3D tištěné skelety: klinicky přívětivější skeletové náhrady

Více než 20 let se specializuji na snímatelné náhrady, včetně náhrad skeletových. Na základě odezvy mých spolupracujících lékařů si troufám usuzovat, že po mnoha letech učení a zdokonalování se mi daří zhotovovat skelety, které lze označit za špičkové. Nemusím však podotýkat, že zhotovování skeletů licí technikou je jedna z nejnáročnějších zubotechnických disciplín, a především co do přesnosti má tato technika svůj technologický strop, který už nemůže reflektovat nároky moderní protetické stomatologie, a to ani při využívání těch nejkvalitnějších materiálů, nejlepších přístrojů a maximálně vyladěném pracovním postupu. Mj. proto jsem pro svou praxi začala koncem roku 2022 hledat konkrétní možnosti realizace výroby skeletů digitální cestou a v roce 2024 se tou nejmodernější technologií v nabídce mých služeb staly 3D tištěné skelety metodou laserového sintrování. Zásadní podíl na tom má pomoc mých kolegů, majitele zubní laboratoře DENTILA Jana Dlouhého, jeho zaměstnance Ruslana Babiy a CAD specialistky společnosti Microdent Karolíny Kapounové, za což všem patří můj velký dík.

3D tisk kovu vs. licí technika

Na 3D tištěné skelety jsem obecně z prostředí běžné praxe doposud slyšela více stížností než chvály a přestože jsem na základě vlastního průzkumu dospěla k přesvědčení, že 3D tisk kovu je již reálnou efektivní cestou k dalšímu zkvalitnění skeletových náhrad v běžné praxi oproti sebelépe zvládnuté licí technice, překvapilo mě, jak velký posun jsem u sebe v tomto ohledu zaznamenala. Z mého pohledu nabízí 3D tisk natolik jiné a širší možnosti, že otevírá cestu v podstatě k jinému typu částečných snímatelných náhrad vyztužených kovem, než jak jsme doposud vnímali tzv. skeletové náhrady. Vysoká přesnost zhotovení tištěných skeletů umožňuje perfektní stabilitu náhrady v ústech a zároveň maximální šetrnost vůči kotevním zubům, včetně snadného a lze říci atraumatického nasazení a vyjmutí: Licí technikou se mi nikdy nepodařil skelet, který by vykazoval tak jemné, přičemž však jednoznačné, „zacvaknutí“ při nasazování a snadnost sundávání při tak vysoké stabilitě v ústech. Podmínkou úspěchu je však precizní příprava zahrnující kvalitní otisk (v případě konvenční otiskovací metody v individuální lžičce), zhotovení vysoce přesného pracovního modelu a zkušenosti zubního technika s navrhováním optimálního individuálního rozložení konstrukce skeletu a také jeho přizpůsobivost nové technologii. Při nedostatečné přípravě je výsledný produkt problematický až nepoužitelný, protože přesnost 3D tisku „neodpustí“ žádnou chybu. Vedle skutečnosti, že se zubní technici často setkávali s nedokonalostmi nově zaváděné technologie a teprve objevovali a dodnes objevují všechny její možnosti a úskalí, je to podle mého názoru jeden z hlavních důvodů, proč jsou tištěné skelety v běžné praxi ještě velmi často vnímány jako technologie, která přináší více problémů než benefitů. Moji spolupracující lékaři jsou však nadmíru spokojeni a někteří na základě vyššího levelu kvality a efektivity mých skeletových náhrad zvýšili jejich produkci.

Efektivita 3D tištěných skeletů – možnosti outsourcingu

V rámci obecného vyhodnocení efektivity 3D tištěných skeletů pro běžnou praxi se samozřejmě budeme zabývat formami outsourcingu, nikoliv pořízením všech výrobních nástrojů, včetně 3D tiskárny na bázi laserového sintrování (spékání) kovu, protože pro naprostou většinu českých zubních laboratoří (ne-li pro všechny) je v současnosti smysluplná návratnost takové investice poněkud utopická. Budeme brát v potaz podmínky a formy spolupráce v nabídce výrobního centra Microdent, které jsem si zvolila k dlouhodobé spolupráci.

