данной технологии в статье «Всё об ортопедических компонентах при протезировании на имплантатах», но данная тема заслуживает более детального рассмотрения.

Аббревиатура CAD/CAM расшифровывается следующим образом: CAD (computer-aided design) означает дословно «создание модели (дизайна) при помощи компьютера», а CAM (computer-aided manufacture) – значит «изготовление изделия с использованием компьютера». Данная технология призвана облегчить жизнь пациентам и уменьшить ручной труд врача. Данный способ создания стоматологических изделий максимально автоматизирован: машины выполняют работу быстрее и точнее человека - изучают особенности строения челюстей пациента, подбирают оптимальную модель ортопедической конструкции и создают ее из различных материалов.

Система CAD/CAM в стоматологии – это наиболее перспективная и прогрессивная технология восстановления зубов при любых возможных проблемах, таких как, например, неправильный прикус, челюстные дефекты, частичная и полная адентия. В нашей статье мы расскажем об особенностях данной технологии, ее преимуществах и единственном недостатке.

История появления технологии CAD/CAM

Можно говорить о зарождении данной технологии с середины 40-х годов XX века, когда первые компьютеры были приспособлены для подачи команд машинам и станкам. А с конца 1970-х годов зубные техники Европы начали изучать возможность автоматизации и цифровизации стоматологических технологий для того, чтобы сделать протезирование более быстрым, точным и менее трудозатратным. В 1973 году британцы Дэвид Макмартри (David McMurtry) и Джон Дир (John Deer) основали компанию Renishaw, которая по сей день существует и специализируется на создании измерительного оборудования. Дэвид Макмарти изобрел контактный измерительный датчик для измерения параметров двигателей самолетов. В дальнейшем аналогичные устройства стали применять для сканирования ротовой полости и окклюзионной поверхности зубов.

Первая система для обработки стоматологических реставраций PowerMill была создана в 1977 году. Она послужила прототипом для современных систем. С начала 80-х годов первые системы, использующие автоматизацию и цифровизацию для стоматологического лечения, начали изготавливать инженеры разных стран. На их основе в 2003 году в Германии был создан первый аналог современных цифровых CAD/CAM систем – CEREC.

Применяемое оборудование для CAD/CAM систем в стоматологии

*источник изображения: www.stomamart.ru

Чтобы внедрить технологию CAD/CAM в современную стоматологическую клинику, необходимо иметь следующее оборудование:

• Интраоральный сканер для получения трехмерного изображения челюстей пациента: его можно использовать как на самом человеке, так и на слепке его зубов;
• Программное обеспечение для создания трехмерной модели будущего протеза или другого изделия стоматологического назначения и прогнозирования дальнейших действий врача. В процессе компьютерного моделирования ортопед может регулировать параметры изделия, такие как, например, толщина, высота, рельеф, форма, угол наклона. При этом важно помнить, что любое ПО должно быть не просто лицензированным, но и регулярно обновляться с возможностью расширения опционала. Наиболее часто используемые программы для стоматологии CAD/CAM – это Exocad, Shape 3D, Avantis 3D, Planmeca, ZWSOFT, Excel-Dental;
• Фрезерный станок для непосредственного изготовления ортопедических конструкций, подключенный к компьютеру с установленным профессиональным ПО и получающий информацию о будущем изделии. Конструкции из различных материалов изготовляются довольно быстро – от 10-15 минут до нескольких часов.

К современным станкам есть ряд важных требований:

• Многофункциональность;
• Высокая скорость работы;
• Высокая подвижность рабочей части и набор из фрез различных размеров;
• Возможность изготовления изделий из различных материалов (сплавов металла, керамики, пластика, гипса и даже воска);
• Износоустойчивость;
• Умеренная стоимость;
• Габариты (чем меньше станок, тем удобнее размещать его в стоматологическом кабинете или зуботехнической лаборатории);
• Совместимость с различными системами и программным обеспечением.

Также для изготовления некоторых изделий (например, керамических коронок), необходимы инструменты для шлифовки и полировки изделий и печь для агломерации (обжига).

Оборудование и программное обеспечение для применения технологии CAD/CAM производится разными странами: Италия (Dyamach, ZirkonZahn), Япония (Roland), Южная Корея (Medit, Nicetech-CNC), США (Dentsply), Германия (Sirona Dental Systems, Wieland, IMES-ICORE, KaVo), Дания (3Shape) и многие другие. Для расширения рынка продаж компании-производители оборудования организовывают обучение для врачей и техников зубных лабораторий по использованию своих систем, представляют их на международных профильных выставках.

Какие ортопедические конструкции можно изготавливать при помощи системы CAD/CAM?

