CAD.CAM. Инновационная система изготовления безметалловых конструкций

Роль комп’ютерних технологій в сучасній ортопедичній стоматології

Найновіші технологічні розробки відкрили шлях для широкого застосування hi-tech матеріалів у стоматології. Виготовлення зубопротезних конструкцій методом комп’ютерного програмного фрезування гарантує максимальну точність і найвищу якість виконання робіт. Процес CAD/CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacture) вміщує в себе отримання вихідних даних за допомогою цифрового об’ємного сканування, передачу їх на комп’ютер та обробку з наступним виготовленням конструкції на автоматичному станку, який керується тим самим комп’ютером. Ключові слова: CAD/CAM, цифрове об’ємне сканування, комп’ютер.

З метою підвищення точності, надійності та забезпечення оптимальних біомеханічних властивостей стоматологічних конструкцій були розроблені системи шліфування кера­мічних заготовок за комп’ютерною програ­мою методом фрезування: системи CAD/ CAM - Computer Aided Design /Computer Aided Manufacturing (автоматизований ди­зайн/автоматизоване виробництво). Ство­рення таких систем було викликано певними вимогами до функціональності, біосумісності та естетики при мікропротезуванні жувальних зубів, а також низькою міцністю і сумнівною біосумісністю альтернативних матеріалів, у тому числі амальгам, композитів та різних сплавів металів [1].

Висока клінічна ефективність суцільно керамічних мікропротезів (90-100%), виго­товлених методом CAD/CAM, підтверджена науковими дослідженнями [2, 3]. Керамічні протези повністю відновлюють анатомічну форму зуба і функцію жувального апарату, адекватно формують оклюзійні та апрокси- мальні контакти, мають значно більш високу міцність і ефективність, а також функціону­ють у порожнині рота протягом більш трива­лого часу. Найновіші технологічні розробки відкрили шлях для широкого застосування hi-tech матеріалів у стоматології. Виготовлення зубопротезних конструкцій методом комп’ю­терного програмованого фрезування гарантує максимальну точність і найвищу якість виконання робіт.

Процес CAD/CAM передбачає отримання вихідних даних за допомогою цифрового об’ємного сканування, передачу їх на комп’ю­тер та обробку з наступним виготовленням конструкції на автоматичному станку, який керується тим самим комп’ютером. Отже, повна система повинна включати три еле­менти:

1) 3D (тобто тривимірний) сканер;

2) комп’ютер, який обробляє інформацію та моделює майбутній протез;

3) станок-автомат з комп’ютерним керуванням, який виготовляє конструкцію.

У сучасному програмному забезпеченні для CAD/CAM-систем з’явилась опція - вір­туальний артикулятор (рис. 1). Тепер складні механічні системи замінені на сучасні ком­п’ютерні.

Рис. 1. Віртуальний артикулятор

В останні роки надзвичайна увага приді­ляється питанням гнатології, особливо роботі артикулятора. За кордоном застосування аксіографії й артикуляторів уже давно стало нормою. Але до недавнього часу відносно нові CAD/CAM-технології не давали змоги побудувати функціональні оклюзії. Така мож­ливість з’явилася зовсім недавно. Робота з віртуальним артикулятором починається з позиціонування моделей у віртуальному про­сторі артикулятора. Це забезпечується ска­нуванням моделей на спеціальній підставці, яка є специфічною для кожної системи артикуляторів і забезпечує необхідне розта­шування моделей відносно шарнірної осі та різцевого упора. Розташування моделей відносно рам артикулятора може коригува­тися мануально. Після цього встановлюються індивідуальні надбудови артикулятора (мо­жуть бути стандартними) у вигляді кутів Беннета, суглобового шляху та величини миттєвого бічного зсуву, а також розміру протрузії, ретрузії та бокових рухів. Градієнтом кольору автоматично відмічаються оклюзійні контакти, які коригуються також автоматично або мануально.

Рис. 2. Виготовлення ортопедичних конструкцій за допомогою фрезувального аппарата ріант зовнішнього вигляду і установлення протеза.

Етапи виготовлення конструкцій за допо­могою CAD/CAM розглянуто на прикладі роботи апарата CEREC (рис. 2). Спочатку лікар препарує порожнину під вкладку за загальноприйнятою методикою, після цього готує порожнину до зняття оптичного відбит­ку. Оптичним відбитком називають триви­мірне зображення відпрепарованого зуба, яке отримують за допомогою камери СЕRЕС. Якість зображення контролюють на моніторі апарата СЕRЕС. З цього починається побудова майбутньої вкладки лікарем на екрані ком­п’ютера. Спочатку переміщують тривимірне зображення зуба в систему координат. Лікар-оператор відмічає межу препарування і малює нижню межу вкладки, після цього добудовує лінії екватора зуба, яких не вистачає. В авто­матичному режимі апарат СЕRЕС знаходить і промальовує жувальну верхню межу вір­туальної реставрації. Слід указати, що апарат СЕRЕС не дозволяє враховувати зуби-антагоністи. Цей недолік усунутий у наступних поколіннях апарата, що дає можливість скану­вати жувальну поверхню зубів-антагоністів і накладати її на реставрацію, яка моделюється.

Після закінчення всіх побудов лікар-оператор відправляє віртуальну реставрацію до пам’яті фрезувального апарата, встановлює блок матеріалу, з якого буде відфрезерована вкладка. Через певний час лікар отримує готову реставрацію, яка припасовується в порожнині рота і фіксується.

САD/САМ-технологія дозволяє отриму­вати каркаси зубних протезів найвищої точ­ності, прекрасної біосумісності і бездоганної естетики при високій автоматизації праці; максимально виключивши неточності, зазда­легідь побачити повноцінну модель зубного протеза, щоб якнайкраще спланувати сам процес протезування [4]. Завдяки комп’ю­терному моделюванню можна ще до початку роботи побачити, яким буде вигляд пацієнта з новими зубами, і вибрати оптимальний ва­ріант.

За допомогою CAD/CAM-систем можна виготовити поодинокі коронки і мостоподібні протези малої і великої протяжності, телеско­пічні коронки, індивідуальні абатменти для імплантатів, відтворити повну анатомічну форму для моделей прес-кераміки, що нано­ситься на каркас (overpress), створити тимча­сові коронки в повний профіль і різні моделі для лиття. Матеріалом може бути діоксид цирконію, титан, кобальтохромовий сплав, пластмаса, віск.

У порівнянні з литтям - традиційним методом виготовлення каркасів, технологія CAD/CAM не вимагає такої високої квалі­фікації і великого досвіду техніка, не займає так багато робочого часу і затрат; при роботі устаткування забруднення робочої зони зна­чно менше, ніж при литті. Комплекс CAD/ CAM може обслуговувати один технік, що є перевагою технології.