Комплексный цифровой протокол стоматологической реабилитации с опорой на дентальных имплантатах начинается со сбора данных. Таковые включают результаты трехмерного (3D) сканирования и конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ). Вместе они позволяют провести надлежащее планирование процедуры имплантации и дальнейшей ортопедической реабилитации как единого целого комплекса ятрогенных вмешательств (Gallucci и коллеги, 2019; Morton и коллеги, 2019). В данной статье мы рассмотрим отдельные сегменты протокола комплексной цифровой стоматологической реабилитации, концентрируясь в большей степени на составляющих ортопедической фазы. Также особое внимание будет уделено этапу компьютерного проектирования и автоматизированного производства (CAD/CAM).
Сканирование 3D-объектов можно проводить посредством лабораторного или внутриротового сканера (Joda и коллеги, 2017). Интраоральное сканирование характеризуется рядом клинических преимуществ, включая возможность оценки качества полученного скана в реальном времени (фото 1-2).
Фото 1. Внутриротовой скан, который может использоваться в процессе планирования процедуры имплантации по статическому навигационному шаблону.
Фото 2. С применением скан-абатмента можно с большой точностью зарегистрировать пространственное положение дентального имплантата для дальнейшей ортопедической реабилитации.
Кроме того, данные внутриротового сканирования совместимы с клиническими аппаратами CAD/CAM производства, а также подходят и для обработки в специализированных зуботехнических лабораториях. Кроме того, Также такой подход является и более гигиеническим в отношении передачи в лабораторию данных о положении имплантата (фото 3-4).
Фото 3. Цифровое сканирование даже является более гигиеническим, если имеется потребность получения оттиска во время оперативного вмешательства. Кроме того, данный подход эффективен в случаях прохождения пациентом ортодонтического лечения.
Фото 4. Срез скан-абатмента в корональной трети конструкции крайне важен для CAD/CAM моделирования и определения позиции имплантата. Необходимо спозиционировать срез скан-абатмента так, чтобы он был направлен в вестибулярном направлении и легко сканировался в ходе манипуляции.
Однако до сих пор отсутствуют данные высокого уровня доказательности, которые бы аргументировали выбор именно метода цифрового сканирования по сравнению с аналоговым для получения оттисков с дентальных имплантатов. Имеющиеся публикации, представляющие в большем своем количестве результаты именно лабораторных исследований, демонстрируют высокую валидность оттисков, полученных методами внутриротового или лабораторного сканирования. Пациенты также отмечают более высокий уровень восприятия самой процедуры и удовлетворенности проведенным лечением при реализации именно внутриротового сканирования (Wismeijer и коллеги, 2014). При этом стоматологи должны понимать, что такие параметры, как расстояние между имплантатами (продолжительность беззубого участка), глубина установки интраоссальных опор, угол их наклона, опыт врача, специфика функционирования различных систем внутриротового сканирования и даже сама стратегия сканирования - все это влияет на общую точность полученных сканов (Rutkūnas и коллеги, 2017) (фото 5–6).
Фото 5. Расстояние между имплантатами влияет на точность полученных внутриротовых сканов.
Фото 6. При сканировании беззубых пациентов достаточно сложно адекватно зарегистрировать параметры мягких тканей, соотношение верхней и нижней челюстей, а также соотношение установленных имплантатов между собой.
Оптические оттиски, полученные при помощи внутриротового или лабораторного сканера, могут быть использованы и техниками, и врачами, для моделирования и изготовления ортопедических конструкций при помощи технологии CAD/CAM (фото 7–9). При ограниченном доступе врача к внутриротовому сканеру, или в определенных клинических условиях, он может проснять аналоговый оттиск, после чего его могут оцифровать с помощью лабораторного сканера (фото 10–12). В таком случае протокол реабилитации именуется уже не полностью, а частично цифровым (фото 13) (Kapos и коллеги, 2014). Кроме того, к полному цифровому протоколу в последнее время добавилась еще одна опция – скан лица (фото 14–15).
Фото 7. Данные внутриротового сканирования были отправлены в лабораторию для моделирования и изготовления гибридного промежуточного PMMA-протеза.
Фото 8. Окклюзионный вид гибридного промежуточного PMMA-протеза.
Фото 9. Протез на верхнюю челюсть был фрезерован из полиметилметакрилатного материала (РММА) белого цвета (оттенка зубов), после чего область десен имитировали композитным материалом розового оттенка.
Фото 10. При необходимости регистрации динамических функциональных движений слизистой для изготовления корректного протеза с опорой на имплантатах иногда требуется получение дополнительного аналогового оттиска.
Фото 11. После получения гипсовой модели ее могут оцифровать при помощи лабораторного сканера.
Фото 12. Вид оцифрованной аналоговой модели с смоделированным дизайном балки на трех имплантатах.
