Zahnmedizin revolutioniert: Fortschrittliche 3D-Druck-Anwendungen

Dank Fortschritten bei Harz-3D-Drucktechnologien wird additive Fertigung zur Standardtechnologie in der Zahnmedizin – sowohl in Zahnarztpraxen via „Chair-Side“-3D-Druck als auch in externen Dentallaboren für anspruchsvollere Druckaufträge.

Zahnarztpraxen und Labore können heute 3D-Drucker für vielfältige Anwendungen nutzen: vom Druck von Modellen für thermogeformte Zahnschienen (Aligner) bis zum direkten 3D-Druck vollständiger Prothesen. Das erleichtert nicht nur Zahnprofis die Arbeit, sondern bringt Patienten greifbare Vorteile: maßgeschneiderte Dentallösungen sind effektiver und erschwinglicher denn je.

Obwohl Harz-3D-Druck (Stereolithografie, DLP) die Spitzenreiter-Technologie in der dentalen Additiven Fertigung ist, gibt es auch Zukunftsperspektiven in Metall-Additiver Fertigung und Keramik-3D-Druck.

Aktuelle führende Anbieter dentaler 3D-Drucktechnologien: Formlabs, 3D Systems, Stratasys, dazu viele Startups im Segment.

Natürlich arbeiten 3D-Drucker nicht allein. Die Einführung dentaler 3D-Drucktechnologien geht Hand in Hand mit weiteren digitalen Lösungen, darunter neue dentale CAD-Lösungen und dentale 3D-Scanner zur Erfassung der Patienten-Zahnanatomie. Diese drei Systeme werden meist zusammen genutzt für das Endprodukt.

Dieser Leitfaden beleuchtet wichtige Anwendungen des 3D-Drucks in der Zahnmedizin.

3D-gedruckte Zahnschienen (Aligner)

Die dental 3D-Druck-Anwendung mit größter 대중wirkung ist die Erstellung von patientenspezifischen Zahnschienen via 3D-gedruckter Modelle. Lösungen wie Invisalign nutzen Harz-3D-Drucker für präzise Modelle der Patientenzähne, die dann zur Herstellung klarer Schienen dienen.

Dies ist ein Beispiel für indirekten 3D-Druck: Das 3D-gedruckte Objekt ist nicht das Endprodukt, sondern dient dessen Erstellung. (Das 3D-gedruckte Objekt wird letztlich verworfen.)

Für Zahnschienen scannen Zahnprofis zuerst das Innere des Patientenmundes mit Desktop- oder Intraoralscanner. Die Scandaten werden in ein CAD-Modell umgewandelt, das die gewünschten Zahnbewegungen widerspiegelt. Das finale Design wird dann per Stereolithografie 3D-gedruckt.

Dieses 3D-gedruckte Modell – eine Kopie der Patientenzähne mit empfohlenen Anpassungen – wird in ein dentales Thermoformgerät gelegt, in dem eine klare Schiene eng um das gedruckte Modell gewickelt wird, um das patientenspezifische Endprodukt zu erstellen.

Schienen werden gereinigt und poliert vor der Übergabe an den Patienten.

3D-gedruckte Prothesen (Dentures)

Dentale 3D-Drucker ermöglichen auch direkten 3D-Druck, bei dem der Drucker das Endprodukt ohne weitere Fertigungsschritte herstellt.

Ein Beispiel: 3D-Druck von Totalprothesen: herausnehmbare Kunststoffrahmen mit vollständigen Zahnsätzen für zahnlose Patienten. Prothesen werden meist in zwei Stufen gedruckt: Die Basis, die auf dem Zahnfleisch aufliegt, sollte aus weicherem Harz sein als die Zähne, die steif und fest sein müssen.

Da 3D-gedruckte Prothesen im Patientenmund genutzt werden, müssen sie gründlich poliert werden, um raue oder scharfe Unvollkommenheiten zu entfernen.

3D-gedruckte Gussmodelle (Casting Patterns)

Eine weitere indirekte dentale 3D-Druck-Anwendung: 3D-Druck von Mustern für Gussverfahren. Diese Muster dienen zum Guss von Kronen, Brücken und Stümpfen (Copings).

Dentaltechniker nutzen Gussverfahren seit langem vor dem 3D-Druck, aber 3D-Druck kann den Prozess straffen und das Endprodukt verbessern. Muster werden 3D-gedruckt, gereinigt, dann im Einbettguss (Investment Casting) verwendet.

Im Ausbrennvorgang wird das 3D-gedruckte Muster verbrannt, wodurch eine Kavität entsteht, die dann mit Gussmaterial gefüllt werden kann.

3D-gedruckte Bohrschablonen (Surgical Guides)

Eine der wichtigsten Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizintechnik ist die Erstellung 3D-gedruckter Bohrschablonen zur Unterstützung chirurgischer Eingriffe – das gleiche Konzept gilt in der Zahnmedizin.

Bei dentalen Eingriffen sorgen Bohrschablonen dafür, dass z. B. Implantate exakt an der richtigen Position platziert werden. Sie werden vor dem Eingriff auf den Patientenmund aufgesetzt und während oder nach dem Eingriff entfernt.

Spezifische Schablonentypen: Bohrführungen (Drill Guides) und Bohrschablonen (Drilling Templates).

Die meisten Bohrschablonen werden aus 3D-Scandaten designed, in ein passendes CAD-Design überführt. Das digitale Schablonendesign wird gedruckt, poliert und fertiggestellt für den oralen Einsatz.

3D-gedruckte dentale Modelle

3D-Druck ermöglicht die direkte Fertigung von 3D-gedruckten Vollbogen-Modellen (Full Arch) oder Kronen- und Brückenmodellen mit herausnehmbaren Stümpfen (Dies). Solche Modelle erlauben Zahnärzten die Planung von Prothesenversorgungen und anderen Eingriffen.

Scans werden aus dem Patientenmund gewonnen, in CAD-Dateien umgewandelt. Dentalspezifische CAD-Anwendungen erlauben automatische Erstellung herausnehmbarer Stümpfe in der Software.

Die Datei kann dann in einem rigiden Harz gedruckt werden, gefolgt von Waschen, Aushärten und Stützentfernung.

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