Formlabs yhdessä tohtori Michael Braianin kanssa kertovat miten 3D-tulostinta käytetään hammaslääketieteessä

Webinar on katsottavissa perjantaina 15.5. kello 16:00 (15:00 CEST)

Tohtori Michael Braian on hammaslääkäri ja sertifioitu hammasteknikko. Hänellä on melkein 15 vuoden kokemus alalta. Hän kertoo kuinka 3D-tulostusta voidaan käyttää eri hammaslääketieteen käyttökohteissa. Käyttökohteista esitetään kliniikka, laboratorio ja tutkimuslaitokset.

Voit rekisteröityä webinariin tästä linkistä

Sean Thompson työskenteli pitkään Sunderland Royal Hospitalissa Irlannissa ortodontisilla sekä maxillofasiaalisella -osastoilla. Sean huomasi kasvavan tarpeen oikomishoidolle, mutta laadukkaiden ortodontisten laboratorioiden määrässä oli selkeä pula.

Hän perusti Ashford Orthodontics yrityksen autotallissaan vuonna 2001. Kun asiakaskunta kasvoi nopeasti, Graig Stevens ja Graeme Winyard liittyivät joukkoon mukaan. Tänä päivänä nämä kolme henkilöä ovat erikoistuneita ortodontian tekniikkoja, ja johtavat Brittien suurinta ortodontista laboratoriota. Heillä on 50 alaista reilun 1 100m2 tiloissa.

Sean on aina pyrkinyt pitämään labortorionsa teknologisesti alan kärjessä, joka tänä päivänä on tärkeämpää kuin koskaan aikaisemmin. Ortodontiassa on meneillään alan suurin teknologinen vallankumous; vallankumous perinteisestä valmistuksesta digitaaliseen valmistukseen.

Ashford rakensi digitaalisen tuotanto-osastonsa tyhjästä ja valmistaa nyt 1200 purentakiskoa kuukaudessa heidän 12 Form 2 3D-tulostimellaan, joilla he saavuttavat merkittäviä säästöjä, ja näin nollen kykenevät kasvattamaan yrityksen toimintaa.

Digitaalisen osaston aloitus ja kasvattaminen

Ashford Orthodontics aloitti kokeilut digitaalisen ortodontian parissa viisi vuotta sitten.

-“Tiesimme heti että digitaaliseen ortodontiaan on lähdettävä mukaan. Meillä ei ollut varaa olla lähtemättä, jos halusimme kasvaa johtavaksi tekijäksi ortodontian piirissä,” Sean sanoi. -“Halusimme mukaan varhaisessa vaiheessa. Jokaisen yrityksen suunnitelmat on tehtävä 4-5 vuoden päähän. Omaksumalla uuden teknologian, saimme hyvän jalansijan alalla.”

Alkuun laboratorioon ostettiin kaksi Stratasys Objet30 3D-tulostinta; teollisuustason koneita jotka on erityisesti suunniteltu ortodontiaan. He saivat paljon kokemusta digitaalisesta ortodontiasta ja alkoivat korvata sillä vanhanaikaisia tuotantomenetelmiä. Korkeiden tuotantokustannuksien sekä tulostimien vaikeakäyttöisyyden takia uuden tuotantomenetelmän sisäistäminen oli kamppailua.

-“Joka vuosi piti sijoittaa huomattavia summia ohjelmistoihin, koneiden huoltoon sekä koneiden kalibrointeihin. Jopa niin paljon, että kun mukaan summattiin kalliit tulostusmateriaalit, emme enää kyenneet myymään tuotteitamme haluamaamme hintaan,” Sean sanoo.

“Lisäksi jokaisella tulostimella on sama homma, jos sen ympärille rakentaa vahvan liiketoiminnan, yksi tulostin ei riitä. Tarvitaan ainakin kaksi konetta joita ajetaan puolella teholla. Toisen tulostimen vaatiessa huoltoa, voidaan toista ajaa 100% sen aikaa kun toinen huolletaan. Näillä stratasyksen koneilla tuotantokapasiteetin tuplaaminen tuotantovarmuuden vahvistamiseksi ja tuotannon skaalaaminen suuremmaksi oli erittäin kallista. Päätimme panostaa pienempiin ja edullisempiin tulostimiin, joilla pystyimme kasvattamaan tuotantoamme tarpeiden mukaan paljon joustavammin ja kustannustehokkaammin. Päädyimme Formlabsin tulostimiin, emmekä ole katuneet valintaamme,” Sean sanoo.