Фото 13. Оценка дизайна смоделированной балки.
Фото 14. В данное время доступны разные по бюджету сканеры для регистрации параметров мягких тканей лица.
Фото 15. Для получения сканов лица соответствующего качества необходимо достаточное освещение.
Общий эстетический результат лечения является решающим фактором для эмоционального восприятия самим пациентом эффективности и успешности проведенной реабилитации. Врачам необходимо помнить, что эстетика улыбки является составляющей эстетики лица. Новые технологии позволяют проводить съемку трехмерной текстуры поверхности мягких тканей лица пациента при помощи лазерных и оптических сканеров (Kau, 2011) (фото 16–17).
Фото 16. При взаимоналожении сканов лица и внутриротовых сканов формируется набор данных виртуального пациента.
Фото 17. Использование анатомических ориентиров может быть использовано для симуляции окклюзионных взаимоотношений в цифровом артикуляторе.
На эти сканы лица также можно наложить контур твердых тканей, зарегистрированный в процессе выполнения конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ), и цифровые фотографии пациента, таким образом, достигая эффекта максимальной фотореалистичности. Именно таким образом формируется концепция полностью виртуального пациента, которая позволяет более тщательно подходить к этапу планирования и более просто коммуницировать с самим пациентом относительно разных аспектов реабилитации. При сопоставлении данных КЛКТ и внутриротовых сканов врач может приступать к планированию конструкций направляющих имплантологических шаблонов, которые также могут быть изготовлены по технологии CAD/CAM (фото 18–23).
Фото 18. Несмотря на то, что метод КЛКТ позволяет визуализировать твердые ткани челюстно-лицевой области, особенности данной технологии связаны с ограниченным полем съемки, и недостаточной контрастностью мягких тканей лица.
Фото 19. Возможно проведение взаимоналожения твердых тканей, зарегистрированных при помощи КЛКТ, и мягких тканей по данным цифровых фотографий.
Фото 20. С использованием цифрового подхода возможна имитация изменений мягких тканей в результате реализации различных вариантов реабилитации зубного ряда.
Фото 21. Изменения профиля мягких тканей также могут приниматься в учет при протетически ориентированном комплексном лечении стоматологических пациентов с использованием дентальных имплантатов.
Фото 22. Вид хирургического шаблона, смоделированного для выполнения навигационных ятрогенных вмешательств.
Фото 23. Вид CAD/CAM изготовленного временного протеза для немедленной провизионализации (фиксации временных конструкций на установленные дентальные имплантаты).
В настоящее время единственным ограничивающим фактором при формировании полностью виртуального пациента является лишь точность совмещения-суперимпозиции разных наборов данных. Для более прецизионного их совмещения рекомендовано использовать одни и те же анатомические ориентиры в качестве референтных точек на внутриротовом скане, скане лица и КЛКТ-скане (Kuric и коллеги, 2018). Будущее виртуального планирования стоматологического лечения состоит в том, чтобы иметь возможность формировать 4D виртуального пациента с учетом всех динамических движений и изменений. В настоящее время ни одна из предлагаемых на рынке технологий не может в полной степени учесть всех нюансов динамических изменений зубочелюстного аппарата и мягких тканей лица.
Большинство современных систем CAD/CAM переходят к так называемому дизайну с открытой архитектурой. Открытая архитектура обеспечивает свободу обмена цифровыми данными, полученными в ходе 3D-сканирвоания, а также между разными типами программного обеспечения. CAD/CAM системы с закрытой архитектурой наоборот ограничивают процесс сбора цифровых данных, а также ориентированы на проектирование и производство протезов только в границах этой же интегрированной системы. Открытая архитектура повышает гибкость и позволяет интегрировать информацию с помощью соответствующих программ CAD, что расширяет возможности для создания виртуального стоматологического пациента. Еще одно важное преимущество открытой архитектуры — это расширенные возможности для клиницистов и зубных техников без ограничений получать доступ к широкому спектру производственных технологий и реставрационных материалов (van Noort 2012).
Цифровая информация может более эффективно передаваться между программами САD и производственными платформами, если цифровые форматы файлов стандартизированы и взаимосогласованы. Существует более 140 различных распознаваемых форматов файлов, из которых наиболее часто используется стандартный язык тесселирования (STL). При этом формат STL ограничен лишь геометрией поверхности трехмерного объекта без какого-либо представления цвета или текстуры (Grant и коллеги, 2016) (фото 24–25). В случаях необходимости сохранения параметров цвета и текстуры можно использовать форматы файлов по типу OBJ (открытый формат файла, разработанный Wavefront Technologies) или PLY (формат файла полигона или формат Стэнфордского треугольника) (Davies и коллеги, 2017) (фото 26). Именно поэтому файлы OBJ или PLY используются для передачи данных сканов лица, сохраняя трехмерную текстуру и информацию о цвете (Morton и коллеги, 2019) (фото 16). В закрытой системе CAD/CAM может использоваться и собственный цифровой формат файла, который не поддается распознаванию другими видами программного обеспечения. Конечно же, сейчас доступны опции преобразования файлов разных форматов, однако при таком часто происходит потеря данных (фото 27).
