DT News - Italy - Stampa 3D in odontoiatria: tecniche avanzate per modelli, corone e abutment su Ti-Base

Gi. Rossi, F. Biaggini

mer. 24 aprile 2024

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La stampa 3D sta rivoluzionando il settore odontoiatrico, offrendo precisione, efficienza e personalizzazione senza precedenti. In questo testo, ci immergeremo in dettagli tecnici e pratici su come ottenere i migliori risultati nella stampa di modelli, corone, e abutment su Ti-Base, basandoci su studi di clinici, ricerche recenti e protocolli validati (Fig. 1).

La preparazione del file per la stampa 3D: passaggi dettagliati e consigli
La fase di preparazione del file e la libreria del Software è fondamentale nel processo di stampa 3D, poiché stabilisce le basi per la successiva modellazione, stampa, e finitura del pezzo. Questa sezione delinea i passaggi critici e le considerazioni per preparare i file in modo ottimale, garantendo risultati di alta qualità.

Preparazione e controllo del file STL

Il primo passaggio critico riguarda l’ottimizzazione del file STL, che rappresenterà il modello 3D da stampare. Questi file devono essere esaminati e modificati se necessario per eliminare eventuali imperfezioni, come buchi nella mesh o superfici non connesse, che potrebbero compromettere la qualità della stampa. Strumenti software dedicati possono aiutare in questa fase, permettendo anche di ridurre la dimensione del file senza perdere dettagli importanti.

Definizione delle tolleranze

La scelta delle tolleranze gioca un ruolo significativo nella sequenza di preparazione del file. Le tolleranze, lo spazio cemento, determinano il grado di adattamento tra l’abutment, l’interface/Ti-Base, e la corona e devono essere selezionate in base al tipo di fit desiderato, ad es., tol 3, tol 5, rispettivamente 30 e 50 micron di spazio. Una tolleranza più stretta può garantire un adattamento più preciso, ma richiede una maggiore precisione nella stampa e nella finitura. È fondamentale comprendere le capacità del proprio sistema di stampa 3D per scegliere la tolleranza ottimale.

Selezione e verifica della libreria IPD

La scelta della libreria IPD ProCam (IPD DentalGroup/AbutmentCompatibili.com) appropriata è il secondo passo cruciale. Le librerie IPD forniscono i parametri per le Interface/Ti-Base implantari e sono essenziali per garantire l’adattamento preciso dell’abutment e della corona. È importante selezionare una libreria compatibile con il proprio sistema implantare e verificare che essa includa le specifiche per l’angolazione e il tipo di Interface/Ti-Base necessari, come dimostrato dalla selezione della libreria inerente a questo caso clinico: Sweden&Martina Khono ø3,8 con Interface/Ti-Base, un’altezza di transmucoso da 0,5 mm e foro vite TPA inclinato di 10° (Figg. 2, 3)

Fig. 1_Un lampante esempio di modello stampato in 3D con parte rosa della gengiva in silicone e struttura protesica per un provvisorio a carico immediato.

Figg. 2, 3_La scelta dello spazio cemento viene deciso in fase iniziale di accoppiamento della libreria con la scansione e rivalutabile all’interno del progetto CAD rientrando in “Expert Mode” e cambiando la libreria selezionata inizialmente. Medesima procedura si utilizza per la scelta dell’angolo del canale vite, scelto inizialmente e rivalutato durante l’avanzamento del progetto CAD.

Compensazione della scansione e modellazione del profilo di emergenza

Una corretta compensazione della scansione è vitale per assicurare che il modello 3D e la posizione spaziale della connessione implantare corrispondano perfettamente all’anatomia reale del paziente. La dimensione estremamente accurata del profilo di emergenza (altezza G. del transmucoso), che include la compensazione per le discrepanze introdotte dallo scanbody, è essenziale per ottenere un matching perfetto tra il modello digitale e la situazione intraorale. L’utilizzo di tecniche di scansione avanzate e software di modellazione specifici può facilitare questo processo, migliorando l’adattamento finale del restauro (Fig. 4).

Verifica e validazione del file finale

Prima di procedere alla fase di stampa, è cruciale eseguire una verifica finale del file per assicurarsi che tutti gli aspetti siano stati correttamente impostati. Questo include la validazione delle dimensioni, la conformità con le specifiche del materiale di stampa e l’assenza di errori di modellazione. La validazione può essere facilitata da strumenti di analisi del file che permettono di identificare e correggere eventuali problemi prima della stampa. Focalizzandosi sull’analogo 3D dei IPD (IPD DentalGroup/AbutmentCompatibili.com), il protocollo di validazione, il file di calibrazione, il tampone di calibrazione e gli 11 offset disponibili nelle librerie IPD ProCam. (Fig. 5).