Ashfordilla on käytössä tällä hetkellä 12 Form 2 3D-tulostinta sekä 8 teknikkoa heidän digitaalisella osastollaan.

Heidän hammaslaboratorionsa aloitti yhdellä tulostimella, mutta ottivat pian toisen, kolmannen ja sitten neljännen. Nyt heillä on tuotannossaan 12 kappaletta Form 2 -3D-tulostinta. Samalla digitaalisen osaston digitaalisten materiaalien kanssa työskentelevien teknikkotyöntekijöiden määrä on kasvanut yhdestä kahdeksaan. Kaikilla työntekijöillä on hammasteknikon ammatti, sekä vankka osaaminen tietokoneella työskentelystä.

“Form 2 on todellinen työjuhta. Tiedämme että kun jätämme sen tekemään töitä läpi yön, aamulla kaikki on valmista. Tulostimien kanssa ei tarvitse pelätä että tulosteet olisivat epäonnistuneet, jonka takia voimme rakentaa liiketoiminnan tämän teknologian ympärille,” Sean sanoo.

Esittelyssä yövuoro

Ashford seuraa tiukkaa päivärutiinia, joka helposti soveltuu työnkulkuun digitaalisessa työympäristössä. Joka päivä kello 15.00, he tarkastavat uudet 3D-skannaukset, suunnittelevat hoidon ja laittavat mallit tulostumaan. Aikaisin seuraavana aamuna tulosteet ovat valmiita, teknikko puhdistaa ja kuivaa purentakiskot, jotta niiden avulla voidaan valmistaa asiakkaan hampaiden mukaiset purentakiskot. Siinä vaiheessa aamua kun useammat teknikot saapuvat töihin, purentakiskot ovat valmiina jälkikäsiteltäviksi.

“Eri mallien välillä on niin vähän eroavaisuuksia että kun olet valmistanut yhden, osaat valmistaa muitakin. Jos olet työstänyt näitä perinteisin menetelmin, niin 3D-tulostuksen hyödyntämiseen ei vaadita paljoa uutta, valmistus on hyvin samanlaista,” Sean sanoo.

Iltapäivällä teknikot pakkaavat ja lähettävät eteenpäin valmiit työt, jotta ne ovat valmiina klinikoilla 48 tunnin kuluessa siitä, kun työ on saatu. Yleisesti ottaen digitaalisella valmistuksella säästetään 24 tuntia perinteisiin valmistustapoihin nähden.

-“Tämä toimii meille täydellisesti. Laitamme tulostimet työskentelemään läpi yön ennen kun lähdemme kotiin; siinä on meidän yövuoromme. Aamulla kaikki tulosteet ovat valmiita, eikä sillä ole merkitystä kauanko ne seisovat koneessa valmistumisensa jälkeen. Luotamme täysin siihen että kaikki on valmista seuraavana aamuna, luotettavuus ja laatu ovat meille ne tärkeimmät asiat. Tulostimien suurella määrällä varmistetaan myös se että yhteen koneeseen ei tule liian montaa mallia kerrallaan, eikä siten tulostusajat veny liian pitkiksi,” Sean sanoo.

Päivän pelastus digitaalisilla teknologioilla

Digitaalisessa ympäristössä malleja voidaan säilöä ja lähettää vaivatta. Tämä on koettu erittäin hyödylliseksi.

-“Sen takia että lapsi rikkoo tai hävittää hammastukensa, ei enää tarvitse käydä hammaslääkärissä ottamassa uutta muottia hampaista. Hampaat alkavat pyrkimään väärään asentoon nopeasti kun tukea ei käytetä hetkeen. Voimme helposti ladata mallin, laittaa sen tulostumaan, tehdä siitä uudet hammastuet ja lähettää ne suoraan asiakkaalle kirjeenä,” Sean sanoo.

Digitaalisessa maailmassa, teknikot voivat muokata malleja niin että ne soveltuvat eri käyttötarkoituksiin.