Máte několik možností, jak realizovat outsourcing výroby skeletů u Microdentu:

• zasílání konvenčních otisků
• zasílání sádrových modelů
• zasílání digitální otisků – tzn. skenů z IOS
• zasílání digitálně navržených skeletů formou STL dat

U konvenčních otisků nebo sádrových modelů zákazníci volí různé cesty, jak zásilku do výrobního centra doručit. Digitální otisky jsou předávány prostřednictvím internetového uživatelského rozhraní – klientského účtu na webových stránkách Microdentu. Nutno zdůraznit: Přestože můžete do Microdentu jako podklad pro výrobu skeletů zasílat konvenční či digitální otisky, jedná se o službu pro zubní techniky / zubní laboratoře, nikoliv přímo pro zubní ordinace, protože outsourcovat lze výrobu samotných skeletů – nikoliv dokončených skeletových náhrad včetně pryskyřičné báze s umělými zuby.

Jak vidno, nemusíte vlastnit nic z digitálního workflow – prostě pošlete klasické sádrové pracovní modely, nebo dokonce jen otisk, a z výrobního centra vám doručí hotový skelet – na přání dosazený na modelu a vyleštěný. Pokud vlastníte laboratorní skener, nebo má váš lékař intraorální skener, tak ušetříte za poštovné, a především ušetříte čas vynaložený na dopravu – doručení digitálních dat je samozřejmě okamžité.

Výše ceny za outsourcing výroby skeletů může být poměrně variabilní a závisí na rozsahu vyžádaných služeb, složitosti zpracování vašich zakázek a také na jejich množství. Troufám si tvrdit, že když spočítáte všechny náklady na provoz a údržbu přístrojů (o pořizovacích nákladech nemluvě), na materiál a vynaložený čas na výrobu skeletu licí technikou, tak se vám outsourcing vyplatí i v případě, že cena vaší skeletové náhrady pro ordinace je 6 500 Kč. Doufám ale, že tak nízkou cenu nemáte, protože v současnosti je to nesmyslné podhodnocení vaší práce.

Předem se omlouvám čestným výjimkám, ale musíme si připustit, že zubní technici se obecně zrovna nevyznačují talentem ve zvládání „podnikatelské matematiky“. Řada z nás samozřejmě svoje podnikání zvládá s uspokojivým výsledkem, ale málo kdo z nás „vysype z rukávu“ přesná čísla v rámci podrobného rozboru nákladů na zhotovování jednotlivých typů náhrad. Proto nám nezřídka unikají i některé důležité ekonomické aspekty naší práce. Já osobně jsem zjistila, že při započítání materiálu a čistého pracovního času bez technologických prostojů (každá minuta pronájmu nebo provozování laboratoře něco stojí) se mi outsourcing výroby skeletů vyplatí více než jejich vlastnoruční výroba. Navíc moje ruce, klouby a oči překvapivě nemládnou a zbavení se „černého hutnického řemesla“ v podobě výroby skeletů licí technikou mi přineslo značnou úlevu.

Laserem sintrovaný CoCr PAR + CAD/CAM přesnost

Pro sintrování laserem se mj. používají dva typy slitiny kobaltu a chromu (+ dalších prvků, které dotvářejí vlastnosti základní slitiny) – tzn. nám dobře známého chromkobaltu: CoCr C&B (Crown & Bridge) a CoCr PAR (Partial Removable). Pro 3D tisk jsou to materiály na bázi jemného prášku. Typ C&B obsahuje vyšší procento prvků zajišťujících tvrdost slitiny – především chromu a molybdenu, a jak jeho název napovídá, je určen pro výrobu konstrukcí korunek a můstků. Typ PAR je pružnější, přičemž však stále velmi odolný a pevný v ohybu, a to je pro kotevní prvky skeletových náhrad čili spony velmi vítaná vlastnost. Sintrovaný CoCr PAR je pružnější i než slitina používaná pro licí techniku. Ve spojení s „CAD/CAM přesností“ to otevírá ve výrobě skeletových náhrad zcela nové možnosti.

