Της Έλενας Κοντραφούρη,
Η τρισδιάστατη εκτύπωση εφευρέθηκε το 1982 από τον C. Hull και, έκτοτε, η εφαρμογή της έχει φέρει την επανάσταση στον κλάδο της Ιατρικής. Η κατασκευή αληθοφανών και πλήρως λειτουργικών προσθετικών κατασκευών βασίζεται στην ικανότητα των τρισδιάστατων εκτυπωτών (3D printers) να τοποθετούν χιλιάδες λεπτά στρώματα υλικού το ένα πάνω από το άλλο, λαμβάνοντας την πληροφορία για το επιθυμητό σχήμα της κατασκευής από ένα ψηφιακό αρχείο στον υπολογιστή. Η διαδικασία εκτύπωσης μπορεί να διαρκέσει λεπτά ή ημέρες, ενώ το αποτέλεσμα μπορεί να περιλαμβάνει από τεχνητά μέλη έως και πραγματικό βιολογικό υλικό για τη χρήση του ως μόσχευμα, αν και η εφαρμογή αυτή βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο.
Στην Οδοντιατρική, οι 3D printers έχουν βρει εφαρμογή σε διάφορους τομείς, όπως στην κατασκευή χειρουργικών εργαλείων, στην εμφυτευματολογία, στην γναθοπροσωπική χειρουργική, στην ορθοδοντική, αλλά και στην προσθετική οδοντιατρική, μεγιστοποιώντας την ταχύτητα και την ακρίβεια στην εργασία. Ας δούμε, όμως, πώς ακριβώς αξιοποιούνται.
Κατασκευή εκμαγείων μελέτης
Τα εκμαγεία μελέτης αναπαριστούν το άνω και κάτω οδοντικό τόξο και αποτελούν ουσιώδη βοηθητικά μέσα στην εξέταση του ασθενούς. Μέσω αυτών, ο οδοντίατρος αντλεί πληροφορίες για τη σύγκλειση, τη θέση και την κλίση των δοντιών, για την σχέση με τους ανταγωνιστές τους, καθώς και για διάφορες ανατομικές παραλλαγές, κάνοντας ευκολότερο τον σχεδιασμό της επιθυμητής θεραπείας. Η εφαρμογή της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην κατασκευή εκμαγείων μειώνει σε σημαντικό βαθμό τον χρόνο παρασκευής τους και δίνει τη δυνατότητα χρήσης και άλλων υλικών πέρα από τον γύψο, καθιστώντας τα περισσότερο ανθεκτικά ή πιο εύκαμπτα.
Κατασκευή χειρουργικών εργαλείων
Η χρήση των 3D printers επιτρέπει την κατασκευή εξατομικευμένων εξαρτημάτων, πριν το χειρουργείο, ανάλογα με την ανατομία του στόματος του ασθενούς. Στην εμφυτευματολογία η τρισδιάστατη εκτύπωση αξιοποιείται στον ακριβή ψηφιακό σχεδιασμό χειρουργικών οδηγών, οι οποίοι θα χρησιμοποιηθούν για την πλήρη καθοδήγηση του τρυπανισμού του οστού και για τη σωστή τοποθέτηση του εμφυτεύματος. Επιτυγχάνεται, δηλαδή, μία προβλέψιμη και αποτελεσματική ροή εργασίας, ενώ η δυνατότητα επιλογής υλικών που μπορούν να αποστειρωθούν αποτρέπει και τις πιθανότητες επιμόλυνσης. Ανάλογοι χειρουργικοί οδηγοί μπορούν να κατασκευαστούν και για τη χειρουργική αφαίρεση όγκου του προσώπου, με ασφάλεια και ακρίβεια.
Εφαρμογές στη γναθοπροσωπική προσθετική αποκατάσταση
Ασθενείς με ελλείψεις ιστών του προσώπου και της στοματικής κοιλότητας, είτε λόγω δυσμορφιών εκ γενετής ή εξαιτίας ασθένειας ή τραύματος, μπορούν μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης να λάβουν μία προσθετική αποκατάσταση. Το σύστημα των 3D printers μπορεί να δημιουργήσει εξαιρετικά περίπλοκες κρανιοπροσωπικές γεωμετρίες με υψηλή πιστότητα, ανάλογα με την ανατομία και τις ανάγκες του ασθενούς. H λήψη εικόνας μέσω ψηφιακής σάρωσης (σύστημα CAD/CAM) και, στη συνέχεια, η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει την κατασκευή αποκαταστάσεων σε οποιοδήποτε χρώμα, υφή, διαστάσεις και υλικό. Συνήθως, ως υλικό χρησιμοποιείται η ιατρική σιλικόνη, κυρίως γιατί έχει την ίδια υφή και σκληρότητα με το ανθρώπινο δέρμα. Έτσι, μέσω των 3D printers μπορεί να αποκατασταθεί γρήγορα, λειτουργικά και αισθητικά το εκλιπόν μέρος του προσώπου.
