cad

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->PROTET. STOMATOL., 2008, LVIII, 2, 105-113Porównanie systemów CAD/CAMstosowanych we współczesnejprotetyce stomatologicznejComparison of CAD/CAM systemsused in modern prosthodonticsMarta Gładkowska, Paweł Montefka, Piotr OkońskiZ Katedry Protetyki Stomatologicznej Akademii Medycznej w WarszawieKierownik: prof. dr hab.E. Mierzwińska-NastalskaStudenckie Koło Naukowe przy Katedrze Protetyki Stomatologicznej IS AM w WarszawieOpiekun Koła: dr n. med.P. OkońskiHASŁA INDEKSOWE:system CAD/CAM, Procera, Cerec, Kavo Everest,Cercon, Zeno TecKEY WORDS:CAD/CAM system, Procera, Cerec, Kavo Everest,Cercon, Zeno TecStreszczenieW artykule zaprezentowano różnorodność dostęp-nych obecnie na rynku systemów CAD/CAM. Dokonanoprzeglądu literatury skupiając się na parametrach tech-nicznych i klinicznym zastosowaniu czterech systemówCAD/CAM: Procera (Nobel Biocare AB, Göteberg,Sweden), Kavo Everest, Cerec (Sirona Dental Systems,Bensheim Germany), Cercon (DeguDent GmbH), Wie-land Zeno Tec System (GmbH & Co. KG). Szczególnąuwagę zwrócono na proces projektowania, wytwarza-nia oraz jakość gotowej pracy. Technologia CAD/CAMumożliwia precyzyjne wytwarzanie uzupełnień prote-tycznych z zachowaniem optymalnej wielkości szczelinybrzeżnej mniejszej od 100μm. Wykorzystywana jest całagama materiałów: tytan, stopy metali, tlenek cyrkonu,tlenek glinu oraz materiały złożone. Liczne badania kli-niczne potwierdzają wysoką trwałość i wytrzymałośćna naprężenia uzupełnień wykonanych w systemachCAD/CAM.SummaryThis article presents a variety of CAD/CAM systemsnowadays available on the market. We revised the cur-rent literature focusing on technical parameters andclinical applications of the four CAD/CAM systems:Procera (Nobel Biocare AB, Göteberg, Sweden), KavoEverest, Cerec (Sirona Dental Systems, Bensheim Ger-many), Cercon (DeguDent GmbH), Wieland Zeno TecSystem (GmbH & Co. KG). The emphasis was laid onthe design process, manufacturing methods and thequality of final product. The CAD/CAM technology en-ables a precise manufacturing of dental restorationsand maintaining the optimal dimension of marginalgap lower than 100 μm. This technology operates us-ing a wide range of materials, such as titanium, metalalloys, zirconium oxide, alumina, composites. Variousclinical studies confirm the durability, maximum stressresistance and long-term behaviour of CAD/CAM res-torations.105M. Gładkowska i inniWstępWspółcześnie wymagania pacjentów odnośnieestetyki uzupełnień protetycznych są bardzo wyso-kie. Od wielu lat trwają poszukiwania precyzyjnejmetody wytwarzania wysokiej jakości uzupełnieńprotetycznych zarówno stałych jak i ruchomych.Nowoczesne technologie komputerowe zrewolucjo-nizowały stomatologię. Dzięki zastosowaniu syste-mów CAD/CAM stworzono alternatywę dla metodlaboratoryjnych takich jak technika traconego wo-sku i odlewania stopów dentystycznych. CAD jestakronimem dla „Computer Aided Design” – kom-puterowo wspomaganego projektowania oznacza-jącego oprogramowanie stosowane powszechnie wprzemyśle, architekturze i sztuce. CAM natomiastoznacza „Computer Aided Manufactoring” – kom-puterowo wspomagane wykonanie projektu (1, 2,3, 4, 5). Prace nad stworzeniem systemów projek-towania komputerowego trwają