Фото 24. Вид stl-файла, полученного после внутриротового сканирования с четырех скан-абатментов.
Фото 25. Вид stl-файла, представляющего дизайн хирургического шаблона и последующей конструкции протеза.
Фото 26. Вид ply-файла, демонстрирующего вид челюстей после операции.
Фото 27. Вид исходного файла сканирования челюсти с четырьмя скан-абатментами. Stl-файл, изображённый на фото 24, был получен из этого исходного файла, но особенности текстуры поверхности и цвета после конверсии теряются.
В области CAD/CAM производства особого внимания заслуживают технологии аддитивного наращивания/печати. Ранее на рынке CAD/CAM технологий преобладали субтрактивные методы производства, такие как контролируемая фрезерная обработка, электроэрозионная резка, электрохимическая резка, электроннолучевая обработка, фотохимическая и ультразвуковая обработка.
Стоматологические протезы и металлические балки/каркасы часто фрезеруются из дисиликата лития, диоксида циркония, титанового сплава или кобальт-хромового сплава (фото 28–34).
Фото 28. Фрезерованные протезы из PMMA могут быть использованы в качестве прототипов для апробации новых функциональных и эстетических возможностей перед изготовлением окончательных циркониевых конструкций.
Фото 29. Через 1-2 месяца функционирования на поверхности временных протезов могут визуализироваться окклюзионые изменения, связанные с особенностями динамической окклюзии пациента. Данные конструкции могут быть направлены зубному технику для использования в качестве референтных.
Фото 30. Дизайн окончательных циркониевых конструкций.
Фото 31. Вид циркониевых конструкций после фрезеровки перед модификацией цвета и спеканием.
Фото 32. Окончательный вид циркониевых конструкций.
Фото 33. Вид окончательных циркониевых конструкций после их фиксации в ротовой полости.
Фото 34. Ортопантомограмма, полученная после лечения.
И хотя субтрактивное производство достигло высокой степени эффективности, но и оно не лишено недостатков. Последние включают слишком большой расход материла, невозможность массового производства, условия для работы только с одним объектом в один сеанс. Аддитивное производство позволяет создавать объекты с наличием мелких деталей на поверхности (по типу поднутрений и пустот) и сложной внутренней структурой (van Noort 2012). Аддитивное производство определяется Американским обществом испытаний и материалов (American Society for Testing and Materials - ASTM) как «процесс соединения материалов для создания объектов из данных трехмерной модели, как правило, послойно, что принципиально отличает его субтрактивного производства». Данный процесс все чаще используется в стоматологии для изготовления трехмерных объектов из полимеров и металлических сплавов. В соответствии с ASTM, видами аддитивных технологий являются полимеризация в чане, экструзия материала, напыление материала, технология расплавления материала в заранее сформированном слое и послойная электронно-лучевая плавка материала. Хотя алгоритм полимеризация в чане требует более обширной последующей обработки полученного объекта для удаления частиц неиспользованного материала, а также проведения дополнительной полимеризации, данная технология стала одним из самых популярных вариантов CAD/CAM производства в стоматологии. Именно по данному принципу работают методы стереолитографии (SLA) и прямой световой проекции (DLP). Благодаря этим методам в стоматологической клинике теперь можно «распечатать» модели зубов, хирургические шаблоны, индивидуальные ложки, несъемные и съемные ортопедические конструкции, а также окклюзионые шины (фото 35-37).
Фото 35. Временная коронка на имплантате, изготовленная по технологии трехмерного принтинга DLP.
Фото 36. Шаблон, изготовленный по технологии трехмерного принтинга SlA.
Фото 37. Временный протез, изготовленный по технологии трехмерного принтинга DLP. Портативные принтеры, которые работают по технологии DLP или SLA характеризуются специфическим ограничением, которое состоит в возможности использования материала только одного цвета или одной плотности для изготовления одной конструкции. При необходимости применения двух видов материалов необходимо использовать два разных принтера.
Широкое применение недорогих настольных 3D-принтеров позволило увеличить объемы производства стоматологических конструкций прямо в условиях клиники, однако подобные подходы усовершенствования стоматологической помощи в целом не получили достаточного научного обоснования. Промышленные 3D-принтеры могут использовать различные методы производства по типу струйной печати, которая позволяет работать разными материалами (по цвету или жесткости) в ходе изготовления одного и того же объекта (фото 38). Для изготовления каркасов из кобальт-хрома и титанового сплава достаточно эффективным является метод расплавления материала в заранее сформированном слое (Katkar и коллеги, 2018) (фото 39-40).
