پرینترهای سه بعدی و کاربرد آن در ساخت پروتزهای دندانی: مرور سیستماتیک

مقدمه

فناوری دیجیتال، تحولی عظیم در تمام جنبه های زندگی ما از جمله دندانپزشکی ایجاد کرده است؛ این امر به این دلیل است که کامپیوترها با سرعت و دقت بالاتر و هزینه کمتری نسبت به انسان کار می کنند. امروزه، تمام جنبه های بالینی از جمله پذیرش بیماران، جمع آوری و ذخیره سوابق بیماران،کسب و پردازش اطلاعات تشخیصی بیماران،
برنامه ریزی درمانی، دستیابی به داده ها برای تشکیل تصاویر سه بعدی و طراحی و تولید رستوریشن در دندانپزشکی به کمک رایانه انجام می شود. پروتزهای دندانی که با کمک رایانه طراحی و ساخته می شوند computer-aided design- computer-aided manufacturing (CAD-CAM) در سال های اخیر رایج شده است. تکنولوژی بر پایه CAD-CAM به طور معمول شامل سه مرحله است : 1- جمع آوری یا دیجیتال سازی داده ها، 2- پردازش داده ها(CAD)، 3- تولید(CAM) ⁽¹⁾

دو روش برای ساخت سه بعدی (CAM) وجود دارد: شامل روش کاهشی Subtractive Manufacturing (SUM) و روش افزایشیAdditive Manufacturing (AM)

1) روش کاهشی بر پایه تراش (milling) بلوک ماده توسط ماشین تراش است. این تکنولوژی طول درمان را کاهش داده و دارای مزایای متعددی برای دندانپزشکان، بیماران و تکنسین لابراتوار است. اگر چه، دارای معایبی از جمله هدر رفتن مقدار زیاد ماده، محدودیت در ضخامت پروتز، دقت پایین در ثبت جزئیات با توجه به سایز فرز تراش و قیمت بالای تجهیزات می باشد.^(5-2)

2) روش افزایشی که به عنوان نمونه سازی سریع (rapid prototyping) و 3D printing شناخته می شود،        بر پایه افزایش لایه لایه مواد است. AM انعطاف پذیری زیادی در طراحی دارد و برخلاف روش کاهشی، دقت بالایی در ثبت جزییات داشته و میزان هدر رفت ماده ناچیز است. روش های AM برای ساخت سازه های پیچیده توسعه یافته و در سال های اخیر به رشته های مختلف ازجمله دندانپزشکی راه پیدا کرده است.⁽⁶⁾

پرینت سه بعدی یک روش ساخت لایه لایه است که برای ساخت مدل سه بعدی طیف گسترده ای از ساختارها با اشکال پیچیده استفاده می شود. این تکنولوژی اولین بار در دهه 1980 میلادی توسط Charles Hull با نام استریولیتوگرافی ابداع شد.^(8و7) پرینت سه بعدی در
رشته های مختلف دندانپزشکی مانند ساخت مدل های دندانی، راهنماهای جراحی و روکش های مختلف دندانی، ایمپلنت ها و .... در حال محبوب شدن است.⁽⁶⁾ فرآیند افزایشی به عنوان جایگزینی برای روش کاهشی است که در آن مواد اکثراً بر پایه پودر یا مایع برای ساخت مدل سه بعدی جامد استفاده می شوند.^(10و9) روش های AM برای ساخت سازه های پیچیده توسعه یافته است. نمونه سازی سریع، تولید ساختار های بزرگ، کاهش نقص ساخت و افزایش خواص مکانیکی عوامل کلیدی پیشرفت
فناوری های AM هستند.⁽⁶⁾

 هدف این مقاله ارائه یک بررسی جامع از کاربرد پرینت سه بعدی در ساخت پروتزهای دندانی است. تکنیک ها از نظر روش های اصلی به کار رفته، مواد استفاده شده، مزایا، معایب، محدودیت ها و موارد کاربرد هر یک از آن ها در ساخت پروتز دندانی مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش ها

برای یافتن مقالات مرتبط با موضوع از یک استراتژی جستجو استفاده و معیارهای ورود و خروج برای آن تعریف کردیم. جستجو در پایگاه های اطلاعاتی PubMed و Google scholar، با استفاده از واژه های “3D printing” OR “Additive manufacturing” OR “Rapid prototyping” AND “Dental prostheses” OR “Dental Prosthetics” OR “Digital dentistry” انجام شد. استراتژی جستجو برای این بررسی شامل 3 مرحله بود؛ ابتدا مرور عنوان ها، سپس مطالعه خلاصه مقالات و در نهایت انتخاب مقالات و تجزیه و تحلیل متن کامل انجام شد.

