کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی یک روش بسیار سریع در تکنولوژی های دندانپزشکی دیجیتال است که به دلیل قابلیت اطمینان و کیفیت بالای تجهیزات دندان پزشکی شناخته شده است. تغییرات زیادی از زمانِ کشف اولین چاپگرهای سه بعدی رومیزی در صنعت دندانپزشکی صورت گرفته است.
طی سالیان گذشته، چاپگرهای سه بعدی فقط برای بزرگترین آزمایشگاه‌های دندانپزشکی مقرون به صرفه بودند؛ اما اکنون آنها جزئی رایج و معمول در انواع آزمایشگاه‌ها هستند. چاپگرهای سه بعدی دندانپزشکی دارای یک نور یا لیزر هستند که با دقت بالا به یک رزین پلیمری تابیده میشود و قسمت‌هایی از آن را منجمد کرده و یک قطعه با دقت ابعادی بسیار بالا را تولید میکنند.
برتری چاپ سه بعدی نسبت به سایر روش‌ها
کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی در چاپ انواع مختلفی از تجهیزات دندان پزشکی استفاده میشود؛ به عنوان مثال، پرینت سه بعدی پروتزهای یکپارچه، ابزارهای جراحی یا ضربه گیرهای دندان، با توجه به اینکه این قطعات تقریبا برای هر شخص منحصربه فرد هستند، می‌تواند تمایز چشمگیری با قطعات تولید شده به شکل انبوه و با روش‌های دیگر داشته باشد؛ انواع مختلف چاپگرهای سه بعدی رومیزی در بازار تکنولوژی های دندان پزشکی موجود است که می‌توانند قطعاتی با طراحی زیبا را تولید کنند.
دندانپزشکان چگونه از پرینترهای سه‌بعدی استفاده میکنند؟
متخصصان ارتودنسی، جراحان دهان و دندانپزشکان از کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی در مراقبت از بیمار، تحقیق و آزمایش استفاده میکنند. با استفاده از پرینتر سه بعدی می‌توان نمونه‌های دقیقی از قسمت‌های مختلف بدن انسان را تولید کرد؛ از جمله دندان‌ها و فک. وقتی اسکن های دقیقی از دندان و دهان داشته باشیم، لوازم اصلاح و کاشت دندان می‌توانند برای عملکرد و ظاهری مناسب‌تر، بهتر طراحی شوند.
از طرف دیگر مواد مورد استفاده برای ایجاد تجهیزات دندان پزشکی سه بعدی نیز به سرعت در حال پیشرفت و افزایش هستند. درحال حاضر بیشتر اشیا با استفاده از پلاستیک چاپ می شوند؛ درحالیکه می‌توان مواد ترکیبی مختلفی را پیدا کرد. از چاپ سه بعدی معمولاً در تولید و کاشت تاج دندان استفاده میشود. این فرآیند محصول نهایی را به گونه‌ای تولید می‌کند که از دندان‌های طبیعی قابل تشخیص نیست.
کاربردهای چاپ سه بعدی در دندانپزشکی
از پرینت سه بعدی برای تولید محصولات صنعت دندان پزشکی و کمک به روش‌های مختلف دندانپزشکی استفاده میشود. در اینجا چند نمونه را با هم بررسی خواهیم کرد:
۱.
چاپ دندان به کمک پرینت سه بعدی
یکی از کاربردهای رایج پرینت سه بعدی در صنعت دندانپزشکی، چاپ دندان با استفاده از تکنولوژی چاپ سه بعدی میباشد. در ادامه به طور مختصر مراحل چاپ دندان به کمک پرینت سه بعدی برایتان شرح داده شده است:
مراحل چاپ دندان
- اسکن: با استفاده از یک اسکنر داخل دهانی، اطلاعات دیجیتالی برداشت میشود. اسکن‌ها به آزمایشگاه یا ایستگاه طراحی ارسال می‌شوند.
- طراحی: اسکن دیجیتال به نرمافزار طراحی (CAD) منتقل و طراحی انجام میشود.
- چاپ: پس از اتمام طراحی، فایل به نرمافزار آماده‌سازی چاپ منتقل میشود تا فرآیند چاپ انجام گیرد.
- آماده‌سازی: قطعات چاپ شده شسته می‌شوند؛ خشک می‌شوند و تحت مراقبت قرار میگیرند.
۲.
ایمپلنت‌های ترمیمی دندانی
تاج‌ها و دندان‌های جایگزین که به عنوان “پروتزهای دیجیتال” نیز شناخته می‌شوند، با چاپ سه بعدی به طور دقیق تولید می‌شوند؛ با تولید پروتز درخواستی، بیماران مجبور نیستند برای مدت طولانی منتظر ایمپلنت‌های ترمیمی بمانند؛ آنها همچنین محصول با کیفیت‌تری در اختیار خواهند داشت.