Focus tecnico: analogo 3D di IPD
L’analogo 3D di IPD (IPD DentalGroup/AbutmentCompatibili.com) rappresenta una componente chiave nel mondo dell’odontoiatria digitale e della protesica implantare. Questo sistema avanzato è progettato per garantire una precisione e affidabilità senza pari nella produzione di modelli dentali e relativi abutment, utilizzando le più innovative tecnologie di stampa 3D. Un aspetto fondamentale del sistema è il suo protocollo di validazione, che si avvale del file di calibrazione e del tampone di calibrazione, assicurando che ogni componente stampata rispetti rigorosamente le specifiche cliniche (Fig. 6).

Tampone di calibrazione
Il tampone di calibrazione è uno strumento critico utilizzato per verificare la precisione della stampante 3D e del processo di stampa. Prima della produzione effettiva, il tampone viene utilizzato per valutare e, se necessario, calibrare la stampante per garantire che l’output sia all’interno delle tolleranze richieste. Questo passaggio è fondamentale per mantenere l’alta qualità e la consistenza dei componenti dentali stampati (Fig. 7).

Fig. 4_La libreria con valori incrementali degli STL permette di correggere le aberrazioni luminose esaltando le già ottime performance di scanbody in materiali ibridi come Titanio/Peek.

Fig. 5_Corona pronta per essere esportata in STL e stampata, la cava che accoglierà l’Interface/Ti-Base è cosi ottimizzata per il processo di produzione e i materiali scelti e rivalutati durante il processo di progettazione CAD..

Fig. 6_Sezione di stampa dedicata alla sede dell’analogo 3D di IPD Dental Group, si evidenziano le due viti di bloccaggio.

Fig. 7_Il tampone di calibrazione funge da strumento “Passa e non Passa” simulando il corpo di un analogo standard e permettendo di valutare tutti gli 11 offset a disposizione e selezionare il maggiormente valido.

11 Offset nelle librerie IPD ProCam
Le librerie IPD ProCam offrono 11 offset differenti, permettendo una personalizzazione senza precedenti e la flessibilità nella produzione di abutment e corone. Questi offset consentono di adattare la progettazione al caso clinico specifico, tenendo conto delle variazioni anatomiche tra i pazienti e migliorando l’adattamento e l’estetica finale delle protesi. La disponibilità di molteplici offset assicura che i professionisti possano scegliere la configurazione più adatta per ogni situazione, ottimizzando i risultati clinici.

Implicazioni cliniche e vantaggi
L’integrazione del protocollo di validazione supportato dal file e dal tampone di calibrazione, insieme al sistema di bloccaggio a due viti, conferisce al sistema IPD una precisione e affidabilità eccezionali. Queste caratteristiche sono essenziali non solo per garantire un adattamento perfetto delle protesi ma anche per ridurre i tempi di lavorazione e migliorare l’efficienza del flusso di lavoro in laboratorio. Di conseguenza, i pazienti beneficiano di soluzioni protesiche più accurate, confortevoli e funzionali, con tempi di attesa ridotti. In conclusione, l’analogo 3D di IPD e il suo sistema di bloccaggio e calibrazione innovativo rappresentano un notevole passo avanti nell’odontoiatria digitale, offrendo agli odontotecnici strumenti avanzati per realizzare lavori di alta qualità con una precisione ineguagliabile. La continua evoluzione di queste tecnologie promette di portare ulteriori miglioramenti nel campo della protesica implantare, elevando gli standard di cura e soddisfazione del paziente.

Modellazione e nesting avanzati nella stampa 3D odontoiatrica
La modellazione e il nesting rappresentano due fasi cruciali nel processo di stampa 3D odontoiatrica. Non solo determinano la precisione e l’efficacia del risultato finale, ma influenzano anche l’efficienza del processo produttivo e la riduzione dei costi materiali. Vediamo come.

