Einleitung: Für Jugendliche oder Studenten, die ihre Zähne begradigen möchten, werden immer mehr Menschen unsichtbare Aligner (transparente Zahnspangen) für die Ästhetik wählen. Zahnkliniken stellen in der Regel Dutzende von Zahnspangen her und tragen alle 1-2 Wochen eine. Schraubstock, stellen Sie allmählich den Winkel der Zähne ein und erreichen Sie schließlich eine kieferorthopädische Behandlung. Da Sie jedoch Dutzende von Zahnspangen tragen müssen, ist es ein bisschen mühsam und verschwenderisch. Gibt es also eine bessere technische Lösung?
Am 10. Februar 2022 wurde der Antarctic Bear darüber informiert, dass Forscher aus Deutschland, Ägypten und den Vereinigten Arabischen Emiraten eine neue Art von 3D-gedrucktem transparentem Zahngerät entwickelt haben, das sich von den derzeit auf dem Markt befindlichen Geräten unterscheidet. Es besteht aus Formgedächtnispolymer. Es hat eine "4D" Formgedächtnisfunktion.
Das von ihnen entwickelte kieferorthopädische Gerät verwendet das klare ClearX-Harz von Kline Europe, das mit einem DLP-Verfahren in 3D gedruckt wurde und nach dem Einsetzen im Mund des Benutzers weich wird, so dass es falsch ausgerichtete Zähne aufnehmen, greifen und neu positionieren kann. Bisher sind die Aligner nicht nur biokompatibel, sondern haben auch die Fähigkeit bewiesen, eigenschaften im Laufe der Zeit vorhersehbar zu verändern und möglicherweise ein idealer Ersatz für aktuelle klare Zahnspangen zu werden.
△Forscher glauben, dass ihre Zahnspangen die mit der Herstellung von Zahnspangen verbundenen Kosten erheblich senken können, Bild von Prodways
Vorteile von 4D Zahnspangen
Aktuelle Geräte werden aus verschiedenen Arten von Polymeren hergestellt, wie Polyethylenmaterialien, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, Polypropylen, Polyester und Polyurethan. Das Gerät steuert die Zahnbewegung, indem es die Abweichung der Zahnposition von der tatsächlichen Zahnposition programmiert. In den meisten gängigen Gerätesystemen auf dem Markt kann jedes Gerät die Zähne nur um 0,2 bis 0,3 mm oder jedes Mal um 1 ° bis 3 ° bewegen, und jedes Gerät wird ungefähr 14 Tage lang getragen, bevor es durch das nächste ersetzt wird. Sekundäre Appliance. Daher ist der Korrekturzyklus der Zähne lang und die Kosten sind hoch.
Für dieses Gerät konzentrieren sich die Forscher auf zwei Hauptnachteile: die Mängel herkömmlicher Materialien und die biologischen Überlegungen der Zahnbewegung. Viele Methoden wurden eingeführt, um die Zahnbewegung biologisch zu beschleunigen. Auf der anderen Seite hat auch die Einführung neuer Gerätematerialien Aufmerksamkeit erregt.
Formgedächtnispolymere (SMPs) sind eines der neueren Materialien, die kürzlich in die Zahnmedizin eingeführt wurden, insbesondere für kieferorthopädische Anwendungen. Sie bieten ein großes Potenzial für die Anwendung medizinischer Materialien.
Die vierdimensionale Drucktechnologie (4D-Druck) ist der 3D-Druck, der auf Formgedächtnismaterialien basiert. Es ist klar, dass 4D-gedruckte Teile die Fähigkeit haben, ihre Form im Laufe der Zeit (die vierte Dimension) unter bestimmten Umgebungsbedingungen zu ändern. Da sich Formgedächtnispolymermaterialien weiterentwickeln, wird erwartet, dass neue 4D-Druckanwendungen in der Produktdesignbranche zunehmen werden. Forscher bringen 4D-Technologie in die Herstellung kieferorthopädischer Apparaturen ein.
