Внушительное количество стоматологических технологий, включая 3D-печать, изначально появились как инновации в несвязанных областях.
Реальность такова, что стоматология — это в значительной степени открытая, гетерогенная сеть, через которую проходят различные влияния, которые приходят в эту сферу зачастую из неожиданных мест, но также часто случайно. В стоматологии существует единая движущая сила, а именно улучшение здоровья полости рта, и для достижения этой цели не существует абсолютно никакой дискриминации; инновации, технологии и подходы могут быть заимствованы из любой смежной области и перепрофилированы для достижения общих целей стоматологии. В этой статье рассказывается о пяти достижениях, которые сформировали или начинают формировать современную стоматологию, основанных на работах, проводимых в разных областях и для разных целей, и которые затем были продуктивно использованы стоматологическим миром. Ключевым моментом является то, что эти разработки появились не как технологии или концепции для стоматологии, а стали частью стоматологии в процессе пересечения границ и функциональной реконфигурации.
Остеоинтеграция: Всё дело в кролике
Ярким примером перекрестного взаимодействия стоматологии и биомедицинских исследований является остеоинтеграция. Это невероятная, хотя и мощная гармония кости и металла, союз двух совершенно разных материалов. Что касается стоматологии, то примером этого процесса является интеграция титановых зубных имплантатов в челюстную кость, что знаменует собой значительный прогресс по сравнению с более ранними подходами. Этот биологический принцип, являющийся важным компонентом современной дентальной имплантологии, появился в стоматологии в 1960-х годах благодаря новаторской работе шведского ученого Пера-Ингвара Бренемарка.
Однако, что менее известно, так это то, как остеоинтеграция — основа современной имплантологии — возникла в результате неудач и несчастных случаев и прошла извилистый путь в стоматологию. Именно благодаря освещению этих контекстов раскрывается поистине многогранный характер этой области. Начнем с того, что Бренемарк был не стоматологом, а врачом и анатомом, интересовавшимся изучением заживления и регенерации костей. Основываясь на выводах предыдущих исследователей, Бренемарк вставил титановую оптическую камеру в большеберцовую и малоберцовую кости кролика с целью тщательного наблюдения за микроциркуляцией костного мозга. Но в конечном итоге извлечь устройство оказалось невозможно; кость так прочно прилипла к титану, что, по сути, стала его частью.
Этот процедурный сбой был прекрасной случайностью. Гениальность Бренемарка заключалась в том, что он использовал эту медицинскую ошибку в челюстных костях людей. Начиная с 1960-х годов, Бренемарк и другие коллеги-единомышленники начали свои первые эксперименты по установке титановых имплантатов стоматологическим пациентам. Из-за нетрадиционного происхождения и методологии этой методики стоматологическое сообщество отреагировало сдержанно, отодвинув развивающуюся науку на второй план на многие годы. Накопление многолетних данных в конечном счете изменило ситуацию, и к концу 1980-х - началу 1990-х годов остеоинтеграция стала основой современной имплантологической стоматологии. С современной точки зрения, легко и понятно сосредоточиться исключительно на текущей стоматологической функции имплантатов, но такое сужение перечеркивает благоприятные условия их разработки. То, что сейчас называется зубным имплантатом, когда-то было титановой камерой, безвозвратно встроенной в кроличью лапку.
Растущие зубы: Детская забава
Бесспорно, одной из самых инновационных областей современной стоматологии является регенеративная стоматология. В отличие от других технологических разработок в стоматологии, основанных на повышении сложности механики и цифровых рабочих процессах, таких как сканеры, фрезерные станки, 3D-принтеры и лазеры, сила и красота регенеративной стоматологии заключается в том, что она использует творческие способности клеток, присущие зубам и поддерживающим тканям. Благодаря идентификации и тонкой инженерии различных зубных стволовых клеток и клеток–предшественников ученым удалось создать некоторые биологические компоненты зубов, включая комплекс дентин-пульпа, содержащий кровеносные сосуды и нервы, а также регенерировать ткани периодонтальных связок. Несмотря на то, что наука все еще находится в стадии разработки, внедрение этих методов в клиническую практику представляется неизбежным и чрезвычайно ценным, поскольку они способны заменить полный набор решений, предназначенных для восстановления зубов, таких как прямые реставрации, коронки, мостовидные протезы и съемные протезы с использованием живой зубной ткани.