Фото 38. 3D принтеры производственного масштаба могут одновременно манипулировать разными материалами для изготовления конструкций с участками, отличающимся по цвету, текстуре, прозрачности. Модель, изображенная на фото, была напечатана на аппарате PolyJet (J750; Stratasys Ltd).
Фото 39. Дизайн шаблона и моделирование необходимого уровня редукции костной ткани.
Фото 40. Конструкции шаблонов могут быть изготовлены из кобальт-хромового сплава. Несмотря на то, что себестоимость таких конструкций заметно выше, они характеризуются более высокими уровнями прочности и точности, что в свою очередь позволяет уменьшить риск операционных осложнений по типу перелома шаблона, дефицита открывания рта, ограниченного доступа, потребности в более агрессивной сепарации лоскута.
Но несмотря на нынешнюю популярность цифровых методов в стоматологической практике, полностью цифровой протокол реабилитации используется врачами относительно редко. В большинстве случаев для индивидуализированной настройки артикулятора и индивидуализации протетической конструкции в целом все еще требуется получение аналогового оттиска (Martinez-Rus и коллеги, 2013). Несмотря на это, в ряде публикаций достаточно в полной мере обоснована успешность монолитных анатомических конструкций из диоксида циркония с опорой на дентальных имплантатах, изготовленных по полностью цифровому протоколу (Morton и коллеги, 2019). Монолитные типы протезов на имплантатах характеризуются сниженным риском растрескивания или скалывания поверхности, но в незначительной степени проигрывают по оптическим и эстетическим характеристикам (Joda и коллеги, 2015) (фото 41–44).
Фото 41. Цифровой протокол стоматологической реабилитации начинается со сканирования скан-абатментов для верификации пространственного положения имплантатов.
Фото 42. Виртуальные титановые абатменты позиционируются на имплантаты.
Фото 43. Виртуальный дизайн CAD/CAM циркониевых коронок.
Фото 44. Вид циркониевых коронок после окончательной обработки. Для фиксации коронок используют композитные цементы, которые позволяют зафиксировать коронку к титановой базе абатмента перед посадкой на имплантате.
Именно поэтому в практике врачи более склоны использовать смешанный аналогово-цифровой протокол в ходе реабилитации пациентов несъемными или съемными конструкциями с опорой на дентальных имплантатах (Kachalia и коллеги, 2010). Частично нерешенными также остаются проблемы регистрации динамических изменений и движений мягких тканей для изготовления протезов, которые опираются и на слизистую. Эти нюансы также можно решить при комбинированном использовании цифрового и аналогового оттисков (фото 45–46). Большим преимуществом CAD/CAM моделирования является возможности полной визуализации контура будущего протеза и точность изготовления каркаса или ортопедической конструкции в целом при помощи технологий субтрактивного или аддитивного производства (фото 47–48).
Фото 45. При критической значимости состояния мягких тканей в случаях реабилитации пациентов съемными конструкциями с опорой на дентальных имплантатах, необходимо обязательно получить еще и аналоговый оттиск, который потом можно оцифровать.
Фото 46. Моделирование дизайна протеза после оцифровки оттиска.
Фото 47. Напечатанный каркас протеза из кобальт-хрома.
Фото 48. Вид протеза после фиксации в ротовой полости.
Таким образом, в отдельных клинических случаях клиницистам и зубным техникам могут потребоваться модели пациента, полученные аналоговым методом или изготовленные на 3D принтере, для финишной обработки ортопедических конструкций, уточнения их посадки, нанесения облицовочного материала и детализации поверхности. Частично цифровой протокол реабилитации хоть и требует больше времени, однако предоставляет уникальные возможности для достижения надлежащих функциональных и эстетических результатов при использовании конструкций с опорой на дентальных имплантатах (Joda и коллеги, 2017) (фото 49–53).
Фото 49. При необходимости выполнения этапа примерки, или же при потребности репозиционирования изготовленного каркаса с учетом окклюзионных соотношений, необходимо использовать частично-цифровой протокол реабилитации. На фото изображены оцифрованные модели и форма будущих зубов после выполнения этапа примерки.
Фото 50. Дизайн титановой балки изготовленной при помощи технологии CAD/CAM с опорой на 5 имплантатах.
Фото 51. Дизайн коронок, который фиксируются на изготовленной балке.
Фото 52. CAD/CAM-фрезерованный анодированный титановый каркас с циркониевыми коронками.
Фото 53. Вид протеза после фиксации в полости рта (титановый каркас и индивидуальные монолитные циркониевые коронки).
