Přesné, kvalitní a zdravotně nezávadné náhrady z 3D tisku: Kardinální význam postprocessingu!

Pokud ještě váháte, jakou 3D tiskárnu vybrat, více informací o jejich specifikacích se dozvíte v článku Už máte vybranou 3D tiskárnu pro svoji praxi nebo laboratoř? Moderní DLP 3D tiskárny nabízejí díky optimální vlnové délce UV záření a nepřetržité kontrole tiskového prostředí pomocí senzorů homogenní, vysoce přesné a dlouhodobě stabilní 3D výtisky. Jejich otevřený systém umožňuje práci s širokou škálou moderních materiálů a postupů a přináší tak nejen větší flexibilitu při 3D tisku, ale i vyšší efektivitu výroby.

Kromě volby 3D tiskárny je stejně důležitý také výběr kvalitních dentálních materiálů a jejich správná indikace. Značky jako Asiga, Detax, KeyPrint a pro3dure nabízejí spolehlivé a certifikované produkty splňující nejvyšší zdravotnické standardy. Díky široké nabídce materiálů a dlouholeté zkušenosti na trhu představují jistotu pro každou zubní praxi či laboratoř. Pokud potřebujete poradit s výběrem vhodné technologie nebo materiálů, neváhejte se na nás obrátit. Díky naší vlastní praxi v 3D tisku vám můžeme poskytnout ověřené postupy přímo z reálných klinických zkušeností. Vaším cílem je vyrábět a odevzdávat kvalitní protetické výrobky. Naším cílem je doporučit vám technologii dle vašich požadavků a podmínek, ve kterých pracujete, nainstalovat ji, zaškolit vás a nastavit bezpečný výrobní proces, dodat veškerou potřebnou dokumentaci pro MDR a zajistit demonstraci pracovního postupu v zubní ordinaci a laboratoři.

Fáze postprocessingu

1. Čištění
Po vytištění je nezbytné z povrchu 3D výtisků odstranit zbytkovou nevytvrzenou pryskyřici, která by se mohla stát cytotoxickou. To se provádí použitím čisticích roztoků ideálně v ultrazvukové čističce. Důkladné čištění zajišťuje především zdravotní nezávadnost výsledných dentálních prací. Po čištění je nutno 3D výtisky nechat odvětrat (odpařit) z důvodu absorpce čisticího média hluboko pod povrch výtisku.

2. Vytvrzování (polymerace)
Tento krok je zásadní pro zajištění plné polymerace materiálu, která zvyšuje jeho mechanickou pevnost a biokompatibilitu. Vytvrzování se provádí pomocí ultrafialového světla, přičemž biokompatibilní materiály vyžadují specifické podmínky. Ty zahrnují například vytvrzování v ochranné atmosféře, která zabrání vazbě s kyslíkem, nebo dodatečné vytvrzování teplem.

3. Dokončovací práce
Broušení, leštění, případné barvení výtisků a finální pečetění povrchu zajišťuje přirozený a estetický vzhled zubních náhrad. Kontrola kvality zaručí, že vyhotovené náhrady jsou klinicky vyhovující a splňují všechny estetické i mechanické vlastnosti. Aby v 3D tisku bylo dosahováno optimálních výsledků a výtisky byly bezpečné pro pacienty, je nezbytné pečlivě dodržovat všechny fáze postprocessingu. Správný postup zaručuje garantované vlastnosti materiálu i zdravotní nezávadnost výsledných dentálních prací. Výrobci biokompatibilních materiálů jsou povinni deklarovat ověřený pracovní postup v materiálovém listu (MSDS) nebo návodu k jeho použití (IFU). Tyto doporučené postupy jsou závazné a je nutno je dodržovat.

Čištění stomatologických výtisků

Správné čištění 3D výtisků je zásadní pro bezpečnost pacienta [2]. Zbytková pryskyřice, která zůstává na povrchu 3D výtisků, je pouhým okem nepostřehnutelná, avšak zanechává lepkavý film, který může být pro pacienta cytotoxický a způsobit mu podráždění nebo alergickou reakci. Pro minimalizaci tohoto rizika doporučujeme používat ultrazvukovou čističku, namísto čističky vytvářející vír v čistící lázni. Čištění pomocí ultrazvuku s adekvátně nastavenou vlnovou délkou (40 kHz) efektivně a rychle odstraní pryskyřici i z těžko přístupných míst a dutin.