Внедрение этого подхода в стоматологию было не таким радикальным, как остеоинтеграция, но, безусловно, не менее удачным. Регенеративная стоматология, описанная здесь, возникла не только в рамках стоматологии, но и развивалась благодаря слиянию стоматологических исследований, регенеративной медицины, биологии стволовых клеток и тканевой инженерии. Она напрямую заимствована из области регенеративной медицины и, в частности, из терапии стволовыми клетками, которая была впервые разработана для лечения заболеваний крови и костного мозга, а затем исследована для регенерации нервной ткани, хрящей и кожи.
Стоматологи изучали репаративное образование дентина с 1950-х годов, но только в начале 2000-х годов исследователи впервые выделили стволовые клетки пульпы зуба из зубов взрослого человека, что ознаменовало важное сближение регенеративной медицины и стоматологии. Интересно, что одно из самых важных открытий, продвинувших вперед эту область, было сделано, когда Сонгтао Ши, ведущий исследователь в этой области, исследовал молочный зуб, выпавший у его 6-летней дочери. Изоляция и культивирование выявили быстро размножающуюся популяцию стволовых клеток и позволили получить новый, менее спорный с этической точки зрения источник этих клеток. Как и в случае с остеоинтеграцией, регенеративная стоматология опирается на подходы, разработанные в других областях, которые были перепрофилированы для стоматологии и которые в значительной степени продвинулись вперед как благодаря случайности, так и благодаря дизайну.
Компьютерное зрение: ИИ в стоматологии
Самой эффективной технологией нашей нынешней эпохи, без сомнения, является искусственный интеллект (ИИ). Его присутствие стало повсеместным, но, что более важно, оно сильно изменило образ мышления и действий людей, и люди по всей планете все чаще передают множество жизненных задач и вычислений на аутсорсинг таким платформам, как Claude и ChatGPT. Применение ИИ в стоматологии было не чем иным, как революцией, но стоит задуматься, во-первых, о том, откуда появился этот потрясающий инструмент и, во-вторых, о том, какие синергетические эффекты он использовал для того, чтобы чувствовать себя как дома в мире стоматологии.
Подходы, ориентированные на ИИ, появились в компьютерных науках в середине двадцатого века. Это не только не имело никакого отношения к стоматологии, но и имело почти метафизическую подоплеку, а именно вопрос о том, могут ли машины разумно интерпретировать информацию так же, как люди. Важной частью тестирования когнитивных способностей машин таким образом стала разработка компьютерного зрения, которое было сосредоточено именно на обучении компьютеров самостоятельно оценивать простые геометрические изображения, узоры и линии. С экспоненциальным увеличением вычислительной мощности на протяжении 1980-х и 1990-х годов и растущим влиянием машинного обучения компьютеры стали способны интерпретировать все более сложную визуальную информацию. Возможность взаимодействия со стоматологией стала историческим моментом.
Ключевым моментом стала удачная синергия формата. По мере того, как возможности ИИ по декодированию сложной цифровой визуальной информации увеличивались, стоматологическая промышленность производила широкий спектр сложных визуальных данных с помощью цифровой рентгенографии, CAD/CAM, интраорального сканирования и, позднее, КЛКТ. Такое распространение цифровых данных было вызвано не ИИ или компьютерным зрением; скорее, лежащие в их основе технологии были разработаны для повышения клинической эффективности. Но, тем не менее, это обеспечило среду, в которой возможности ИИ по анализу изображений могли работать, как если бы топливо и двигатель разрабатывались совершенно независимо, и только после этого стало очевидно, что они могут работать совершенно синхронно. Важным моментом является то, что лежащие в основе методы компьютерного зрения не были разработаны специально для зубов, но позже доказали свою высокую совместимость с визуализацией зубов.
3D-печать: От научной фантастики до клинического инструмента
Любой стоматолог знает, что 3D-печать приобретает все большее значение во многих областях стоматологии. Вместо того чтобы полагаться исключительно на устройства и прямые реставрации, стоматологи теперь могут быстро создавать широкий ассортимент персонализированных стоматологических изделий по цифровому дизайну в комфортных условиях клиники. Это то, во что предыдущее поколение стоматологов, возможно, и не верило, что такое возможно, - впечатляющая технология, относящаяся к области научной фантастики, а не к рутинному лечению зубов.