Yksi suurimmista digitaalisen työskentelyn hyödyistä, erityisesti ortodontian piirissä, on että malleja voidaan muokata sekä käyttää uudelleen.

-“Yleinen trendi on poistaa raudat mallista ja hetkessä sovittaa kaikki erilaiset hammastuet. Poistamalla raudat digitaalisessa maailmassa, voimme tehdä Essix kojeita, liimauksia, retentiolevyjä sekä valkaisumuotteja samasta mallista, joka ei ole mahdollista perinteisillä menetelmillä” Sean sanoo.

Luottamuksen kohotus uusien asiakkaiden saamiseksi

Sean uskoo että uudet digitaaliset menetelmät voivat korvata vanhat, ainoastaan jos se on kustannustehokkaampaa. Siirtämällä säästöt kuluissa asiakkaalle, he tukevat digitaalisten työskentelytapojen kehittymistä oikomishoidon piirissä. Sean uskoo että kaikki siirtyvät siihen ennemmin tai myöhemmin.

-“Uuden teknologian hyödyntäminen ei pitäisi maksaa sen enempää kuin perinteisien valmistusmenetelmien käyttäminen. Vaihdoimme kipsimuotit resiineistä kovetettaviin muovimuotteihin. Hinta muotille on sama, mutta tulostamalla digitaalisesta mallista säästyy 24 tuntia aikaa,” Sean toteaa.

Meidän toimintamalli on todistanut, että se houkuttaa uusia asiakkaita ympäri maailmaa. Vaikka laboratorio ei tee paljoa voittoa Essix kojeillansa tai digitaalisilla malleillaan, ne ovat erittäin arvokkaita, kun luodaan asiakkaiden luottamusta ja siten pidempiäkin asiakassuhteita.

-“Meille tulee joka päivä uusia asiakkaita. He eivät tiedä miten hyvää laatua pystymme toimittamaan, tai pelaako asiakaspalvelu. Kun he huomaavat, että toimitamme laatua ja palvelu pelaa, he luottavat meihin jatkossakin, myös vaativimmissa töissä. Lähes poikkeuksetta, digitaalisen ortodontian palveluiden asiakkaat palaavat parin kuukauden sisällä kysellen muitakin töitä. Ennen kuin huomaammekaan, heiltä tulee lisää ja lisää töitä, koska he huomaavat että pystymme palvelemaan heidän tarpeitaan hyvin laajasti,” Sean sanoo.

Lämpömuovatut purentakiskot toimivat hyvänä houkuttimena uusille asiakkaille. Niiden avulla luodaan suhde ja luottamusta, jotta asiakas uskaltaa tilata vaativampia ja enemmän tuottavampia töitä.

Laboratorio tarjoaa täysin digitaalisia palveluita alan kolmelle eri toimijalle, joilla ei tarvitse olla mitään tarvikkeita muottien luomiseen. Tämä on mahdollista ainoastaan koska Ashford kykenee tarjoamaan heidän tarjoamat palvelut digitaalisessa muodossa.

-“Kun aloitimme työskentelemään digitaalisen materiaalin kanssa, siitä koostui noin 2% koko työstämme. Viime kuussa se oli jo 15%. Se on nopeiten kasvava sektori laboratoriossamme,” Sean sanoo.

-“Tällä hetkellä työ jakautuu niin että se on perinteistä työskentelyä ja vähän digitaalista. Parin kolmen vuoden päästä se on lähinnä digitaalista ja hieman perinteistä.”

Ohjeita purentakiskojen valmistukseen

https://formlabs.com/industries/dental/thermoformed-clear-aligners-retainers/

Ilmoittaudu tapahtumaan

Puhujiksi saimme kaksi huippuasiantuntijaa: Antti Lehtisen ja Marko Ahosen, jotka molemmat ovat omien alojensa huipputekijöitä. 

HLL Marko Ahonen

Antti Lehtinen

Aikataulu ja paikka:

Katso tapahtuman ohjelma

Tiistaina 23.10.2018 klo 8.30 - 11.30 ja työpajat 12.30 - 14.30.

Auditorio B-1174 Savonia-ammattikorkeakoulun Opistotien kampuksella (Opistotie 2, Kuopio).