Co tím přesně myslím? Při virtuálním navrhování (3D modelování) skeletu (a jakékoliv jiné náhrady) CAD program mj. automaticky „ohlídá“ přesnou funkční tloušťku materiálu v každé části skeletové konstrukce a rovnoměrnost v průřezu materiálu, a to samozřejmě i v místech, kde se materiál postupně ztenčuje – jako právě v ramenech spon. S takovou přesností to ruční modelací nelze zvládnout, ani kdybyste si nechali k ruce přirůst šupleru a na oči mikroskop – nehledě na to, že licí technika ani takovou přesnost nedokáže plně reprodukovat. Tzn. při CAD modelaci nikde nemohou vzniknout slabá místa a rovnoměrnost v průřezu materiálu zajišťuje optimální pevnost skeletové konstrukce jako konzistentního celku, a to i při využití minimální funkční tloušťky materiálu. CAM technologie, v tomto případě laserové sintrování, pak dokáže s vysokou mírou přesnosti CAD návrh reprodukovat. Navíc oproti licí technice ani nemohou při sintrování vznikat v kovu porozity. To umožňuje v běžné praxi navrhovat a vyrábět nevídaně lehké gracilní a přitom vysoce pevné skelety s jemnou a tudíž klinicky šetrnou, avšak stabilní frikcí na kotevních zubech.

Poznala jsem to mj. na skutečnosti, že po přechodu na CAD/CAM výrobu se najednou učení pacientů, jak nasadit a vyndat skelet, a jejich zvykání si na novou náhradu stalo znatelně snazším. Už předtím jsem byla profesně hrdá na lehkost, s jakou obvykle mé skelety zacvaknou do úst a jak snadno se pacient naučí náhradu z úst vyjmout, přičemž ale náhrada „sedí jako přibitá“. A také na spokojenost pacientů. Sama jsem byla překvapená, nakolik znatelného posunu jsem dosáhla – je to v podstatě nový vyšší level.

Mnozí zubní technici začali využívat možností digitální CAD modelace skeletu v kombinaci s konvenční licí technikou: Podle CAD návrhu je model skeletu vytištěn na 3D tiskárně ze spalitelného plastu a klasicky odlit. Je to samozřejmě nezanedbatelný technologický posun, ale výsledek je stále limitován technologickými možnostmi licí techniky. S výsledky přímého 3D tisku skeletu sintrováním kovu to nelze srovnávat – teprve zde se dostáváme na zásadně vyšší úroveň kvality a stupně atraumatičnosti skeletových náhrad.

Dosazení 3D tištěného skeletu na model

Setkala jsem se již několikrát s překvapujícím údivem zubních techniků nad skutečností, že se 3D tištěné skelety musí dosazovat na model, když je to přece tak přesná záležitost. Ano, 3D tištěné skelety nutno ručně dosadit na model, stejně jako obecně každý CAD/CAM protetický výrobek. Zde jsou talent, zkušenosti a především pečlivost zubního technika nenahraditelné. Přesto CAD/CAM technologie prokazatelně představují revoluční posun v přesnosti a klinické „přívětivosti“ zubních náhrad. Je totiž kupříkladu značný rozdíl mezi několikahodinovým brutálním broušením, po kterém máte kovové piliny i ve spodním prádle a nesrovnatelně méně náročným doladěním frikce, které u tištěných skeletů obvykle trvá (alespoň tedy mně) 10 až 30 minut (zřídka mi to trvá déle v extrémně náročných případech).

Jen v této souvislosti připomínám, že se nemusíte zabývat ani dosazením tištěného skeletu na model, protože je to jedna z volitelných služeb výrobního centra Microdent.