od wczesnych lat60-tych. Początkowo tylko największe korporacjemogły pozwolić sobie na zakup komputerów o od-powiedniej mocy obliczeniowej.W roku 1964 miało miejsce pierwsze komercyjnezastosowanie systemu CAD (DAC-1) w firmie GM(Dr Patric J Hanratty) (2, 6). Do roku 1980 tech-nologie CAD wymagały specjalnie dedykowanychsystemów komputerowych. Aktualnie oprogramo-wanie CAD jest przystosowane do pracy na kompu-terach osobistych. W roku 1983 na konferencji weFrancji zaprezentowany został pierwszy prototypo-wy system CAD/CAM do użytku w stomatologii, ajuż w 1985 roku wytworzono w tym systemie i osa-dzono w ustach pacjenta pierwszą koronę (7).Systemy komputerowego projektowania umożli-wiają planowanie konstrukcji protetycznej w świe-cie wirtualnym. W stomatologii znaczenie prak-tyczne mają tylko systemy projektowania kompu-terowego 3D. Proces komputerowego wytwarzaniauzupełnień protetycznych CAM umożliwia wyko-nanie prac protetycznych w sposób bardzo precy-zyjny i przy zachowaniu optymalnych wartości dlaszczelności brzeżnej w zakresie poniżej 100µm (5,8, 9, 10, 11).stępnego piśmiennictwa, analizy porównawczejobecnych na rynku światowym i aktualnie stoso-wanych w praktyce klinicznej systemów CAD/CAM.Omówiono istotne z punktu widzenia zastosowa-nia klinicznego systemy CAD/CAM:1. Procera (Nobel Biocare AB, Göteberg,Sweden),2. Kavo Everest (Dental GmbH, Biberach),3. Cerec (Sirona Dental Systems, BensheimGermany),4. Cercon (DeguDent GmbH),5. Wieland Zeno Tec System (GmbH & Co.KG).W pracy wzięto pod uwagę następujące parame-try wymienionych wyżej systemów:1. Metodę odwzorowania pola protetycznego,2. Oprogramowanie używane do projektowaniauzupełnień protetycznych – zakres możliwości,3. Proces produkcyjny,4. Materiały używane do produkcji uzupełnieńprotetycznych,5. Sposoby cementowania gotowych uzupeł-nień,6. Adaptację brzeżną uzupełnień protetycznych(marginal gap),7. Wytrzymałość uzupełnień protetycznych.Historia powstania systemów CAD/CAMW 1986 roku Dr Matts Andersson dla potrzeb ob-róbki tytanu opracował system Procera (12, 13 14).Początkowo planowano wykonywanie koron napodbudowie (czapeczce, kopule) tytanowej. Jako,że materiał ten jest trudny w obróbce metodą od-lewania, technika CAD/CAM umożliwiła zastoso-wanie tytanu i jego opracowywanie poprzez frezo-wanie gotowych bloczków tytanowych. Powstałakonstrukcja metalowa była następnie licowana por-celaną. Doskonalenie materiałów ceramicznychstosowanych w stomatologii pozwoliło na stworze-nie koron pełnoceramicznych. Dostrzeżono możli-wość pracy tą technologią materiałami ceramiczny-mi na bazie tlenku glinu o wysokiej wytrzymałości.Dzięki tej metodzie otrzymujemy tytanowe kon-strukcje mostów, łączniki implantologiczne orazpełnoceramiczne korony, mosty i licówki. Systemten jest bardzo wszechstronny, a dzięki zastosowa-PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2008, LVIII, 2Cel pracyCelem pracy było dokonanie, na podstawie do-106Systemy CAD/CAMniu tlenku cyrkonu rozległość wytwarzanego przę-sła mostu bez podbudowy metalowej mogła uleczwiększeniu powyżej trzech członów.Kolejny system o nazwie Cerec będący skrótem odCERamic REConstruction, został stworzony przezprof.W. Mörmann’ai drM. Brandestiniw 1980 ro-ku na Uniwersytecie w Zurychu w Szwajcarii (2, 3,7, 