کاربردهای بالینی فناوری دندانپزشکی دیجیتال در پروتزهای متحرک
در این نوشته می خوانید:
مقدمه
فناوری مبتنی بر کامپیوتر با افزایش قابلیت های جمع آوری داده ها و ساخت، تأثیر روزافزونی بر دندانپزشکی دارد. اخیراً، این فناوری در پروتزهای متحرک نیز به کار گرفته شده است و هدف این مقاله ارائه وضعیت فعلی فناوری کامپیوتر برای ساخت دست دندان کامل و دندان مصنوعی پارسیل متحرک است.
تاریخچه دست دندان کامل و توسعه فناوری CAD/CAM
از لحاظ تاریخی، مواد و تکنیک های مختلفی برای ساخت دست دندان کامل استفاده شده اند. این مواد شامل چوب، عاج، فلز لعاب دار، پرسلن، طلا، ولکانیت، سلولوئید، باکلیت و رزین پلی متیل متاکریلات (PMMA) هستند. دندان های مصنوعی چوبی با دست تراشیده می شدند و برخی از آنها با دندان های انسان منبت کاری می شدند. پونزهایی در عقب قرار داده می شدند تا با عملکردی مانند کاسپ، جویدن را بهبود بخشند. دندان مصنوعی از جنس عاج فیل، یا به طور کامل از یک بلوک تراشیده می شدند یا با دندان های انسان تراشیده و منبت کاری می شدند تا ظاهر طبیعی آنها بهبود یابد. لاستیک ولکانیزه شده (ولکانیت)، یک لاستیک سخت با اتصالات عرضی بالا، در اواسط دهه 1800 به عنوان ماده پایه دندان مصنوعی معرفی شد. این ماده تقریباً به مدت 80 سال به عنوان ماده اصلی مورد استفاده برای ساخت دندان مصنوعی مورد استفاده قرار گرفت. فرآیند ساخت دندان مصنوعی ولکانیت علاوه بر تولید دندان های مصنوعی که زیبایی ضعیف (رنگ قهوه ای تیره تا خاکستری)، طعم بد و بوی بدی داشتند، نسبت به تکنیک بسیار حساس بودند. با این حال، دندان مصنوعی های ساخته شده از ولکانیت اولین دندان های مصنوعی کاربردی و مقرون به صرفه بودند.
در سال 1907، یک شیمیدان بلژیکی به نام لئو هندریک بیکلند Leo Hendrik Baekeland یک رزین مصنوعی (فنول فرمالدئید) را کشف کرد که به “باکلیت” معروف شد. این ماده به عنوان پایه دندان مصنوعی مورد آزمایش قرار گرفت، اما به دلیل عدم ثبات ابعادی در دهان، محبوبیت چندانی نداشت و زمانی که به شکل قابل قبولی اصلاح شد، PMMA کشف شد. PMMA یک ماده فرآوری شده با حرارت، در سال ۱۹۳۶ توسط دکتر والتر رایت Walter Wright معرفی شد و ظرف چهار سال از زمان معرفی آن، ۹۰ تا ۹۵ درصد از کل دندان های مصنوعی با استفاده از این ماده ساخته شدند. خواص فیزیکی و زیبایی شناسی PMMA به همراه ویژگی های جابجایی آن، نسبت به مواد قبلی مورد استفاده برای پروتزهای متحرک، پیشرفت محسوب می شدند. با این حال، PMMA معایب خاص خود را دارد: انقباض حجمی خالص حدود ۶ تا ۷ درصد که باعث عدم تطابق بهینه سطح فرورفته دندان مصنوعی با بافت نرم زیرین می شود، چسبندگی کاندیدا آلبیکانس به رزین آکریلیک و وجود مونومر MMA باقیمانده؛ PMMA تمام الزامات یک ماده ایده ال برای پایه دندان مصنوعی را برآورده نمی کند.