Tecniche di modellazione per precisione ottimale
La modellazione 3D richiede un approccio dettagliato per assicurare che ogni componente - dai modelli di studio agli abutment su Ti-Base - sia progettato con la massima precisione. Software avanzati di CAD come ModelPro, Exocad, 3Shape, Blender4Dental, permettono di creare modelli digitali altamente dettagliati, sfruttando funzionalità come: analisi della tolleranza dimensionale - permette di prevedere e compensare le variazioni dimensionali durante la stampa, assicurando che il pezzo finito rispetti le specifiche precise -; simulazione delle forze di stampa - utilizzando algoritmi avanzati, i tecnici possono prevedere come le forze esercitate durante la stampa influenzeranno il modello, adattando di conseguenza il design per evitare deformazioni -; ottimizzazione del profilo di emergenza - particolare attenzione va data alla modellazione del profilo di emergenza, essenziale per garantire un adattabilità perfetta dell’abutment su TiBase. Utilizzando software che permettono modifiche dettagliate, è possibile dimensionare il profilo prossimo alla connessione per una calzata impeccabile.
Strategie di nesting per massimizzare l’efficienza
Il nesting, ovvero l’organizzazione dei modelli digitali sulla piattaforma di stampa, richiede una strategia meticolosa per ottimizzare l’uso dello spazio e ridurre i tempi di stampa: orientamento ottimale - l’orientamento dei pezzi sulla piattaforma di stampa è fondamentale per minimizzare i supporti necessari e garantire una stampa efficace. Tecniche avanzate di nesting permettono di valutare diversi orientamenti per trovare quello ideale che riduca al minimo le forze di separazione e migliorare la qualità della stampa - ( Figg. 8, 9); densità e posizionamento dei supporti - una distribuzione intelligente dei supporti è cruciale per assicurare la stabilità dei modelli durante la stampa, senza compromettere la qualità superficiale. Software specifici offrono la possibilità di personalizzare la densità e il posizionamento dei supporti basandosi sulla geometria specifica del modello. Questi saranno successivamente da personalizzare aumentando il loro numero nelle zone di possibile collasso o dove vogliamo avere una maggiore tenuta dimensionale del pezzo a scapito della pulizia di stampa (Figg. 10, 11) -; nesting multi-modello - stampare più modelli contemporaneamente può significativamente aumentare l’efficienza produttiva. Attraverso un’attenta pianificazione del nesting, è possibile massimizzare l’utilizzo dello spazio sulla piattaforma di stampa, riducendo i tempi morti e aumentando la produzione (Fig. 12). Adottando tecniche avanzate di modellazione e nesting, gli operatori possono superare le sfide presentate dalla stampa 3D, migliorando sia la qualità che l’efficienza del processo produttivo. La chiave del successo risiede nella scelta di software CAD e CAM avanzati e nella continua sperimentazione e ottimizzazione delle strategie di nesting. Con l’approccio giusto, è possibile trasformare le potenzialità della stampa 3D in realtà tangibili, offrendo soluzioni odontoiatriche precise, affidabili e cost-effective.

Figg. 8, 9_L’orientamento dei modelli o degli oggetti da stampare influenzerà l’ingombro, la velocità e il tipo di supporti e la quantità di essi. Pochi supporti potrebbero creare aree di cedimento, troppi supporti creerebbero aree di imperfezione, orientare una corona con il bordo incisale in alto creerà dettaglio sul bordo stesso riducendo la precisione del dettaglio con l’Interface/Ti-Base, il contrario permetterà di avere tanta precisione sull’interfaccia con l’abutment ma meno su bordo incisale.

Figg. 10, 11_Esempio di distribuzione dei supporti di stampa.

Fig. 12_Esempio di ottimizzazione del piatto di stampa.Fig. 12

Finiture e post-curing: tecniche avanzate e protocolli clinici
Le fasi finali di finitura e post-processamento dei dispositivi odontoiatrici stampati in 3D sono fondamentali per garantire la precisione, l’estetica e la funzionalità richieste per il successo clinico. Questa sezione esplora approcci avanzati e consigli pratici basati sulle più recenti ricerche e applicazioni cliniche.

Pulizia e rimozione dei supporti
Pulizia Iniziale: la rimozione efficace dei supporti e dei residui di stampa inizia con una pulizia iniziale accurata. L’uso di alcol isopropilico (IPA) seguito da un lavaggio ultrasonico rimuove efficacemente i residui superficiali senza compromettere l’integrità del modello. Controllo e Finitura Manuale: la rimozione manuale dei supporti rimanenti con strumenti specifici, come spatole e pinzette di precisione, consente una finitura di precisione. Questo passaggio richiede un’attenzione particolare per non alterare la precisione dimensionale dei margini e delle superfici di adattamento.