معیارهای ورود به مطالعه، مقالاتی بود که به زبان انگلیسی بین سال های 2015 و 2020 در مورد پرینت سه بعدی در دندانپزشکی به چاپ رسیده و شامل مطالعات کلینیکی، آزمایشگاهی و مطالعات مروری روایتی بود. مقالاتی که به موضوع مورد نظر نمی پرداختند، مقالات تکراری و متونی که به زبان انگلیسی نبودند، از مطالعه حذف شدند. با توجه به معیارهای ورود و خروج، 27 مقاله (3 مقاله مروری، 2 مطالعه کلینیکی و 22 مطالعه آزمایشگاهی) انتخاب شد. نمودار 1 چارت استراتژی جستجو را نشان   می دهد.

یافته ها

 مقالات وارد شده به مطالعه و مهم ترین یافته هر یک، در جدول 1 آورده شده است.

نمودار 1 : استراتژی جستجو

جدول 1 : توصیف مقالات وارد شده به مطالعه

فرآیند پرینت سه بعدی: انجمن آزمایش و مواد آمریکا American society of testing and material (ASTM)، AM را فرآیند پیوستن لایه لایه مواد، برای تولید اشیا از اطلاعات سه بعدی تعریف کرده است.⁽¹¹⁾ به طور کلی فرآیند AM شامل 4 مرحله است:

ساخت مدل سه بعدی دیجیتال توسط نرم افزار با به کارگیری اطلاعات حاصل از اسکنر های داخل دهانی یا computed tomography(CT) پردازش اطلاعات و برش مدل سه بعدی به چندین لایه دو بعدی، پرینت سه بعدی محصول نهایی به صورت لایه لایه، پردازش نهایی^(13و12)

روند AM با ساخت مدل سه بعدی مجازی از تصاویر CBCT، MRI و یا اسکنر داخل یا خارج دهانی توسط      نرم افزار CAD، آغاز می گردد. فرمت داده های CAD به [1]Standard Triangulation Language(STL)               تبدیل می شود.⁽¹⁵⁾ از تصاویر، مقاطع کراس سکشنال      تهیه شده و با استفاده از روش های مختلف موجود برای AM، محصول نهایی به صورت لایه لایه تولید می شود. فرآیند برش ساختار سه بعدی به تصاویر دو بعدی و سپس بازسازی آن به عنوان tessellation شناخته می شود.⁽¹⁶⁾ دقت ابعادی محصول نهایی به ضخامت هر لایه که از چند میکرون تا یک میلیمتر متفاوت است، بستگی دارد. همچنین مواد مورد استفاده، نوع پرینتر و پیچیدگی ساختار هم روی دقت نهایی مؤثر هستند.⁽¹⁷⁾

روش های مختلف پرینت: فناوری ساخت افزودنی توسط انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM)، با توجه به روش پرینت در هفت فرآیند طبقه بندی شده است: ^(18و11)

• فتوپلیمریزاسیون مخزنی (Vat photo polymerization)
• جوش افزایشی یا اکستروژن مواد (Fused Deposition Modeling (FDM) or material extrusion)
• همجوشی بستر پودری (Powder bed fusion (PBF))
• پرینت سه بعدی یا تزریق چسب (Three-dimensional printing(3DP) or Binder jetting)
• تزریق مواد یا پرینت جوهرافشان (Material jetting or Inkjet printing)
• توزیع مستقیم انرژی (Direct Energy Deposition(DED)
• ساخت ورقه ای (Laminated object manufacturing(LOM))
• فتوپلیمریزاسیون مخزنی (Vat photo polymerization) استریولیتوگرافی Stereolithography (SLA)

