Объяснение полного процесса стоматологической CAD/CAM: от сканирования до реставрации – Master Digital Dentistry

Введение в стоматологическую технологию CAD/CAM

В быстро развивающейся области цифровой стоматологии компьютерное проектирование/компьютерное производство (CAD/CAM) стало краеугольным камнем технологии. Эта система позволяет точно создавать зубные реставрации, такие как коронки, мосты, вкладки, накладки, виниры и даже полные зубные протезы. Интегрируя цифровое сканирование, виртуальное проектирование и автоматизированное производство, CAD/CAM сводит к минимуму человеческие ошибки, сокращает время производства и улучшает общую посадку и эстетику.

Шаг 1: Сбор данных – сканирование и подготовка модели
Процесс CAD/CAM начинается со сбора точных цифровых данных анатомии полости рта пациента. В лабораторных условиях это часто начинается, когда клиника отправляет либо физический слепок, либо цифровые файлы.
Для получения традиционных оттисков в силиконовых формах лаборатория заливает сверхтвердый гипс для создания физической модели. Затем эта модель сканируется с помощью высокоточного настольного сканера, который фиксирует 3D-данные с точностью до микрона (обычно 5–10 микрон). Сканер использует структурированный свет или лазерную технологию для создания облака точек, которое преобразуется в сетку для дальнейшей обработки.
Ключевые соображения включают в себя обеспечение того, чтобы сканирование охватывало край препарирования, соседние зубы и противоположную дугу для правильной окклюзии. Любые артефакты, такие как слюна или кровь, необходимо очищать цифровым способом. Этот шаг закладывает основу для всего процесса; неточности здесь могут привести к неподходящим реставрациям.

Шаг 2. Компьютерное проектирование (САПР) – планирование виртуальной реставрации
После получения 3D-данных они загружаются в специализированное программное обеспечение для проектирования. Здесь технические специалисты практически проектируют реставрацию. Программное обеспечение отображает отсканированную модель, позволяя выполнить точную настройку анатомии, контуров и окклюзии.
Проектирование начинается с разметки линии подготовки и определения оси вставки. Передовые алгоритмы предлагают оптимальные формы на основе биомиметических принципов, гарантируя, что реставрация имитирует естественную морфологию зуба. Такие параметры, как минимальная толщина (например, 0,5–1,0 мм для диоксида циркония), необходимы для предотвращения переломов. Для многокомпонентных реставраций, таких как мосты, размеры соединителей подбираются с учетом прочности.
Интеграция искусственного интеллекта в современное программное обеспечение автоматизирует большую часть этой работы, сокращая время проектирования с часов до минут. Результатом является файл STL, представляющий окончательный проект реставрации. В лабораторных рабочих процессах несколько проектов могут быть вложены друг в друга для эффективного использования материала, поэтому им также необходимо верстать зуб, создавая производственный файл в формате ЧПУ для производства.
Этот этап имеет решающее значение для настройки: технические специалисты могут моделировать силу и эстетику прикуса, гарантируя результаты, специфичные для пациента.

Шаг 3. Компьютерное производство – фрезерование и резьба
Когда файл проекта готов, процесс переходит в CAM, где физически создается виртуальная модель. Это предполагает субтрактивное производство с использованием многокоординатного фрезерного станка.
Файл с ЧПУ загружается в фрезу, которая вырезает реставрацию из предварительно спеченного блока материала, такого как диоксид циркония, дисиликат лития или композитная смола. Цирконий, известный своей прочностью, фрезеруется в мягком состоянии, чтобы избежать износа инструмента. 
Фрезерование занимает 10-30 минут на единицу, в зависимости от сложности. Мокрый помол используется для стеклокерамики, чтобы предотвратить тепловое повреждение, а сухой помол подходит для диоксида циркония. После фрезерования реставрацию отделяют от опорных конструкций и проверяют на наличие дефектов.