Čištění probíhá ve dvou až třech lázních: hrubé čištění a finální oplach v čistém roztoku. Obvykle se 3D výtisky ponoří do plovoucího kontejneru s isopropylalkoholem (IPA), který je umístěn ve vodní lázni v ultrazvukové čističce.

IPA jako čisticí prostředek
IPA je účinným čisticím prostředkem, ale zároveň způsobuje křehnutí materiálu, které vede ke snížení odolnosti 3D výtisků. Proto je důležité omezit dobu čištění v ultrazvukové čističce na maximálně 5 minut. Celý proces lze optimalizovat ohřevem čisticího roztoku, který posiluje jeho účinnost. Touto funkcí již disponuje většina ultrazvukových čističek. Doporučená doba čištění je 2 minuty hrubé čištění a 2 minuty dočištění.

Alternativní čisticí prostředky
U dentálních prací, které vyžadují větší odolnost, jako jsou korunky, můstky, dlahy nebo snímatelné náhrady, doporučujeme použití alternativního čisticího prostředku, například Saremco Cleaning Concentrate. Tento přípravek je speciálně vyvinut pro čištění dentálních prací a účinně odstraňuje zbytkovou pryskyřici. Je k vytištěnému materiálu šetrnější, nesnižuje jeho mechanickou odolnost a umožňuje prodloužení čištění až na 8 minut. V druhé dočišťovací lázni se následně zbytky čisticího prostředku odstraňují pomocí IPA po dobu jedné minuty. Kromě šetrnosti nabízí Saremco Cleaning Concentrate i delší životnost a možnost opakovaného použití, které ho činí nejen účinnější, ale i ekonomicky a ekologicky výhodnější alternativou.

Po dokončení dvoufázového čištění je nezbytné výtisky důkladně osušit pomocí stlačeného vzduchu, aby se odstranily veškeré zbytky chemikálií. Odvětráním 3D výtisků po čištění výrazně zvýšíme jejich mechanickou odolnost. Následně se výtisky vytvrzují buď při pokojové teplotě po dobu alespoň jedné hodiny, nebo po dobu 30 minut při zahřátí na 40 ˚C, například v laboratorní sušičce.

Důkladné čištění je zásadní nejen pro dosažení esteticky dokonalého výsledku, ale především pro zajištění zdravotní nezávadnosti a pevnosti 3D výtisků.

Vytvrzování stomatologických výtisků

Po čištění následuje další zásadní fáze, a tou je vytvrzování (polymerace) odvětraného 3D výtisku ve speciálních zařízeních k tomu určených. Tím je dosaženo mechanické pevnosti a zdravotní nezávadnosti materiálu.

V principu jsou 3D výtisky vždy vystaveny ultrafialovému světlu, které zajišťuje polymeraci materiálu na povrchu 3D výtisků. Standardní doba vytvrzování dentálních modelů v klasických vytvrzovacích jednotkách s nižším výkonem probíhá 15–30 minut [1].

Výrobci vyrábějí tyto jednotky s různými vlnovými délkami, které ovlivňují nejen barevnost, ale i zdravotní nezávadnost. Základní vytvrzovací jednotky často pracují s vlnovou délkou 405 nm, která umožňuje hlubší vytvrzení. Tato vlnová délka však nezpůsobí úplnou absorpci fotoiniciátoru v tiskovém materiálu, který je cytotoxický a může způsobit zežloutnutí výtisků.

Pro dosažení maximální zdravotní nezávadnosti 3D výtisků je klíčové vytvrzování v co nejširším spektru UV světla, zejména ve vlnové délce 385 nm. Tato vlnová délka zajistí kompletní rozpad fotoiniciátoru, pomáhá snižovat smrštění a zlepšuje mechanické vlastnosti výtisků.

Při vytvrzování v rámci postprocessingu světlo často zcela nepronikne do hlubších vrstev materiálu. Vlnová délka 385 nm je proto důležitá i u 3D tiskárny. Vytištěný nevytvrzený 3D výtisk je tak i ve své vnitřní struktuře zdravotně nezávadnější, odolnější a jeho geometrie je přesnější.