• 

  Obr. 1

• 

  Obr. 2

• 

  Obr. 3

• 

  Obr. 4

• 

  Obr. 5

• 

  Obr. 6

• 

  Obr. 7

• 

  Obr. 8

• 

  Obr. 9

• 

  Obr. 10a

• 

  Obr. 10b

• 

  Obr. 10c

• 

  Obr. 10d

• 

  Obr. 11a

• 

  Obr. 11b

• 

  Obr. 11c

• 

  Obr. 11d

• 

  Obr. 11e

• 

  Obr. 12a

• 

  Obr. 12b

• 

  Obr. 12c

• 

  Obr. 12d

• 

  Obr. 12e

• 

  Obr. 13

• 

  Obr. 14a

• 

  Obr. 14b

• 

  Obr. 14c

• 

  Obr. 14d

Kazuistika – náhrada molárů v dolní čelisti pomocí 3D tištěného skeletu

Nedávno se na mě obrátila moje dlouholetá kamarádka, bývalá zubní technička, s prosbou o pomoc se zubní náhradou pro její 70letou maminku. Před více než dvaceti lety kamarádka mamince vyrobila metalokeramické korunky pro horní frontální a částečně i distální úsek chrupu. Korunky vypadají velmi zachovale – maminka však během let bohužel přišla o všechny moláry v dolní čelisti a horní moláry se začaly posouvat do supraokluze, což samozřejmě velmi destruktivně ovlivňuje mezičelistní vztahy. Bez náhrady chybějících molárů a rekonstrukce skusu by tato situace vedla k přetěžování frontálních zubů obou čelistí, což by s největší pravděpodobností fatálně zkrátilo jejich životnost.

Zavedení implantátů pacientka vzhledem ke svému věku a finanční situaci striktně odmítla. Jediným řešením tedy byla částečná snímatelná náhrada. Situaci ovšem komplikují velké kulovité útvary v ústech pacientky lingválně po obou stranách dolní čelisti (torus mandibularis) (obr. 1), které znesnadňovaly naplánování funkčního spojovacího prvku skeletu. A aby toho nebylo málo, tak úzké alveoly v místě chybějících molárů poskytují velmi malou neoptimální plochu pro podporu sedel k umístění konfekčních zubů.

Byl to tedy poměrně komplikovaný případ, a tak jsem se rozhodla řešit jej s pomocí zkušených specialistů na CAD/CAM, a to přímo v místě jejich technologického zázemí: Využila jsem pozvání k několikadenní neformální stáži ve výrobním centru Microdent v Turnově a vzala si s sebou případ maminky mé kamarádky v podobě skusové šablony pro rekonstrukci mezičelistních vztahů a přesných pracovních modelů situace odlitých ze sádry 4. třídy, a to z otisků v individuální lžíci (obr. 2). Malý tip: Individuální otiskovací lžíce a také kupříkladu modely náhrad pro zkoušku v ústech zhotovuji z materiálu Ivolen – velice se mi osvědčil jako univerzální pomocný materiál nejen k těmto účelům. Zmíněné příjemné pozvání ke stáži přišlo jako reakce na mé výše definované nadšení nad přínosem 3D tištěných skeletů pro mou praxi, které jsem vyjevila paní Karolíně Kapounové, zubní techničce a CAD specialistce společnosti Microdent. Erudice a nápaditost Karolíny má zásadní podíl na úspěšném vyřešení našeho případu – jak jsme k němu dospěly, si přečtete a prohlédnete níže:

Po rozboru situace jsme stanovily průběh skeletové konstrukce a zakreslily jej na model tenkým fixem červené barvy (obr. 3). Červenou barvu, na rozdíl od jiných, dokáže rozlišit skener, tzn. že zákres na sádrovém modelu lze skenováním přenést do virtuálního prostředí, kde poslouží jako vodítko pro CAD návrh skeletu. Modely obou čelistí byly naskenovány. Pomocí skusové šablony jsme modely umístily do artikulátoru. Výhodou bylo, že ve výrobním provozu Microdentu lze využít skener Smart Optics s velkým objemem pracovního prostoru, kterým je možno naskenovat pozici modelů umístěných do artikulátoru (obr. 4), což u laboratorních stolních skenerů není zpravidla možné.