Шаг 4: Окрашивание и сушка – улучшение эстетики
Для таких материалов, как диоксид циркония, которые начинаются с белого или однотонного цвета, окраска необходима для достижения естественных оттенков зубов. В предварительно спеченном состоянии отфрезерованную реставрацию окунают или наносят кистью жидкие красители, соответствующие оттенкам Vita (A1-D4).
Многослойные блоки с градиентной прозрачностью уменьшают необходимость в интенсивном окрашивании, а индивидуальное окрашивание добавляет такие детали, как синий режущий край или розовый цвет десны. После нанесения изделие сушат при низких температурах (около 80-100°С) для испарения растворителей без образования трещин.
Этот шаг обеспечивает плавное слияние реставрации с окружающими зубами, повышая удовлетворенность пациента. Сушка обычно длится 30-60 минут, подготавливая изделие к следующему этапу.

Шаг 5: Спекание – достижение окончательной прочности и плотности
Спекание превращает мягкий измельченный диоксид циркония в плотную высокопрочную керамику. Реставрация помещается в специальную печь и нагревается по определенной кривой — обычно температура повышается до 1450–1550°C в течение нескольких часов, выдерживается в течение 2 часов и медленно охлаждается, чтобы избежать термического шока.
Настройки печи различаются в зависимости от толщины и типа материала; варианты быстрого спекания могут сократить цикл до 2-4 часов для отдельных изделий. Этот процесс вызывает объемную усадку, определяя размер и повышая прозрачность.

Шаг 6: Глазурь – обработка поверхности для блеска и долговечности

После спекания поверхность получается шероховатая и матовая. Для глазурования наносится тонкий керамический слой, обожженный при более низких температурах (750–850°C) в течение 1–2 минут, что создает глянцевое, устойчивое к пятнам покрытие.

Внешние пятна можно добавить для тонких цветовых вариаций, повышая реалистичность. Полировка алмазными инструментами является альтернативой для более гладкого ощущения, хотя глазурь обеспечивает большую долговечность от износа.

Эта эстетическая изысканность жизненно важна для реставраций передних зубов, где большое значение имеет естественное отражение света. В лабораториях для повышения эффективности несколько модулей остекляют партиями.

Шаг 7: Фарфор 
Для повышения прозрачности, особенно в видимых областях, поверх циркониевого каркаса можно нанести керамический винир. Это включает в себя наслаивание совместимого фарфора, обжиг в вакуумной печи при температуре 900-1000°C в несколько циклов для создания непрозрачности и градиентов цвета.
В то время как полноконтурные коронки из диоксида циркония часто пропускают этот этап из соображений простоты и прочности, многослойные варианты лучше имитируют структуру эмали и дентина. При окончательном запекании все сплавляется, после чего следует проверка качества на наличие трещин и пузырей.

Преимущества и тенденции рынка
CAD/CAM предлагает множество преимуществ: точность (точность подгонки >95%), сокращение времени работы (возможно в тот же день), экономия материалов и меньшее количество переделок (менее 5%). Он также поддерживает биосовместимые материалы, такие как диоксид циркония, выживаемость которого превышает 95% в течение 5 лет.
Тенденции включают проектирование на основе искусственного интеллекта, интеграцию 3D-печати для гибридов и облачное сотрудничество между клиниками и лабораториями. В связи со старением населения и ростом спроса на косметические средства внедрение растет во всем мире: доля рынка Северной Америки составляет 36%, а в Азиатско-Тихоокеанском регионе среднегодовой темп роста составляет 12%.
Проблемы остаются, такие как первоначальные инвестиции (50 000–200 000 долларов США на системы) и потребности в обучении, но окупаемость инвестиций достигается в течение 1–2 лет за счет повышения эффективности.
Заключение
Полный процесс стоматологического CAD/CAM — от сканирования до реставрации — представляет собой сдвиг парадигмы в стоматологии, сочетая технологии с мастерством для достижения превосходных результатов. Будь то в клинике или в современной лаборатории, освоение этого рабочего процесса позволяет профессионалам оказывать более быструю и точную помощь. Поскольку к 2034 году рынок вырастет до 7,48 миллиардов долларов, постоянное обновление данных обеспечит конкурентоспособность в цифровой стоматологии. Для практикующих специалистов во всем мире внедрение CAD/CAM — это не просто вариант — это будущее здоровья полости рта.