به طور سنتی، علاوه بر ویزیت های پس از قرار دادن دندان مصنوعی، برای ساخت دست دندان کامل معمولی، به پنج جلسه ویزیت نیاز بوده است. تعداد بالای ویزیت های مورد نیاز یکی از محدودیت های متعددی است که باعث می شود برخی از دندانپزشکان از درمان بیماران کاملاً بی دندان خودداری کنند. تلاش هایی برای کاهش تعداد جلسات مورد نیاز انجام شده است تا روند، سریع تر و کم هزینه تر شود و در عین حال روش دقیق و صحیح نگه داشته شود. یک مطالعه اخیر، هزینه های دست دندان کامل ساخته شده با استفاده از یک تکنیک ساده شده را در مقایسه با یک روش معمولی، کمی سازی کرد. آنها دریافتند که ساخت دندان مصنوعی تبدیلی (CD) با استفاده از تکنیک ساده شده، زمان و هزینه کمتری را به میزان 9/34% کاهش می دهد.
استفاده موفق از طراحی به کمک کامپیوتر و تولید به کمک کامپیوترcomputer‐aided design and computer‐aided manufacturing (CAD/CAM) در ساخت پروتزهای ثابت، ایمپلنت و فک و صورت، به همراه کمبود تکنسین های واجد شرایط لابراتوار دندانپزشکی، استفاده از CAD/CAM را در زمینه پروتزهای متحرک دندانی تشویق کرد. در سال ۱۹۹۴، اولین مطالعه آزمایشگاهی منتشر شد که به بررسی توسعه یک سیستم کامپیوتری برای طراحی و ساخت دست دندان کامل می پرداخت. آنها از تکنیک لیتوگرافی لیزری سه بعدی برای ساخت پوسته های پلاستیکی دندان و ثبت پایه های دندان مصنوعی از رزین فوتوپلیمریزاسیون استفاده کردند. از مواد رزین کامپوزیت همرنگ دندان برای ساخت دندان ها استفاده شد. سپس دو بخش به هم متصل شده و با رزین کامپوزیت اتوپلیمریزاسیون رنگی پر شده و به صورت دستی صیقل داده شدند. در تلاش برای بهبود زیبایی دندان مصنوعی با روش CAD/CAM، یک برنامه نرم افزاری برای شناسایی و بازسازی خودکار ساختارهای آناتومیک (که برای تنظیم دندان های مصنوعی مهم هستند) و پیشنهاد چیدمان دندان مصنوعی توسعه داده شد.
تاریخچه دست دندان کامل و توسعه فناوری CAD/CAM
سال ها بعد، روی ساخت یک دست دندان کامل با استفاده از سیستم CAD/CAM کار شد. در این تلاش، دندان های مصنوعی را با استفاده از یک دستگاه کنترل عددی کامپیوتری (CNC) و فرزهای کروی از موم مدل سازی تراشیدند. آنها نیاز به بهبود بیشتر در فرآیند ساخت را تصدیق کردند. بعداً فناوری CAD/CAM و سیستم شکل دهی سریع لیزری برای ساخت پایه تیتانیومی برای یک دست دندان کامل ادغام شد. این نتیجه گرفته شد که زمان و هزینه ساخت مربوط به ساخت پایه های دندان مصنوعی فلزی را می توان با استفاده از این فناوری کاهش داد.
پس از این تلاش های اولیه، چندین محقق تکنیک های مختلفی را برای ساخت پروتز دست دندان کامل با استفاده از روش CAD/CAM ارائه دادند تا ساخت پروتز CAD/CAM را بهبود بخشیده و تسهیل کنند. محققان دیگر از تولید کاهشی (مانند ماشینکاری CNC) برای ساخت پروتزهای خود استفاده کردند. گروهی دیگر با استفاده از توموگرافی کامپیوتری پرتو مخروطی سه بعدی (CBCT) پروتز دست دندان کامل از پیش موجود یک بیمار و مجموعه ای از دندان های مصنوعی را اسکن کردند تا داده های سطوح مخاطی و سوابق رابطه فک را بدست آورند. از یک نرم افزار CAD سه بعدی برای طراحی دندان مصنوعی مجازی استفاده شد. سپس از ماشینکاری CNC برای فرزکاری یک پایه دندان مصنوعی کامل استفاده شد که در آن دندان ها به صورت دستی متصل شدند. آنها همچنین دقت ساخت بین تصویر اصلی سه بعدی که از اسکن بدست آوردند و داده های سه بعدی از دندان مصنوعی آکریلیک ساخته شده را اندازه گیری کردند. آنها دریافتند که سطح اکلوزال انحراف متوسط 5/0 میلی متری از تصویر سه بعدی را نشان می دهد. در سال 2012 اولین آزمایش بالینی قرار دادن یک پایه دندان مصنوعی ساخته شده با روش CAD/CAM فرزکاری شده از PMMA پیش پلیمریزه شده گزارش شد که در آن فرورفتگی هایی ایجاد شد که دندان های دندان مصنوعی به آنها متصل شدند.