Именно здесь изначально предполагалось использовать 3D-печать: не в стоматологии и даже не в науке, а в научной фантастике. Таким образом, идея появилась в этой вымышленной литературной вселенной еще до того, как технология была окончательно разработана и изменила мир цифровой стоматологии. В своем рассказе «Вещи преходящие», опубликованном в 1945 году, американский писатель Мюррей Лейнстер описал машину—конструктор, способную формировать фигуры и предметы из жидкого пластика. Идея, которую выдвинул писатель, стала предвестником технологии 3D-печати. Потребовались десятилетия, чтобы реальность сначала догнала научную фантастику, а потом и превзошла её. Именно в 1980-е годы, в это священное десятилетие ускоряющейся цифровизации, 3D-печать добилась первых значительных успехов. Но, опять же, стоматология не была представлена в этой области инноваций. Скорее всего, 3D-печать нашла свое непосредственное применение в таких сферах, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и производство потребительских товаров, где она использовалась в основном для быстрого создания прототипов, которые впоследствии могли быть доведены до массового производства. Эта технология была редкой и, соответственно, дорогой, что выводило ранние коммерческие системы далеко за рамки обычного клинического применения.
В конечном счете 3D-печать была освоена и стоматологией. Способ очень напоминал интеграцию искусственного интеллекта, а именно случайное совпадение формата. 3D-печать зависела от цифровых 3D-моделей, которые затем можно было физически воспроизвести в различных физических материалах. Как упоминалось ранее, с 1980-х по начало 2000-х годов стоматология, действуя независимо от этой тенденции, начала генерировать все больший объем цифровых данных, включая 3D-модели, созданные с помощью интраорального сканирования, программного обеспечения CAD и данных КЛКТ. Затем эта трехмерная визуальная информация была функционально переработана для использования в аддитивном производстве. Изображения не были предназначены для 3D-печати, и 3D-печать также не была предназначена для стоматологии; они должны были быть творчески объединены на определенном технологическом этапе.
Стоматология: Присваивающая наука
Все это не противоречит огромному творческому потенциалу, присущему стоматологии, и множеству важных разработок, которые произошли в самой этой области. Суть, которая проиллюстрирована примерами из этой статьи, заключается скорее в том, что то, что мы обычно называем “стоматологией”, - это не закрытая область мысли и практики, развивающаяся в соответствии со своей собственной внутренней динамикой, а скорее полностью открытая сеть, движение которой вперед в решающей степени зависит от идентификации и принятия и творческое использование инноваций, которые происходят в смежных отраслях промышленности и науке. Таким образом, потенциальные источники инноваций в стоматологии увеличиваются в геометрической прогрессии и потенциально безграничны.
Внушительное количество стоматологических технологий, включая 3D-печать, изначально появились как инновации в несвязанных областях.
Реальность такова, что стоматология — это в значительной степени открытая, гетерогенная сеть, через которую проходят различные влияния, которые приходят в эту сферу зачастую из неожиданных мест, но также часто случайно. В стоматологии существует единая движущая сила, а именно улучшение здоровья полости рта, и для достижения этой цели не существует абсолютно никакой дискриминации; инновации, технологии и подходы могут быть заимствованы из любой смежной области и перепрофилированы для достижения общих целей стоматологии. В этой статье рассказывается о пяти достижениях, которые сформировали или начинают формировать современную стоматологию, основанных на работах, проводимых в разных областях и для разных целей, и которые затем были продуктивно использованы стоматологическим миром. Ключевым моментом является то, что эти разработки появились не как технологии или концепции для стоматологии, а стали частью стоматологии в процессе пересечения границ и функциональной реконфигурации.
Остеоинтеграция: Всё дело в кролике
Ярким примером перекрестного взаимодействия стоматологии и биомедицинских исследований является остеоинтеграция. Это невероятная, хотя и мощная гармония кости и металла, союз двух совершенно разных материалов. Что касается стоматологии, то примером этого процесса является интеграция титановых зубных имплантатов в челюстную кость, что знаменует собой значительный прогресс по сравнению с более ранними подходами. Этот биологический принцип, являющийся важным компонентом современной дентальной имплантологии, появился в стоматологии в 1960-х годах благодаря новаторской работе шведского ученого Пера-Ингвара Бренемарка.
Однако, что менее известно, так это то, как остеоинтеграция — основа современной имплантологии — возникла в результате неудач и несчастных случаев и прошла извилистый путь в стоматологию. Именно благодаря освещению этих контекстов раскрывается поистине многогранный характер этой области. Начнем с того, что Бренемарк был не стоматологом, а врачом и анатомом, интересовавшимся изучением заживления и регенерации костей. Основываясь на выводах предыдущих исследователей, Бренемарк вставил титановую оптическую камеру в большеберцовую и малоберцовую кости кролика с целью тщательного наблюдения за микроциркуляцией костного мозга. Но в конечном итоге извлечь устройство оказалось невозможно; кость так прочно прилипла к титану, что, по сути, стала его частью.
