 |
|
Технологічні аспекти безметалового протезування із застосуванням САD/CAM-систем |
|
В.І. Біда, А.В. Пальчиков
Інститут стоматології НМАПО ім. П.Л. Шупика
Резюме. У статті представлено огляд типів сучасних стоматологічних систем CAD/CAM, аналіз принципів комп'ютеризованої технології проектування та виготовлення сучасних ортопедичних конструкцій.
Ключові слова: автоматизовані системи, програмний комплекс, CAD, CAM, САЕ, EPC, САПР.
На сучасному етапі розвитку ортопедичної стоматології перед лікарями постає задача не тільки відновити цілісність зубів і зубних рядів, а й разом із тим забезпечити відновлення жувальної та мовної функцій зубощелепного апарату саме в комплексі з високими естетичними показниками готових реставрацій [1].
Сучасні досягнення ортопедичної стоматології значною мірою базуються на використанні новітніх технологій і матеріалів. Суцільнокерамічні конструкції поєднують у собі фізико-механічні показники, що практично співпадають із характеристиками твердих тканин зубів та естетичні можливості й біологічні властивості кераміки. Вони щільно прилягають до препарованого зуба, не спричиняють негативного впливу на тканини пародонту, слизову оболонку ротової порожнини та організму в цілому. Такі зубні протези за зовнішнім виглядом не відрізняються від зубів пацієнта, не змінюють із часом свого кольору, не руйнуються під дією ротової рідини. На таких конструкціях зубні відкладення утворюються в меншій кількості, ніж на природних зубах, вони легко очищуються гігієнічними засобами [2–4].
На сучасному етапі розвитку методик естетичної реставрації дефектів твердих тканин зубів усе ширше використовуються прогресивні комп'ютерні технології обробки даних і керування процесами автоматизованого виробництва конструкцій [5]. Із цією метою застосовуються програмні модулі зі зручним графічним інтерфейсом для автоматизованої взаємодії завдань проектування та виробничих комплексів.
Історія впровадження CAD/CAM-технологій розпочалась у 1971 році й була започаткована лікарем F. Duret разом із фірмою «Hennson International», але тільки в 1983 році на конференції у Франції був презентований перший прототип автоматизованої системи, а 30 листопада 1985 р. на міжнародному конгресі, організованому Французькою стоматологічною асоціацією, була виготовлена без класичних лабораторних етапів перша ортопедична конструкція.
На даний час існують близько двадцяти світових виробників комп'ютеризованих систем автоматизованого моделювання та виробництва ортопедичних конструкцій. Усі вони мають за основу комп'ютерну систему обробки інформації, програмне забезпечення та устаткування для автоматизованого виробництва різноманітних конструкцій протезів.
На стоматологічному ринку України представлені сучасні технології виготовлення безметалових конструкцій більшості провідних світових виробників: WolCeram, Hint-Els, IPS Empress, Cerec, Procera, Cercon та інші, що використовують CAD/CAM або EPC/CAM технології [7]. Також системи САМ можуть бути використані для аналізу та прогнозування лікування в ортодонтії (3Shape) [9].
Технології автоматизованого проектування (computer aided design – CAD), автоматизованого виробництва (computer aided manufacturing – CAM) та автоматизованої розробки або конструювання (computer aided engineering – CAE) пов'язані між собою та мають назву систем автоматичного проектування (САПР) [6]. Таким чином, у сучасній стоматології все ширше впроваджується методика виготовлення конструкцій протезів із залученням різноманітних унікальних апаратно-програмних комплексів планування.
Метою даного дослідження є підвищення ефективності ортопедичного лікування дефектів твердих тканин зубів безметаловими конструкціями зубних протезів на підставі клініко-експериментального обґрунтування ефективності їх застосування у практичній ортопедичній стоматології.
МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
За об'єкт дослідження було визначено 28 осіб з дефектами твердих тканин зубів різного ступеня ураження, у котрих була отримана їхня згода на запропоноване раціональне протезування безметаловими ортопедичними конструкціями. За згодою на запропоноване раціональне протезування безметаловими ортопедичними конструкціями всім хворим даної групи було виготовлено різні види безметалових протезів (коронки, вініри, вкладки, штифтові конструкції) за технологією CAD/CAM у загальній кількості 36 одиниць.
Предметом дослідження слугували технологічні особливості наявних систем комп'ютеризованого проектування та виготовлення ортопедичних конструкцій, котрі використовують СAD/CAM-методики. Параметри вибраних систем аналізувалися за апаратними засобами та програмами проектування й виробництва реставрацій.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Аналіз отриманих результатів засвідчує, що перевагою CAD/CAM-систем над традиційними технологіями виготовлення зубних протезів є можливість отримання конструкцій протезів більш високої якості за менш короткий час і з меншими трудозатратами. Принциповою відмінністю CAD/CAM-систем від традиційних технологій виготовлення зубних протезів є практично повне нівелювання впливу «людського» фактора точності виготовлення конструкції, оскільки в кожному клінічному випадку віртуальне моделювання (CAD) майбутньої конструкції здійснюється на моделі зуба, отриманій методиками контактного або оптичного сканування у тривимірному просторі з подальшим виготовленням протеза за допомогою автоматизованої системи виробництва (CAM), котра складається з апаратної системи виробництва та органів управління.