Авторы: Dean Morton, Waldemar Polido, Wei-Shao Lin
Комплексный цифровой протокол стоматологической реабилитации с опорой на дентальных имплантатах начинается со сбора данных. Таковые включают результаты трехмерного (3D) сканирования и конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ). Вместе они позволяют провести надлежащее планирование процедуры имплантации и дальнейшей ортопедической реабилитации как единого целого комплекса ятрогенных вмешательств (Gallucci и коллеги, 2019; Morton и коллеги, 2019). В данной статье мы рассмотрим отдельные сегменты протокола комплексной цифровой стоматологической реабилитации, концентрируясь в большей степени на составляющих ортопедической фазы. Также особое внимание будет уделено этапу компьютерного проектирования и автоматизированного производства (CAD/CAM).
Сканирование 3D-объектов можно проводить посредством лабораторного или внутриротового сканера (Joda и коллеги, 2017). Интраоральное сканирование характеризуется рядом клинических преимуществ, включая возможность оценки качества полученного скана в реальном времени (фото 1-2).
Фото 1. Внутриротовой скан, который может использоваться в процессе планирования процедуры имплантации по статическому навигационному шаблону.
Фото 2. С применением скан-абатмента можно с большой точностью зарегистрировать пространственное положение дентального имплантата для дальнейшей ортопедической реабилитации.
Кроме того, данные внутриротового сканирования совместимы с клиническими аппаратами CAD/CAM производства, а также подходят и для обработки в специализированных зуботехнических лабораториях. Кроме того, Также такой подход является и более гигиеническим в отношении передачи в лабораторию данных о положении имплантата (фото 3-4).
Фото 3. Цифровое сканирование даже является более гигиеническим, если имеется потребность получения оттиска во время оперативного вмешательства. Кроме того, данный подход эффективен в случаях прохождения пациентом ортодонтического лечения.
Фото 4. Срез скан-абатмента в корональной трети конструкции крайне важен для CAD/CAM моделирования и определения позиции имплантата. Необходимо спозиционировать срез скан-абатмента так, чтобы он был направлен в вестибулярном направлении и легко сканировался в ходе манипуляции.
Однако до сих пор отсутствуют данные высокого уровня доказательности, которые бы аргументировали выбор именно метода цифрового сканирования по сравнению с аналоговым для получения оттисков с дентальных имплантатов. Имеющиеся публикации, представляющие в большем своем количестве результаты именно лабораторных исследований, демонстрируют высокую валидность оттисков, полученных методами внутриротового или лабораторного сканирования. Пациенты также отмечают более высокий уровень восприятия самой процедуры и удовлетворенности проведенным лечением при реализации именно внутриротового сканирования (Wismeijer и коллеги, 2014). При этом стоматологи должны понимать, что такие параметры, как расстояние между имплантатами (продолжительность беззубого участка), глубина установки интраоссальных опор, угол их наклона, опыт врача, специфика функционирования различных систем внутриротового сканирования и даже сама стратегия сканирования - все это влияет на общую точность полученных сканов (Rutkūnas и коллеги, 2017) (фото 5–6).
Фото 5. Расстояние между имплантатами влияет на точность полученных внутриротовых сканов.
Фото 6. При сканировании беззубых пациентов достаточно сложно адекватно зарегистрировать параметры мягких тканей, соотношение верхней и нижней челюстей, а также соотношение установленных имплантатов между собой.
Оптические оттиски, полученные при помощи внутриротового или лабораторного сканера, могут быть использованы и техниками, и врачами, для моделирования и изготовления ортопедических конструкций при помощи технологии CAD/CAM (фото 7–9). При ограниченном доступе врача к внутриротовому сканеру, или в определенных клинических условиях, он может проснять аналоговый оттиск, после чего его могут оцифровать с помощью лабораторного сканера (фото 10–12). В таком случае протокол реабилитации именуется уже не полностью, а частично цифровым (фото 13) (Kapos и коллеги, 2014). Кроме того, к полному цифровому протоколу в последнее время добавилась еще одна опция – скан лица (фото 14–15).
Фото 7. Данные внутриротового сканирования были отправлены в лабораторию для моделирования и изготовления гибридного промежуточного PMMA-протеза.
Фото 8. Окклюзионный вид гибридного промежуточного PMMA-протеза.
Фото 9. Протез на верхнюю челюсть был фрезерован из полиметилметакрилатного материала (РММА) белого цвета (оттенка зубов), после чего область десен имитировали композитным материалом розового оттенка.
Фото 10. При необходимости регистрации динамических функциональных движений слизистой для изготовления корректного протеза с опорой на имплантатах иногда требуется получение дополнительного аналогового оттиска.
Фото 11. После получения гипсовой модели ее могут оцифровать при помощи лабораторного сканера.
Фото 12. Вид оцифрованной аналоговой модели с смоделированным дизайном балки на трех имплантатах.