Этот процедурный сбой был прекрасной случайностью. Гениальность Бренемарка заключалась в том, что он использовал эту медицинскую ошибку в челюстных костях людей. Начиная с 1960-х годов, Бренемарк и другие коллеги-единомышленники начали свои первые эксперименты по установке титановых имплантатов стоматологическим пациентам. Из-за нетрадиционного происхождения и методологии этой методики стоматологическое сообщество отреагировало сдержанно, отодвинув развивающуюся науку на второй план на многие годы. Накопление многолетних данных в конечном счете изменило ситуацию, и к концу 1980-х - началу 1990-х годов остеоинтеграция стала основой современной имплантологической стоматологии. С современной точки зрения, легко и понятно сосредоточиться исключительно на текущей стоматологической функции имплантатов, но такое сужение перечеркивает благоприятные условия их разработки. То, что сейчас называется зубным имплантатом, когда-то было титановой камерой, безвозвратно встроенной в кроличью лапку.
Растущие зубы: Детская забава
Бесспорно, одной из самых инновационных областей современной стоматологии является регенеративная стоматология. В отличие от других технологических разработок в стоматологии, основанных на повышении сложности механики и цифровых рабочих процессах, таких как сканеры, фрезерные станки, 3D-принтеры и лазеры, сила и красота регенеративной стоматологии заключается в том, что она использует творческие способности клеток, присущие зубам и поддерживающим тканям. Благодаря идентификации и тонкой инженерии различных зубных стволовых клеток и клеток–предшественников ученым удалось создать некоторые биологические компоненты зубов, включая комплекс дентин-пульпа, содержащий кровеносные сосуды и нервы, а также регенерировать ткани периодонтальных связок. Несмотря на то, что наука все еще находится в стадии разработки, внедрение этих методов в клиническую практику представляется неизбежным и чрезвычайно ценным, поскольку они способны заменить полный набор решений, предназначенных для восстановления зубов, таких как прямые реставрации, коронки, мостовидные протезы и съемные протезы с использованием живой зубной ткани.
Внедрение этого подхода в стоматологию было не таким радикальным, как остеоинтеграция, но, безусловно, не менее удачным. Регенеративная стоматология, описанная здесь, возникла не только в рамках стоматологии, но и развивалась благодаря слиянию стоматологических исследований, регенеративной медицины, биологии стволовых клеток и тканевой инженерии. Она напрямую заимствована из области регенеративной медицины и, в частности, из терапии стволовыми клетками, которая была впервые разработана для лечения заболеваний крови и костного мозга, а затем исследована для регенерации нервной ткани, хрящей и кожи.
Стоматологи изучали репаративное образование дентина с 1950-х годов, но только в начале 2000-х годов исследователи впервые выделили стволовые клетки пульпы зуба из зубов взрослого человека, что ознаменовало важное сближение регенеративной медицины и стоматологии. Интересно, что одно из самых важных открытий, продвинувших вперед эту область, было сделано, когда Сонгтао Ши, ведущий исследователь в этой области, исследовал молочный зуб, выпавший у его 6-летней дочери. Изоляция и культивирование выявили быстро размножающуюся популяцию стволовых клеток и позволили получить новый, менее спорный с этической точки зрения источник этих клеток. Как и в случае с остеоинтеграцией, регенеративная стоматология опирается на подходы, разработанные в других областях, которые были перепрофилированы для стоматологии и которые в значительной степени продвинулись вперед как благодаря случайности, так и благодаря дизайну.
Компьютерное зрение: ИИ в стоматологии
Самой эффективной технологией нашей нынешней эпохи, без сомнения, является искусственный интеллект (ИИ). Его присутствие стало повсеместным, но, что более важно, оно сильно изменило образ мышления и действий людей, и люди по всей планете все чаще передают множество жизненных задач и вычислений на аутсорсинг таким платформам, как Claude и ChatGPT. Применение ИИ в стоматологии было не чем иным, как революцией, но стоит задуматься, во-первых, о том, откуда появился этот потрясающий инструмент и, во-вторых, о том, какие синергетические эффекты он использовал для того, чтобы чувствовать себя как дома в мире стоматологии.
Подходы, ориентированные на ИИ, появились в компьютерных науках в середине двадцатого века. Это не только не имело никакого отношения к стоматологии, но и имело почти метафизическую подоплеку, а именно вопрос о том, могут ли машины разумно интерпретировать информацию так же, как люди. Важной частью тестирования когнитивных способностей машин таким образом стала разработка компьютерного зрения, которое было сосредоточено именно на обучении компьютеров самостоятельно оценивать простые геометрические изображения, узоры и линии. С экспоненциальным увеличением вычислительной мощности на протяжении 1980-х и 1990-х годов и растущим влиянием машинного обучения компьютеры стали способны интерпретировать все более сложную визуальную информацию. Возможность взаимодействия со стоматологией стала историческим моментом.
