Современные CAD CAM системы для стоматологии История

Современные CAD/CAM – системы для стоматологии

История развития CAD/CAM технологий • CAD (от англ. Computer-Aided Design) • CAM (от англ. Computer-Aided Manufacturing). Первые теоретические разработки принадлежат Altschuler в 1973 г. и Swinson в 1975 г.

Обзор CAD/CAM систем • CAD. ESTHETICS, фирма IVOCLAR VIVADENT, Лихтенштейн Виртуальная форма индивидуальной реставрации согласовывается с программой. Рассчитываются инструкции для фрезерования с учетом конусности фрез. Область применения: одиночные каркасы, супраструктуры имплантатов, каркасы мостовидных протезов фронтальной и боковой области из 4 элементов. Применяемые материалы: циркониевая керамика.

CERCON, фирма DEGUSSA, Германия 3 D сканер производит прямое оптическое измерение восковой композиции снаружи и изнутри. Сканер позволяет разрешение до 800 000 точек на мм 2 при сканировании мостовидного протеза. Область применения: только каркасы одиночных коронок и мостовидных протезов фронтальной и боковой областей из 4 -5 элементов. Применяемые материалы: спеченные блоки оксида циркония Zr. O 2 или оксида иттрия Y 2 O 3; возможно изготовление мостовидных протезов протяженностью до 38 мм, что покрывает 90% клинических случаев.

CEREC in LAB, фирма SIRONA, Германия Эта система создана для зуботехнических лабораторий, ориентированных на технологию CEREC. Лабораторная версия CEREC in LAB включает компьютер и фрезеровочную установку, оснащенную лазерным щупом для исследования и сканирования модели. Область применения: каркасы одиночных коронок и мостовидных протезов из 3 единиц. Применяемые материалы: керамические блоки VITABLOCS (Vita), Pro. CAD (Ivoclar), циркониевая керамика.

DCS PRECIDENT, фирма D. C. S. AG, Швейцария Эта система существует уже 12 лет, в продаже с 1993 года. В мире уже 120 зуботехнических лабораторий оснащены этой системой. Интерфейс моделирования: при моделировании можно изменять толщину стенок каркаса, оформление края реставрации (гирлянда), толщину и форму промежуточных частей мостовидного протеза, площадь сочленения элементов, толщину слоя фиксирующего материала. Область применения: коронки и каркасы мостовидных протезов любой протяженности, лимитированные только толщиной блока того материала, который подвергается фрезеровке. Перспективы: разработчик предполагает развить компьютерную технологию до возможности управления функциональным моделированием окклюзионной поверхности фрезеруемых элементов. Применяемые материалы: композит DC Tell, являющийся полиамидом, на который наносится композитный облицовочный материал, например Targis (Ivoclar), титан, керамика на основе оксида алюминия (Al. O 2), "Alumina", с последующей пропиткой, и циркониевая керамика, Cristall и Leolux (стеклокерамики) для мостовидных протезов из 3 единиц.

DIGIDENT, фирма GIRRBACH DENTAL, Германия Система доступна на немецком рынке уже 3 -й год, на европейском рынке -- с 2000 года. Позволяет с помощью компьютерного моделирования реализовывать практически все манипуляции, которые производятся при помощи классического моделирования воском. Любой элемент (коронка, мостовидный протез, каркас) могут иметь любую заданную толщину. Система включает возможность управления моделировкой окклюзионной поверхности либо с помощью сканирования зубов-антагонистов, либо с помощью сканирования силиконового прикусного блока, либо по среднеанатомическим параметрам. Окклюзионные контакты моделируются соответственно пожеланиям стоматолога. Можно управлять почти всеми параметрами изготавливаемых реставраций: толщиной, контактными пунктами, площадью сочленения элементов. Область применения: каркасы или полностью анатомические одиночные коронки, мостовидные протезы, протяженностью до 8 элементов, фронтальной и боковой области, вкладки. Применяемые материалы: титан, композитный материал, золото, алюминий, циркониевая керамика.