Marko Ahonen, hammaslääkäri

Julkaistu 11. huhtikuuta 2017, Maker3D

IMPLANTTIOHJAIMEN SUUNNITTELU KÄYTTÄEN CEREC-SUUKAMERAN TIETOA JA INLAB-OHJELMISTOA

Hammaslääketieteen ala on muuttumassa digitaalisten tekniikoiden ansiosta. Perinteiset käsin tehtävät kipsimallit ja suunnittelut pystytään nykyisin monelta osin tekemään tietokoneella. Tässä artikkelissa arvioidaan uuden, täysin digitaalisesti suunnitellun ja printatun, implanttiohjaimen kliinistä tarkkuutta vertaamalla virtuaalista suunnitelmaa lopullisen implantin sijaintiin.

JOHDANTO

Yksittäisten puuttuvien hampaiden korvaaminen toteutetaan yleisesti käyttäen hammasimplantteja. Implanttien laittamisessa täytyy ottaa huomioon luurakenteen ja pehmytkudoksen lisäksi tulevan kruunun sijainti. Usein kirurgisen työn tekee eri hammaslääkäri kuin se, joka valmistaa implantin päälle tulevan proteettisen rakenteen, joten työn laadusta saatava palaute jää usein minimaaliseksi tai puuttumaan kokonaan. Tutkimuksissa on osoitettu, että kartiokeila-röntgenkuvan ja kipsimalleilla tehtävän purennallisen tulevan hampaan muodon vahauksen yhdistämisen perusteella suunnitellulla ohjaimella saadaan parempia implantin sijainteja, kuin vapaalla kädellä tehtyinä (Hinckfuss et al. 2012). Tämän tiedetään siirtyvän ennusteeltaan ja puhdistettavuudeltaan parempiin implanttirakenteisiin (Baj et al. 2016). Menetelmän etuna on myös se, että verrattuna vapaalla kädellä tehtävään implantointiin ohjainta käytettäessä, tarvitaan vähemmän invasiivista kirurgiaa implantin laiton yhteydessä, kun koko luun muotoa ei tarvitse nähdä implantin laiton yhteydessä.

Vähemmän invasiivinen kirurgia, ja erityisesti ilman limakalvoläpän avaamista tehty implantin asentaminen, voi vähentää luun resorptiota alueelta (Maier et al. 2016). Nykyiset implanttiohjaimet tehdään monen eri fyysisen ja digitaalisen mallin, sekä käsin tehtävän vahauksen perusteella erillisiä ohjelmia käyttäen ja yhdistäen näiden tietoa (Vercruyssem et al. 2014). On näytetty, että nykyisillä menetelmillä päästään noin +-2 mm tarkkuuteen implantin apikaalisessa osassa (Vercruyssemet al 2014) ja että osassa laitetuista implanteista epätarkkuus voi olla jopa 7 mm (Jung et al. 2009). Tämä voi johtua monen eri työvaiheen ja tekijän yhteistyön virheistä. Käyttäjistä johtuvat ja erillisten työvaiheiden väliset siirtovirheet voitaisiin minimoida, jos koko työvaihe saataisiin tehtyä yhden ohjelmiston sisällä täysin digitaalisesti ja mahdollisimman automatisoidusti. (Lee et al 2016).

Digitaalitekniikka tekee työskentelystä kustannustehokkaampaa ja nopeampaa, sekä mahdollistaa etäsuunnittelupalvelut. Kustannustehokkuus tuo etuja tekniikan yleistyessä, mahdollistaen esimerkiksi ennen erityistilanteissa käytettyjen ohjainten käytön kaikissa tapauksissa. Haittapuolena tekniikalla ovat korkeat aloituskustannukset ja nopea kehitys, joka tekee ostetut laitteistot nopeasti vanhoiksi. Lisänä tekniikan ja ohjelmistojen opettelu, sekä laajamittainen käyttäminen luovat omat haasteensa digitekniikkaan siirtymisessä. Ohjelmistojen kehittyessä uusia menetelmiä tulee jatkuvasti lisää, mutta alan nopean kehityksen vuoksi laajempia tutkimuksia tai edes tapausselostuksia työtavoista on vähän saatavilla.

MENETELMÄT

Potilaasta otetaan digitaalinen tarkkuusjäljennös käyttäen Sironan Cerec Omnicam -suukameraa. Luurakenteen selvittämiseksi leuan implantoitavasta alueesta otetaan myös Kartiokeilatomografia (KKTT)-kuvaus Sironan Orthophos SL -laitteella. Tarkkuusjäljennöksen päälle suunnitellaan purennallisesti ideaalinen hammaskruunu tulevan implantin kohdalle käyttäen Cerec-ohjelmistoa. Digitaalinen pintamalli siirretään Sironan Galaxis -ohjelmistoon .ssi-tiedostona, jossa se yhdistetään KKTT-kuvaan. Yhdistäminen tapahtuu puoliautomaattisesti antamalla 3-5 hampaan sijaintia molemmissa kuvissa. Implantin sijainti määritetään luurakenteen ja virtuaalisesti suunnitellun tulevan hampaan mukaan. Suunnitelmassa valitaan lisäksi implantin koko ja implantoinnissa käytettävä pora. Kirurgisen suunnittelun jälkeen tieto siirretään takaisin Cerec Inlab -ohjelmistoon, jossa kirurginen ohjain suunnitellaan ja tieto otetaan ulos STL-tiedostona.

STL-tiedosto siirretään Preform-ohjelmistoon ja tulostetaan käyttäen Formlabsin Form2-printteriä ja SG dental -resiiniä vakioasetuksilla. Tulostettu ohjain käsitellään valmistajan ohjeiden mukaisesti ja steriloidaan autoklaavissa tekstiiliohjelmalla. Kirurginen osuus suoritetaan implanttimerkin (Astra Tech) omilla porilla (Astra Facilitate) valmistajan ohjeistuksen mukaisesti. Poraus tehdään täysin ohjatusti ottaen huomioon implantin sijainnin ja syvyyden. Implanttifikstuura asetetaan käsin ohjaimen läpi implantin viejän avulla. Tarkka sijaintitieto asetetusta implantista saadaan lopullista implanttikruunua valmistaessa. Tällöin implantista otetaan tarkkuusjäljenös Cerec Omnicam -suukameralla käyttäen kyseiselle laitteelle suunniteltuja jäljentimiä (Sirona Scanpost for Astra). Tarkkuus mitataan heijastamalla päällekkäin alkuperäinen suunnitteludata ja lopullisen implantin sijainti. Ohjaimen tarkkuutta lasketaan implanttifikstuuratasolta vertaamalla alkuperäistä suunniteltua sijaintia lopulliseen tarkkuusjäljennöksen sijaintitietoon. Etäisyyksien poikkeamat ilmoitetaan kaksiulotteisena horisontaalisena virheenä, vertikaalisena virheenä ja kaksiulotteisena asentovirheenä. Arvot lasketaan implantin keskiviivasta kaulalta ja kärjestä. Tarkkuutta mitataan keskiarvovaihteluna implantin kaulalta, kärjestä ja suunnan virheenä.

POTILASTAPAUS

Potilaalta puuttui hampaat dd.14 ja 24. Implanttien sijainnit suunniteltiin ja koko leuan ohjuri valmistettiin yllä mainitulla tavalla. Implanttileikkaus suoritettiin yhdellä kertaa ja lopullinen implanttien sijainnista otettiin tarkkuusjäljennös 3kk luutumisen jälkeen. Oheisessa kuvassa oranssilla näkyy alkuperäinen suunnitelma ja valkoisella näkyy lopullinen implantin sijainti.

YHTEENVETO

Hammasimplantit pystyttiin laittamaan täysin ohjatusti printatun implanttiohjaimen avulla kustannustehokkaasti ja pienemmällä kirurgisella avauksella kun perinteisin menetelmin. Ohjaimen osakustannukset jäivät todella alhaisiksi. Käytetty ohjain osoittautui erittäin tarkaksi ja implantti saatiin keskiarvollisesti alle 0,5 mm päähän suunnitellusta. Tämä virhe on huomattavasti pienempi, kun mitä muilla perinteisesti valmistetuilla implanttiohjaimilla on oletettavaa (1,2-2 mm) (Assche et al.)