Ключевым моментом стала удачная синергия формата. По мере того, как возможности ИИ по декодированию сложной цифровой визуальной информации увеличивались, стоматологическая промышленность производила широкий спектр сложных визуальных данных с помощью цифровой рентгенографии, CAD/CAM, интраорального сканирования и, позднее, КЛКТ. Такое распространение цифровых данных было вызвано не ИИ или компьютерным зрением; скорее, лежащие в их основе технологии были разработаны для повышения клинической эффективности. Но, тем не менее, это обеспечило среду, в которой возможности ИИ по анализу изображений могли работать, как если бы топливо и двигатель разрабатывались совершенно независимо, и только после этого стало очевидно, что они могут работать совершенно синхронно. Важным моментом является то, что лежащие в основе методы компьютерного зрения не были разработаны специально для зубов, но позже доказали свою высокую совместимость с визуализацией зубов.
3D-печать: От научной фантастики до клинического инструмента
Любой стоматолог знает, что 3D-печать приобретает все большее значение во многих областях стоматологии. Вместо того чтобы полагаться исключительно на устройства и прямые реставрации, стоматологи теперь могут быстро создавать широкий ассортимент персонализированных стоматологических изделий по цифровому дизайну в комфортных условиях клиники. Это то, во что предыдущее поколение стоматологов, возможно, и не верило, что такое возможно, - впечатляющая технология, относящаяся к области научной фантастики, а не к рутинному лечению зубов.
Именно здесь изначально предполагалось использовать 3D-печать: не в стоматологии и даже не в науке, а в научной фантастике. Таким образом, идея появилась в этой вымышленной литературной вселенной еще до того, как технология была окончательно разработана и изменила мир цифровой стоматологии. В своем рассказе «Вещи преходящие», опубликованном в 1945 году, американский писатель Мюррей Лейнстер описал машину—конструктор, способную формировать фигуры и предметы из жидкого пластика. Идея, которую выдвинул писатель, стала предвестником технологии 3D-печати. Потребовались десятилетия, чтобы реальность сначала догнала научную фантастику, а потом и превзошла её. Именно в 1980-е годы, в это священное десятилетие ускоряющейся цифровизации, 3D-печать добилась первых значительных успехов. Но, опять же, стоматология не была представлена в этой области инноваций. Скорее всего, 3D-печать нашла свое непосредственное применение в таких сферах, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и производство потребительских товаров, где она использовалась в основном для быстрого создания прототипов, которые впоследствии могли быть доведены до массового производства. Эта технология была редкой и, соответственно, дорогой, что выводило ранние коммерческие системы далеко за рамки обычного клинического применения.
В конечном счете 3D-печать была освоена и стоматологией. Способ очень напоминал интеграцию искусственного интеллекта, а именно случайное совпадение формата. 3D-печать зависела от цифровых 3D-моделей, которые затем можно было физически воспроизвести в различных физических материалах. Как упоминалось ранее, с 1980-х по начало 2000-х годов стоматология, действуя независимо от этой тенденции, начала генерировать все больший объем цифровых данных, включая 3D-модели, созданные с помощью интраорального сканирования, программного обеспечения CAD и данных КЛКТ. Затем эта трехмерная визуальная информация была функционально переработана для использования в аддитивном производстве. Изображения не были предназначены для 3D-печати, и 3D-печать также не была предназначена для стоматологии; они должны были быть творчески объединены на определенном технологическом этапе.
Стоматология: Присваивающая наука
Все это не противоречит огромному творческому потенциалу, присущему стоматологии, и множеству важных разработок, которые произошли в самой этой области. Суть, которая проиллюстрирована примерами из этой статьи, заключается скорее в том, что то, что мы обычно называем “стоматологией”, - это не закрытая область мысли и практики, развивающаяся в соответствии со своей собственной внутренней динамикой, а скорее полностью открытая сеть, движение которой вперед в решающей степени зависит от идентификации и принятия и творческое использование инноваций, которые происходят в смежных отраслях промышленности и науке. Таким образом, потенциальные источники инноваций в стоматологии увеличиваются в геометрической прогрессии и потенциально безграничны.
Читайте также:
Статьи от брендов
0 комментариев