15). W roku 1985 technologię Cerec zastosowanopo raz pierwszy do wykonania pełnoceramicznegowkładu koronowego dla konkretnego pacjenta. Odtej pory system Cerec przeszedł długą drogę ewo-lucyjną w zakresie oprogramowania i wyposaże-nia technologicznego. Początkowo występował podnazwą Cerec 1. W roku 1994 na rynek wprowadzo-no Cerec 2, nową udoskonaloną wersję urządzeniaCerec 1. W ostatnim czasie na rynku pojawiły sięnajnowsze wersje Cerec 3D i Cerec Scan. Obecniemetoda ta służy do wytwarzania pełnoceramicz-nych koron, licówek i nakładów zarówno w obsza-rze zębów przednich jak i bocznych. System ten,zintegrowany w postaci przenośnego unitu, umoż-liwia wykonanie uzupełnienia przy pacjencie, pod-czas jednej wizyty.System Cercon opracowany został przez naukow-ców szwajcarskich z Federalnej Wyższej SzkołyTechniki w Zurichu we współpracy z AkademiąMedyczną w Zurichu. Dzięki systemowi Cercon, zewzględu na możliwość obróbki materiału w stanieprzed synteryzacją, pojawiły się nowe perspektywywytwarzania koron i mostów. W 1995 roku firmaETH Zurich stworzyła pierwszy most pełnocera-miczny, a w 2001 roku wprowadzono już na ryneknowy system Cercon – Smart Ceramics (3).Firma Wieland założona w roku 1871, wypro-dukowała w ostatnich latach system CAD/CAM onazwie Zeno Tec. Wykorzystuje on szeroką gamęmateriałową począwszy od stopów metali szlachet-nych, poprzez tytan, akryl i co najistotniejsze cera-mikę na bazie tlenku glinu i tlenku cyrkonu. Dużązaletą tego systemu jest efektywność pracy i reduk-cja kosztów (3).Od roku 2002 na rynek wprowadzony został sys-tem KaVo Everest. Umożliwia on zastosowanie róż-norodnych materiałów takich jak tytan, szkło cera-miczne lub tlenek cyrkonu. W skład tego systemuwchodzi skaner, frezarka, piec i zestaw materiałówdo obróbki. Wszystkie te elementy zlokalizowanesą w jednym laboratorium, bez konieczności inter-PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2008, LVIII, 2netowego przesyłania danych, jak to ma miejsce wsystemie Procera (3).Zasady preparacji zębów pod uzupełnienia pro-tetyczne wykonane w systemach CAD/CAMPreparacja zębów pod podbudowę wykona-ną techniką CAD/CAM nie odbiega znacząco odklasycznej techniki opracowania zęba pod ko-ronę (ryc. 1 i 2). Ząb należy opracować przezzmniejszenie jego wymiarów, zachowując cha-rakterystyczny kształt, bez pozostawienia podcie-ni. W przypadku uzupełnień pełnoceramicznych(Procera, Cercon, Cerec, Kavo Everest) pożąda-nym kształtem okolicy szyjki jest wyraźny sto-Ryc. 1. Opracowanie powierzchni wargowej oraz brze-gu siecznego zęba na fantomie.Ryc. 2. Dalszy etap opracowywania – przyszyjkowo--okrężny stopień typu „chamfer”.107M. Gładkowska i innipień typu „chamfer” w celu zmniejszenia naprę-żeń w licującej porcelanie (4, 8, 9, 10, 11, 14, 16).Stopień przydziąsłowy powinien być zaznaczo-ny w obrębie całego obwodu oszlifowanego zębai nie powinien być większy niż 1,5mm. Stwarzato optymalne warunki adaptacji przyszłej koro-ny. Przejścia pomiędzy ścianami osiowymi a po-wierzchnią żującą należy zaokrąglić. Zbieżnośćkażdej ściany osiowej powinna wynosić około 3-4stopni. Powierzchnia żująca powinna mieć uprosz-czony kształt, a obniżenie jej lub brzegu siecznegopowinno wynosić około 1,5-2 mm (3).Po zakończeniu opracowywania niezbędnejest dokładne