Система CAD являє собою технологію, побудовану на так званій системі геометричного моделювання, яка працює із тривимірними об'єктами та перш за все забезпечує фазу отримання вихідних даних із тканин протезного поля. Далі система CAD працює в аналітичній фазі проектування, що полягає в аналізі параметрів майбутнього протеза та виготовленні аналітичної моделі майбутньої конструкції за допомогою засобів автоматизованого конструювання (computer aided engineering, САЕ). Коли аналітична модель майбутньої конструкції сформована, розпочинається фаза оцінки проекту та прототипування, тобто конструюється віртуальний прототип (або т. з. «цифрова копія») конструкції, що виготовляється. У цей час сконструйований прототип за допомогою програмних пакетів обробляється та генеруються коди для автоматизованої підготовки виробництва (САМ). Найважливіша функція системи CAD полягає у визначенні геометрії конструкцій, яка у свою чергу визначає подальшу роботу систем проектування (САЕ) та виготовлення (САМ) готової конструкції.
Система автоматизованого конструювання САЕ – це технологія, яка використовує комп'ютерні системи для аналізу геометрії CAD, моделювання та вивчення майбутньої конструкції, удосконалення та оптимізації конструктивних особливостей (т. з. «віртуальне шліфування», або функція попереднього перегляду результатів) тривимірної цифрової моделі, коли за допомогою комп'ютерної миші або трекбола визначаються та прибираються дрібні погрішності сканування чи моделювання (дизайну) конструкції.
Система CAD отримує дані за допомогою сканера протезного поля, або дігітайзера. Сканери розрізняють за типами методик отримання графічної інформації – безконтактні, до яких відносять електронно-оптичні та лазерні системи, та контактні, в яких застосовується механічний контактний елемент, котрий сканує поверхню опорного зуба та прилеглих тканин. За допомогою таких сканерів отримується тривимірний віртуальний відбиток. Скануючі системи можуть застосовуватись як у порожнині рота (рис. 1), так і на моделях щелеп (рис. 2). Внутрішньоротові оптичні сканери отримали менше розповсюдження, обумовлене можливим негативним впливом «людського» фактора (неможливість статичної фіксації сканера в порожнині рота внаслідок тремтіння рук; надмірна кількість, нестача чи підвищена вологість антивідблискового порошку на ділянці, що підлягає скануванню; відбиття світла від металевих деталей, кофердаму, лампи тощо).
Система САМ окрім основної апаратної частини також використовує комп'ютерні технології на стадії виготовлення конструкції. Система автоматизованого виробництва планує, керує та контролює технологічні операції шляхом числового програмного управління (ЧПК, computer numerical control – СNC) за допомогою запрограмованих команд. До систем автоматизованого виробництва відносять програмні командні пакети, котрі керують рухами роботизованих вузлів із виготовлення ортопедичної конструкції, та пакети, що програмують координатно-вимірювальну машину, тобто пристрій для контролю правильності виготовлення продукту згідно із заданими алгоритмами та параметрами.
Усі системи САМ мають програмний комплекс управління, але можуть використовувати різні методики виготовлення ортопедичних конструкцій. За методиками виготовлення розрізняють класичні САМ-системи, де застосовуються фрезерні методики й ЕРС-системи (електрофорез кераміки), та ELC-системи (еlectrostatically layered ceramic, електростатично нашарована кераміка), прикладом котрих є система Wolceram. Також запропоновані САМ-методики виготовлення металевих каркасів за допомогою лазерного променя, котрий пошарово «спікає» металевий порошок у каркас бажаної форми та товщини.
Фрезерні методики поділяються на прямі та непрямі. Система фрезерування за прямими методиками складається з двох частин, одна з яких контактно сканує поверхню виготовленої воскової або пластмасової репродукції, а друга – фрезерує аналогічну готову конструкцію зі стандартної заготовки за зразком репродукції. Безконтактна методика систем САМ полягає в отриманні віртуальної моделі конструкції із компонента CAD у вигляді кодів управління апаратним комплексом виготовлення. Тобто апарат фрезерує готову конструкцію за зразком запроектованої цифрової моделі ортопедичної конструкції. Існують також віддалені фрезерувальні центри, куди відправляється цифрова тривимірна модель каркасу протезу за допомогою електронної пошти, де і проводиться виточування каркасу з його наступним спіканням (Cercon).