ETKON SYSTEM, фирма ETKON AG, США На стоматологическом рынке система находится в течение 4 -х лет, взята на вооружение рядом лабораторий США и Южной Кореи. Интерфейс построения в настоящее время максимально упрощен, и работа на компьютере сокращена до строгого минимума (быстрой верификации точек). Производитель предполагает в ближайшее время повысить возможности контурирования. Информация для изготовления реставрации посылается в централизованную производственную базу. Область применения: каркасы коронок и мостовидных протезов до 5 элементов из циркониевой керамики и мостовидные протезы из титана Перспективы: расширение возможностей компьютерной программы в области воспроизведения анатомии поверхности зуба. Применяемые материалы: оксид циркония, золото, титан, керамика, на основе оксида алюминия.

EVEREST, фирма KAVO, Германия Система, включающая сканер, фрезеровочную машину, печь для обжига, автономна и укомплектована. В настоящее время находится в процессе испытаний. Пока о ней имеется очень мало информации. Система может изготавливать анатомические элементы, мостовидные протезы, коронки из различных материалов: титан, алюминий и т. д.

FIT CICERO, фирма ELEPHANT DENTAL B. V. , Голландия Методика отработана в 1998 году, оборудование выпущено на рынок в конце 2000 года; приобретено некоторыми лабораториями в Германии и Великобритании. Интерфейс моделирования: компьютер, управляющий окклюзией в статическом положении. Возможно оформление формы и контактных пунктов. Область применения: каркасы, вкладки типа инлей/онлей. Применяемые материалы: керамика, на основе оксида алюминия.

GN - 1, фирма G. C. , Япония Позволяет выбирать из базы данных любую из 5 форм коронки зуба и затем дорабатывать ее с помощью компьютерного моделирования: выбирать толщину, площадь и форму апроксимальных контактов, истончать или моделировать край коронки, моделировать контакты с зубами-антагонистами, регулировать толщину фиксирующего материала. Существует программа управления моделировкой окклюзионной поверхности. Область применения: одиночные анатомические коронки, каркасы, вкладки. Применяемые материалы: титан, керамика, композит.

LAVA, фирма 3 M ESPE, США Возможно сгруппировать до 18 элементов за одну операцию без необходимости вмешательства в течение цикла фрезеровки. Фрезеровочная машина обладает возможностью автономной работы в течение 27 часов. Область применения: каркасы одиночных коронок, мостовидных протезов до 4 элементов. Применяемые материалы: керамика на основе оксида циркония.

PRO 50, фирма CYNOVAD, Канада На стоматологическом рынке система находится с 2001 года. Сканер с хроматической кодировкой разработан специально для увеличения прецизионности считывания информации. Базирующийся на принципе дифракции света, он позволяет точнее исследовать зоны поднутрения, куда затруднен доступ простого лазерного анализатора. Другое достижение: сканирующий световой пучок прямой, а не расходящийся и, таким образом, не деформирующийся. Интерфейс моделирования оператора: возможность моделировать полную анатомическую форму элементов, каркасов с гирляндой, каркасов с анатомической жевательной поверхностью. Окклюзионное моделирование статичное, но в будущем добавится динамическое. Область применения: каркасы и мостовидные протезы из 3 --4 элементов фронтальной и боковой групп зубов, вкладки типа инлей/онлей, полные анатомические коронки и мостовидные протезы, каркасы с гирляндой и анатомической жевательной поверхностью. В принципе, ничто не лимитирует изготовление конструкций большей протяженности. Применяемые материалы: титан, золото, керамика на основе литиум дисиликата, цельнокерамические каркасы и коронки.

PROCERA ALL CERAM, фирма NOBEL BIOCARE, Швеция На стоматологическом рынке система находится с 1986 года. Вмешательство в плане дополнительного моделирования на компьютере невозможно. Вместе с тем можно выбрать желаемую толщину каркаса в пределах от 0, 4 до 2, 0 мм. Если необходимо изготовить каркас с неравномерной толщиной стенок, необходимо изготовить восковую заготовку (wax-up), сканировать восковой каркас, и компьютер интегрирует эти данные в программу, чтобы получился желаемый результат. Данные, полученные при сканировании каждого отмеченного элемента, отправляются по электронной почте в централизованное производство в Швеции. Область применения: каркасы, мостовидные протезы из 3 элементов во фронтальной и боковой области (с одной фасеткой), каркасы виниров толщиной 0, 25 мм, супраструктуры имплантатов с формирователем десны. Перспективы: изготовление супраструктур из керамики, на основе оксида алюминия и чистого титана. Новая программа компьютерного изготовления цельной супраструктуры из титана с винтовой фиксацией на имплантаты. Применяемые материалы: на витальные зубы -- керамика на основе оксида алюминия, титан, керамика на основе оксида циркония.