چاپگرهای سه بعدی با وضوح و دقت چاپ بالا (مانند چاپگرهای سه بعدی SLA و پرینترهای سه بعدی DLP) در چاپ هندسه های پیچیده مانند موارد مرتبط با دندان استثنایی هستند. ایمپلنت های پرینت سه بعدی زیست سازگار هستند و خواص مکانیکی مشابهی با دندان های انسان دارند. علاوه بر این، ایمپلنت های دندانی فک و صورت را می توان به صورت سه بعدی پرینت کرد.
تولیدکنندگان از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت تکنولوژی های دندان پزشکی از جمله ایمپلنت‌های دندان جدیدی، با سطح متخلخل و یا سخت استفاده کرده‌اند؛ پرینت سه بعدی به عنوان روشی برای تولید دست‌‌های از ایمپلنت‌های دندانی پیچیده، قابلیت تولید هندسه‌های پیچیده را به ما میدهد که تنها با تراشیدن ساخته نمی‌شوند؛ هرچند تراشیدن ممکن است برای اصلاح ساختار در صنعت دندان پزشکی استفاده گردد.
۳.
ساخت الاینرها(تراز کننده ها)ی دندانی به کمک پرینت سه بعدی
تراز کننده های شفاف المان های دندانی هستند که برای تنظیم و صاف کردن دندان ها استفاده می شوند. الاینرها جایگزین موثری برای بریس‌های فلزی هستند زیرا بر خلاف بریس‌های سنتی، الاینرها عملاً نامرئی هستند و هنگام غذا خوردن و مسواک زدن کاربران می‌توانند آن را جدا کنند.
استفاده از فن آوری های دیجیتال برای ساخت الاینرهای شفاف نمونه کاملی از دندانپزشکی دیجیتال در عمل است. این فرآیند معمولاً با ارتودنتیست شروع میشود که با کمک یک اسکنر سه بعدی داخل دهانی، تصویری از دندان‌های بیمار ثبت می‌کند.
برای ایجاد هر الاینر، ارتودنتیست ها ابتدا نیاز به تولید قالب دارند و اینجاست که پرینت سه بعدی وارد می شود.
اکثر الاینرهای شفاف در حال حاضر با استفاده از قالب های چاپ سه بعدی تولید می شوند. فن‌آوری‌های کلیدی که این امکان را فراهم میکنند، فناوری پرینت سه بعدی (Stereolithography (SLA و تکنولوژی پرینت سه بعدی Material Jetting هستند که به لطف سرعت و دقت بالایشان در این زمینه بسیار موثرند. علاوه بر این استفاده از فرآیندهای مبتنی بر رزین، فناوری مبتنی بر پودر HP، Multi Jet Fusion نیز در حال افزایش است.
۴.
ساخت تجهیزات دندان پزشکی کمک جراحی
ابزارهای کمک جراحی ، مانند دندان، مخاط و استخوان، در سریعترین زمان و با دقت بالا از طریق چاپ سه بعدی ساخته می‌شوند و بدین طریق هزینه مواد به حداقل می‌رسد.
استفاده از پرینت سه بعدی در دندانپرشکی، تولید محصولات سفارشی مانند پروتزهای دندانی، ایمپلنت ها و تجهیزات جراحی مانند راهنما را آسان تر می کند. راهنماهای جراحی در حال تبدیل شدن به یک ابزار استاندارد برای کمک به روش های کاشت، کاهش مدت زمان جراحی و کاهش خطر عوارض هستند. با سیستم های پیشرفته پرینت سه بعدی، راهنماهای جراحی دندان مقرون به صرفه تر و دقیق تر از راهنماهای ساخته شده با فرآیندهای سنتی هستند.
۵.
ساخت ساخت مدل‌های دندان برای دندانپزشکی ترمیمی با استفاده از پرینت سه بعدی
روند استفاده از اسکنرهای داخل دهان به این صورت است که دندانپزشک‌ها، برای ساختن مدل فیزیکی از فکی که اسکن شده است، به پرینت سه بعدی نیاز دارند. با اینکه امروزه الزامی به چاپ مدل اصلی نیست، اما چاپ مدل اصلی می‌تواند برای جنبه‌های متعارف ساخت یک ترمیم کننده، مانند اضافه کردن روکش استفاده گردد؛ اطلاعات مدل بیمار ممکن است بصورت دیجیتالی بایگانی شده باشند و فقط در صورت لزوم و جهت کاهش نیازهای ذخیره سازی چاپ شوند.
فناوری های پرینت سه بعدی در تجهیزات دندان پزشکی
از کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی برای کمک به روش‌های مختلف دندانپزشکی استفاده میشود. در اینجا چند نمونه آورده شده است:
۱. استریولیتوگرافی (SLA)
استریولیتوگرافی از یک صفحه ساخت داخل رزین در یک مخزن نیمه‌شفاف، که با رزین فوتوپلیمر مایع پر شده است استفاده می‌کند. هنگامی که صفحه ساخت غوطه‌ور است، یک لیزر تک نقطه‌‌ای در درون دستگاه، سطح مقطع (لایه) یک طرح را از طریق قسمت پایین مخزن که ماده را محکم و جامد می‌کند، ترسیم می‌کند. بعد سکو بالا برده میشود و اجازه میدهد که لایه جدید رزین در زیر قطعه جریان یابد. این فرآیند لایه به لایه تکرار میشود تا قطعه جامد مورد نظر به طور کامل ساخته شود. در مرحله‌ی بعد معمولاً قطعات توسط نور فرابنفش (UV) پخت می‌شوند تا خواص مکانیکی آنها بهبود یابد. شکل زیر شماتیک فرایند چاپ سه بعدی SLA را نشان میدهد.
