數位牙科新趨勢—艾瑞瓷數位教育中心 (CEREC Asia)

3D列印技術可說是21世紀一項劃時代的變革,被喻為第三次工業革命的它,更是跨足了醫療界。我們邀請到女神張維庭牙醫師來跟我們談談如何用3D列印技術創造牙科新風潮,女神醫師除了帶我們解到3D列印與醫療結合的最新趨勢,也帶我們認識如何選擇合適的3D列印機。

用戶與團隊介紹:

Doris Chang張維庭醫師(悅庭牙醫診所醫師與艾瑞瓷牙科繼續教育中心講師)

張醫師於陽明大學畢業後,便繼續攻讀研究所,而他研究所所做的題目,便是跟3D列印材料相關,而在研究所同時,張醫師也在台北榮總做一·般的牙科臨床訓練,研究所畢業後,因著對數位牙科的熱忱,張醫師加入了NTD (Never Too Digital)牙科團隊—其成員包含了臨床CAD/CAM的診所、艾瑞瓷教育中心等, 持續她推動數位牙科的旅程。

艾瑞瓷數位教育中心 (CEREC Asia)

艾瑞瓷數位教育中心為2016年,由牙醫師、牙技師所成立的一個數位再教育機構,過去三年來已經有世界各地20幾個國家的學生來參與課程,且實際來中心上課、在外面參加過講座或工作坊的牙技師或牙科從業人員已經超越了2500位。我們的目標是結合數位牙科的專業知識、臨床技巧以及創新知識等,去形成一個良好的數位牙科生態,讓醫生跟病人的可以有一個更好的治療體驗。

教育中心所有的課程有像是美學的課程、以及功能上的課程像是牙橋的設計課程、以及植牙與全口重建等專業課程。

3D列印在牙科的趨勢?

「目前許多牙科的廠商都已經正在或者準備要結合3D列印。」參加完科隆牙材大展IDS的張醫師說道。這次我們看到主流的機台以光聚合幾台為主,許多廠牌都已推出牙科相關的機器,包含Formlabs等。「3D列印機已經準備好進入您的診間了!」

「為了配合機台,許多材料廠商推出了牙科專用的材料,而因為牙科的材料有許多要求,例如生物相容性、精準度或者強度的需求等,因此廠商們也正積極開發當中。」

數位製造的方法:切削與列印有何不同?

「先給大家一個觀念,在數位牙科中,許多流程都是透過電腦軟體來進行操作,舉例來說,當您要製作牙冠時,我們會透過口腔掃描,掃描完成後您會得到一個數位的檔案,那這個檔案要怎麼樣變成一個實體的模型呢?」有兩種方式:

  • 切削機器:用堅硬的鑽針,去切削陶瓷、金屬、樹脂或者蠟等材料的物件,只要這個材料有足夠的強度去背鑽頭切割,那他就可以被製造成牙科的產品,這種從一整塊變小、由多到少的方式叫作「減法製造 (subtractive)」,這種作法的花費也會比較高,因為材料的利用率相對低。
  • 3D列印:另一種由少到多、由無到有的製造方式,叫做加法製造 (additive),3D列印就是這樣的製造方式,若是比較昂貴的材料,加法製造會比較適合,因為剩餘的材料仍可再做利用。

那哪些比較適合用加法?哪些比較適合用減法呢?以下我們幫大家做個比較:

 

減法 (Subtractive)

加法 (Additive)

材料 (Material)

樹脂、陶瓷

樹脂、金屬

形狀 (Geometry)

簡單無倒凹

複雜可中空

速度 (Speed)

單一元件塊

大量製造

 

哪些牙科產品適合用3D列印製造呢?

「目前光固化的3D列印機已經夠精準能夠直接列印牙科產品,例如:牙科用的各種模型(像是牙托模型、假牙模型與口腔外科用的骨板模型)、手術導板、活動假牙(用兩種不同材料印製後再做組合)練習模型與教具等,不過還是要注意它是否有通過FDA與生物相容性等衛署認證。」

如何選擇適用的3D列印機?

首先,我會建議大家先思考,您是要用3D列印來做什麼?您的精準度需要多高?假如您是口腔外科的醫師,也許您列印下顎模型時精準度相對來說不需要這麼高;但若您是要做矯正、像是假牙模型的話,那您的精準度要求就會變高。以下介紹兩個比較會運用在牙科的3D列印技術:

  • 光聚合 (Photo-polymerization):光聚合又分成了SLA, DLP, LCD, Inkjet等,分別是用雷射、投影光、噴墨等方式來聚合樹脂,它們都是用光來聚合樹脂(分別是點、面、面、點的方式來聚合樹脂)

  • 擠出成型 (Extrusion):這種技術的話是會有一個加熱的噴頭,再把熱塑型樹脂放進去,那加熱的噴頭熱的時候樹脂就會變軟,擠出後在室溫下就會變硬成型,許多maker、藝術家等在創作的時候,滿常使用這種技術,雖然這種技術相對便宜,但若要將它運用在牙科模型上的話精准度可能會不夠,最多可能可以去列印口腔外科所用等較大型的下顎模擬。

除了技術本身的差異外,張醫師還提到了許多購機時可考量的因素:

  • 速度 (Speed):點聚合<面聚合,但以精準度來說點聚合的表現較好,可是需求來衡量。
  • 平台的大小 (Size of the platform):SLA>DLP,因為投影光的尺寸有限制,所以成型空間會比較小,但SLA的話因為是雷射光,成型範圍可以較大,像Form2一次可以放到8個。
  • 良率 (Yield):列印產品的穩定性與成功率也是非常重要的,這跟機台的設計也有很大的關係,列印失敗的原因有像是材料混合不均勻或者氣泡卡在中間使物件無法被拉起等等,因此可以考量機台是否有
  • 自動給料系統 (Automatic Resin Handling):代表機器會自動補材料,您不需自己補料。
  • 混合及除泡機制 (Mixing and Bubble Removal):像有些機台會有刷具可以去將樹脂混合均勻。
  • 後聚合系統 (Post-Curing System):牙科列印大部分會建議再放到後聚合機器中去做二次的固化,能夠讓物件悟性發揮得更好,但這個過程很容易造成物件收縮,因此在選擇機台時可以考量這個品牌是否有出搭配的後固化設備,這代表了它們對於固化的參數更為了解,更能夠避免收縮的狀況。

張醫師與艾瑞瓷團隊在推動數位牙科方面不遺餘力,且CEREC Asia為亞洲區唯一獲德國原廠Sirona認證的教育中心,不僅引進最先進的技術以及最完整的教學,更打造牙醫師與牙技師的交流平台,以達到讓亞洲區的數位牙科與國際接軌的目標。

 

完整訪談影片:

 

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