Lisäävä valmistus on vaikuttanut moniin eri aloihin, erityisen paljon terveydenhuoltoon, mukaanlukien hampaiden hoitoon.

3D-tulostus loistaa valmistuksessa, jossa tarvitaan paljon erilaisia tai uniikkeja kappaleita. Digitaalinen lisäävä valmistus tuo hammaslääketieteeseen huomattavasti tehokkuutta, luotettavaa tarkkuutta sekä alhaisemmat hinnat kuin perinteiset tavat.

Kustomoitua massatuotantoa pieneen hintaa

Hammaslääketiede on vaatinut aina kustomoituja kappaleita ja perinteisesti valmistus on tehty pitkälti käsin. Nykypäivän digitaalinen työnkulku mahdollistaa kustomoitujen kappaleiden luotettavan ja vaivattoman massatuotannon, pienemmillä kuluilla ja vähemmällä työllä.

Jokaisen potilaan hampaiden anatomia on hieman erilainen, joten jokaiselle tarvitaan tilaustyönä tehdyt purentakiskot ja muut oikaisuhoidon välineet. Perinteisesti näiden laatu on riippunut niiden valmistajan ammattitaidosta, eivätkä ne aina ole täydellisiä. Laadukkaat hammashoidon välineet ovat perinteisesti olleet tästä syystä hyvin kalliita.

Hammaslääkärit voivat käyttää 3D-skannereita asiakkaan hampaiden muotojen saamiseksi digitaaliseen formaattiin.

Digitaalisessa työnkulussa, jokainen tuote on tehty tarkalleen asiakkaan hampaiden anatomian mukaiseksi. Millään muilla työkaluilla ei pystytä valmistamaan yhtä monia eri hammashoidon tarvikkeita, etenkään yhtä helposti ja yhtä luotettavasti. Eri materiaaleja hyödyntämällä, hammaslaboratoriot pystyvät valmistamaan oikaisuhoidon tarvikkeita kuten purentakiskoja, erittäin tarkkoja hammassiltojen ja -kruunujen malleja, poraus- ja leikkausohjureita, metallivaluina valmistettavia tekohampaita, bioyhteensopivia pitkäaikaisesti käytettäviä tekohampaita, sekä monia muita tuotteita.

Digitaaliset teknologiat yksinkertaistavat työnkulkua, vähentävät virheiden mahdollisuutta ja työaikaa, sekä mahdollistavat nopean vaikkapa uusien purentakiskojen valmistuksen kun malli löytyy valmiiksi digitaalisessa muodossa, eikä uutta muottia tarvitse ottaa. Tämä säästää aikaa ja rahaa klinikalle, sekä asiakkaalle.

Läpinäkyviä oikomiskojeita

Oikaisuhoito on kehittynyt paljon vanhanaikaisista hammasraudoista. Vaikka ne ovat vieläkin tarpeellisia joissain tapauksissa, irroitettavat ja huomaamattomat oikomiskojeet voivat toimia vaihtoehtona useille.

Kirkkaita oikomiskojeita, yksi suosituimmista oikaisuhoidon välineistä tänä päivänä, eivätkä ne olisi mahdollisia ilman digitaalisia valmistustapoja, kuten 3D-tulostusta

Kirkkaat oikomiskojeet eivät olisi olemassa ilman digitaalisia teknologioita; niiden valmistus on nerokas yhdistelmä eri digitaalisia prosesseja. Hammaslääkäri ensiksi skannaa asiakkaan hampaat joko suunsisäisellä skannerilla tai purentamuotista. Digitaalinen malli tarjoaa pohjan oikomishoidon vaiheiden suunnittelulle. Jokaisesta vaiheesta tehdään 3D-tulosteet, joita käytetään lämpömuovausmuotteina oikomiskojeiden valmistukseen.