WOL-CERAM, фирма WOLZDENTALTECHNIK, Германия Система выпущена на рынок в 1998 году под лозунгом: больше нет необходимости осуществлять контроль за каждым этапом работы аппаратуры, все операции производятся и контролируются автоматически. Имеется возможность регулировать только толщину каркаса, которая остается единой по всей поверхности. Время изготовления 1 единицы каркаса: фрезеровка + обработка края + предварительный прогрев + обжиг + нанесение и пропитка силановым компонентом + пескоструйная обработка = чуть более 3 часов. Область применения: каркасы одиночных коронок, мостовидных протезов до 4 элементов фронтальной и боковой области, супраструктуры имплантатов. Применяемые материалы: керамика на основе оксида алюминия.

• • • • В 1980 -е CAD/CAM системы проникли и в стоматологию. Аналоги CEREC: CERCON ( «Дегусса» , Германия); EVEREST ( «Ка. Во» , Германия); DIGIDENT ( «Гирбах Денталь» , Германия); WOL-CERAM ( «Вольц-Денталь Техник» , Германия); ETKON SYSTEM ( «Эткон AG» , США); LAVA ( « 3 М ESPE» , США); CAD. ESTETICS ( «Ивоклар/Вивадент» , Лихтенштейн); PROCERA ALL CERAM ( «Нобель Биокэйр» , Швеция); DCS ( «DCS. AG» , Швейцария); FIT CICERO ( «Элефант Денталь B. V. » , Голландия); GN-1 ( «GC» , Япония); PRO SO ( «Сайновэд» , Канада).

• • • В России аппарат CEREC появился в начале 1990 -х годов. В начале 1980 -х годов в США, Франции, Германии были предприняты попытки автоматизировать процесс изготовления зубных протезов в одно посещение, минуя лабораторный этап. Эта идея воплотилась в жизнь в виде CAD/CAMтехнологий. Одними из первых смогли удачно реализовать и воплотить в жизнь эту идею на практике доктор Вернер Мёрманн из Цюрихского университета и физик Марко Брандестини. В 1980 году было положено начало эры CEREC – аббревиатура, означающая одномоментный, экономичный по времени, процесс изготовления высоко эстетичной керамической реставрации непосредственно у кресла. C – chairside – клиническая (у кресла пациента) E – economical - экономичная R – restoration - реставрационная E – of esthetic - эстетичная C – ceramics - керамика

• Философия CEREC заключается в следующем: – восстановление утраченных тканей зуба в одно посещение у кресла; – экономично и выгодно, несмотря на высокие начальные инвестиции; – широкий диапазон показаний; – естественный цвет восстановления; – керамика с физическими свойствами эмали; – высокая надёжность и долговечность.

• За три неполных десятилетия система CEREC претерпела колоссальную эволюцию, и возможности её расширились. • От простого аппарата CEREC-1 к CEREC-2 и CEREC-Scan, CEREC-3 D и усовершенствованных систем, таких как CEREC-AC, лабораторный вариант – аппарат in. Lab со сканером in. Eos Bluecam. • В 1980 году была начата разработка метода CEREC в университете Цюриха доктором Вернером Мёрманном и инженером Марко Брандестини. В 1985 году появляется первый опытный образец, прототип CEREC, так называемое «жёлтое яйцо» , с гидравлическим приводом. На этом аппарате была изготовлена первая вкладка непосредственно у кресла пациента. Этот аппарат не имел серийного выпуска, представлен в виде музейного экспоната в Германии на заводе Sirona (ранее SIEMENS).

