История развития CAD/CAM технологий в ортопедической стоматологии

Технология автоматизированного проектирования (CAD — «computer-aided design»- средство для автоматического построения компьютерной трёхмерной модели)/автоматизированного фрезерования (CAM — «computer-aided manufacturing»- производство изделия при помощи компьютера с использованием предварительно снятой 3D-модели) впервые появилась в ортопедической стоматологии с  внедрением в 1985 году первой системы сканирования и фрезерования CEREC (Siemens AG, Germany) (Calamia 1994; Isenberg and Garber 1994). 


CEREC – аббревиатура  от «аппарат для экономичной реставрации из эстетической керамики у кресла стоматолога» (“chairside economical restoration of esthetic ceramics”).


Первая система CEREC снимала препарируемую полость и сохраняла фотографию как 3D цифровую модель. Затем запатентованное программное обеспечение подбирало форму реставрации, используя биогенерические сравнения с соседними зубами. 

Далее клиницист мог уточнить эту модель с помощью 3D CAD программного обеспечения, после чего оптический сканер контролировал фрезерный станок, который вырезал реставрацию из керамического блока с помощью алмазных фрез. Фрезерованная керамическая реставрация затем адгезивно фиксировалась к зубу с использованием композитного цемента.


Еще одной ранней CAD/CAM системой была CELAY system (Mikrona Technologie AG, Switzerland)


(Eidenbenz et al. 1994; McLaren and Sorensen 1994). CELAY имела некоторые преимущества над ранней системой CEREC, поскольку она могла создавать все поверхности реставрации, тогда как самая ранняя система CEREC не могла изготавливать окклюзионную поверхность. 

Другое преимущество заключалось в том, что система CELAY имела возможность для изготовления коронок и небольших мостовидных протезов, используя систему In-Ceram (Vita Zahnfabrik, Bad Säckingen, Switzerland) (Eidenbenz et al. 1994). 

Обе системы CEREC и CELAY могли быть использованы для изготовления прямых и непрямых реставраций, поэтому клиницист мог закончить лечение с использованием фрезерованной керамической реставрации в одно посещение.  Это все еще является характерной чертой CEREC 3D системы на сегодняшний день.

В течение  большей части 1980х и 1990х, CEREC превзошел CELAY в производственных достижениях и  стал  CAD/CAM системой фрезерования в кабинете стоматолога  в клиническом использовании.  И программное обеспечение, и многочисленные изменения, и теперь CEREC может предложить клиницистам утонченный дизайн идеальной морфологии зуба и возможность фрезерования. 

В 1994 году было разработано сканирующее и фрезерное устройство второго поколения, за которым последовала 8 лет спустя в 2002 году CEREC 3D system (первый CEREC продукт на базе Windows®) (Рис. 6.1).

Рисунок 6.1 a) CEREC 3D система. (b) Программное обеспечение CEREC 3D, планирование несъемного мостовидного протеза из 3 единиц

Технология CEREC породила целую специальность ортопедической стоматологии, которая в настоящее время включает более 100 фрезерных систем, которые

производят абатменты имплантатов, колпачки, каркасы съемных частичных протезов, каркасы мостовидных протезов, каркасы конструкций на имплантатах, коронки, вкладки, накладки и керамические виниры.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ CAD/CAM ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБАТМЕНТОВ

Технология CAD/CAM индивидуального изготовления разработана в то время, когда индивидуальные абатменты для имплантатов создавались вручную техниками с использованием воскового моделирования на UCLA втулке (Branemark Implants, Gothenberg, Sweden), которую  устанавливали  на платформу внешнего шестигранника (Nishimura et al. 1999). 

Пластмассовая UCLA втулка выступала в качестве рабочей платформы для удержания восковой моделировки техником, создающей форму индивидуального абатмента. 


Восковая моделировка покрывала/окружала Соединение абатмента, так что после выгорания литьевое золото формировало абатмент, который механически был связан с соединением. 


Затем абатмент фиксировался винтом на внешний шестигранник тела имплантата.  Поздний дизайн пластмассовых UCLA заготовок включал наружный шестигранник в пластиковой восковой втулке, так что весь восковой абатмент представлял собой цельный абатмент. Затем он мог быть закреплен на шестиграннике с помощью винта абатмента.

Приспособления к дизайну UCLA пришли от других производителей имплантатов (e.g. Core-Vent, Van Nuys, CA, USA), которые создали предварительно сформированные воском пластмассовые компоненты, которые устанавливались в имплантат. 

Эти пластмассовые выжигаемые компоненты могли быть отфрезерованы и смоделированы воском для создания идеальной формы препарируемого зуба, которые после литья золота могут быть установлены обратно в тело имплантата. 