odwzorowanie pola protetycznego.W przypadku systemów Procera, Cercon, KavoEverest wycisk zostaje pobrany zgodnie z ogól-nie przyjętą metodyką. System Cerec 3D, dziękizastosowaniu specjalnej kamery, dysponuje moż-liwością pobrania tak zwanego „wycisku optycz-nego”, czyli wykonania analizy optycznej miejscpreparacji wraz z tkankami otaczającymi (7, 15).W metodzie kombinowanej pobierany jest wyciskoptyczny modelu roboczego. Proces pobierania wy-cisku optycznego w ustach pacjenta jest dość skom-plikowany. Rozpoczyna się od przygotowania po-wierzchni pola protetycznego. W celu wyelimino-wania odblasków świetlnych i zapewnienia odpo-wiedniego poziomu kontrastu zwłaszcza w okolicyprzyszyjkowej, obszar preparacji pokrywany jestcienką warstwą specjalnego proszku. Warstwa tanie może być zbyt gruba, aby zapewnić dokładneodwzorowanie i późniejszą adaptację brzeżną uzu-pełnienia. Zasadniczą rolę odgrywa również kątustawienia kamery Cerec 3D, który musi pokrywaćsię z torem wprowadzania uzupełnienia. Niekiedyproblematyczna jest kwestia odwzorowania okolicyprzyszyjkowej wynikająca z konieczności dobregojej uwidocznienia dla wiązki światła (7, 15).W systemie Zeno Tec preparacja zębów pod uzu-pełnienia protetyczne nie odbiega od ogólnie obo-wiązujących zasad. W przypadku zastosowaniatlenku cyrkonu istotny jest wyraźnie zaznaczonybrzeg preparacji w postaci stopnia typu „chamfer”lub „shoulder” z zaokrąglonym kątem wewnętrz-nym. Nie należy pozostawiać ostrych brzegów, coma znaczenie w procesie wycinania pracy z mate-riału w formie bloku. Minimalna grubość podbudo-wy (czapeczki, kopuły) w przypadku zębów przed-108nich powinna wynosić 0,4 mm, a dla zębów bocz-nych od 0,5-0,6 mm (3).SkanowanieW systemie Procera po opracowaniu zęba pobie-rany jest wycisk w celu przygotowania modelu ro-boczego, wycisk zębów przeciwstawnych oraz re-jestrowane jest zwarcie. Uzyskany model składany(segmentowany) montowany jest w artykulatorze,a model opracowanego zęba (filar zębowy) zostajewyjęty i przygotowany do skanowania. Filar zębanajpierw opracowywany jest poniżej szyjki, dla ja-snego określenia zakresu preparacji, a następnie jestskanowany mechanicznie (ryc. 3). Skaner posiadasondę w kształcie kuleczki, która odczytuje kształtRyc. 3. Skanowanie opracowanego modelu zęba skane-rem MOD40 Procera.zęba przez okrężne skanowanie opisując ząb przyużyciu około 50000 punktów. Nacisk sondy skane-ra na powierzchnię obracającego się filaru wynosiokoło 5g/cm3. Podczas jednego obrotu notowanychjest 360 punktów pomiarowych. Przy każdym na-stępnym obrocie sonda unoszona jest o 0,2 mm i au-tomatycznie odczytywana jest następna linia skano-wania. Po zakończeniu skanowania następuje pro-jektowanie czapeczki (4, 5, 13, 14, 17).W systemie Cerec Scan istnieje również możli-wość zeskanowania obszaru preparacji na mode-lu roboczym. Wykorzystuje się w tym celu skanerPROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2008, LVIII, 2Systemy CAD/CAMoptyczny zintegrowany z frezarką CAM. Całośćkontrolowana jest przy użyciu komputera osobiste-go. Program dysponuje możliwością dodania skanuzębów przeciwstawnych, co ułatwia zaprojektowa-nie powierzchni okluzyjnych przyszłej podbudowy(3, 7, 15, 16, 18).System Zeno Tec wymaga pobrania wycisku me-todą standardową. Gotowy model gipsowy