Оборудование CAD/CAM позволяет изготовлять очень большое количество ортопедических конструкций, например:

• зубные коронки из циркония и керамики;
• виниры;
• вкладки;
• мостовидные конструкции;
• керамические пломбы;
• временные коронки (благодаря возможности максимально быстрого изготовления);
• каркасы бюгельных (дугообразных) протезов и коронки для них;
• индивидуальные абатменты и титановые основания.

Компоненты от южнокорейской компании Dentis для работы с CAD/CAM системами

Передовые компании-производители дентальных имплантатов имеют в своем товарном портфеле ортопедические элементы, которые позволяют осуществить цифровой протокол изготовления ортопедической конструкции. Dentis является одной из таких компаний.

Компания предлагает докторам следующие элементы для системы CAD/CAM:

• титановые основания
• скан боди
• цифровые лабораторные аналоги
• pre-milled абатменты

Для обеспечения возможности работы с данными элементами по технологии CAD/CAM специалисты компании Dentis создали высокоточные цифровые библиотеки для наиболее популярных программ 3 Shape и ExoCad, которые можно скачать на нашем сайте в разделе библиотека CAD/CAM.

Рассмотрим их подробно

Итак, титановые основания. Они используются при изготовлении индивидуальных абатментов из диоксида циркония, соединяя имплантаты с абатментами и коронками. Индивидуальные абатменты изготавливаются с учетом индивидуальных особенностей строения челюсти пациента. Это делается для улучшения эстетики искусственных зубов, а также для максимального удобства и правильного распределения жевательной нагрузки.

Возможна как винтовая фиксация абатмента и коронки к титановому основанию, так и посредством цементирования.

Титановые основания Dentis соединяются с абатментом посредством цементирования, причем их особый дизайн с зазубринами способствует надежной фиксации.

Титановые основания Dentis имеют разные высоты: 2 мм, 3.5 мм и 5 мм, которые соответствуют высоте мягких тканей пациента. Основания могут устанавливаться как на узкую платформу имплантатов Dentis (соединение – двойной шестигранник), так и на стандартную (соединение – шестигранник). Данные характеристики делают возможным использование титановых оснований в различных клинических случаях, при разной высоте десны, толщине ткани и глубине установки имплантата.

Лабораторный аналог используется при сканировании слепка челюстей, имитируя в них имплантат для отображения его положения на компьютерной модели. Его устанавливают в слепочную модель челюсти для того, чтобы отобразить расположение имплантата, и имплантолог или зубной техник мог создать на компьютере дальнейшую программу лечения, спрогнозировать оптимальное положение будущего абатмента и коронки. Компания Dentis производит лабораторные аналоги на стандартную и узкую платформу, которые могут быть применимы для любого клинического случая.

Скан Боди применяется для позиционирования будущего протеза на модели. Он устанавливается на имплантат, если используется интраоральный 3D-сканер, либо на лабораторный аналог, если сканируется слепок челюсти. Скан Боди из полимеров (пластика) могут применяться однократно и подлежат утилизации, если их устанавливают в ротовую полость. Изделия из металла в таких случаях можно стерилизовать и неоднократно использовать повторно.

Скан Боди от Dentis обладают рядом преимуществ:

1. Эргономичный дизайн, минимизирующий проблемы при установке.
2. Монолитная конструкция, уменьшающая ошибки при сканировании.
3. Технология покрытия минимизирует отражающую способность, что приводит к более четкому и удобному сканированию.
4. Высокоточная цифровая библиотека.

Среди элементов для системы CAD/CAM, которые изготавливает компания Dentis, есть и так называемые pre-milled абатменты.

Pre-milled абатмент фактически представляет собой титановую «болванку», из которой будет вытачиваться заранее спроектированный в компьютерной программе индивидуальный абатмент, соответствующий всем особенностям пациента и его будущей ортопедической конструкции.

Соедингение с имплантом такого абатмента не подлежит обработке – оно соответствует платформам имплантационных систем Dentis. Существуют pre-milled абатменты на узкую и на стандартную платформы, а также абатменты типа M (Manix) и типа А (Arum) – для различных станков, на которых они будут обтачиваться.    

Преимущества использования технологии CAD/CAM в стоматологии

Цифровая стоматология практически универсальна и применяется в различных сферах: в ортопедии, ортодонтии, имплантологии. Компоненты системы могут находиться как в зуботехнической лаборатории, так и в стоматологической клинике. Например, врач-имплантолог или ортопед может выполнять сканирование челюстей пациента в медкабинете и направлять файл с результатом сканирования в лабораторию. Таким образом при использовании CAD/CAM в стоматологии существенно экономится время пациента по сравнению с традиционными методами лечения, когда на передачу слепка из клиники в лабораторию требуется от нескольких часов до нескольких дней. При этом, если на слепках обнаруживается дефект, что исключено при цифровом сканировании по технологии CAD/CAM, пациенту приходится совершать повторный визит, и процедура повторяется.

