Американские ученые совершили прорыв в цифровой стоматологии.
Американские исследователи совершили прорыв в стоматологии. Они продемонстрировали, что 3D-печать долговечных коронок из диоксида циркония больше не требует длительного ожидания изготовления имплантата. Самый важный этап обработки удалось сократить с десятков часов до менее чем получаса.
Исследователи из Техасского университета в Далласе (UT Dallas) занялись ограничениями 3D-печати циркониевых стоматологических конструкций, пишет Antyweb. Диоксид циркония ценится за прочность, долговечность и внешний вид, близкий к натуральному зубу, но его аддитивная обработка чрезвычайно длительна: пациенту приходится готовиться к большему количеству визитов и, как следствие, к более высокой стоимости имплантации.
До сих пор в стоматологии существовал набор компромиссов: либо быстрее, но на менее прочных материалах, либо надежно, но с задержкой. Специалисты пояснили, что хотя все проблемы не решаются мгновенно, сделан огромный шаг в исправлении того, что ранее считалось слишком сложным.
Стоматологические коронки восстанавливают зубы, поврежденные кариесом, а иногда служат опорами для так называемых мостов. В кабинетах давно ценится не только внешний вид зубов, но и их устойчивость к нагрузкам и стабильность во времени. Диоксид циркония считается в отрасли одним из самых прочных и надежных материалов: однако до сих пор решения "на сегодня" основывались в основном на керамических смолах, которые легче напечатать, но по механическим свойствам они уступают цирконию, являющемуся золотым стандартом.
Циркониевые коронки, доступные в режиме "одного дня", уже существуют, но обычно их не печатают, а фрезеруют из готового блока. Такая обработка эффективна, но ограничивает свободу формы и несет риск микротрещин при фрезеровании или последующем спекании.
Согласно обзору исследований 2024 года, печатный цирконий способен достигать клинически приемлемого прилегания, а в ряде анализов он превосходит фрезерованные аналоги по соответствию цвета и контура естественным зубам. Поэтому ученые решили детально изучить возможность ускорения этого процесса.
В данном методе принтер формирует деталь из керамической суспензии, смешанной с отверждаемой смолой. После печати создается структура, содержащая большое количество органических компонентов. Прежде чем элемент станет полноценной коронкой, необходимо удалить связующее вещество (биндер), а затем спечь материал при высокой температуре.
Именно дебиндинг был самым трудным этапом, так как слишком быстрый нагрев вызывает выделение газов, которые не успевают выйти и разрывают структуру изнутри. Из-за этого классические процедуры могут длиться от 20 до 100 часов. При этом важно помнить, что форма и размер зубов индивидуальны и должны быть адаптированы под челюсть и остальные зубы пациента.
Новый метод сочетает быструю передачу тепла с использованием пористого графитового войлока и работу в вакууме. Войлок может достигать температуры выше 1400°C, а его структура помогает отводить газы, выделяющиеся при сгорании связующего.
Полного удаления биндера удалось достичь менее чем за 30 минут при сохранении свойств, сопоставимых с образцами, подготовленными традиционным методом. Авторы исследования заявили о сокращении времени процесса в 40–200 раз и снижении энергопотребления более чем в 3500 раз по сравнению со стандартным термическим дебиндингом.
Если технология пройдет все испытания, стоматолог сможет подготовить пациенту прочную индивидуальную циркониевую коронку за один визит. Команда из Техаса подчеркнула, что речь идет не только о коронках, но и о мостах, винирах и других типах керамических реставраций.
Пациент выиграет от сокращения количества посещений кабинета, а клиники получат большую свободу проектирования. Также было отмечено, что стоматологи смогут принимать большее число пациентов, что создаст условия для стабильного заработка.
Однако исследователи акцентировали внимание на том, что метод требует клинической валидации и разрешений регулирующих органов, прежде чем он войдет в широкое употребление. Основная публикация сосредоточена на инженерии процесса и свойствах материала, а не на многолетней долговечности готовых коронок во рту пациентов.
Ранее УНИАН сообщал, что ученые разгадали тайну 2000-летнего компьютера, который "ломает" хронологию истории.