Perinteisestä tässä prosessissa käytettävät 3D-tulostimet ovat olleet suuria, monimutkaisia käyttää ja hyvin kalliita. Nykyisin sama homma voidaan tehdä pienemmällä pöytätulostimella joka on helppokäyttöisempi ja halvempi, joten niitä lisää hankkimalla on helppo myös moninkertaistaa tuotantomääriä ja varmistaa tuotannon jatkuminen mahdollisten tulostimen huoltotoimien aikana.

Ashford Ortodontics, suurin ortodontinen laboratorio Isossa Britanniassa

Digitaaliset hammasimplantit

Digitaaliset teknologiat voivat auttaa monimutkaisissa suukirurgisissa operaatioissa. CBCT skannaus, virtuaalinen suunnittelu, sekä ohjurit ovat kohta koko alan standardi. Niiden avulla implantit saadaan asennettua täysin oikeaan kohtaan, komplikaatioiden riski pienenee ja leikkauksen lopputulosten laatu saadaan yleisesti paremmaksi. Tarkastellaan leikkausohjurin valmistusta esimerkkinä.

Ohjurin valmistamiseen lääkäri yhdistää suun sisältä tehdyn 3D-skannauksen CBCT skannerin datan. Tämä data tuodaan CAD-ohjelmaan jossa suunnitellaan tarkasti hoidon kulku ja valmistetaan sen perusteella 3D-tulostettu ohjuri.

3D-tulostettu leikkausohjuri käytössä

Aiemmin ainoat tavat valmistaa leikkausohjureita olivat koneistaminen ja suuret teolliset 3D-tulostimet. Tarvittavat laitteet ovat olleet hyvin kalliita, joten se on heijastunut myös niiden hintaan, joka monille on ollut liian kallista. Nyt kun työpöytätulostimet ovat päässeet samalle tasolle kalliimpien teollisuustulostimien kanssa, hinnat osille ovat vain 1/10 - 1/100 aiemmasta.

Digitaaliset hammasproteesit

Perinteisesti hammasproteesien valmistus on ollut aikaa vievää käsityötä, johon on tarvitty useita potilaskäyntejä ja tuotantovaiheita. Niiden valmistus on vaatinut paljon ammattitaitoa ja monilla hammaslaboratorioilla on ollut vaikeuksia löytää tarpeeksi hyviä tekijöitä.

Proteesit ovat uusin innovaatio digitaalisessa hammaslääketieteessä. Ne voidaan valmistaa uusilla digitaalisilla teknologioilla huomattavasti nopeammin, kustannustehokkaammin sekä ilman yhtä vaativaa ammattitaitoa.

Hammasproteesien valmistuksessa digitaalisin keinoin on vähemmän eri työvaiheita, vähemmän mittojen heittoa, joten niiden laatu saadaan pidettyä helpommin tasaisena. Digitaaliset mallit ovat uudelleen käytettäviä , jaettavia, muokattavia, sekä helppoja valmistaa 3D-tulostamalla. Edullinen hankintahinta koneille, materiaalikustannuksien pieneneminen ja ajan säästö yhdessä luovat merkittävästi matalemman hinnan käsintehtyihin proteeseihin verrattuna.

Skannausratkaisut, ohjelmistotyökalut ja materiaalit kehittyvät nopeasti ja avaavat digitaalisen hammasproteesien täyden potentiaalin.

Parempi asiakaskokemus

Loppujen lopuksi asiakas on se joka hyötyy digitaalisista valmistustavoista eniten.

Tarkat kaksoismallit voivat helpottaa potilasta ymmärtämään tehtäviä hoitotoimenpiteitä ja siten lieventää pelkoja

Asiakkaan hampaiden skannaus suunsisäisellä skannerilla on huomattavasti nopeampaa, mukavampaa ja helpompaa verrattuna perinteisten muottien valmistukseen. Tuotteet itsessään ovat esteettisemmän näköisiä, niillä saadaan hoidettua potilas paremmin ja hoito niillä on potilaalle mukavempaa. Hoito voidaan myös aloittaa nopeammin kun tarvittavien kappaleiden valmistus on nopeampaa ja helpompaa.