 این روش جزء اولین روش های AM است که در سال 1986 کشف شد.⁽¹⁹⁾ این روش بر پایه پلیمریزاسیون با نور بوده و از نور ماورای بنفشUV یا پرتوی الکترون برای آغاز واکنش زنجیره ای رزین و مونومر استفاده می شود (شکل 2). مواد اولیه به صورت مایع هستند و شامل فتوپلیمرهایی مانند پلی آمیدها، الاستومرها، رزین های پلیمری خالص، رزین های کامپوزیت و دوغاب سرامیک + رزین
می باشند.⁽¹⁸⁾ همان طور که در شکل(3و2) نمایش داده شده، سکوی ساخت، در مخزنی از فوتو پلیمر مایع قرار دارد. با حرکت سکوی ساخت به بالا و تابش لیزر، پلیمریزاسیون انجام و لایه اول ساخته می شود. برای ساخت لایه های بعدی، سکوی ساخت به سمت پایین حرکت و داخل مخزن فرو می رود تا سطح لایه ساخته شده توسط پلیمر مایع پوشیده شود و دوباره با حرکت سکو، پلیمریزاسیون انجام می شود. این روند به قدری ادامه
می یابد تا تمام لایه ها ساخته شده و مدل سه بعدی تکمیل شود. ممکن است برای افزایش استحکام به پردازش نهایی توسط گرما (heating) یا نور (photo curing) نیاز باشد.⁽²⁰⁾

پرینت توسط SLA کیفیت و وضوح بالایی دارد، اما این روش زمان بر و گران بوده و مواد قابل استفاده در آن بسیار محدود می باشد. از طرفی رزین حساسیت زا بوده و در اثر تماس با چشم و پوست باعث التهاب می شود.⁽²¹⁾  انرژی منبع نور و میزان اکسپوژر فاکتور های اصلی هستند که ضخامت هر لایه را کنترل می کنند.⁽¹⁹⁾

در دندانپزشکی، از SLA برای ساخت ایمپلنت،     کست ها، پروتز کامل متحرک، روکش های موقتی، الگوهای ریختگی و فریم فلزی استفاده می شود.

پردازش نور دیجیتال Digital light processing (DLP): فرآیند پرینت و مواد مورد استفاده در آن همانند SLA است با این تفاوت که در SLA از لیزر برای پلیمریزاسیون استفاده می شود، اما در DLP از یک digital projector استفاده     می شود. سرعت این روش در مقایسه با SLA بیشتر است.⁽¹⁴⁾

پردازش مداوم نور دیجیتال Continuous digital light processing (CDLP): فرآیند پرینت و مواد مورد استفاده در آن همانند دو روش قبل بوده با این تفاوت که از LED و یا اکسیژن برای پلیمریزاسیون استفاده می شود. این روش نسبت به SLA سرعت بیشتری دارد و از DLP کم هزینه تر است.⁽¹⁴⁾

شکل 2 : شکل شماتیک از استریولیتوگرافی⁽¹⁸⁾

• جوش افزایشی یا اکستروژن مواد (Fused Deposition :Modeling (FDM) or material extrusion)

در این روش از یک فیلامنت حاوی پلیمر              ترمو-پلاستیک، برای پرینت سه بعدی استفاده می شود. فیلامنت گرم می شود تا ماده به حالت نیمه مایع درآمده و مدل مورد نظر به صورت لایه لایه ساخته می شود.( شکل 3) آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)، پلی لاکتیک اسید (PLA)  و پلی کربنات ها شایع ترین مواد مورد استفاده هستند.

ویژگی اصلی این روش، خاصیت ترموپلاستیک پلیمر است که سبب می شود در طول پرینت، لایه ها به هم متصل شود و بعد از پرینت، در دمای اتاق به حالت جامد تبدیل شود. نقطه ذوب ماده باید پایین باشد و پس از ذوب شدن ویسکوزیته آن به اندازه ای باشد که روان شده و از نازل به راحتی خارج شود، از طرفی هم به اندازه ای باشد که استحکام کافی برای ساپورت لایه های بعدی را داشته باشد.^(23و22)

ضخامت لایه ها، قطر، جهت گیری فیلامنت و تخلخل مهم ترین عواملی هستند که روی ویژگی های مکانیکی ماده پرینت شده اثر می گذارند. هزینه پایین، سرعت بالا و آسان بودن پروسه، مهم ترین مزایای FDM هستند. استحکام مکانیکی پایین، ظاهر لایه لایه، کیفیت سطحی پایین و تنوع پایین مواد ترموپلاستیک از محدودیت های این روش هستند.⁽²⁴⁾ تکامل کامپوزیت های تقویت شده با فیبر، استحکام مکانیکی مدل پرینت شده با FDM را افزایش داده است.⁽²⁵⁾ اگرچه جهت گیری فیبر ها، باند بین فیبر و ماتریکس و وجود تخلخل، چالش های اصلی در استفاده از این کامپوزیت ها به شمار می روند.^(25و21) در پروتز برای ساخت تری های اختصاصی استفاده می شود.