Фото 13. Оценка дизайна смоделированной балки.
Фото 14. В данное время доступны разные по бюджету сканеры для регистрации параметров мягких тканей лица.
Фото 15. Для получения сканов лица соответствующего качества необходимо достаточное освещение.
Общий эстетический результат лечения является решающим фактором для эмоционального восприятия самим пациентом эффективности и успешности проведенной реабилитации. Врачам необходимо помнить, что эстетика улыбки является составляющей эстетики лица. Новые технологии позволяют проводить съемку трехмерной текстуры поверхности мягких тканей лица пациента при помощи лазерных и оптических сканеров (Kau, 2011) (фото 16–17).
Фото 16. При взаимоналожении сканов лица и внутриротовых сканов формируется набор данных виртуального пациента.
Фото 17. Использование анатомических ориентиров может быть использовано для симуляции окклюзионных взаимоотношений в цифровом артикуляторе.
На эти сканы лица также можно наложить контур твердых тканей, зарегистрированный в процессе выполнения конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ), и цифровые фотографии пациента, таким образом, достигая эффекта максимальной фотореалистичности. Именно таким образом формируется концепция полностью виртуального пациента, которая позволяет более тщательно подходить к этапу планирования и более просто коммуницировать с самим пациентом относительно разных аспектов реабилитации. При сопоставлении данных КЛКТ и внутриротовых сканов врач может приступать к планированию конструкций направляющих имплантологических шаблонов, которые также могут быть изготовлены по технологии CAD/CAM (фото 18–23).
Фото 18. Несмотря на то, что метод КЛКТ позволяет визуализировать твердые ткани челюстно-лицевой области, особенности данной технологии связаны с ограниченным полем съемки, и недостаточной контрастностью мягких тканей лица.
Фото 19. Возможно проведение взаимоналожения твердых тканей, зарегистрированных при помощи КЛКТ, и мягких тканей по данным цифровых фотографий.
Фото 20. С использованием цифрового подхода возможна имитация изменений мягких тканей в результате реализации различных вариантов реабилитации зубного ряда.
Фото 21. Изменения профиля мягких тканей также могут приниматься в учет при протетически ориентированном комплексном лечении стоматологических пациентов с использованием дентальных имплантатов.
Фото 22. Вид хирургического шаблона, смоделированного для выполнения навигационных ятрогенных вмешательств.
Фото 23. Вид CAD/CAM изготовленного временного протеза для немедленной провизионализации (фиксации временных конструкций на установленные дентальные имплантаты).
В настоящее время единственным ограничивающим фактором при формировании полностью виртуального пациента является лишь точность совмещения-суперимпозиции разных наборов данных. Для более прецизионного их совмещения рекомендовано использовать одни и те же анатомические ориентиры в качестве референтных точек на внутриротовом скане, скане лица и КЛКТ-скане (Kuric и коллеги, 2018). Будущее виртуального планирования стоматологического лечения состоит в том, чтобы иметь возможность формировать 4D виртуального пациента с учетом всех динамических движений и изменений. В настоящее время ни одна из предлагаемых на рынке технологий не может в полной степени учесть всех нюансов динамических изменений зубочелюстного аппарата и мягких тканей лица.
Большинство современных систем CAD/CAM переходят к так называемому дизайну с открытой архитектурой. Открытая архитектура обеспечивает свободу обмена цифровыми данными, полученными в ходе 3D-сканирвоания, а также между разными типами программного обеспечения. CAD/CAM системы с закрытой архитектурой наоборот ограничивают процесс сбора цифровых данных, а также ориентированы на проектирование и производство протезов только в границах этой же интегрированной системы. Открытая архитектура повышает гибкость и позволяет интегрировать информацию с помощью соответствующих программ CAD, что расширяет возможности для создания виртуального стоматологического пациента. Еще одно важное преимущество открытой архитектуры — это расширенные возможности для клиницистов и зубных техников без ограничений получать доступ к широкому спектру производственных технологий и реставрационных материалов (van Noort 2012).
Цифровая информация может более эффективно передаваться между программами САD и производственными платформами, если цифровые форматы файлов стандартизированы и взаимосогласованы. Существует более 140 различных распознаваемых форматов файлов, из которых наиболее часто используется стандартный язык тесселирования (STL). При этом формат STL ограничен лишь геометрией поверхности трехмерного объекта без какого-либо представления цвета или текстуры (Grant и коллеги, 2016) (фото 24–25). В случаях необходимости сохранения параметров цвета и текстуры можно использовать форматы файлов по типу OBJ (открытый формат файла, разработанный Wavefront Technologies) или PLY (формат файла полигона или формат Стэнфордского треугольника) (Davies и коллеги, 2017) (фото 26). Именно поэтому файлы OBJ или PLY используются для передачи данных сканов лица, сохраняя трехмерную текстуру и информацию о цвете (Morton и коллеги, 2019) (фото 16). В закрытой системе CAD/CAM может использоваться и собственный цифровой формат файла, который не поддается распознаванию другими видами программного обеспечения. Конечно же, сейчас доступны опции преобразования файлов разных форматов, однако при таком часто происходит потеря данных (фото 27).