نویسندگان دیگر از تولید افزایشی (مانند نمونه سازی سریع (RP) یا چاپ سه بعدی) برای ساخت دندان مصنوعی CAD/CAM خود استفاده کردند. محققان دیگر در سال 2009، پس از اسکن قالب های بی دندان و لبه های اکلوزال، یک دست دندان کامل طراحی کردند. آنها یک برنامه ویژه برای کمک به آنها در چیدمان مجازی دندان ها و ساخت فلاسک های مجازی توسعه دادند. سپس فلاسک ها با استفاده از RP چاپ شدند، دندان های مصنوعی در فلاسک های چاپ شده قرار داده شدند و از روش های سنتی آزمایشگاهی بسته بندی، پردازش و صیقل دادن برای نهایی کردن دندان مصنوعی کامل استفاده شد.
پزشکان مدت هاست که به اهمیت قرار ملاقات آزمایشی در ساخت دست دندان کامل معمولی پی برده اند. به طور مشابه، برای پروتزهای دست دندان کامل با روش CAD/CAM، پزشکان اهمیت قرار ملاقات آزمایشی را تشخیص دادند و چاپ سه بعدی یا RP که به عنوان تولید افزایشی نیز شناخته می شود، را برای ساخت پروتزهای آزمایشی CAD/CAM پیشنهاد کردند. محققان دیگر، مناسب بودن استفاده از یک نرم افزار CAD سه بعدی که با پروتزهای نمونه اولیه بارگذاری شده بود را برای ساخت پروتزهای آزمایشی ارزیابی کردند. پروتزهای آزمایشی با استفاده از تکنیک RP ساخته شدند و با روش مرسوم مقایسه شدند. آنها نتیجه گرفتند که پروتزهای آزمایشی ساخته شده به صورت دیجیتالی به اندازه پروتزهای معمولی دقیق هستند. آنها نتیجه گرفتند که تنظیمات پروتزهای آزمایشی (یعنی ترتیب دندان ها) به طور قابل توجهی زمان بیشتری را نسبت به پروتزهای معمولی نیاز دارد. با این حال، هم بیماران و هم متخصص پروتز دندان، زیبایی و پایداری پروتزهای آزمایشی ساخته شده به صورت معمولی را به طور قابل توجهی بالاتر از پروتزهای آزمایشی RP ارزیابی کردند.
در سال 2015، فناوری های CAD/CAM و RP را با تکنیک های مرسوم قالب گیری و ثبت روابط فکی ترکیب کردند تا امکان سنجی و کاربردپذیری آنها را تعیین کنند. دندان های فرز کاری شده یا چاپ شده با استفاده از تکنیک های مرسوم موم کاری و فلاسکینگ به لبه های اکلوزال متصل شدند تا دندان های مصنوعی ساخته شوند. محققان اذعان کردند که پیشرفت در رابطه با تجهیزات، تولید و سمیت مواد مورد استفاده ضروری است.
اخیراً، گروهی از محققان دقت روشی را که چهره را پس از تغییر چیدمان دندان های مصنوعی در دست دندان های کامل ساخته شده توسط RP شبیه سازی می کند، ارزیابی کردند. آنها چهره ۱۰ بیمار بی دندان را با داده های یکپارچه صورت و دندان مصنوعی شبیه سازی کردند. آنها داده های صورت یک بیمار که دندان مصنوعی ساخته شده توسط RP را داشت با داده های شبیه سازی شده مقایسه کردند. هیچ تفاوت معنا داری بین چهره های شبیه سازی شده و چهره های واقعی با دندان مصنوعی RP مشاهده نشد. آنها نتیجه گرفتند که روش آنها می تواند برای پزشکانی که دست دندان کامل را با کامپیوتر طراحی می کنند، مفید باشد.