استریولیتوگرافی بسیار دقیق است و از بین سایر فناوری‌هایی که در ادامه به آنها میپردازیم، بهترین عملکرد را دارد. چاپگرهای سه بعدی SLA، طیف گسترده ای از مواد را برای کاربردهای مختلف در بر میگیرند. تعویض مواد به آسانیِ تعویض مخزن رزین و کارتریج است. ترکیبی از فضای کم، گردش کار ساده و قیمت پایین باعث میشود پرینترهای سه بعدی SLA رومیزی، هم برای آزمایشگاه های دندانپزشکی و هم برای کاربردهای پزشکی مناسب باشند.
۲. پردازش نور دیجیتال (DLP)
پردازش نور دیجیتال با همان فرآیند شیمیایی چاپ سه بعدی SLA عمل می‌کند اما به جای لیزر، از پروژکتور دیجیتال به عنوان منبع نور برای جامد کردن رزین استفاده می‌کند. چاپگرهای سه بعدی DLP، گردش کاری ساده دارند و طیف گستردهای از مواد را شامل می‌شوند؛ اما هزینه آنها به مراتب بیشتر از چاپگرهای سه بعدی SLA رومیزی است. قطعات پرینت سه بعدی DLP همچنین تمایل دارند خطوط voxel (لایه‌هایی که به دلیل صفحه دیجیتالی، توسط آجرهای مستطیل شکل کوچک ایجاد شده‌اند) را نشان دهند و به طور کلی کیفیت سطح بالایی دارند.
۳. پوشش مواد(Material Jetting)
پرتوهای سه بعدی (MultiJet و PolyJet) مانند چاپ جوهرافشان کار میکنند ، به این صورت که لایه‌های رزین مایع را روی یک سینی پرتاب می‌شوند و با استفاده از نور بلافاصله آنها را جامد میکنند؛ پاشش ماده یک فوتوپلیمر از صدها نازل ریز در یک سر چاپگر، یک قطعه را به صورت لایه به لایه ایجاد می‌کند. این کار به چاپگرهای MJ اجازه میدهد تا ماده ساختنی را به روش خطی و سریع اعمال کند.
فرآیندهای پاشش ماده به تکیه گاه گذاری نیاز دارند. طبیعت فرآیند پاشش ماده، اجازه چاپ چند ماده همزمان را میدهد. پاشش ماده برای نمونه‌های واقعی ایده‌آل است، زیرا که جزییات دقیق، دقت بالا و سطح نهایی یکدستی را تامین می‌کند چندین سالِ پیش در صنایع دندانپزشکی، پرتاب مواد رایج ترین فناوری بود؛ اما به دلیل هزینه بالای آنها، خواص مکانیکی شکننده فوتوپلیمرهای فعال شده با UV و اندازه بزرگ ماشین‌آلات، این روش محدود شد.
این روش به بررسی گسترده نیاز دارد و سطح قطعات تولید شده با فناوری چاپ سه بعدی Material jetting به طور کلی از تکنولوژی پرینت سه بعدی SLA یا چاپ سه بعدی DLP پایینتر است
آینده صنعت دندانپزشکی با پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی تجهیزات دندان پزشکی که سه دهه از عرضه‌ی آن می‌گذرد، درحال متحول ساختن دندانپزشکی است. انتظار می‌رود که بازار محصولات چاپ سه بعدی در حوزه دندانِپزشکی تا اواخر سال ۲۰۲۵ به ۹۳۰ میلیون دلار برسد.
تولید محصولات تکنولوژی های دندان پزشکی با پرینت سه بعدی، زمانبر و گران قیمت است؛ اما برای آماده سازی و تحویل محصولاتی مانند نگهدارنده‌ها و محافظ‌ها، زمان صرف شده توسط پرینتر سه بعدی بسیار کمتر از روش‌های ساخت سنتی است. فناوری چاپ سه بعدی، درآینده فرایندهای تولید را بهبود خواهد بخشید و گستره وسیع‌تری از مواد را در برخواهد گرفت تا خدمات قابل ارائه خود را گسترش دهد.
پرینت سه بعدی، توانایی تولید محصولات چندگانه را تنها با استفاده از یک دستگاه دارد. همچنین می‌تواند محصولاتی با کمترین زمان پرداختکاری بعد از تولید نهایی تولید کند که منجر به افزایش انعطاف و کارآمدی آنها میشود. چاپ سه بعدی درآینده فرایند غالب تولید محصولات صنعت دندان پزشکی خواهد بود.