За допомогою CAD/CAM-систем виготовляється широкий спектр ортопедичних конструкцій – вініри, вкладки, накладки, штифтові конструкції, індивідуальні абатменти, замкові кріплення знімних протезів, коронки та мостоподібні протези (рис. 3). У системах САМ обробляються різноманітні конструктивні матеріали – пластмаса, композити, різні види сплавів металів і керамічних матеріалів. Конструкції з керамічних матеріалів можуть виготовлятись як готові реставрації, а також можуть потребувати подальшої обробки (інфільтрація, спікання, нанесення облицювального шару, «розфарбовування» конструкції та ін.).
Ілюстрацією клінічного застосування зубних протезів, виготовлених за технологією CAD/CAM, є клінічний випадок 1.
Пацієнт П., 28 років, звернувся зі скаргами на зруйнований 15-й зуб. Зважаючи на планування заміщення дефекту суцільнокерамічною конструкцією, згідно з вимогами естетики було проведено виготовлення куксової вкладки прямим методом за допомогою скловолоконного штифта та посиленого композиту (рис. 4).
Було проведене препарування твердих тканин 15-го зуба згідно з вимогами до опори під безметалові конструкції.
Для виготовлення суцільнокерамічної коронки була застосована методика отримання каркасу шляхом електростатичного нашарування кераміки (технологія WolCeram®) з подальшим облицюванням керамічною масою Vita VM7 (рис. 5-а, 5-б).
Фіксація суцільнокерамічної коронки проводилася за допомогою композитного цементу для фіксації з подвійним механізмом тверднення згідно зі всіма правилами адгезивної техніки фіксації незнімних безметалових ортопедичних конструкцій (рис. 6).
Під час проведення повторних оглядів пацієнта у строки 6, 12, 18 і 24 міс. віддалених ускладнень (тріщини, відшарування, сколи, порушення крайового прилягання, ускладнення з боку маргінального пародонту, погіршення естетичної складової конструкції та ін.) не виявлено. Гігієнічні та пародонтальні індекси, що визначались у дані строки, мали показники в межах норми. Пацієнт задоволений високими естетичними властивостями ортопедичної конструкції.
ВИСНОВКИ
- Системи CAD/CAM являють собою сучасні високоточні автоматизовані замкнені цикли виробництва, що значно покращують якість і точність готових конструкцій, полегшують процес виготовлення протезів. Роль технологій CAD, САМ та САЕ в сучасній стоматології полягає в автоматизації та підвищенні ефективності конкретних стадій циклу виготовлення протезів. Лише високоестетичне відтворення індивідуальних оптичних якостей зовнішнього шару готових ортопедичних конструкцій практично не підлягає автоматизації та уніфікованому машинному виготовленню.
- Упровадження у практику сучасних комп’ютерних технологій виготовлення зубних протезів дозволить підвищити естетичні та функціональні показники якості протезування та рівень ортопедичної стоматологічної допомоги в цілому.
ЛІТЕРАТУРА
- Iranside J.C. Light transmission of ceramic core material used in fixed prosthodontics // Quintessence Dent. Technol., 1993; 16: 103–6.
- Celland N., Willaroel S., Aganwala V., Seghi R. Enamel cusp wear opposing low-fusing ceramic materials // J. Dent. Res. – 2001. – V. 80, № 1. – P. 107–112.
- Аболмасов Н.Г., Аболмасов Н.Н., Бычков В.А., Аль-Хаким А. Ортопедическая стоматология. – СГМА. – Смоленск, 2000. – 576 с.
- Князева М.Б., Куликов В.Р., Саакян Ш.Х. и др. Отдаленные результаты применения металлокерамических протезов // Стоматология. – 1995. – (№ 174) № 5. – С. 55–58.
- Трезубов В.Н., Арутюнов С.Д. Протетическая реставрация зубов. Система CEREC // СпецЛит, С.-Петербург, 2003. – 8–9 с.
- Lee Kunwoo. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). – Питер, С.-Петербург. – 2004. – 17–24 с.
- http://www.dental-revue.ru/index.php?page=03&subPage=01&artId=18
- http://www.hintels.com/en/arbeitsbeispiele/index.php
- http://www.3shape.com/dentistry/dental_3d_designer/dental_3d_designer.htm
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗМЕТАЛЛОВОГО ПРОТЕЗИРОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ САD/CAM-СИСТЕМ
В.И. Беда, А.В. Пальчиков
Резюме. В статье представлены обзор видов современных стоматологических систем CAD/CAM, анализ принципов компьютеризированной технологии проектирования и производства современных ортопедических конструкций.
Ключевые слова: автоматизированные системы, программный комплекс, CAD, CAM, САЕ, EPC, САПР.
TECHNOLOGICAL ASPECTS OF METALLFREE PROSTHETIC DENTISTRY WITH APPLICATION OF CAD/CAM SYSTEMS
V. Bida, A. Palchikov
Summary. In this article are presented the review of kinds of modern CAD/CAM dental systems, the analysis of principles of the computerized technology of designing and manufacture of modern orthopedic constructions.
Key words: The automated systems, program complex, CAD, CAM, САЕ, EPC, SADE. |
|
| Опубликовано:
2010/3/9 19:40:55
471 |
|
|