Abbildung 1: Angepasster Tippfehler (T) 21. Zahn, 4D-gedruckter Aligner (A) und graue Schiene (S) zum Ausrichten des Aligners
Forschungsmaterialien, -methoden und -ergebnisse
Zunächst erstellten die Forscher ein individuelles Zahnmodell mit Harz- und Acrylzähnen. Der obere linke zentrale Schneidezahn (Zahn 21) war mit einer Gesamtversetzung von 3 mm verrenkt und durch Einbettung in rosa Wachs in das Modell beweglich, während die anderen Zähne mit Harz fixiert waren (Abb. 1).
Das Team verwendete dann einen Standard-Asiga Max 3D-Drucker und ClearX-Harz, von dem es behauptet, dass es ein ideales Material für "Modifikations-Aligner" ist, um sechs Paare von 4D-gedruckten Alignern herzustellen.
Diese Geräte werden auf Modelle mit falsch ausgerichteten Zähnen angewendet und in heißem Wasser getränkt. Während dieses Prozesses erweicht das Wachs um den falsch ausgerichteten Zahn, so dass es vom Gerät geformt und dann abgekühlt werden kann, um die Daten zu erfassen. (Der spezifische Prozess ist komplizierter, bitte lesen Sie den Originaltext, wenn Sie interessiert sind.)
Die Ergebnisse zeigten, dass die Formgedächtnisapparatur erfolgreich eine signifikante Bewegung der Zähne 21 erreichte und auch im kieferorthopädischen Mess- und Simulationssystem (OMSS) eine konsistente Bewegung gemessen wurde. Aber das mobile Ausrichtungsziel von 3,00 mm wurde nicht erreicht, nur 2,06-2,82 mm wurden erreicht. Dennoch waren die Ergebnisse zufriedenstellend, da eine einzelne Formgedächtnisvorrichtung fast so viel Bewegung des Zahnes erreichte wie 10 herkömmliche Apparaturen.
Derzeit befindet sich das 4D-Druckgerät noch in der Forschungsphase und es wird erwartet, dass es so schnell wie möglich kommerzialisiert wird.
△ Kieferorthopädisches Mess- und Simulationssystem (OMSS) zur Bewertung der Wirksamkeit der 4D-Appliance des Teams
Kommerzieller dentaler 3D-Druck explodiert
Allein in den letzten Monaten hat die wachsende Popularität des 3D-Drucks in der Dentalindustrie eine Reihe von Herstellern dazu veranlasst, neue Materialien und Maschinen einzuführen, die jeweils die Produktion von Alignern mit hohem Volumen erleichtern sollen, während sie in diesem schnell wachsenden A-Welt konkurrieren, das sich in einem hochprofitablen Markt geöffnet hat.
Anfang dieses Monats veröffentlichte Desktop Health, die medizinische Geschäftseinheit des 3D-Druckerherstellers Desktop Metal, eine neue Linie von Einstein-Dentalsystemen. Die Maschinen verfügen über die "HyperPrint"-Technologie, die angeblich 50% schneller ist als das Envision One-System von EnvisionTEC, das mit fda-zugelassenem Flexcera Smile Ultra+-Kunststoff auf den Markt gebracht wurde.
Ende letzten Jahres begann der Desktop-LCD-3D-Druckerhersteller UNIZ auch mit dem Versand von NBEE-Harz-3D-Druckern. Speziell entwickelt, um die hohen Produktionsanforderungen von Zahnärzten zu erfüllen, kombiniert dieses System Geschwindigkeit, Qualität und Benutzerfreundlichkeit für den 3D-Druck von Aligner-Modellen, Prothesensockeln, Nachtwächtern, chirurgischen Führungen, Kronen und Brückenanwendungen.
Unternehmen wie Prodways haben nun damit begonnen, Endprodukte in extrem hohen Stückzahlen für Dentalkunden in 3D zu drucken. Im Dezember 2021 gab das Unternehmen bekannt, dass es beauftragt wurde, einen Großkunden zu beliefern, mit dessen Maschinen bis zu einer Million Aligner pro Jahr produziert werden sollten.
Die Ergebnisse der Forscher sind in ihrem Artikel mit dem Titel "Potential Application of 4D Technology in Fabrication of Orthodontic Aligners" detailliert beschrieben.
