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Stampa 3D per l’Odontoiatria

Denti-stampa-3d

La rivoluzione dell’industria dentale vede le sue radici negli anni 90’ ad opera di due studenti della Stanford University che brevettarono, dopo anni di studio, degli allineatori trasparenti progettati digitalmente.

Gli allineatori sono costituiti da un guscio di plastica da applicare sulla dentatura del paziente e, a differenza dei classici apparecchi a graffa o di odontoiatria tradizionale, possono essere rimossi e riapplicati più volte durante il giorno facilitando le attività quotidiane e d’igiene dentale di chi li indossa.
Dopo circa due settimane di utilizzo tuttavia sarà necessario procurarsi un nuovo allineatore che si adatti al cambiamento della struttura dentaria.

Per iniziare il trattamento il paziente dovrà quindi sottoporsi a una scannerizzazione digitale intra orale o fisica per poter processare informazioni essenziali come la fisionomia della bocca e la struttura dentaria.
In seguito si utilizzerà il modello ottenuto tramite la scannerizzazione per progettare e stampare in tre dimensioni, spesso con tecniche e materiali diversi, degli allineatori in grado di modificare gradualmente la posizione dei denti del paziente durante tutto il processo di cura.

L’alto grado di personalizzazione e la comodità/praticità del dispositivo han fatto si che il mercato degli allineatori si aggirasse intorno a un valore di oltre due miliardi di dollari nel 2019, con ampi margini di crescita e sviluppo.

Allineatore-stampa-3d

Tecniche e materiali per la stampa 3D di apparecchi odontotecnici:

Con l’avvento della tecnologia di stampa 3D e la scadenza del brevetto sugli allineatori dei due studenti sono state diverse le aziende di stampa 3D che hanno deciso d’indirizzare la loro produzione, spesso di massa, verso queste nuove apparecchiature in campo medico.

Ad oggi non esiste un modus operandi universale per produrre questi apparecchi in quanto varie aziende preferiscono dedicarsi alla produzione di allineatori mentre altre basano la loro attività sul confezionamento di modellini altamente fedeli della dentatura dei pazienti.

Questi modellini ortodontici stampati in 3D vengono poi sottoposti a un processo di termo formatura. Dei fogli di plastica vengono riscaldati sino a divenire flessibili e in seguito vengono applicati al modello dentale per ottenere infine la stampa definitiva dell’allineatore richiesto.

La produzione degli allineatori può essere realizzata con diverse tecniche anche se Stereolitografia e Digital Light Processing la fanno da padrona. Allo stesso tempo anche tecnologie come Stratasys PolyJet e HP Multi Jet Fusion vengono altamente impiegate nella produzione dell’oggetto finito. Dal punto di vista dei materiali l’alta specificità e peculiarità delle apparecchiature han fatto si che venissero studiate e prodotte resine apposite ed esclusivamente dedicate a questa tipologia di stampa 3D.

Protesi e apparecchi dentali stampati in 3D:

L’industria della Stampa 3D però non fornisce un unico supporto verso il mondo odontoiatrico con la produzione di apparecchi per la correzione della dentatura ma agisce su diversi ambiti ed esigenze specifiche. Vediamo insieme i principali dispositivi che possono essere prodotti con la Stampa 3D a supporto di chi soffre di problemi a denti e gengive:

1) Corona Dentale:

Quando si rompe o si scheggia un dente il più delle volte è necessario inserire nella dentatura una protesi o corona dentale artificiale per mascherare l’inestetismo e ridonare completezza alla dentiera.
Il medico in questo caso scansiona il dente danneggiato e sfrutta un software dedicato per riprodurre un modello di corona artificiale corrispondente. In seguito la corona verrà stampata in 3D in meno di 30 minuti utilizzando o resine o la tecnologia CNC. La produzione di corone dentali attraverso la stampa 3D permette di risparmiare una notevole quantità di tempo e ridurre sensibilmente i costi.

Corona-dentale

2) Guide Chirurgiche personalizzate e stampate in 3D:

Con l’avvento della stampa 3D la produzione di guide chirurgiche è diventata molto più veloce e precisa allo stesso tempo. Per un dentista infatti avere un modello preciso e definito nel minimo dettaglio in grado di adattarsi perfettamente alla bocca di un paziente è una risorsa indispensabile per svolgere correttamente un intervento.  Per la creazione della guida chirurgica si scansiona la bocca del paziente per ottenere infine un modello simile a un allineatore, ma con aperture esattamente dove viene eseguito l’intervento chirurgico.

Modello-Denti-bucati

3) Modelli:

In odontoiatria è molto importante “andare a colpo sicuro” e non procedere per tentativi, come tutti i campi medici. Le stampanti 3D permettono di soddisfare questa esigenza grazie al pressoché nullo margine d’errore in fase di produzione. I medici quindi tendono a stampare un modello in 3D della bocca del paziente su cui possono verificare che l’impianto, la corona o l’allineatore si adattino con precisione millimetrica. Questo tipo di produzione è di fondamentale importanza per un dentista in quanto è in grado di testare a priori il suo intervento prima d’impiantarlo chirurgicamente nel paziente. Inoltre, dal momento che questi modelli non verranno inseriti nella bocca del paziente, non si richiedono resine particolari per la stampa 3D.

Modelli-dentatura

Alla luce di quanto elencato sopra viene naturale pensare che il futuro dell’odontoiatria, grazie all’indispensabile supporto della Stampa 3D, sarà sempre più automatizzato. Ad oggi la stampa 3D rappresenta l’unica strada percorribile per la produzione e la personalizzazione di allineatori ortodontici trasparenti in massa: qualsiasi altra strada risulterebbe, ad oggi, non ragionevole.

Un’altra novità importante è rappresentata da una studio di alcuni ragazzi dell’università di Groningen in Olanda che si stanno cimentando nella progettazione di una resina in grado di uccidere i batteri al contatto. Questa scoperta rivoluzionerebbe ulteriormente il mondo ortodontico e darebbe una spinta ulteriore all’utilizzo delle stampanti 3D in questo settore rendendo gli allineatori, modelli e corone dentali sterili e resilienti.