تکنیک های شرح داده شده قبلی برای ساخت دندان مصنوعی CAD/CAM امیدوارکننده هستند. با این حال، آنها هنوز هم برای فرآیند تولید به قالب گیری یا ساخت قالب نیاز دارند. گروهی از دندانپزشکان به صورت آزمایشگاهی (in vitro) امکان استفاده از اسکنرهای داخل دهانی (IOS) را برای دیجیتالی کردن فک های بی دندان ارزیابی کردند تا نیاز به قالب گیری مرسوم را از بین ببرند. اسکنرهای داخل دهانی با موفقیت در پروتزهای ثابت استفاده شده اند و مطالعات دیگر نشان دادند که آنها دقیق هستند. دقت مجموعه داده های بدست آمده از اسکن فک های بی دندان با IOS های مختلف موجود در بازار تأیید شدند. آنها نتیجه گرفتند که دیجیتالی کردن فک های بی دندان امکانپذیر است. با این حال، آنها به دلیل سطح بالای عدم دقت، استفاده از ISO به صورت آزمایشگاهی را برای دیجیتالی کردن فک های بی دندان توصیه نکردند. یک مطالعه، تغییرات سه بعدی موجود بین اسکن های یک دندان مصنوعی کامل ساخته شده به روش مرسوم و IOS های یک فک بالای بی دندان ساخته شده برای همان بیمار را ارزیابی کرد. هیچ تفاوت معنا داری بین این دو اسکن مشاهده نشد. آنها دریافتند که ناحیه پالاتال کمترین انحراف را نشان می دهد در حالی که ناحیه قدامی بیشترین میزان اختلاف را نشان می دهد. مطالعه دیگری، امکان سنجی و دقت قالب گیری نوری کامپیوتری از فک های بی دندان را در یک محیط آزمایشگاهی ارزیابی کرد. آنها نتیجه گرفتند که IOS در حال حاضر قادر به جایگزینی کامل قالب گیری معمولی برای ساخت دست دندان کامل نیست.
تکنیک های مختلفی که از IOS برای ثبت ساختارشناسی مخاط، رابطه فک بالا و پایین و ثبت روابط مرکزی استفاده می کردند، شرح داده شده اند. همه آنها موافقند که این تکنیک باعث ایجاد قالب های مخاطی، افزایش راحتی بیمار در طول قالب گیری و زمان چرخش سریع تر برای ساخت دندان مصنوعی می شود. با این حال، مشاهده شد که اسکن فک بالا آسان تر از فک پایین است و اسکن به دو نفر نیاز دارد، یک دستیار برای عقب کشیدن و یک پزشک برای اسکن فک بی دندان.
تاریخچه دست دندان کامل و توسعه فناوری CAD/CAM
مزایای ساخت دندان مصنوعی با CAD/CAM
- امکان تهیه دندان مصنوعی در دو جلسه ویزیت، یک مزیت است. این کاهش تعداد ویزیت های بیمار هنگام ساخت دندان مصنوعی با روش CAD/CAM برای بیماران مسن تر، افرادی که در خانه های سالمندان یا مراکز نگهداری سالمندان زندگی می کنند و در رفت و آمد برای قرارهای متعدد به مطب دندانپزشکی مشکل دارند، مفید است. اطلاعات بالینی (قالب گیری، ثبت فواصل بین دندانی و انتخاب دندان) بسته به تجربه پزشک و دندان مصنوعی قرار داده شده در جلسه دوم، در یک جلسه تقریباً یک تا دو ساعته ثبت می شود.
- کاهش زمان مورد نیاز برای ساخت دست دندان کامل، درمان دست دندان کامل را با کاهش هزینه های پزشک، مقرون به صرفه تر می کند.
مزایای ساخت دندان مصنوعی با CAD/CAM
- تمام تصاویر سه بعدی و داده های جمع آوری شده در ساخت دندان مصنوعی با روش CAD/CAM، به صورت دیجیتالی ذخیره می شوند. در صورت از دست دادن دندان مصنوعی (دندان های مصنوعی) بیمار، می توان از داده های ذخیره شده برای تولید یک دندان مصنوعی یدکی یا یک دندان مصنوعی جایگزین استفاده کرد. این دندان های مصنوعی جدید ساخته شده، همان شکل دندان های مصنوعی قبلی را خواهند داشت و در نتیجه زمان عادت کردن برای بیمار را از بین می برند یا به حداقل می رسانند. می توان با استفاده از همان داده ها، یک الگوی جراحی یا رادیوگرافی ساخت تا برنامه ریزی درمان و قرار دادن ایمپلنت های دندانی در آینده تسهیل شود.