poru-szając się w 3 osiach jest skanowany przy użyciuskanera laserowego (3shape D 200). Proces tendla pojedynczej korony trwa około 2 minut. W po-równaniu z systemem Cerec skanowany model niewymaga przygotowania powierzchni przy użyciuspecjalnego proszku. Wyjątkiem są powierzchniebłyszczące lub zbyt przezierne oraz obszary pokry-te woskiem blokującym podcienie (3).System KaVo wykorzystuje skaner optyczny docyfrowego pomiaru modelu. Możliwe jest skano-wanie obszaru o rozmiarach 40x60mm, co odpo-wiada konstrukcji uzupełnienia wieloczłonowego.Dzięki obrotowemu stolikowi skanera można re-jestrować podcienie. Specjalne oprogramowanieumożliwia zaplanowanie kształtu protezy stałej iokreślenie granicy preparacji. System ten dyspo-nuje możliwością dodania skanu zębów przeciw-stawnych (3).ProjektowanieProjektowanie w systemie Procera odbywa sięna monitorze komputera (ryc. 4). Przygotowanieczapeczki rozpoczyna się od zaznaczenia jej za-sięgu i brzegu preparacji na ekranie komputera.Modelowany jest jej zewnętrzny kształt o grubościokoło 600µm. Dane dotyczące kształtu opracowa-nego zęba i projektu czapeczki są przesyłane drogąelektroniczną do laboratorium Procera Sandvik wSztokholmie lub analogicznej pracowni w StanachZjednoczonych. Oznacza to, że sam model nie musibyć wysyłany, a proces wykonania czapeczki moż-na rozpocząć w dowolnym punkcie na świecie. Zewzględu na 20% skurcz tlenku glinu podczas spie-kania dane cyfrowe filaru zęba i projektu czapki sąodpowiednio powiększane (3, 19).W systemie Cercon projektowanie kształtu przy-szłego uzupełnienia protetycznego przebiega we-dług metod standardowych wykorzystując woskmodelowy i artykulator. Proces projektowania ko-rony czy mostu zależy całkowicie od zdolności ma-nualnych technika. Dzięki unikalnym właściwo-ściom tlenku cyrkonu istnieje możliwość delikat-nego ukształtowania elementów łączących przęsłomostu z filarem. Powierzchnia przekroju tego ele-mentu powinna mieć minimalnie 9 mm2. Kształtmodelu woskowego korony lub mostu jest rejestro-wany przez skaner optyczny zintegrowany z frezar-ką w postaci urządzenia Cercon Brain. Skanowanieodbywa się w sposób bezkontaktowy (3, 6, 19).Dzięki systemowi Cerec Scan i specjalnemu opro-gramowaniu Cerec 3D Crown Upgrade możliwejest zaprojektowanie powierzchni kontaktów oklu-zyjnych korony. Wykorzystuje się w tym celu skanmodelu zębów przeciwstawnych, który podlegaobróbce elektronicznej. Modelowanie powierzch-ni okluzyjnej naśladuje proces naturalnej erupcjizęba. W sposób wirtualny kreuje się punkty kon-taktowe i usuwa przedwczesne kontakty. Ponadtosystem Cerec Scan umożliwia określenie punktówstycznych z zębami sąsiednimi projektowanej ko-rony (3, 7, 15,18).W systemie Zeno Tec projektowanie uzupełnie-nia protetycznego również wymaga specjalnegooprogramowania i przebiega na ekranie monitorakomputera osobistego (3).CAM – komputerowo wspomaganewykonanie pracy protetycznejRyc. 4. Projektowanie zewnętrznego kształtu oraz zasię-gu przyszłej podbudowy w programie komputerowym(CAD) (KaVo Everest).PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2008, LVIII, 2W laboratorium Procera powstaje powiększo-ny model filaru zęba drogą techniki frezowania.Specjalna frezarka wycina jego kształt w materiale109 [ Pobierz całość w formacie PDF ]