Top Anwendungen in der Zahnmedizin mittels 3D-Druck

Einer der Bereiche, in denen sich der 3D-Druck großer Beliebtheit erfreut, ist die Zahnmedizin. Der 3D-Druck im Dentalbereich ist ein Werkzeug, das die Herstellung von Teilen ermöglicht, die an die Bedürfnisse und die Morphologie jedes Patienten angepasst sind. Ob durch den Einsatz der additiven Fertigung von Kunststoffen oder der Pulverbettfusion, diese Produktionsmethode eröffnet den Fachleuten in Zahnkliniken und -labors eine breite Palette von Möglichkeiten. Darüber hinaus geht der zahnmedizinische 3D-Druck oft Hand in Hand mit anderen digitalen Lösungen, wie z. B. neuen CAD-Tools oder zahnmedizinischen 3D-Scannern, die zur Erfassung der Zahnanatomie des Patienten eingesetzt werden. Kurz gesagt, dieses Ökosystem neuer Technologien bringt der Zahnmedizin eine ganze Reihe von Vorteilen. Aber welche Anwendungen können wir in diesem Bereich wirklich hervorheben, welche Technologien werden integriert und zu welchem Zweck? In dieser Liste stellen wir die wichtigsten Anwendungen des 3D-Drucks und anderer Technologien im Dentalbereich vor.

3D-Scannen im Dentalbereich

Obwohl es sich hierbei nicht um eine zahnmedizinische 3D-Druckanwendung im eigentlichen Sinne handelt, konnten wir uns das 3D-Scannen nicht entgehen lassen. Der Einsatz von 3D-Scannern wird im Bereich des 3D-Drucks und der Zahnmedizin immer üblicher. Tatsächlich ist dies einer der ersten Schritte im digitalen Arbeitsablauf. Dank eines 3D-Scanners kann der Zahnarzt das Innere des Mundes des Patienten digitalisieren, wenn er einen intraoralen Scanner verwendet, oder die Abdrücke mit einem Laborscanner digitalisieren. Diese zweite Lösung wird in der additiven Fertigung eingesetzt. Es wird eine digitale Datei des Abdrucks erstellt, die im STL-Format für den 3D-Druck exportiert werden kann. Das ist das Wie, aber was ist mit dem Warum? Einer der Vorteile der Verwendung eines 3D-Dentalscanners ist die erzielte Präzision. Er bietet auch die Möglichkeit, auf der Grundlage der genauen Morphologie des Patienten maßgeschneiderte Geräte herzustellen. Wenn der Patient beispielsweise eine Notfallprothese benötigt, müssen keine neuen Abdrücke genommen werden, da diese digitalisiert wurden. Der Patient spart Zeit, ebenso wie das medizinische Fachpersonal.

Bild: 3Shape

Kronen und Brücken

Zahnkronen und Brücken gehören zu den häufigsten zahnärztlichen Behandlungen, da sie zum Ersatz fehlender Zähne verwendet werden. Sie ähneln sich in vielerlei Hinsicht, aber der wesentliche Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass Zahnkronen zur Überkappung eines beschädigten oder kariösen Zahns verwendet werden, indem sie auf den beschädigten Zahn aufgesetzt werden. Sie können auch Zahnimplantate überdecken, wenn kein Zahn mehr vorhanden ist. Brücken hingegen werden verwendet, um fehlende Zähne zu ersetzen. Sie bestehen aus zwei Kronen (eine an jedem Ende) und einer Brücke aus Prothesen, falls erforderlich. Und natürlich spielt auch der 3D-Druck in der Zahnmedizin eine immer größere Rolle. Vorübergehende, hochpräzise, ästhetische 3D-gedruckte Kronen und Brücken können mit Hilfe des 3D-Kunststoffdrucks hergestellt werden. Diese Technologie erfreut sich zunehmender Beliebtheit, da sie eine kostengünstigere und schnellere Herstellung ermöglicht als die traditionellen Fräsverfahren. Derzeit sind 3D-gedruckte Kronen und Brücken zwar meist provisorisch, da die Dentalkunststoffe nicht so haltbar sind wie Zirkoniumdioxid, aber die Technologie wird ständig weiterentwickelt, so dass sich dies in naher Zukunft wahrscheinlich ändern wird.