- رزین آکریلیک پیش پلیمریزه شده مورد استفاده برای ساخت پایه دندان مصنوعی، در مقایسه با پایه های فرآوری شده معمولی، تناسب و استحکام بهتری را فراهم می کند. رزین آکریلیک پیش پلیمریزه شده، از آنجا که فرز کاری شده است، هیچ انقباض پلیمریزاسیونی را متحمل نمی شود، که معمولاً نیاز به استفاده از سیل خلفی پالاتال را از بین می برد، بخصوص برای بیمارانی که ریج های باقیمانده سفتی دارند.
- رزین آکریلیک پیش پلیمریزه شده مورد استفاده برای ساخت دندان مصنوعی با روش CAD/CAM، خواص فیزیکی بهبود یافته ای دارد. به عنوان مثال، رزین آکریلیک پیش پلیمریزه شده فرز کاری شده حاوی مونومر باقیمانده کمتری است و در مقایسه با رزین های پایه دندان مصنوعی معمولی، چگالی بهتری نشان می دهد. این رزین قابلیت خیس شدن (آبدوستی) بیشتری دارد، سطح صاف تری دارد، و در برابر رنگ آمیزی سطحی مقاومت بهتری نشان می دهد. علاوه بر این، استحکام خمشی، مدول الاستیسیته و چقرمگی شکست بالاتری را نشان می دهد.
- مزایای متعددی برای تکنسین دندانپزشکی وجود دارد. ساخت دندان مصنوعی با روش CAD/CAM در مقایسه با دست دندان کامل ساخته شده به روش مرسوم، به زمان کمتری برای ساخت نیاز دارد. به قالب گچی، قالب های مفصلی، تنظیم دندان ها، قرار دادن در فلاسک و پردازش نیاز نیست. ساخت دندان مصنوعی با روش CAD/CAM سریع تر است و دندان مصنوعی با کیفیتی را ارائه می دهد که با دقت بیشتری در جای خود قرار می گیرد.
معایب ساخت دندان مصنوعی با روش CAD/CAM
- در سیستم های ساخت دست دندان کامل با روش CAD/CAM که در بازار موجود هستند، دندان های کارد شده به صورت دستی به پایه های فرزکاری شده متصل می شوند و روی آرتیکولاتور تنظیم نمی شوند، اغلب برای متعادل کردن اکلوژن به یک روش بازسازی بالینی نیاز است.
- اگرچه فرآیند ساخت دندان مصنوعی با استفاده از CAD/CAM ساخت دندان مصنوعی را تسهیل کرده و تعداد جلسات ملاقات را کاهش می دهد، اما در ابتدا یک منحنی یادگیری برای دندانپزشک بی تجربه وجود دارد که می تواند منجر به ناامیدی و نتایج نامطلوب شود.
معایب ساخت دندان مصنوعی با روش CAD/CAM
- وقتی لابراتوار نزدیک مطب دندانپزشکی نباشد، دندانپزشک باید از یک ماده قالب گیری قابل اسکن استفاده کند که از نظر ابعادی پایدار و در برابر دما مقاوم باشد تا در هنگام حمل و نقل در برابر تحریف شدن مقاومت کند.
- عدم مراجعه برای قرار دادن دندان مصنوعی به صورت آزمایشی می تواند احتمال نتیجه ای کمتر از ایده آل را افزایش دهد و فرصت تنظیمات جزئی از دست برود. دندان مصنوعی آزمایشی مومی با پایه فرآوری شده را می توان با استفاده از یک فرآیند سه جلسه ای تهیه کرد.
- هزینه های آزمایشگاه و هزینه مواد می توانند در برخی از نقاط جهان بیشتر از دست دندان کامل ساخته شده به روش مرسوم باشد.
پاسخ دهید
میخواهید به بحث بپیوندید؟مشارکت رایگان.