Приливаемые абатменты  цементировали к имплантату вместо того, чтобы прикрутить винтом, подобно традиционному UCLA абатменту. 


Повторяющиеся клинические проблемы наблюдались с этой внутренней цементировкой литых абатментов. Одной из них было  смещение из-за проблем с цементировкой. Другой был перелом внутреннего цементированного штифта (что приводило в негодность внутреннюю часть импланта).

Такие проблемы привели к тому, что цементируемые абатменты уступили место индивидуальным абатментам с винтовой фиксацией с внутренним шестигранным соединением.

Что такое приливаемые абатменты

Абатмент входит в число компонентов протезных конструкций, которые формируются при имплантировании.

Первая CAD/CAM технология изготовления абатмента, используемая в ортопедии на имплантатах, была описана в 2000 году как Atlantis Custom Abutment Technology (Atlantis Components, Cambridge, MA, USA) (Рис 6.2) (Kerstein et al. 2000). Osorio в сотрудничестве с Atlantis Components получил первые патенты на компьютерную технологию виртуального проектирования абатментов имплантатов (Osorio 1997; Osorio et al. 1999, 2001).

Самая ранняя конструкция абатмента Atlantis устраняла необходимость  в создании техником восковой модели, используя программное обеспечение для проектирования, содержащее многочисленные виртуальные инструменты для создания абатмента (VAD™, Atlantis Components). 

Во-первых, мастер модель создавалась с использованием интраорального трансфера для цифрового оттиска, на котором можно было увидеть: 

1) положение восстанавливаемого имплантата внутри зубной дуги; 

2) контуры мягких тканей вокруг имплантата; 

3) соседние зубы; 

4) соотношение с  зубами антагонистами. 

Эта мастер модель и модель антагонистов индивидуально сканировались  (Рис.6.3), а затем виртуально сопоставлялись в программном обеспечении.


Виртуальный дизайн шаблона абатмента резцов (Рис.6.4а), клыков, премоляров и моляров может быть затем модифицирован с использованием  разнообразных размерных и проектировочных инструментов , чтобы создать виртуальный абатмент для конкретного пациента (Рис. 6.4б)


Когда  виртуальная конструкция готова, цифровые файлы абатмента экспортируются в фрезерный станок, где фрезеруются заготовки из коммерчески доступного чистого титана в окончательную форму абатмента (См. Рис. 6.2). 

С помощью фрезерования заготовок возможно создание: 

1) доступа к винту абатмента; 

2) различных видов  соединения абатмента для адаптации к различным системам имплантатов; 

3) шестигранника (внутреннего или наружного); 

4)  контура бугорков и окклюзионной морфологии; 

5) плечевого и желобовидного уступа; 

6) основания абатмента, которое формируется максимально соответствуя идеальной форме зуба, несмотря на доступ к винту (Рис. 6.5).

Рисунок 6.2 Ранний абатмент Atlantis.

Рисунок 6.3 Оптическое сканирование мастер модели.

Рисунок 6.4 (а) Ранний дизайн виртуального шаблона резца; (б) Самый ранний файл виртуального абатмента, который был экспортирован для фрезерования абатмента, показанного на рисунке (а).

Поскольку абатменты фрезеруются по компьютерным файлам, одиночный абатмент может быть повторен несколько раз. Пациент может пользоваться временной реставрацией, в то время как техник в лаборатории может продублировать ее для создания постоянной коронки (Kerstein and Osorio 2003). 

Сегодня,  виртуальный дизайн Atlantis и технология индивидуального фрезерования абатмента используется для производства титановых, с напылением и циркониевых индивидуальных абатментов (Рис. 6.6).

Рисунок 6.5 Три проекции виртуального дизайна ранних индивидуальных абатментов центрального резца Atlantis.

Рисунок 6.6 Титановый с напылением TiN, титановый и циркониевый индивидуальный абатмент Atlantis (слева направо).

Технология Procera была разработана в середине 1990х (Nobel Biocare Procera LLC, Mahwah, NJ, USA) (Andersson et al. 1998) До Atlantis. Технология Procera  первоначально была способна изготавливать цельнокерамические коронки. 


Позже, система Procera была расширена за счет включения возможности изготовления индивидуальных абатментов. 


Эти абатменты изначально были смоделированы воском техником в виде wax-up на пластмассовых втулках, установленных на аналоге имплантата. Когда закончено восковое моделирование, оно сканируется и затем фрезеруется из блока керамического материала. Сегодня, такие втулки все еще необходимы для создания Procera абатментов.  Однако после установки вручную на аналог имплантата, втулка и мастер модель сканируются в программное обеспечение, так что  форма абатмента может быть затем смоделирована виртуально.