Viitteet

Van Assche N1, Vercruyssen M, Coucke W, Teughels W, Jacobs R, Quirynen M. Accuracy of computer-aided implant placement. Clin Oral Implants Res. 2012 Oct;23 Suppl 6

Baj A, Trapella G, Lauritano D, Candotto V, Mancini GE, Giannì AB. An overview on bone reconstruction of atrophic maxilla: success parameters and critical issues. J Biol Regul Homeost Agents 2016;30 (2 Suppl1):209-15.

Lee DH, An SY, Hong MH, Jeon KB, Lee KB.Accuracy of a direct drill-guiding system with minimal tolerance of surgical instruments used for implant surgery: a prospective clinical study. J Adv Prosthodont 2016; 8: 207–13.

Hinckfuss S, Conrad HJ, Lin L, Lunos S, Seong WJ. Effect of surgical guide design and surgeon's experience on the accuracy of implant placement. J Oral Implantol 2012;38:311-23.

Jung RE, Schneider D, Ganeles J, Wismeijer D, Zwahlen M, Hämmerle CH, Tahmaseb A. Computer technology applications in surgical implant dentistry: a systematic review. Int J Oral Maxillofac Implants 2009; 24 Suppl: 92-109.

Maier FM. Initial Crestal Bone Loss After Implant Placement with Flapped or Flapless Surgery-A Prospective

Cohort Study. Int J Oral Maxillofac Implants 2016; 31: 876-83.

Schillingburg HT, Hobo S, Whittsett LD, Brachett SE. Fundamentals of fixed prosthodontics. Quintessence, 3. ed. 1997.

Slade GD, Spencer AJ. Development and evaluation of the Oral Health Impact Profile. Community Dental Health 1994; 11: 3-11.

Vercruyssen M, Hultin M, Van Assche N, Svensson K, Naert I, Quirynen M. Guided surgery: accuracy and efficacy. Periodontology 2000. 2014; 66: 228-46.

Yuzbasioglu E, Kurt H, Turunc R,Bilir H. Comparison of digital and conventional impression techniques: evaluation of patients’ perception, treatment comfort, effectiveness and clinical outcomes. BMC Oral Health 2014; 14: 10.

Formlabs on julkaissut kaksi uutta tulostusmateriaalia, joiden käyttökohteet ovat hammaslääketieteessä.

Formlabs on havainnut hammaslääketieteen kehittyvän kohti digitaalista työnkulkua ja ovat tuoneet markkinoille kaksi uutta tulostusmateriaalia, jotka täydentävät 3D-tulostamisen käyttökohteita olemassa olevien materiaalien lisäksi.

Dental Model Resin

Tämä tulostusmateriaali on tarkoitettu sovitusmallien tulostamiseen hyvän tulostustarkkuuden (jopa 35 mikrometriä) ansiosta. Materiaalin väri on haalea ja mattapintainen, sekä pinta sileä.

Dental LT Clear Resin

Tämä tulostusmateriaali on kirkas ja IIa-luokan bioyhteensopiva muovi. Tämä tulostusmateriaali on tarkoitettu hammastukien ja -ohjaimien tulostamiseen.

Formlabsin artikkelin uusista materiaaleista voit käydä lukemassa kotisivulta: https://formlabs.com/blog/end-to-end-digital-dentistry-new-dental-materials-applications-and-integrations/

Formlabs on lisäksi julkaissut dokumentaation hammaslääketieteen materiaaleista ja niiden käyttämisestä, jonka voit pyytää ladattavaksi kotisivulta: https://formlabs.com/digital-dental-model-production-with-high-accuracy-3d-printing/

Lisäksi Formlabs on julkaissut yhteistyöstä 3Shape:n kanssa, jonka tarkoituksena on luoda parannuksia hammaslääketieteen sovelluksiin

Formlabs ja 3Shape kehittävät yhdessä ohjelmistoa mikä auttaa digitaalisien hammasmallien parissa työskentelyä. Tavoitteena on luoda täydellinen työnkulku skannauksesta lopputuotteeksi.

Uutisen yhteistyöstä voit käydä lukemassa Formlabsin kotisivulta: https://formlabs.com/blog/new-formlabs-3shape-integration-to-simplify-dental-surgical-guide-workflow/