Vaikka artikkelissa digitaalinen ja perinteinen valmistus asetetaan vastakkain. Usein paras ratkaisu on ottaa parhaita elementtejä uudesta ja vanhasta. Digitaaliset valmistustavat avaavat paljon uusia mahdollisuuksia hammaslääketieteen alalle sekä paljon parannuksia asiakkaille.

Lue lisää mitä Formlabs tekee digitaalisen hammaslääketieteen parissa: https://formlabs.com/industries/dental/ 

Alkuperäinen artikkeli: https://formlabs.com/blog/digital-dentistry-dental-3d-printing

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).

Kokoproteesiin siirtyminen ei ole ongelmaton prosessi. Ikenen ja luiden parantumista pitää odotella hampaattomana ja kitalaen peittämisen pysyvyysongelma heikentää elämänlaatua. Esimerkissä 40 v nainen on menettänyt ison osan hampaista, mutta voimakas nielurefleksi on este kokoproteesille.

Hoitona alaleuan jäännöshampaiston puhdistus, ylläpito ja tavanomainen metallirenkainen osaproteesi. Yläpuolen suunnitteluun sisältyi viisi käyntiä.

1. Cerec Omnicam pintamallit ikenistä, kartiokeilakuvaus (3d röntgen) Orthophos SL ja kliiniset kuvat. Hahmoteltiin tulevat hampaiden paikat molemmille kaarille ja niiden mukaan 4 implanttia yläleukaan.

2. 3D-tulostettujen implanttiohjaimien (Cerec guide 2.0) avulla asetettiin täysin ohjatusti neljä implanttia yläleukaan ikenen alle. 

3. Uusi kartiokeilakuva ja ikenen pintamallit otettiin4 kk implanttien luutumisen jälkeen

Implantit sijaitsevat ikenen alla ja tuleva proteesi (hampaat ja ien erikseen) voidaan suunnitella vertaamalla samanaikaisesti alkuperäisistä tilannetta. Tiedon perusteella voidaan valita määrämittaiset locatorit (implanttien tuet proteesiin) tekemään paikat virtuaalisesti proteesin pohjaan. Paljastuksen yhteydessä proteesi asettuu suoraan oikealle kohdalle. Ien ja hampaat (kokonaisena kaarena) printattiin Form2 tulostimella käyttäen bioyhteensopivia Nextdent Denture Base ja C&B materiaaleja, jotka jälki käsiteltiin valmistajan ohjeiden mukaisesti.

4. Implanttien paljastus potilaalle, luun muokkaus, jäännöshampaiden poistaminen, ennalta valittujen locatorien sovittaminen ja proteesiin kiinnittäminen.

5. Väliaikainen siirtymäproteesi laitettiin paikalleen kahden päivä kuluttua.  

Digitaalinen tekniikka yhdessä virtuaalisuunnittelun kanssa vähensivät käyntejä ja nopeuttivat siirtymisen heti osittain kiinteään proteesiin. Suunnitteluun ja valmistukseen kului 2h, kliiniseen työaikaan 3h. Hampaaton aika minimoitiin. Muutettavissa helposti pysyväksi, ottamalla pohjausjäljennös + alginaatti ikenen parannuttua. Valmis proteesi voidaan kopioida suoraan ilman välivaiheita.

Lue kuinka käyttää Formlabs Form 2 SLA 3D-tulostinta hyväksi lääketieteessä valtimoita tulostamalla.

Formlabs haastatteli tohtori Kemmlingiä, joka kertoi haastattelussaan 3D-tulostamisen mahdollisuuksista. Lübeckin yliopistollisessa sairaalassa vähennetaan kirurgisten toimenpiteiden riskejä harjoittelemalla leikkauksia tulostettujen valtimoiden avulla. Magneettikuvauksella saatujen tarkkojen kopioiden avulla voidaan myös potilaalle kertoa toimenpiteestä ja auttaa heitä ymmärtämään tapausta.

Voit lukea koko haastattelun Formlabsin kotisivulta: https://formlabs.com/blog/reducing-risks-in-brain-operations-with-3D-printed-arteries/

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.