Εφαρμογές στην Ορθοδοντική
Στην Ορθοδοντική, η τρισδιάστατη εκτύπωση αξιοποιείται για την κατασκευή οδοντιατρικών ναρθήκων. Αρχικά, χρησιμοποιείται η ενδοστοματική σάρωση για τη λήψη ψηφιακής εικόνας από την οδοντοστοιχία του ασθενούς. Στη συνέχεια, η εικόνα επεξεργάζεται στον υπολογιστή για να σχηματιστεί ένα τρισδιάστατο μοντέλο οδοντιατρικού νάρθηκα με βάση το αρχικό στάδιο της ορθοδοντικής θεραπείας που θα ακολουθηθεί. Οι νάρθηκες που εκτυπώνονται μέσω των 3D printers είναι διαφανείς, λεπτοί, αόρατοι και μετακινούν σταδιακά τα δόντια στη σωστή θέση, ασκώντας μικρές δυνάμεις. Προβλήματα συνωστισμού, κενών ανάμεσα στα δόντια ή ελαφρώς στραβών δοντιών διορθώνονται χωρίς σιδεράκια, με αποτέλεσμα ο ασθενής να έχει μία πιο άνετη και αισθητικά καλύτερη ορθοδοντική θεραπεία.
Εφαρμογές στην προσθετική οδοντιατρική
Η σωστή εφαρμογή παίζει καθοριστικό ρόλο στην αποκατάσταση του δοντιού με οδοντιατρικές γέφυρες ή στεφάνες, καθώς αποτρέπει τη συσσώρευση πλάκας στην περιοχή, την εμφάνιση δυσχρωμιών ή ακόμα και την αποτυχία της προσθετικής εργασίας. Μελέτες έχουν δείξει ότι η κατασκευή στεφανών ή γεφυρών με τη μέθοδο της τρισδιάστατης εκτύπωσης προσφέρει αρτιότερο αποτέλεσμα όσον αφορά την εφαρμογή στο δόντι του ασθενούς. Αυτό οφείλεται πιθανόν στα διαφορετικά υλικά που χρησιμοποιούνται στην παραδοσιακή μέθοδο κατασκευής και στις ιδιότητες που παρουσιάζουν, οι οποίες συχνά τροποποιούν το αποτέλεσμα (συστολή του υλικού κατά την παρασκευή τους και επακόλουθη αλλαγή των διαστάσεων).
Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές, λοιπόν, έχουν αναβαθμίσει την επιστήμη της οδοντιατρικής παρέχοντας ανανεωμένες δυνατότητες προσέγγισης μίας θεραπείας ή μελέτης ενός περιστατικού. Οι οδοντιατρικές εργασίες αποκτούν αυξημένη ταχύτητα, μειωμένο κόστος και καλύτερη ποιότητα.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Dawood, A., Marti, B., Sauret-Jackson, V. et al. 3D printing in dentistry. British Dental Journal 219, 521–529 (2015). Διαθέσιμο εδώ
- Nyberg, E. L., Farris, A. L., Hung, B. P., Dias, M., Garcia, J. R., Dorafshar, A. H., & Grayson, W. L. (2017). 3D-Printing Technologies for Craniofacial Rehabilitation, Reconstruction, and Regeneration. Annals of Biomedical Engineering, 45 (1), 45–57. Διαθέσιμο εδώ
- Yueyi Tian, ChunXu Chen, Xiaotong Xu, Jiayin Wang, Xingyu Hou, Kelun Li, Xinyue Lu, HaoYu Shi, Eui-Seok Lee, Heng Bo Jiang, “A Review of 3D Printing in Dentistry: Technologies, Affecting Factors, and Applications”, Scanning, vol. 2021, Article ID 9950131, 19 pages, 2021. Διαθέσιμο εδώ
- 5 Ways 3D Printing Has Revolutionized The Dental Industry, dentalnews.com. Διαθέσιμο εδώ