Následně Karolína vymodelovala virtuální model skeletu v programu Exocad v modulu PartialCAD (obr. 5, 6), který od určité verze umožňuje zároveň s navrhováním skeletu navrhnout pro plánovanou náhradu také individuální umělé zuby (obr. 7, 8), které jsou poté vyfrézovány z odolného plastu. Tuto možnost jsme vzhledem k nedostatku místa pro náš případ využily – umělé zuby lze navrhnout ve velmi minimalistických rozměrech, aniž by nastaly problémy s jejich retencí v pryskyřičné bázi, protože jsou navrženy s otvorem pro trny, které se v takovém případě stanou součástí konstrukce skeletu v místě sedel pro pryskyřičnou bázi, čímž je zajištěna perfektní mechanická retence umělých zubů. Jako levnější variantu lze zvolit zuby tištěné – ovšem 3D tisk umělých zubů zatím nenabízí probarvení a estetiku do viditelného úseku chrupu.

Průběh navrhované konstrukce skeletu musel velmi pečlivě zohledňovat požadavek na vysoce atraumatické okraje, a to především v oblastech kolem hyperplastických útvarů v ústní spodině a také v místě sedel, tzn. v místech, kde konstrukce ponese umělé zuby. Při navrhování tedy bylo nutno zohlednit množství detailů, což se ale díky erudici Karolíny obešlo bez větších časových ztrát oproti jednodušším případům. Po závěrečné pečlivé analýze návrhu následovalo odeslání STL dat do výroby (obr. 9).

Poté jsem se po několikadenním příjemném pobytu v Turnově vrátila domů. Vytištěný vyleštěný skelet mi byl spolu s vyfrézovanými umělými zuby zaslán do laboratoře (obr. 10a–e).

Následovalo odstranění malých podpěr (supportů) v místě spon řezacím diskem a dosazení skeletu na model s využitím okluzálního spreje provedením drobných přesně cílených zábrusů. Poté jsem přikročila k modelaci pryskyřičné báze částečné náhrady z vosku a k usazení individuálně navržených umělých zubů v artikulátoru pro zkoušku v ústech (obr. 11a–e).

Zmíněné supporty v místě spon, které vznikají při 3D tisku, jsou v případě, že skelet není dosazován na model ve výrobním centru, ponechány na konstrukci skeletu záměrně jako pojistka proti zdeformování tenkých ramen spon při přepravě.

Zkouška v ústech proběhla za velkého nadšení naší pacientky, která ze skeletové náhrady nepociťovala sebemenší trauma (obr. 12a–e). Umělé zuby nevykazovaly artikulační překážky. Následovalo dokončení náhrady přeměnou vosku na pryskyřici v kyvetě (obr. 13) tepelnou polymerací po dobu 4 hodin při 100 °C. Po pozvolném vychladnutí formy byla provedena dekyvetace, opracování, pečlivé vyleštění a odevzdání hotové náhrady (obr. 14a–d) pacientce k užívání.

Závěrem

V 3D tištěných skeletech vidím jednoznačný zásadní posun v kvalitě částečných skeletových náhrad, které lze dosahovat v běžné praxi oproti konvenční licí technice. Má výše uvedená tvrzení ohledně zlepšení klinických vlastností těchto náhrad díky 3D tištěným skeletům, která vyplývají z mé dosavadní praktické zkušenosti, je samozřejmě nutno potvrdit klinickými zkušenostmi zubních lékařů.

Tento článek vznikl za přispění výrobního centra Microdent, avšak nejedná se o komerční sdělení. Prohlašuji, že text neobsahuje účelové či tendenční fabulace a odráží mé skutečné profesní názory a zkušenosti.