青岛3D打印材料和应用在牙科行业
发布时间:2020-04-02 14:11
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在SmarTech Analysis联合主办的我们最近在波士顿举行的2020年《增材制造战略》中,主题演讲  和小组讨论了许多不同的主题,例如粘合剂喷射医疗3D打印和不同的材料。牙科3D打印也是会议上讨论的主要话题,我参加了三个小组,重点讨论了牙科应用的增材制造。

第一个是“进入牙科和口腔外科办公室”,由三位小组成员组成:Dr.-Ing。Roland Mayerhofer,相干/或激光产品线经理;的CEO经理玛蒂娜费拉卡; 巴西圣保罗大学的假牙研究员Mayra Vasques博士。

Mayerhofer博士首先介绍了Coherent的激光粉末床熔合(L-PBF)系统以及可用于其的牙科应用的简要信息。

多功能的CREATOR是该公司的开放系统,可以使用多种材料进行3d打印,例如黄铜,钴铬合金,钢和Inconel。

Mayerhofer博士谈到青岛3D打印机时说:“只要有效,您就可以在其中添加任何粉末。”

您可以查看上面其余的3d打印机规格,以及一些将添加到2021年将要推出的新系统中的功能,例如两个粉斗和一个构建平台。

他说,牙科领域很可能是金属增材制造的第一批主要采用者之一,因为该技术可100%个性化,并可以用现有材料(如钛合金)制造小的复杂零件,而这些都是牙科行业的完美特征。

然后,Mayerhofer博士讨论了Coherent的数字牙科工作流程,该工作流程可以从扫描到完整的3D打印零件的12个步骤。其中一些步骤包括设计CAD文件,并准备在公司的APP软件套件中进行3D打印

稍后的处理步骤是退火,然后进行喷砂,去除支撑物,抛光,陶瓷涂层(手动添加),瞧,您就有了成品。

牙科驾驶舱是Coherent的最新成员。CAM软件使零件的装载和打印变得容易,这意味着整个数字牙科工作流程的复杂性大大降低。只需单击一次即可选择文件,再单击一次即可选择材料和属性,最后单击即可生成G代码。

Mayerhofer博士说,Coherent的整个牙科工作流程(包括在CREATOR上的3D打印)仅需一个工作日即可在牙科实验室中制造出完整的桥梁。

扫描铸件骨架后,牙科实验室将在上午8点开始准备CAD数据。然后必须在Dental Cockpit中准备打印作业,并且3D打印通常在早晨开始。

从印刷机上取下部件后,即完成后处理,然后在对产品进行热处理和抛光之前添加瓷器涂层。然后,完成的桥准备在下午4点之前通过。

Mayerhofer博士指出,牙科实验室在CREATOR 3D打印系统上的ROI不到一年,实际上通常只有六个月左右。

然后,轮到Ferracane来解释她的公司Oral 3D如何使3D打印对于牙医来说变得简单,即使是在工业水平上也是如此。

她简要介绍了美国牙科市场,并指出该领域3D打印的一些主要应用包括对准器,牙冠,手术指南和软组织模型,牙医们会提前使用这些模型来测试程序。

Ferracane说,SLA技术使制作这些软组织模型变得更加容易。但是,即使如此,它们仍然大部分时间只能用于测试目的。

还制作了硬组织(骨骼)的3D打印模型,但她说,它们不经常使用,因为牙医很难只提供硬组织的STL文件。

她拉起一张幻灯片,上面有世界“问题”。该图像似乎是骨骼的扫描数据,看起来很难读取。

Ferracane解释说:“对于牙医来说,通过清理图像将其变成可打印的东西并不容易,” “因此,他们可以付费将其外包给实验室进行清理。但是我们的3D打印软件会自动执行此操作。只需拖动CT扫描,我们将负责将其从DICOM更改为STL。只需单击一下,我们便可以将STL转换为G代码。”

她说,虽然使用Oral 3D打印机以这种方式制造牙科应用显然很不错,但它可以与您已经使用的任何系统配合使用。

这些3D打印模型具有多种用途-可以改善与患者的沟通,帮助制定治疗计划,甚至“广泛学习”。Ferracane提到,公司为此与纽约大学和哈佛大学建立了合作伙伴关系。

其他应用包括骨块,量身定制的钛膜和颌面外科手术。此外,她表示,Oral 3D最近开始与牙科医生合作,后者使用该公司的3D打印牙科模型进行计划和与患者沟通。

她最后说,公司相信FDM3d打印可以“为牙医带来很好的附加值”。

Vasques通过从临床医生的角度分享她对牙科3D打印方面的外观研究来完成事情。

她解释说:“大多数人都不敢使用3D打印。” “他们认为这是即插即用的,事实并非如此。”

