Wprowadzenie: Dla młodzieży lub studentów chcących wyprostować zęby coraz więcej osób wybiera niewidoczne alignery (przezroczyste aparaty ortodontyczne) dla estetyki. Kliniki dentystyczne zazwyczaj wykonują dziesiątki zestawów aparatów ortodontycznych i zakładają je co 1-2 tygodnie. Imadło, stopniowo dostosuj kąt uzębienia, a na koniec uzyskaj leczenie ortodontyczne. Ponieważ jednak trzeba nosić dziesiątki aparatów ortodontycznych, jest to trochę kłopotliwe i marnotrawne. Czy jest więc lepsze rozwiązanie techniczne?
On February 10, 2022, the Antarctic Bear was informed that researchers from Germany, Egypt and the United Arab Emirates have developed a new type of 3D printed transparent dental appliance, which is different from the appliances currently on the market. It is made of shape memory polymer. It has a "4D" shape memory function.
The orthodontic device they developed uses Kline Europe's clear ClearX resin, 3D printed using a DLP process, that softens once placed in the user's mouth, allowing it to accommodate, grasp and reposition misaligned teeth. So far, the aligners are not only biocompatible, but have demonstrated the ability to predictably change properties over time, potentially becoming an ideal replacement for current clear braces.
△Researchers believe that their dental braces can greatly reduce the cost associated with the production of braces, picture from Prodways
Zalety aparatów ortodontycznych 4D
Current appliances are made from different types of polymers, such as polyethylene materials, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyester and polyurethane. The appliance works by controlling tooth movement by programming the deviation of the tooth's position from the actual tooth position. In most popular appliance systems on the market, each appliance can only move the teeth by {{0}}.2 to 0.3 mm, or 1 degree to 3 degree of rotation each time, and each appliance is worn for approximately 14 days before being replaced with the next one. Secondary appliance. Therefore, the correction cycle of teeth is long and the cost is high.
W przypadku tego aparatu naukowcy skupiają się na dwóch głównych wadach: wadach tradycyjnych materiałów oraz biologicznym aspekcie ruchu zębów. Wprowadzono wiele metod biologicznego przyspieszania ruchu zębów. Z drugiej strony, uwagę przykuło również wprowadzenie nowych materiałów do urządzeń.
Polimery z pamięcią kształtu (SMP) to jeden z nowszych materiałów wprowadzonych niedawno do stomatologii, zwłaszcza do zastosowań ortodontycznych. Oferują ogromne możliwości zastosowania materiałów medycznych.
Technologia druku czterowymiarowego-(druk 4D) to druk 3D w oparciu o materiały z pamięcią kształtu. Oczywiście części drukowane 4D mają zdolność do zmiany kształtu w czasie (czwarty wymiar) w określonych warunkach środowiskowych. Ponieważ materiały polimerowe z pamięcią kształtu nadal ewoluują, oczekuje się, że nowe zastosowania druku 4D w branży projektowania produktów będą się rozwijać. Naukowcy wprowadzają technologię 4D do produkcji aparatów ortodontycznych.
Rysunek 1: Dostosowany ząb 21. literówka (T), wydrukowany w 4D aligner (A) i szara szyna (S) do wyrównania alignera
Materiały badawcze, metody i wyniki
Najpierw naukowcy stworzyli niestandardowy model zęba przy użyciu zębów z żywicy i akrylu. Górny lewy siekacz centralny (ząb 21) był przemieszczony do całkowitego przemieszczenia 3 mm i można go było przemieszczać poprzez osadzenie w modelu różowym woskiem, natomiast pozostałe zęby umocowano żywicą (ryc. 1).
The team then used a standard Asiga Max 3D printer and ClearX resin, which it claims is an ideal material for "modification aligners," to create six pairs of 4D-printed aligners.
Aparaty te są stosowane do modeli z nierównymi zębami i moczonych w gorącej wodzie. Podczas tego procesu wosk wokół niewspółosiowego zęba mięknie, umożliwiając jego ukształtowanie przez aparat, a następnie schłodzenie w celu zebrania danych. (Konkretny proces jest bardziej skomplikowany, jeśli jesteś zainteresowany, przeczytaj oryginalny tekst.)
Wyniki wykazały, że aparat z pamięcią kształtu z powodzeniem osiągnął znaczny ruch zębów 21, a stały ruch mierzono również w Ortodontycznym Systemie Pomiarów i Symulacji (OMSS). Jednak docelowy poziom ustawienia ruchomego 3,00mm nie został osiągnięty, osiągnięto tylko 2,06-2,82 mm. Mimo to wyniki były zadowalające, ponieważ pojedynczy aparat z pamięcią kształtu osiągał prawie taki sam ruch zęba, jak 10 konwencjonalnych aparatów.
Obecnie urządzenie do druku 4D jest nadal w fazie badań i oczekuje się, że zostanie skomercjalizowane tak szybko, jak to możliwe.
△ Orthodontic Measurement and Simulation System (OMSS) used to evaluate the efficacy of the team's 4D appliance
Komercyjny druk 3D w stomatologii eksploduje
Tylko w ciągu ostatnich kilku miesięcy rosnąca popularność druku 3D w branży dentystycznej skłoniła wielu producentów do wprowadzenia nowych materiałów i maszyn, z których każdy został zaprojektowany w celu ułatwienia produkcji wysoko-wyrównywarek objętości, ponieważ konkurują w tej szybko zmieniającej się sytuacji. Świat otworzył się na wysoce dochodowym rynku.
Earlier this month, Desktop Health, the medical business unit of 3D printer manufacturer Desktop Metal, released a new line of Einstein dental systems. The machines feature "HyperPrint" technology, which is said to be 50 percent faster than EnvisionTEC's Envision One system, launched with FDA-cleared Flexcera Smile Ultra plus resin.
Pod koniec zeszłego roku UNIZ, producent stacjonarnych drukarek 3D LCD, rozpoczął również sprzedaż żywicznych drukarek 3D NBEE. Specjalnie zaprojektowany, aby zaspokoić potrzeby dentystów w produkcji masowej, system ten łączy w sobie szybkość, jakość i użyteczność do drukowania 3D modeli alignerów, podstaw protez, osłon nocnych, szablonów chirurgicznych, koron i mostów.
Firmy takie jak Prodways zaczęły teraz drukować w 3D produkty-w bardzo dużych ilościach dla klientów dentystycznych. W grudniu 2021 r. firma ujawniła, że zlecono jej zaopatrzenie dużego klienta, którego maszyny będą wykorzystywane do produkcji nawet miliona alignerów rocznie.
The researchers' findings are detailed in their paper, titled "Potential Application of 4D Technology in Fabrication of Orthodontic Aligners."