همجوشی بستر پودری (Powder bed fusion (PBF) :

در این روش یک لایه نازک از پودر، روی یک صفحه پخش و پک می شود. پودر در هر لایه توسط لیزر یا اتصال دهنده به هم متصل می شوند. این صفحات لایه لایه روی هم قرار می گیرند تا محصول سه بعدی نهایی ساخته شود. سپس اضافات پودر توسط وکیوم حذف می شود و در صورت نیاز، پردازش نهایی جزییات توسط انفیلتراسیون، پوشش (coating) و پخت (sintering) انجام می شود. (شکل3) توزیع و سایز ذرات پودر که تراکم ناحیه پرینت شده را تعیین می کند، مهم ترین فاکتور مؤثر در این روش است. در پودرهایی با دمای ذوب پایین برای اتصال لایه ها از لیزر استفاده می شود. در پودر با دمای ذوب بالا از یک اتصال دهنده مایع استفاده می شود.⁽²⁶⁾ مهمترین محدودیت روش powder bed fusion آهسته و زمان بر بودن پروسه، هزینه بالا و تخلخل زیاد هنگام استفاده از اتصال دهنده    می باشد.^(26و21)

الف) تفجوشی انتخابی با لیزر Selective Laser Sintering (SLS):

از SLS برای پرینت پلیمر های مختلف، فلزات و آلیاژها میتوان استفاده کرد. در SLS لیزر به طور کامل پود را ذوب نمی کند و حرارت سطحی دانه های پودر، سبب اتصال لایه ها به هم می شود.⁽²⁷⁾

ب) تفجوشی مستقیم فلزات با لیزر Selective Laser Melting (SLM):

برخلاف SLS، SLM تنها برای فلزات مخصوصی از جمله استیل و آلومینیوم کاربرد دارد. در SLM پودر به طور کامل ذوب شده و به هم متصل می شود که باعث افزایش استحکام مکانیکی می گردد.⁽²⁷⁾ در پروتز برای ساخت
فریم های فلزی از این روش استفاده می شود.

ج) ذوب با باریکه الکترون (EBM) Electron Beam Melting:

برخلاف دو روش بالا که از لیزر استفاده می شد، EBM از پرتوی انرژی الکترون که توسط سیم پیچ های الکترومغناطیسی هدایت می شود، استفاده می کند.⁽¹⁴⁾

پرینت سه بعدی یا تزریق چسب Three-dimensional printing(3DP) یا Binder jetting :

این سیستم مشابه سیستم بستر پودری (PBF) است با این تفاوت که از یک اتصال دهنده مایع برای اتصال         لایه ها به یکدیگر استفاده می شود. ابتدا یک لایه پودر روی بستر رسوب کرده و سپس با غلتک همتراز می شود. سپس، با توجه به اطلاعات به دست آمده توسط CAD، قطرات مواد اتصال دهنده، روی بستر پودر پخش می شود. (شکل3) خواص شیمیایی اتصال دهنده، شکل و اندازه ذرات پودر و واکنش بین اتصال دهنده و پودر نقش مهمی در فرآیند 3DP ایفا می کنند.⁽¹⁸⁾ میزان تخلخل در این روش نسبت به استفاده از لیزر بیشتر است.^(21و3)

• تزریق مواد یا پرینت جوهرافشان  ( Material jetting or Inkjet printing ):

یک سیستم تزریق فتوپلیمر است که کل شی سه بعدی را لایه لایه از طریق چند نازل می سازد. مبنای شیمیایی مواد مشابه با vat photopolymerization است و توسط نور ماوراء بنفش کیور می شود. از این روش برای ساخت سرامیک هایی با ساختار پیچیده در مهندسی بافت استفاده می شود. در این پروسه یک سوسپانسیون پایدار از سرامیک، مانند پودر زیرکونیوم اکساید در آب، توسط یک نازل بر روی بستری پمپاژ می شود و رسوب می کند. قطرات، الگوی پیوسته ای را تشکیل می دهند که استحکام کافی برای ساپورت لایه های بعدی را تأمین می کند.⁽²⁸⁾

دو نوع اصلی سرامیک شامل مواد بر پایه موم
(wax-based ink) و سوسپانسیون مایع (liquid suspension) می باشند. سایز ذرات سرامیک، ویسکوزیته محلول، سایز نازل و سرعت پرینت عواملی هستند که بر کیفیت محصول نهایی اثر می گذارد.⁽²⁹⁾ برای ساخت الگوهای ریختگی هم می توان از این روش استفاده کرد.