Сначала давайте поговорим о преимуществах CAD/CAM систем для врачей и зубных техников:

• Многофункциональность – изготовление ортопедических конструкций разного назначения и сложности из различных материалов (как описывали ранее в нашей статье);
• Возможность лечения пациентов при особо сложных клинических случаях и дефектах, так как минимизируется погрешность при изготовлении ортопедических конструкций благодаря максимально точному созданию компьютерной модели, а затем – ее автоматического изготовления;
• Идеальная анатомическая точность по сравнению с традиционными методами, когда большинство деталей изготавливается зубным техником вручную, по слепку;
• Предсказуемость результата для врача и пациента благодаря визуализации на экране компьютера в режиме реального времени;
• Отсутствие риска врачебной ошибки и значительных погрешностей в готовом изделии, так как влияние человеческого фактора минимизировано;
• Быстрота лечения. Компьютерное сканирование в сочетании с созданием готового изделия на фрезеровальном станке позволяет выполнять работу в максимально сжатый срок, а значит, помочь большему количеству людей в короткий срок и обеспечить клинике позитивный имидж.

Удобство для пациента заключается в следующем:

• Нет необходимости делать зубной слепок, так как процедура довольно неприятная, и у многих пациентов вызывает рвотный рефлекс. К тому же некоторые люди не способны достаточно широко открыть рот для слепка.
• Результат лечения можно увидеть сразу, при первом приеме, на экране компьютера, а значит, можно внести свои коррективы и рассказать врачу о предпочтениях.
• Достаточно два-три раза посетить клинику (а в некоторых случаях – один) для получения желаемого результата. А это значит, нет необходимости длительное время (при ручном изготовлении протезов лечение занимает в среднем 10-14 дней) жить с обточенными зубами или без них, испытывая неудобство и стеснение.
• Максимальное прилегание протезов (коронки и виниры «садятся» идеально), а значит, отсутствие дискомфорта, натирания, болезненности при накусывании, травматичности. Также нужно отметить улучшенную эстетику любых изделий, изготовленных при помощи системы CAD/CAM.
• Прочность конструкции и отсутствие риска деформации.

Недостаток технологии CAD/CAM

Пожалуй, единственным недостатком стоматологического лечения с использованием технологии CAD/CAM может показаться высокая стоимость оборудования. Однако себестоимость ортопедических конструкций, изготовленных по данной технологии, оказывается значительно ниже в сравнении с готовыми решениями компаний-производителей. Кроме того, если учитывать, что высокая точность изготовления ортопедических и ортодонтических конструкций гарантирует их длительный срок службы, прочность и комфорт для пациента, цена оборудования вполне оправдана. 

К тому же пациент значительно экономит время и деньги на посещениях клиник, так как данная технология позволяет проводить лечение очень быстро, без погрешностей и подгонок (погрешность в среднем в 3-5 раз ниже, чем при традиционных методах, таких как штамповка, пайка и литье). Пациент сразу, на приеме, видит, как будет выглядеть его ортопедическая конструкция, может высказать свои пожелания и получить в итоге предсказуемый результат за умеренные деньги. Важно понимать, что в ситуации со стоматологическим лечением пациент вкладывает деньги в свое будущее, в свой комфорт и внешний вид, и во избежание лишних трат времени, денег и нервов в перспективе имеет смысл не экономить в моменте.

Выводы

Несмотря на то, что в работе с оборудованием CAD/CAM задействована сложная техника, работа с ней значительно упрощает работу и стоматологических клиник, и зуботехнических лабораторий, ведь не приходится тратить время на создание слепков, их подгонку, перевозку и сталкиваться с недовольством пациентов.

Зубные лаборатории переходят к практически полной автоматизации благодаря высокотехнологичному оборудованию. Возможность передавать информацию из клиники по интернету за секунды делает их работу автономной – не зависящей от других специалистов, врачей, пациентов и курьеров.

Стоматология CAD/CAM – это новое и перспективное направление, которое развивается относительно недавно, но очень интенсивно. Все более компактным, технологичным и доступным становится оборудование. Все больше специалистов обучаются работе с технологией и все больше клиник вносят ее в свой перечень услуг. Распространение методов зубного лечения и протезирования с использованием CAD/CAM систем позитивно сказывается на стоимости для врачей и пациентов, ведь спрос порождает предложение и увеличивает конкуренцию. Лечение с использованием CAD/CAM систем могут предложить своим пациентам клиники самого высокого уровня.