Фото 24. Вид stl-файла, полученного после внутриротового сканирования с четырех скан-абатментов.
Фото 25. Вид stl-файла, представляющего дизайн хирургического шаблона и последующей конструкции протеза.
Фото 26. Вид ply-файла, демонстрирующего вид челюстей после операции.
Фото 27. Вид исходного файла сканирования челюсти с четырьмя скан-абатментами. Stl-файл, изображённый на фото 24, был получен из этого исходного файла, но особенности текстуры поверхности и цвета после конверсии теряются.
В области CAD/CAM производства особого внимания заслуживают технологии аддитивного наращивания/печати. Ранее на рынке CAD/CAM технологий преобладали субтрактивные методы производства, такие как контролируемая фрезерная обработка, электроэрозионная резка, электрохимическая резка, электроннолучевая обработка, фотохимическая и ультразвуковая обработка.
Стоматологические протезы и металлические балки/каркасы часто фрезеруются из дисиликата лития, диоксида циркония, титанового сплава или кобальт-хромового сплава (фото 28–34).
Фото 28. Фрезерованные протезы из PMMA могут быть использованы в качестве прототипов для апробации новых функциональных и эстетических возможностей перед изготовлением окончательных циркониевых конструкций.
Фото 29. Через 1-2 месяца функционирования на поверхности временных протезов могут визуализироваться окклюзионые изменения, связанные с особенностями динамической окклюзии пациента. Данные конструкции могут быть направлены зубному технику для использования в качестве референтных.
Фото 30. Дизайн окончательных циркониевых конструкций.
Фото 31. Вид циркониевых конструкций после фрезеровки перед модификацией цвета и спеканием.
Фото 32. Окончательный вид циркониевых конструкций.
Фото 33. Вид окончательных циркониевых конструкций после их фиксации в ротовой полости.
Фото 34. Ортопантомограмма, полученная после лечения.
И хотя субтрактивное производство достигло высокой степени эффективности, но и оно не лишено недостатков. Последние включают слишком большой расход материла, невозможность массового производства, условия для работы только с одним объектом в один сеанс. Аддитивное производство позволяет создавать объекты с наличием мелких деталей на поверхности (по типу поднутрений и пустот) и сложной внутренней структурой (van Noort 2012). Аддитивное производство определяется Американским обществом испытаний и материалов (American Society for Testing and Materials - ASTM) как «процесс соединения материалов для создания объектов из данных трехмерной модели, как правило, послойно, что принципиально отличает его субтрактивного производства». Данный процесс все чаще используется в стоматологии для изготовления трехмерных объектов из полимеров и металлических сплавов. В соответствии с ASTM, видами аддитивных технологий являются полимеризация в чане, экструзия материала, напыление материала, технология расплавления материала в заранее сформированном слое и послойная электронно-лучевая плавка материала. Хотя алгоритм полимеризация в чане требует более обширной последующей обработки полученного объекта для удаления частиц неиспользованного материала, а также проведения дополнительной полимеризации, данная технология стала одним из самых популярных вариантов CAD/CAM производства в стоматологии. Именно по данному принципу работают методы стереолитографии (SLA) и прямой световой проекции (DLP). Благодаря этим методам в стоматологической клинике теперь можно «распечатать» модели зубов, хирургические шаблоны, индивидуальные ложки, несъемные и съемные ортопедические конструкции, а также окклюзионые шины (фото 35-37).
Фото 35. Временная коронка на имплантате, изготовленная по технологии трехмерного принтинга DLP.
Фото 36. Шаблон, изготовленный по технологии трехмерного принтинга SlA.
Фото 37. Временный протез, изготовленный по технологии трехмерного принтинга DLP. Портативные принтеры, которые работают по технологии DLP или SLA характеризуются специфическим ограничением, которое состоит в возможности использования материала только одного цвета или одной плотности для изготовления одной конструкции. При необходимости применения двух видов материалов необходимо использовать два разных принтера.
Широкое применение недорогих настольных 3D-принтеров позволило увеличить объемы производства стоматологических конструкций прямо в условиях клиники, однако подобные подходы усовершенствования стоматологической помощи в целом не получили достаточного научного обоснования. Промышленные 3D-принтеры могут использовать различные методы производства по типу струйной печати, которая позволяет работать разными материалами (по цвету или жесткости) в ходе изготовления одного и того же объекта (фото 38). Для изготовления каркасов из кобальт-хрома и титанового сплава достаточно эффективным является метод расплавления материала в заранее сформированном слое (Katkar и коллеги, 2018) (фото 39-40).