Post-curing: ottimizzazione della resilienza e delle proprietà dei materiali
Dopo la stampa 3D, sia i modelli dentali che le corone subiscono un processo di post-curing essenziale per ottenere la massima precisione e stabilità delle proprietà meccaniche e chimiche. Questa fase è cruciale per assicurare che i dispositivi medici stampati, come le corone, raggiungano le specifiche richieste per applicazioni cliniche.

Lavaggio in alcool isopropilico e asciugatura
Il primo passo prevede il lavaggio degli oggetti in alcool isopropilico utilizzando ultrasuoni per 10 minuti. È consigliato soffiare con aria compressa gli oggetti prima di immergerli, specialmente per le stampe realizzate con resine molto viscose. Questo aiuta a rimuovere eventuali residui prima del lavaggio. Dopo il lavaggio, è fondamentale soffiare nuovamente i modelli con aria compressa per asciugarli completamente. Lasciare asciugare gli oggetti all’aria può causare l’adesione di particelle di resina sulla superficie, compromettendo la pulizia del pezzo finito.

Polimerizzazione UV
La polimerizzazione di modelli e gengive artificiali può essere realizzata utilizzando un polimerizzatore standard, purché operi con una lunghezza d’onda tra 385 e 405 nm. È importante notare che molti polimerizzatori per compositi presenti nei laboratori non raggiungono queste lunghezze d’onda e, quindi, potrebbero non essere adatti per questo scopo. Per la stampa di dispositivi medici, come le corone, si richiede l’utilizzo di un sistema di polimerizzazione con protocolli validati e certificati. Questo assicura che le resine biocompatibili sviluppino le proprietà meccaniche e chimiche appropriate per l’uso clinico. In questo contesto, abbiamo adottato il Meccatronicore BB Cure N, che offre protocolli validati e certificati per diverse resine sul mercato. Questo sistema di polimerizzazione utilizza una camera riempita di azoto, un gas inerte che migliora significativamente la qualità della polimerizzazione, garantendo risultati ottimali.

Focus tecnico: importanza del post-curing certificato per dispositivi medici
Il processo di post-curing non è solo una fase tecnica necessaria per completare la produzione di modelli e dispositivi odontoiatrici stampati in 3D; rappresenta anche un elemento chiave per assicurare che il flusso di lavoro sia conforme alle normative e certificazioni del settore medico. Utilizzando apparecchiature con flussi validati, si garantisce che i dispositivi medici, come le corone stampate, siano non solo esteticamente fedeli, ma anche sicuri e funzionali per il paziente. L’adozione di protocolli di post-curing avanzati e certificati migliora la resistenza, la durabilità e le prestazioni delle protesi odontoiatriche, elevando gli standard di cura e offrendo ai pazienti soluzioni protesiche di alta qualità.

Verifica della precisione e dell’adattamento
Controllo di Precisione: l’uso di scanner intraorali e tecnologie CAD per confrontare il modello finito con il design digitale originale permette di valutare la precisione dimensionale e l’adattamento. Questo approccio basato su evidenze garantisce che i dispositivi rispettino gli standard clinici. Test di adattamento clinico: prima della consegna finale, è cruciale eseguire un test di adattamento clinico per valutare la precisione dell’adattamento, la funzionalità e il comfort per il paziente. Questi test dovrebbero includere la verifica dell’occlusione, della fonetica e dell’estetica.

Tecniche di finitura avanzate
Rifinitura superficiale: per le superfici visibili, tecniche avanzate di rifinitura e lucidatura possono essere applicate per migliorare l’estetica. Materiali e strumenti specifici per la lucidatura delle resine dentali assicurano un risultato finale liscio e naturale. Personalizzazione estetica: l’applicazione di tecniche di caratterizzazione superficiale, come la colorazione e la stratificazione con compositi, migliora ulteriormente l’aspetto naturale dei dispositivi, offrendo risultati estetici superiori che si integrano armoniosamente con la dentatura naturale del paziente (Fig. 13).