Bild: Formlabs

Aligner und Retainer

Immer mehr zahnmedizinische Geräte werden mithilfe der additiven Fertigung hergestellt, die nicht nur eine höhere Fertigungsgeschwindigkeit, sondern auch eine größere Individualität ermöglicht – ein sehr wichtiger Aspekt in dieser Branche, da jeder Mund anders ist. Wir werden nun über Retentionsgeräte oder „Aligner“ sprechen, Geräte, die verwendet werden, um die Zähne von Patienten zu verhindern oder sogar zu verschieben. Um sie herzustellen, beginnt der Prozess mit einem Scan des Mundes des Patienten, dann wird eine CAD-Software verwendet und sobald wir die Datei haben, exportieren wir sie zu dem 3D-Drucker, den wir verwenden werden. Die am häufigsten verwendete Technologie ist der 3D-Druck auf Kunststoff wie SLA, DLP oder MSLA. Je nach Ihren Bedürfnissen werden Sie die eine oder die andere Technologie verwenden. Dann wird das Modell nachbehandelt, bevor es warmgeformt wird. Einige Drucker, die auch Aligner und Retentionsapparaturen drucken können, sind erwähnenswert: Formlabs mit dem Form3B+ oder der J700 Dental von Stratasys.

Bild: Formlabs

Zahnimplantate

Wann immer wir einen Zahn verlieren, ist schnelle Hilfe durch ein Implantat gefragt, denn sonst baut sich der Bereich um den fehlenden Zahn durch zu geringe Belastung ab. Mit Hilfe der additiven Fertigung können Implantate im Dentalbereich nicht nur bedarfsgerecht und damit schneller hergestellt, sondern auch individualisiert werden. Dies ist in der Zahnmedizin besonders wichtig, da der Mund und das Lächeln eines jeden Menschen individuell sind. Mit dem präzisen Herstellungsverfahren des 3D-Drucks für Zahnimplantate sind Patienten in keiner Weise eingeschränkt, was zum Beispiel ihre Bissfähigkeit oder Kaufunktion betrifft. Darüber hinaus gilt der 3D-Druck auch als wirtschaftlicheres Verfahren, das durch Innovationen ständig verbessert wird und die Herstellung von Zahnimplantaten wesentlich erleichtert.

Bild: Formlabs

Chirurgische Schablonen

Eine für die Zahnmedizin besonders wertvolle Anwendung des 3D-Drucks ist die chirurgische Führung für Zahnimplantate. Dies ist einer der neuesten Fortschritte und hat die chirurgischen Verfahren auch außerhalb der Zahnmedizin revolutioniert. Seitdem es Zahnimplantate gibt, war es für Zahnärzte sehr schwierig, sie an den richtigen Stellen zu platzieren. Aufgrund der ungünstigen Winkel und der unzureichenden Sicht war das Einsetzen für viele Zahnärzte schwierig. Infolgedessen wurden viele Implantate falsch platziert, was zu zahlreichen Komplikationen für die Mundgesundheit führen kann. An dieser Stelle kommen die Bohrschablonen ins Spiel, um diese Probleme zu lösen. Die Schablone hilft Zahnärzten, Zahnimplantate korrekt und an der richtigen Stelle zu platzieren. Es handelt sich um eine Einmalvorrichtung, die direkt auf die Zähne des Patienten aufgesetzt wird und ein Loch aufweist, mit dem das Implantat an der richtigen Stelle, im richtigen Winkel und in der richtigen Tiefe eingesetzt werden kann. Diese Methode bietet mehr Präzision, etwa dreimal mehr als das Einsetzen von Hand.