Vytvrzování v dusíkové atmosféře
U biokompatibilních materiálů je nutno, aby při vytvrzování nedošlo k vazbě monomerů s atomy kyslíku. Tomu lze zamezit vytvrzením v dusíkovém prostředí nebo ve vakuu [3]. Jinak kyslík vytváří inhibiční cytotoxickou vrstvu a povrch výtisku nikdy zcela nevytvrdne a zůstane lepkavý. Vytvrzování se zamezením vzniku inhibiční vrstvy je nezbytné pro dosažení zdravotní nezávadnosti materiálu. Zařízení provádějící polymeraci v dusíkové atmosféře mají často mnohonásobně vyšší světelný výkon a umožňují dosáhnout úplného vytvrzení během několika minut – materiál vytvrzují hlouběji pod povrch.

Hybridní systém
U některých dentálních materiálů může být použita kombinace UV a termálního vytvrzení, tzv. hybridní systém. Zde je ale problémem absence ochranné atmosféry. Toto lze řešit vytvrzením 3D výtisku ponořeného v glycerinu v průhledné nádobě. Avšak je nutné zdůraznit, že ne všechny materiály na glycerin reagují optimálně a tento proces zpomaluje šíření UV světla i tepla. Pro nejlepší výsledky doporučujeme 3D výtisk nejdříve krátce vytvrdit v ochranném prostředí, až poté v hybridním systému. Materiály vhodné pro vytvrzování tímto způsobem jsou např. Lucitone Digital Print Denture (Dentsply Sirona).

Výběr zařízení, časování a postup je potřeba dodržovat podle doporučení výrobců materiálu – resinu. Ti často v návodech uvádí vytvrzování v dusíkovém prostředí. Některá zařízení disponují obojím, např. Photopol (Dentalfarm). Tento přístroj nejdříve vytvoří v polymerační komoře vakuum a následně do ní napustí dusík. Tím je dosažena velmi nízká spotřeba dusíku. Vysoký světelný výkon společně s přeneseným teplem činí z tohoto zařízení univerzální a bezpečný polymerátor.

Dokončovací práce: estetika a funkčnost

Po vytvrzení materiálu přichází na řadu dokončovací práce. Broušením a leštěním povrchu odstraníme drobné nedostatky a zajistíme hladký povrch, který je nezbytný pro výslednou estetiku. Pro co nejpřirozenější vzhled je možné dobarvení výrobku. Finální povrch ještě vylepšíme technikou „candy coating“ nebo pomocí tzv. pečetidla, např. Palaseal (Kulzer).

Dopady postprocessingu na stomatologické výtisky

Jak jsme již zmínili, postprocessing má zásadní vliv na kvalitu, estetiku, bezpečnost a dlouhodobou funkčnost stomatologických výtisků. Správné vyčištění a vytvrzení materiálů zajišťuje jejich odolnost před prasknutím, rozlomením, předčasným opotřebením, nebo nežádoucím zabarvením. Zdravotní nezávadnost je dalším klíčovým faktorem. Nevytvrzené nebo špatně vyčištěné materiály mohou zůstat cytotoxické po dlouhou dobu a způsobit zdravotní problémy pacientům. Povrchová kvalita výtisků má vliv nejen na jejich estetiku, ale i na hygienu – hladký povrch minimalizuje tvorbu povlaku a usnadňuje čištění.

Mezi běžné problémy, které mohou nastat při nesprávně provedeném postprocessingu, patří:

Nedostatečné vyčištění povrchu výtisků: vede ke zmenšení povrchu vnitřních částí korunek, můstků nebo snímatelných náhrad, a tím k problémům s dosazením náhrad k hranici preparace nebo slizničnímu reliéfu.

Příliš dlouhé čištění v IPA lázni: oslabuje výtisky, způsobuje zkřehnutí a praskání. Tento jev poznáte takzvaným Chalking efektem – „zkřídovatěním“ povrchu vytištěných náhrad.

Zkrácení času vysušení výtisku: důsledkem je nedostatečná polymerace hlubších vrstev resinu, a tím opět náchylnost k prasknutí a deformacím. Tento problém je vždy umocněn velmi často se vyskytujícím nedodržením doporučené tloušťky fixních náhrad (korunek a můstků), ale i bází snímatelných náhrad.

Nedostatečné vytvrzení (polymerace) 3D výtisků: vede k podráždění sliznic a selhání biokompatibility materiálu, čímž se zvyšuje riziko alergických reakcí nebo infekcí v dutině ústní.

Nerovnoměrné vytvrzení: způsobuje deformace nebo smrštění 3D výtisků a oslabení jeho mechanických vlastností. To může vést k předčasnému opotřebení, prasknutí zubní náhrady nebo nemožnosti dosadit náhradu in situ.