Фото 38. 3D принтеры производственного масштаба могут одновременно манипулировать разными материалами для изготовления конструкций с участками, отличающимся по цвету, текстуре, прозрачности. Модель, изображенная на фото, была напечатана на аппарате PolyJet (J750; Stratasys Ltd).
Фото 39. Дизайн шаблона и моделирование необходимого уровня редукции костной ткани.
Фото 40. Конструкции шаблонов могут быть изготовлены из кобальт-хромового сплава. Несмотря на то, что себестоимость таких конструкций заметно выше, они характеризуются более высокими уровнями прочности и точности, что в свою очередь позволяет уменьшить риск операционных осложнений по типу перелома шаблона, дефицита открывания рта, ограниченного доступа, потребности в более агрессивной сепарации лоскута.
Но несмотря на нынешнюю популярность цифровых методов в стоматологической практике, полностью цифровой протокол реабилитации используется врачами относительно редко. В большинстве случаев для индивидуализированной настройки артикулятора и индивидуализации протетической конструкции в целом все еще требуется получение аналогового оттиска (Martinez-Rus и коллеги, 2013). Несмотря на это, в ряде публикаций достаточно в полной мере обоснована успешность монолитных анатомических конструкций из диоксида циркония с опорой на дентальных имплантатах, изготовленных по полностью цифровому протоколу (Morton и коллеги, 2019). Монолитные типы протезов на имплантатах характеризуются сниженным риском растрескивания или скалывания поверхности, но в незначительной степени проигрывают по оптическим и эстетическим характеристикам (Joda и коллеги, 2015) (фото 41–44).
Фото 41. Цифровой протокол стоматологической реабилитации начинается со сканирования скан-абатментов для верификации пространственного положения имплантатов.
Фото 42. Виртуальные титановые абатменты позиционируются на имплантаты.
Фото 43. Виртуальный дизайн CAD/CAM циркониевых коронок.
Фото 44. Вид циркониевых коронок после окончательной обработки. Для фиксации коронок используют композитные цементы, которые позволяют зафиксировать коронку к титановой базе абатмента перед посадкой на имплантате.
Именно поэтому в практике врачи более склоны использовать смешанный аналогово-цифровой протокол в ходе реабилитации пациентов несъемными или съемными конструкциями с опорой на дентальных имплантатах (Kachalia и коллеги, 2010). Частично нерешенными также остаются проблемы регистрации динамических изменений и движений мягких тканей для изготовления протезов, которые опираются и на слизистую. Эти нюансы также можно решить при комбинированном использовании цифрового и аналогового оттисков (фото 45–46). Большим преимуществом CAD/CAM моделирования является возможности полной визуализации контура будущего протеза и точность изготовления каркаса или ортопедической конструкции в целом при помощи технологий субтрактивного или аддитивного производства (фото 47–48).
Фото 45. При критической значимости состояния мягких тканей в случаях реабилитации пациентов съемными конструкциями с опорой на дентальных имплантатах, необходимо обязательно получить еще и аналоговый оттиск, который потом можно оцифровать.
Фото 46. Моделирование дизайна протеза после оцифровки оттиска.
Фото 47. Напечатанный каркас протеза из кобальт-хрома.
Фото 48. Вид протеза после фиксации в ротовой полости.
Таким образом, в отдельных клинических случаях клиницистам и зубным техникам могут потребоваться модели пациента, полученные аналоговым методом или изготовленные на 3D принтере, для финишной обработки ортопедических конструкций, уточнения их посадки, нанесения облицовочного материала и детализации поверхности. Частично цифровой протокол реабилитации хоть и требует больше времени, однако предоставляет уникальные возможности для достижения надлежащих функциональных и эстетических результатов при использовании конструкций с опорой на дентальных имплантатах (Joda и коллеги, 2017) (фото 49–53).
Фото 49. При необходимости выполнения этапа примерки, или же при потребности репозиционирования изготовленного каркаса с учетом окклюзионных соотношений, необходимо использовать частично-цифровой протокол реабилитации. На фото изображены оцифрованные модели и форма будущих зубов после выполнения этапа примерки.
Фото 50. Дизайн титановой балки изготовленной при помощи технологии CAD/CAM с опорой на 5 имплантатах.
Фото 51. Дизайн коронок, который фиксируются на изготовленной балке.
Фото 52. CAD/CAM-фрезерованный анодированный титановый каркас с циркониевыми коронками.
Фото 53. Вид протеза после фиксации в полости рта (титановый каркас и индивидуальные монолитные циркониевые коронки).
Авторы: Dean Morton, Waldemar Polido, Wei-Shao Lin
Читайте также:
Статьи от брендов
0 комментариев