在她的研究中,她将用户分为两个单独的组-高水平经验(高级)和创新(早期采用者和学生)。

高水平的用户期望将精确,高效,高质量的技术和高性能的材料用于青岛3D打印。Vasques说,这些用户“不想等待2-3个小时来手工制作产品。”

Vasques说,去年,她和她的团队发表了三篇有关牙科3D打印主题的文章,例如3D打印咬合设备和后处理。她于同年推出了INNOV3D,以帮助培训教授如何使用牙科3D打印

主持人戴维德·谢尔(Davide Sher)结束演讲后坐下来,向其他两位小组成员询问了他们如何解决Vasques列出的挑战,以及如何使牙医更多地了解青岛牙科3D打印

Ferracane回答说,当今大多数牙医都不会购买青岛3D打印机,因为他们最初被告知该系统在不使用时确实非常易于使用。一旦遇到SLA技术问题,他们就会感到沮丧,而只是开始将工作外包。

“那么,他们真的很不满意,因为它们很复杂,而不仅仅是即插即用。我们需要帮助他们了解他们可以将技术带回办公室。”

Sher指出,牙医真的没有时间了解更高级的类型,因此问这些公司是否将他们的技术引导给了牙科实验室的用户?Mayerhofer博士同意。

短暂休息后,下一个会话“ 3D打印的牙科实验室经验”开始了。西方大学舒利希医学院的修复牙科助理教授Les Kalman无法完成AMS 2020,而Arfona创始人兼首席执行官Justin Marks和Formlabs牙科产品经理Sam Wainwright 都已准备就绪。

Marks首先解释道,Arfona由牙科技术人员和3D打印爱好者于2017年成立,其宗旨是“核心信念:热塑性牙科材料不应替代劣质的光敏聚合物”,该公司一直致力于“将3D打印带入牙科领域。 ” 该公司的旗舰产品是3D打印的柔性尼龙假牙。

他拉出一张幻灯片,其中引用了研究报告,指出3600万美国人完全无牙,这意味着没有牙齿,而1.78亿是部分无牙的。但即使如此,马克斯说,仍有“天文数字”的人仍不戴假牙。

 

根据一项调查,只有8%的假牙是数字制造的,这意味着大多数仍然是使用模拟方法手工制作的。

马克斯说,尽管3D打印在牙科行业“越来越成为流行语”,但大多数材料“在很大程度上保持相同”,并且基于相同的技术和原理。基于挤压的增材制造在牙科领域并不经常使用,而粉末床熔合(PBF)主要限于金属,而不是聚合物。

Marks简要了解了牙科3D打印的历史。无处不在的应用包括印模托盘,数字模型和用于铸造的树脂图案,而数字义齿目前正在流行,诸如透明对准器,临时和长期的牙冠和牙桥以及多材料印刷等正在开发中,以备将来使用。

他说,无处不在的有一个共同点-使用一次,然后扔掉。

Aronfa的牙科3D打印机是r.Pod,它是Makerbot克隆的改良版。双挤出长丝系统针对公司的所有热塑性材料进行了优化。

然后轮到Wainwright在Formlabs谈论牙科3D打印了。他同意Marks的看法,“ FDM和热塑性塑料在牙科行业占有不可思议的地位”。

该公司于2012年成立时,其目标是使所有人都能负担得起专业级3D打印。现在,Formlabs在全球的多个地点拥有500多名员工,并且已经售出了50,000多台3D打印机。

Wainwright解释说,Form 3d台式打印机针对生物相容性材料进行了优化,除了具有自动清洗和后固化系统以外,还具有许多特定于牙齿的功能,材料和软件,“以帮助端到端的牙科工作流程。”

此外,Formlabs还提供牙科材料,并在2019年与Form 3B一起推出了牙科服务计划(DSP)。由于需求量很大,因此3D打印过程非常复杂,DSP提供了支持。

“我们致力于牙科3D打印,” Wainwright说道。“我们的牙科业务部门有20多人。但是我们拥有一家500人以上的公司的资源。”

尽管大多数产品是在海外生产的,但是Formlabs Dental现在正在我的家乡开发光敏聚合物,因为该公司去年收购了其主要材料供应商,总部位于俄亥俄州的Spectra Photopolymers。Formlabs的生物相容性手术指南树脂是该公司在ISO认证的工厂中制造的首种材料。