• 

  Obr. 1a: 3D vytištěná báze s podporami po vyčištění.

• 

  Obr. 1b: 3D vytištěná báze s podporami po vyčištění.

• 

  Obr. 2: Návod k použití (IFU) materiálu Detax Freeprint temp pro vyhotovení provizorií, obsahuje výrobcem testované zařízení použité pro 3D tisk a postprocessing – tzv. garantované workflow.

• 

  Obr. 3: V ultrazvukové čističce výtisk čistíme 2 minuty v první lázni – hrubé čištění, poté 2 minuty v druhé lázni – dočištění. Před vytvrzením výtisk usušíme pomocí stlačeného vzduchu a necháme 1 hodinu odvětrat.

• 

  Obr. 4: Alternativní čisticí prostředek Saremco Cleaning Concentrate.

• 

  Obr.5a: Vytvrzení vytištěné a sestavené snímatelné náhrady provádíme v zařízení Photopol (Dentalfarm) s vysokým výkonem UV světla a ochrannou dusíkovou atmosférou.

• 

  Obr.5b: Vytvrzení vytištěné a sestavené snímatelné náhrady provádíme v zařízení Photopol (Dentalfarm) s vysokým výkonem UV světla a ochrannou dusíkovou atmosférou.

• 

  Obr.6: Chalking efekt na vytištěných zubech do protézy způsobený překročením doporučeného času čištění v IPA.

• 

  Obr.7: Nedostatečné vysušení vytištěné a následně vyčištěné korunky vyjmuté z IPA lázně způsobilo vytvrzení resinu pouze na povrchu a zabránilo kompletní hloubkové polymeraci náhrady.

• 

  Obr.8: Nerovnoměrné vytvrzení v nekvalitním polymerátoru způsobilo, i přes dodržení času vytvrzení, kontrakci resinu korunkové náhrady větší než 0,1 mm (měřeno od preparační hranice).

Inovace v postprocessingu

V oblasti postprocessingu v rámci 3D tisku pro stomatologii se stále více prosazují automatizované systémy, které zjednodušují a zpřesňují celý proces. Moderní jednotky „vše v jednom“ pro čištění a vytvrzování minimalizují nepříjemné výpary a „špinavou práci“ – jsou proto lepším řešením pro zubní ordinace. Jejich nevýhodou je celkově delší čas postprocessingu (není možné urychlit čištění ultrazvukem) a kompatibilita pouze s vybranými materiály a indikacemi.

Dalšími významnými inovacemi jsou materiály vytvrzované hybridní metodou – ultrafialovým světlem a zároveň teplem, které přinášejí větší mechanickou odolnost výtisků. Za další inovaci lze považovat ekologicky šetrné čisticí prostředky, které nahrazují tradiční chemikálie, snižují ekologickou stopu celého procesu a zvyšují bezpečnost při manipulaci.

Ekologická likvidace odpadu
Při čištění 3D výtisků je důležité nezapomenout na ekologickou likvidaci vzniklého odpadu. Tento odpad obsahuje vysoce toxické chemické látky, které jsou škodlivé nejen pro zdraví člověka, ale také pro životní prostředí, zejména pro vodní ekosystém. Uživatelé vodou čistitelných pryskyřic na to často zapomínají a takto znečištěnou vodu vylévají do umyvadla. Problém neřeší ani expozice odpadní vody UV světlem – zředěný materiál totiž nikdy kompletně nezpolymeruje. Správná likvidace odpadu je nezbytná pro ochranu přírody, zajištění naší bezpečné budoucnosti a je legislativní povinností. S ekologickou likvidací odpadu se můžete obrátit na vaši firmu zajištující svoz biologického materiálu a jiných odpadů. Rádi vám poradíme s klasifikací odpadu a jak s tímto odpadem správně a bezpečně nakládat.

Závěr

Postprocessing je klíčový pro zdravotní nezávadnost a kvalitu stomatologických výtisků. Kvalita postprocessingu hraje nezastupitelnou roli ve stomatologickém 3D tisku. Důkladné čištění, správné vytvrzování a pečlivé dokončovací práce jsou zásadními atributy pro splnění přísných klinických standardů. Inovace v této oblasti nejen zvyšují efektivitu, ale také přispívají ke kvalitnějším a bezpečnějším protetickým výrobkům. Investice do moderních technologií a důsledné dodržování správného postupu (nejen při postprocessingu) tak zajišťují vysokou úroveň zdravotní péče.