Protocolli clinici basati sulla ricerca
Documentazione e valutazione continua: la documentazione dettagliata dei protocolli di finitura e post-processamento, insieme alla raccolta sistematica dei feedback dei pazienti, supporta l’ottimizzazione continua dei processi clinici. Formazione e aggiornamento professionale: la formazione continua e l’aggiornamento sulle ultime tecnologie e materiali di stampa 3D sono essenziali per i professionisti dentali, garantendo l’adozione delle migliori pratiche basate sull’evidenza. Attraverso l’adozione di queste tecniche avanzate e protocolli clinici per le finiture e il post-processamento, l’odontoiatria digitale continua a evolversi, offrendo soluzioni innovative che migliorano i risultati per i pazienti e ottimizzano i flussi di lavoro clinici (Fig. 14). L’adozione di tecniche avanzate di preparazione del file, modellazione, nesting, finiture e post-processamento può significativamente migliorare la qualità e l’efficienza della produzione di modelli, corone e abutment su Ti-Base nella stampa 3D odontoiatrica. Attraverso l’applicazione di queste pratiche, basate su ricerche approfondite e casi di studio, gli odontotecnici possono ottenere risultati eccezionali che soddisfano le aspettative dei pazienti e migliorano l’efficacia dei trattamenti odontoiatrici.

Fig. 13_Un limpido esempio delle potenzialità estetiche e tecniche delle resine stampate e caratterizzate in laboratorio.

Fig. 14_Modello stampato con resina Dental Makers Pro Model e Stampante Dental Makers LB4K 2.0. Tutto il flusso è stato ottimizzato e validato per ottenere i migliori risultati clinico-tecnico possibili.

_Glossario

3D (tre dimensioni): riferimento alla creazione di oggetti che hanno altezza, larghezza e profondità, permettendo la realizzazione di modelli fisici complessi a partire da disegni digitali.
Interface/Ti-Base: componente in titanio utilizzato come interfaccia tra la corona o moncone e l’impianto dentale, funge da scheletro di supporto sul quale si andrà ad incollare una componente custom anatomica dedicata al paziente offrendo una soluzione duratura e biocompatibile.
CAD (Computer-Aided Design): tecnologia software utilizzata per creare, modificare, analizzare o ottimizzare un design. Nel contesto odontoiatrico, è usato per progettare modelli digitali di denti e strutture di supporto.
CAM (Computer-Aided Manufacturing): uso di software e sistemi di controllo computerizzato per automatizzare il processo produttivo. Nell’odontoiatria, è spesso collegato al CAD per creare dispositivi dentali.
File STL (StereoLithography): formato di file usato per stampare in 3D. Descrive la superficie di un oggetto tramite triangoli, rendendolo il formato standard per la comunicazione con stampanti 3D.
Nesting: processo di organizzazione e ottimizzazione dell’orientamento di oggetti 3D sulla piattaforma di stampa per massimizzare l’efficienza della produzione e ridurre i materiali di scarto.
Polimerizzazione UV: processo di indurimento di resine fotosensibili attraverso l’esposizione a luce ultravioletta, comune nel post-processing della stampa 3D per migliorare la resistenza e la stabilità dei materiali.
Post-Curing: fase di post-elaborazione necessaria dopo la stampa 3D per migliorare le proprietà meccaniche e fisiche del materiale stampato, spesso attraverso il calore o la luce.
Resilienza: capacità di un materiale di resistere agli shock, alle pressioni o alle deformazioni senza rompersi o danneggiarsi.
Scanbody: componente utilizzato per ottenere una correlazione e rappresentazione digitale precisa dell’impianto dentale all’interno della bocca, essenziale per la progettazione di abutments personalizzati permette di trasferire le informazioni da matematiche con dati noti (librerie) a matematiche con dati incogniti (le scansioni intraorali).
Tolleranze: nel contesto della produzione e della stampa 3D, si riferisce alla precisione con cui le dimensioni di un oggetto stampato corrispondono alle dimensioni specificate nel modello digitale.

Materiali usati e consigliati:

ScanBody: IPD ProCam (IPD AbutmentComaptibili.com);
analogo da stampa: IPD Analg 3D (IPD AbutmentComaptibili.com);
interface/Ti-Base: Custom Interface (IPD AbutmentComaptibili.com);
resina modelli: Pro Model (Dental Makers);
resina gengiva: Gum Mask (Dental Makers);
resina corona: Acry Print 3D RU-001 Temporary (Ruthinium);
stampante: IB4K 2.0 (Dental Makers);
polimerizzatore: Meccatronicore BB Cure N;
lavaggio: Dental Makers Ultrasuoni.

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L'articolo è stato pubblicato su CAD/CAM international magazine of digital dentistry Italian Edition n. 1/24.

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