• В 1986 году SIEMENS приобретает лицензию на разработку и выпуск аппарата CEREC. В 1987 году выпущен аппарат CEREC-1, базовая основа применения метода компьютерного моделирования. Работать на нём было очень непросто. Любое нарушение пошагового действия приводило к неправильному проектированию и сбою в программе шлифования. Шлифование производилось алмазным диском. Аппарат не вытачивал коронки, а также жевательную поверхность вкладки. Она формировалась врачом в полости рта после фиксации. • В 1995 году появился аппарат CEREC-2, который имел уже две внутриротовые видеокамеры – для диагностики и для получения оптического слепка. Шлифовальный блок был также встроен в аппарат, но имел уже два инструмента – фрезы, которые вытачивали внутреннюю и жевательную поверхности, и диск, вытачивающий боковые поверхности.

• В 1997 году разработано программное обеспечение CEREC «Коронка 1. 0» , позволяющее проектировать и вытачивать коронки для зубов жевательной группы. В 1998 году создан следующий вариант программного обеспечения «Коронка 1. 11» для изготовления фронтальных и жевательных коронок. • В 2000 году появился аппарат CEREC-3, программное обеспечение которого разработано на основе Windows. Аппарат был разбит на два модуля: съёмочный и фрезеровальный. Все эти аппараты были оснащены камерами, использующими инфракрасное излучение. Параллельно было разработано лабораторное оборудование: CEREC-Scan, CEREC-in. Lab, сканер in. Eos.

• В 2003 году впервые была представлена 3 D версия программного обеспечения для CEREC-3, и аппарат стал называться CEREC-3 D. Теперь рабочее поле демонстрировалось в трёхмерной модели. • В 2005 году появилась новая версия программного обеспечения, использующая функции «Биогенерики» . • В 2007 году разработан и внедрён в практику новый фрезеровальный блок CEREC MC XL. • В 2009 году выпускается новый съёмочный блок CEREC AC, который использует интраоральную камеру Bluecam, имеющую более высокую чувствительность и позволяющую получать оптические слепки в автоматическом режиме. • В 2011 году была представлена новая версия программного обеспечения CEREC-V 4. 0.

Прототипы стоматологических CAD/CAM систем-середина 1980 г. Anderson R. W. (система Рro. CERA, 1983) Duret F. и Termoz C. (1985) Moermann W. H. и Brandestini M. (система CEREC, 1985) Rekow (система Denti. CAD, 1987)

2 направления развития индивидуальные (мини) CAD/CAM системы CEREC 3, Sirona Dental Systems Gmb. H, Germanу. «+» - оперативность централизованная система (наличие одного центра, изготавл. на заказ) Рro. CERA, Nobel Biocare, Sweden)

Централизация производственного процесса позволяет стоматологам не приобретать изготавливающий модуль. Основной недостаток таких систем – невозможность провести лечение пациента за одно посещение и финансовые затраты на доставку готовой конструкции врачу, поскольку производственный центр иногда может находиться даже в другой стране

ПРИНЦИП РАБОТЫ: • 1. Сбор данных о рельефе поверхности протезного ложа специальным устройством и преобразование полученной информации в цифровой формат, приемлемый для компьютерной обработки • 2. Построение виртуальной модели будущей конструкции протеза с помощью компьютера и с учетом пожеланий врача (этап CAD) • 3. Непосредственное изготовление самого зубного протеза на основе полученных данных с помощью устройства с числовым программным управлением из конструкционных материалов (этап CAM).

Другими словами, система включает в себя: 1) 3 D (то есть трехмерный) сканер; 2) компьютер, обрабатывающий информацию и производящий моделировку будущего протеза; 3) станок-автомат с компьютерным управлением, изготавливающий реставрацию

ЭТАП 1 Считывание информации происходит и перевод ее в цифровой формат производится: 1. оптический преобразователь 2. механический преобразователь ( считывают информацию с рельефа контактным зондом, который шаг за шагом передвигается по поверхности согласно заданной траектории). Прикасаясь к поверхности, устройство наносит на специальную карту пространственные координаты всех точек контакта и оцифровывает их

Оптический слепок Был введен французским стоматологом Франком Дуретом (Francois Duret) в 1985 г. Оптическим слепком называется трехмерное изображение отпрепарированного зуба, которое получается при помощи 3 D сканера