Bild: Arenas Dentistes

Anatomische Replikate und Modelle

Anatomische Modelle sind 3D-Darstellungen eines Körperteils, die auf Scans beruhen: in der Zahnmedizin sind dies der Kiefer oder der Mund. Modelle werden für die Planung und Besprechung chirurgischer Eingriffe verwendet, sowohl zwischen Patient und Arzt als auch zwischen Arzt und Zahnarzt. Sie liefern ein detailliertes Bild des betreffenden Bereichs und können das Risiko von Operationsfehlern verringern, da der Zahnarzt von einer konkreten anatomischen Struktur ausgehen kann. Aber wo kommt der 3D-Druck in der Zahnmedizin ins Spiel? Während traditionell ein Gipsmodell angefertigt wird, auf das Kronen und Prothesen gesetzt werden können, ist dies ein langsamer, manueller Prozess, der mit einer Wartezeit verbunden ist, bis das Modell fertig ist. Mit Hilfe des 3D-Drucks können die Modelle auf der Grundlage von intraoralen Scans schnell und effizient hergestellt werden, da sie vom Drucker Schicht für Schicht aufgebaut werden. Je nach Verwendungszweck des Modells werden verschiedene Arten der additiven Fertigung eingesetzt. Für einfache Modelle kann FDM mit Filament verwendet werden, während für komplexere Repliken SLA zur Herstellung von Kunststoffmodellen eingesetzt wird. Während die Verwendung traditioneller, auf Gips basierender Methoden immer noch üblich ist, wird der 3D-Druck für diesen Zweck relativ populär.

Bild: freepik.com

Zahnersatz

Der Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung von Zahnersatz ist eine neue Technologie, die das Potenzial hat, den Prozess zu rationalisieren. Während die herkömmliche Methode des Fräsens aus einer Kunststoffbasis arbeitsintensiv ist und mehrere Besuche beim Zahnarzt erfordert, könnte der 3D-Druck Zahnersatz schneller und kostengünstiger herstellen. Auch wenn die Methode derzeit noch nicht perfekt ist und durch die Ästhetik und die geringe Auflösung der Drucker eingeschränkt wird, gibt es doch eine Reihe positiver Anzeichen: Kürzlich erhielten neue Materialien für die Herstellung von Zahnersatz das CE-Zeichen (d. h. die Kennzeichnung der Unbedenklichkeit im EWR), und Patientenstudien deuten darauf hin, dass die Prothesen von den Benutzern akzeptiert werden. Einige Unternehmen wie Formlabs bieten bereits maßgeschneiderte Prothesenlösungen an; auf ihrer Website wird eine Kostenersparnis von mehr als der Hälfte im Vergleich zu komplett gefrästen Zähnen angegeben. Die sozioökonomischen Auswirkungen von additiven Fertigungslösungen sind besonders interessant, denn in Zukunft könnte der 3D-Druck eingesetzt werden, um Zahnersatz für diejenigen verfügbar zu machen, die ihn am dringendsten benötigen.

Dieses Bild zeigt ein 3D-gedrucktes Gebiss (links) und ein gefrästes Gebiss (rechts). Bild: Aegis Dental Network

Gussmodelle

Der 3D-Druck kann auch für indirekte zahnmedizinische Verfahren eingesetzt werden. Obwohl der 3D-Druck eindeutig für die Herstellung von zahnmedizinischen Endprodukten wie Kronen und Brücken, Käppchen und Unterkonstruktionen usw. verwendet wird, spielt er auch eine Rolle bei der Herstellung von Gussmodellen. Zahnärztliche Abdruckmodelle sind genaue, dreidimensionale Nachbildungen der Zähne eines Patienten und können nicht nur zur Untersuchung des Mundes, sondern auch zur Herstellung von Kronen, festsitzenden Brücken und Prothesen verwendet werden. Jeder, der schon einmal eine kieferorthopädische Behandlung hatte oder beim Zahnarzt war, kennt die Erfahrung, in das unangenehme Wachs zu beißen, um diese perfekte Form herzustellen. Mit dem 3D-Scannen und -Drucken wird der Prozess jedoch gestrafft, indem eine hochpräzise Form durch Drucken, Waschen und anschließendes Entfernen unerwünschter Stützen, Ausbrennungen usw. erstellt wird, die ein Endprodukt ergibt.

Wussten Sie über die verschiedenen Anwendungsbereiche der additiven Fertigung und gezielt des 3D-Drucks in der Zahnmedizin Bescheid? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook, Twitter,  LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter. Abonnieren Sie auch unseren Newsletter zur Formnext 2022!