Введение: Для молодых людей или студентов, которые хотят выпрямить зубы, все больше и больше людей выбирают невидимые элайнеры (прозрачные брекеты) для эстетики. Стоматологические клиники обычно изготавливают десятки комплектов брекетов и носят по одному каждые 1-2 недели. Тиски постепенно корректируют угол зубов и, наконец, добиваются ортодонтического лечения. Однако, поскольку вам приходится носить десятки брекетов, это немного хлопотно и расточительно. Так есть ли лучшее техническое решение?
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
Преимущества брекетов 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.
Для этого устройства исследователи сосредоточили внимание на двух основных недостатках: недостатках традиционных материалов и биологических факторах движения зубов. Было введено множество методов для биологического ускорения движения зубов. С другой стороны, появление новых материалов для бытовой техники также привлекло внимание.
Полимеры с памятью формы (SMP) являются одним из новых материалов, недавно внедренных в стоматологию, особенно для ортодонтических применений. Они предлагают большой потенциал для применения медицинских материалов.
Технология четырехмерной-печати (4D-печать) представляет собой трехмерную печать на основе материалов с памятью формы. Ясно, что 4D-печатные детали способны со временем менять форму (четвертое измерение) в определенных условиях окружающей среды. Поскольку полимерные материалы с памятью формы продолжают развиваться, ожидается, что новые приложения 4D-печати в индустрии дизайна продуктов будут расти. Исследователи внедряют технологию 4D в производство ортодонтических аппаратов.
Рисунок 1: Индивидуальная опечатка (T) 21-го зуба, 4D-печать каппы (A) и серая шина (S) для выравнивания каппы
Материалы, методы и результаты исследования.
Во-первых, исследователи создали индивидуальную модель зуба, используя зубы из смолы и акрила. Верхний левый центральный резец (зуб 21) был смещен с общим вывихом 3 мм и подвижен за счет заливки в модель розовым воском, остальные зубы зафиксированы смолой (рис. 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.
Эти приспособления накладываются на модели со смещенными зубами и замачиваются в горячей воде. Во время этого процесса воск вокруг смещенного зуба размягчается, позволяя аппарату придать ему форму, а затем охлаждается для фиксации данных. (Конкретный процесс более сложен, пожалуйста, прочитайте исходный текст, если вам интересно.)
Результаты показали, что устройство с памятью формы успешно достигло значительного перемещения зубов 21, и постоянное движение также было измерено в системе ортодонтических измерений и моделирования (OMSS). Но цель мобильного выравнивания в 3,00мм не была достигнута, было достигнуто только 2,06-2,82 мм. Тем не менее, результаты были удовлетворительными: один аппарат с памятью формы обеспечивал почти такое же перемещение зуба, как 10 обычных аппаратов.
В настоящее время устройство для 4D-печати все еще находится на стадии исследований, и ожидается, что оно будет запущено в коммерческую эксплуатацию как можно скорее.
△ Orthodontic Measurement and Simulation System (OMSS) used to evaluate the efficacy of the team's 4D appliance
Коммерческая стоматологическая 3D-печать стремительно развивается
Только за последние несколько месяцев растущая популярность 3D-печати в стоматологической отрасли побудила множество производителей представить новые материалы и машины, каждая из которых предназначена для облегчения-объемного производства элайнеров, поскольку они конкурируют в этой быстро развивающейся отрасли. Мир открылся на высокодоходном рынке.
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.
В конце прошлого года производитель настольных ЖК-3D-принтеров UNIZ также начал поставлять 3D-принтеры из смолы NBEE. Эта система, специально разработанная для удовлетворения производственных потребностей стоматологов в больших объемах, сочетает в себе скорость, качество и удобство использования для 3D-печати моделей элайнеров, базисов зубных протезов, ночных щитков, хирургических шаблонов, коронок и мостовидных протезов.
Такие компании, как Prodways, уже начали 3D-печать конечных-продуктов в очень больших объемах для клиентов стоматологии. В декабре 2021 года компания сообщила, что ей было поручено поставить крупному клиенту, машины которого будут использоваться для производства до миллиона элайнеров в год.
The researchers' findings are detailed in their paper, titled "Potential Application of 4D Technology in Fabrication of Orthodontic Aligners."