上图是手术指南材料的示例。Wainright解释说,轻触式支架很容易卸下,这意味着在后处理中不会浪费很多时间。

他说,美国36%的牙科实验室使用青岛3D打印技术,这使它们非常“尖端”。

到目前为止,Formlabs已为牙科行业3D打印了超过1000万个零件。韦恩赖特(Wainwright)预测,在十年或更短的时间内,“牙科中的所有东西都将进行3D打印。”

他在会议室重申,Formlabs具有用于牙科应用的 “大量材料” ,其中四种仅用于制造模型,这对牙医来说是至关重要的。由于牙科诊所采用口内扫描技术,因此将扫描数据转换为物理数据会很有帮助。韦恩赖特(Wainwright)提到,Formlabs的Gray Resin可以实现快速,准确的印刷,并且对热成型也有好处。

青岛3d打印公司的Draft材料“足够准确,可以在不到20分钟的时间内创建模型”,因此非常适合在患者预约的同一天创建固定器。Model Resin可用于精确恢复牙齿模型,而生物相容性Dental LT Clear Resin除了可用于模型外,还可用于打印咬合夹板。

Formlabs的Digital Dentures解决方案有多种颜色可与患者的牙齿相匹配,并且可以用不到10美元的价格进行全套3D打印,Wainwright表示这“确实改变了游戏规则”。

“ 3D打印在牙科领域还处于早期,这仅仅是开始。材料将不断进步,这是一个令人兴奋的地方。”

午休后,我参加了AMS 2020的最后一个小组,“牙科应用的3D打印材料”。该小组的成员是– DSM增材制造业务发展经理兼医疗部门增材制造全球负责人Gabi Janssen 。她介绍了医疗保健和牙科领域的数字化。

她试图播放有关公司经营情况的短片,但由于技术困难而没有声音,因此她进行了叙述,并解释说帝斯曼是“物质公司”,并且在营养方面也做得很多-品牌背后的品牌。

该公司还设有一个生物医学部门,可为AM应用提供先进的愈合解决方案,包括生物陶瓷,胶原蛋白,聚乙烯,聚氨酯和亲水性涂料。

公司的几种产品都面向医疗保健市场,例如用于牙齿导向器和解剖模型的Somos BioClear。

为了回答自己的问题,她展示了数字牙科的简要历史,从1983年的第一个3D打印部件开始,到1988年转移到DSM3D打印树脂,在1997年开始生产对准器,并在2000年开始进行医疗建模,以及在DSM的牙科材料在2008年通过了USP VI。在2020年及以后,希望我们能看到直接矫正剂材料的可用性。 

她提出了Materialise如何成为第一家获得FDA许可的3D打印解剖模型用于诊断的软件的公司。Materialize Mimics inPrint会将模型的数据转换为3D打印机。然后,结合特定的打印机和材料,可以制造“他们在特定安全范围内实际想要的模型”。

上面的幻灯片说明了控制医疗设备的原因,即需要清除,而下面的幻灯片列出了一些非常有用的定义,包括生物相容性和风险。

然后,扬森提出了“有时令人困惑的标准”,例如ISO标准。

就产品分类而言,类别I风险最低。但是,您在课堂上学习的次数越多,就需要进行更多的研究以显示3D可打印材料不会伤害患者。

她说,监管行业正在发生变化,将更多的精力放在软件上,并对该软件制定更高的法规,因为“需要与材料和设备结合进行验证”。此外,如今,人们将更多的精力放在理解和管理风险以及减少动物测试上……总是好消息!

在为您的工作流程选择合适的灯丝时,您应该首先与牙医合作制定治疗计划。然后,一旦扫描了患者的口腔,就可以在软件中创建设计。然后必须准备构建,这需要一些耐心和精确度–您需要输入最佳的打印参数,并在需要时添加支持。然后,在完成打印后,需要将其从床上移走,需要取下支撑物(如果有),甚至可能需要进行打磨和上漆才能进行最终质量检查。

青岛3D打印服务思想领袖兼作家John Hornick提出了他的问题,因为他对此事有一定的经验。他解释说,尽管许多牙医正在将自己的做法整合为更大的做法,但大多数牙科诊所都是私人的,“他们对在这些机器上花钱的兴趣可能会增加。” 但是,SmarTech认为普通牙医不会花大笔钱购买大型,昂贵的3D打印机。这就是为什么像Arfona这样的公司正在开发更简单的材料挤出系统的原因。

另一位与会者说,似乎3D打印公司只是在向各个市场投放技术,并祈求它坚持下去。牙医想当牙医,而不是花时间去处理诸如打印参数和熔化的灯丝之类的问题。

我认为这是结束AMS 2020覆盖面的一个很好的注解– AM技术提供商,我们需要向世界其他地方展示3D打印如何为他们的行业服务。