Наиболее заметные различия между производственным процессов раннего абатмента Atlantis и абатмента Procera являлись:

• Контур абатмента Procera является результатом восковой моделировки морфологии техником

• Фрезерованный абатмент Procera (и все еще сегодня) прикреплялся к имплантату через металлический соединительный элемент, который  фиксировался винтом при установке абатмента в имплантат. Это отдельное металлическое соединение замещает свободное место в системе имплантат-абатмент, где прочность фиксирующего винта может быть поставлена под угрозу при окклюзионной функции. Это может привести к увеличению риска смещения абатмента и перелома диоксида циркония.

• Система Procera является “закрытой системой”, которая может быть только использована с  Nobel Biocare implants (Nobel Biocare LLC, Yorba Linda, CA, USA).

• При использовании титановых абатментов Atlantis не требуется восковая моделировка техником контура абатмента.

• Титановые абатменты Atlantis не требуют  отдельного металлического соединительного компонента для фиксации с имплантатом. Это происходит вследствие того, что они разработаны  и фрезерованы фактически от соединения имплантата вплоть до контура бугров. Соединение к имплантату фрезеруется однокомпонентно из  титана  без дополнительных звеньев  внутри системы имплантат-абатмент, где прочность фиксирующего винта может быть нарушена под окклюзионной нагрузкой. Это все еще случается с  титановыми и циркониевыми абатментами Atlantis сегодня

• Технология Atlantis не является“закрытой системой.” Она может быть использована с более чем 50 различными соединениями имплантатов, включая Astratech (Astratech/Atlantis, Waltham, MA, USA), Nobel Biocare (Nobel Biocare LLC), Biomet 3i (Biomet 3i, Palm Beach Gardens, FL, USA), Zimmer (Zimmer Dental, Carlsbad, CA, USA), Straumann (Straumann USA LLC, Andover, MA, USA), Dentsply/Friadent (Friadent GmbH, Manheim, Germany), and BioHorizons (BioHorizons, Birmingham, AL, USA). 

The Atlantis VAD Программное обеспечение включает размер соединения и параметры формы различных имплантатов и фрезеровку индивидуального абатмента для данных различных дизайнов соединения. Эта маневренность позволяет ортопеду использовать одну систему индивидуальных абатментов даже если его хирургическая бригада использует много различных типов имплантатов.

Следующей ранней CAD/CAM системой абатментов была Encode System™ (Biomet 3i) (Drago and Peterson 2007). Encode System™ сканировала модель, отлитую по внутриротовому оттиску, которая определяла позицию ФДМ разичных размеров, которые имели ориентировочные линии на поверхности.

ФДМ различного размера под конкретные основные размеры имплантата и ориентировочные линии на поверхности определяют ротационную позицию подлежащего имплантата. Отсканированные модели, в сочетании с восковой моделировкой, созданной техником, программное обеспечение Encode могло создать индивидуальный абатмент для подлежащего имплантата, который фрезеруется для внутриротового использования. Encode доступен сегодня как закрытая система и может быть исползована только с 3i implants.

В этой главе будет обсуждаться Atlantis технология изготовления индивидуальных абатментов для конкретного пациента, которая дала начало всему сегменту производства индивидуальных абатментов в ортопедии на имплантатах.  В настоящее время большинство других крупных компаний производителей имплантатов разработали свои собственные  производственные методы изготовления  индивидуальных абатментов. 

Тем не менее, эти альтернативные системы следуют  оригинальной модели Procera путем использования  подхода воскование-сканирование-фрезерование, который контролирует техник, а не программное обеспечение. Только метод Atlantis полностью создает абатмент в виртуальной среде, прежде чем он будет изготовлен.Таблица 6.1 описывает некоторые из преимуществ и недостатков  ряда коммерчески доступных решений  индивидуально производимых абатментов.

Источник публикации: Denry IL. Recent advances in ceramics in dentistry. Crit Rev Oral
Biol Med 1996;

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Заполните и выберите цель обращения в подразделение в Москве

Заявки обрабатываются в рабочее время.

Нажимая на кнопку «Отправить», вы подтверждаете согласие на обработку персональных данных.

Заполните и выберите цель обращения в подразделение в Санкт-Петербурге

Заявки обрабатываются в рабочее время.

Нажимая на кнопку «Отправить», вы подтверждаете согласие на обработку персональных данных.

Заполните и выберите цель обращения в подразделение в Ростове-на-Дону

Заявки обрабатываются в рабочее время.

Нажимая на кнопку «Отправить», вы подтверждаете согласие на обработку персональных данных.

Или получайте рассылку в мессенджерах:

(напишите любое сообщение и вы автоматически подпишитесь)

Выберите подразделение, в которое обращаетесь: