La stampa 3D per realizzare modelli di arcate dentali e mascherine per allineatori

La tecnologia di stampa 3D sta rivoluzionando molti settori, in particolare sta avendo un ruolo fondamentale in ambito dentale. La realizzazione di arcate dentali, guide chirurgiche pre-intervento, mockup è molto più rapida ed efficiente, utilizzando le stampanti 3D.

Questo articolo in particolare ha la finalità di spiegare in modo molto semplice il processo produttivo degli innovativi e discreti apparecchi dentali invisibili. La crescente richiesta di trattamenti ortodontici estetici per allineare i denti, ha infatti portato alla realizzazione di dispositivi dentali (mascherine sequenziali) in materiale trasparente.

Il principio di funzionamento è oramai noto: ogni singola mascherina esercita una leggera pressione su alcuni denti, determinandone uno spostamento di 0,2 mm ogni 15 giorni. Il numero di mascherine da utilizzare varia in base all'entità dello spostamento richiesto.

Come vengono realizzate queste mascherine?

Acquisizione impronta

La prima fase è l'acquisizione dell'impronta dentale, che può essere eseguita con due modalità differenti. Il metodo tradizionale attraverso materiale da impronta sviluppato poi in gesso. Modello in gesso che verrà poi scansionato utilizzando appositi scanner ottici, in modo da ottenere il modello in formato digitale.

Impronta digitale rilevata utilizzando scanner intraorale. Questo dispositivo permette di generare un'immagine tridimensionale (impronta digitale) delle arcate dentali con tempistiche molto ridotte e in modo meno invasivo.

Realizzazione del modello digitale tridimensionale

Le impronte dentali (digitali o tradizionali) vengono sviluppate dal laboratorio odontotecnico. Attraverso un software CAD di progettazione tridimensionale viene creato un modello digitale 3D. Questi software permettono inoltre di progettare l'allineamento dei denti in modo di soddisfare la richiesta di prescrizione dell'odontoiatra e le esigenze del paziente. Vengono realizzati una serie di modelli delle arcate dentali con relativa mascherina, ciascuno differente dal precedente di 0,2 mm (spostamento che ogni singola mascherina è in grado di fornire). Non entriamo in questo articolo nelle considerazioni cliniche in merito alla malocclusione da correggere.

Stampa modello 3D

A questo punto è possibile sfruttare i vantaggi della tecnologia di stampa 3D. I file CAD delle arcate dentali vengono convertiti in formati compatibili con i software di slicing dedicati delle stampanti 3D. La tecnologia più comunemente utilizzata nel settore odontotecnico è la stereolitografia (SLA), grazie all'altissima precisione dimensionale e grado di dettaglio ottenibile. Questa metodologia è basata sull'indurimento di una particolare resina quando viene colpita da un laser.

Il timelapse seguente mostra la completa realizzazione di un'arcata con la stampante 3D Formlabs Form 2 e con la resina Standard.

Al termine della stampa 3D, i modelli delle arcate vengono estratti dalla build platform per la successiva rimozione dei supporti.

Post-curing

La fase successiva alla stampa 3D consiste nel post-curing del modello dell'arcata, tramite indurimento in un forno UV con luce 405nm. Il tempo richiesto varia in base alla grandezza del pezzo, alle caratteristiche tecniche del forno (W/mm²).

Realizzazione mascherina per termoformatura

La realizzazione vera e propria della mascherina avviene invece per termoformatura. Una sottile lastra di materiale termoplastico viene scaldata e modellata sulla forma di uno stampo (in questo caso il modello dell'arcata dentale precedentemente stampata 3D). La fedele copiatura dell'arcata avviene per mezzo dell'aspirazione dell'aria che rimane tra il film e la superficie dello stampo fino a livelli di basso-vuoto.

Una volta che la lastra è completamente raffreddata, la mascherina ottenuta viene rifinita in modo da eliminare eventuali imprecisioni createsi durante la termoformatura, garantendo una distanza di 0.5 mm dal margine gengivale.

Questo procedimento viene iterato per tutti i modelli delle arcate in modo da ottenere le diverse mascherine.

Utilizzo

Il paziente riceve quindi una serie di mascherine, in base alla durata del trattamento, da cambiare ogni due settimane. Per il corretto funzionamento dell'apparecchio è necessario che le mascherine vengano indossate per almeno 22 ore al giorno.

Considerazioni finali

Vantaggi della stampa 3D per realizzare modelli di arcate dentali:

● per ottimizzare i tempi. Sfruttando al massimo lo spazio disponibile sulla build platform è infatti possibile stampare fino a 12 mascherine in 12 ore.

● per ridurre i costi. Il costo effettivo della resina utilizzata per produrre una mascherina è di circa 1.50 €, molto inferiore ai normali costi produttivi per conto terzi.

Per informazioni: Creatr - corso Martiti 160 - Lecco http://creatr.it/ sales@creatr.it.

Creatr ringrazia gli odontotecnici e odontoiatri dello Studio Dentistico Gaudium per il prezioso supporto tecnico.