• توزیع مستقیم انرژی (Direct Energy Deposition(DED

برای ساخت آلیاژ ها استفاده می شوند. مواد اولیه    ذوب شده و سپس رسوب کرده و به هم متصل می شوند. تفاوت این روش با SLM در این است که در این روش از پودر استفاده نمی شود و برای ذوب مواد اولیه به انرژی بالاتری نیاز است. DED نسبت به SLM دارای دقت کمتر و کیفیت سطحی پایین تری است و توانایی ساخت
مدل های با پیچیدگی کمتر را دارد. این روش سریعتر و کم هزینه تر می باشد.⁽³⁰⁾

• ساخت ورقه ای (Laminated object manufacturing(LOM)):

در این روش، مواد به صورت ورقه ای هستند که توسط لیزر یا روش های مکانیکی لایه لایه برش داده می شوند و سپس به هم متصل می گردند. (شکل4) در این روش از کامپوزیت، سرامیک و فلزات می توان استفاده کرد. بسته به نوع ماده، نیاز به پردازش نهایی دارد. LOM (بدون پردازش) از کیفیت سطح پایین تری برخوردار است و دقت ابعادی آن در مقایسه با روش های powder bed کمتر است.⁽³¹⁾

شکل 3 : نمودارهای شماتیک چهار روش اصلی AM. a) fused deposition modelling، b) binder jetting، c) stereolithography، d) powder bed fusion⁽²¹⁾

شکل 4: تصویر شماتیک LOM ⁽¹⁸⁾

مقایسه روش های پرینت سه بعدی

در بین روش های مختلف، FDM به دلیل پردازش کم هزینه، سادگی و سرعت بالا، یکی از رایج ترین
فناوری های پرینت سه بعدی است. در اصل برای پرینت سه بعدی  رشته های پلیمری استفاده می شود، اما با بسیاری از مواد دیگر سازگار شده است. خصوصیات مکانیکی و کیفیت قطعات پرینت شده توسط FDM در مقایسه با روش های powder bed مانند SLS وSLM پایین تر است. پودرهای مجاور در روش های powder bed، ذوب و به هم متصل می شوند و یا توسط چسب های کمکی پیوند
می شوند، که منجر به تفکیک دقیق تر می شود، اما
هزینه های بیشتری را متحمل می شود و روند کندتری دارد. در DED از منبع انرژی (پرتوی لیزر یا الکترون) برای ذوب پودرهای فلزی استفاده می شود اما در مقایسه با SLM از بستر پودری استفاده نمی شود و مواد اولیه قبل از رسوب به صورت لایه لایه مانند FDM ذوب می شود و مقدار بسیار بالاتری از انرژی برای ذوب فلزات نیاز است. Inkjet printing نسبتاً سریع است و برای پرینت سه بعدی سرامیک استفاده می شود اما به عملیات حرارتی پس از پردازش نیاز دارد.

هنگام انتخاب سیستم پرینت مناسب، باید در      دسترس بودن مواد، خصوصیات پزشکی مواد، زمان مورد نیاز و وضوح مطلوب مورد پرینت را در نظر گرفت. مشکلی که نیاز به تحقیقات بیشتر دارد، محدودیت مجموعه مواد موجود به ویژه هنگام حرکت فراتر از پلیمرهای متعارف و همچنین بهبود سرعت پرینت و پردازش پس از آن است. با وجود مزایای روش AM، اشکالاتی وجود دارد که برای استفاده از این فناوری در صنایع مختلف به تحقیق و توسعه بیشتر نیاز دارد. (جدول2)

جدول 2 : روش های متداول AM، مزایا، معایب و کاربرد در دندانپزشکی

مواد: سه دسته از مواد شامل فلزات، سرامیک ها و پلیمرها در پرینت سه بعدی استفاده می شود.

• فلزات و آلیاژها:

تکنیک هایی که برای پرینت این مواد استفاده میشود DED و PBF می باشد. فلزاتی همچون استنلس استیل، آلیاژهای آلومینیوم، تیتانیوم و آلیاژهای آن و آلیاژهای بر پایه نیکل توسط این روش ها ساخته می شوند.⁽³²⁾

• پلیمر ها و کامپوزیت ها:

به دلیل تنوع بالا رایج ترین موادی هستند که در پرینت سه بعدی استفاده می شوند. پلیمر ها به شکل فیلامنت ترموپلاستیک، پودر، مونومر و رزین استفاده می شوند. FDM شایع ترین روشی است که برای ساخت
کامپوزیت ها مورد استفاده قرار می گیرد.^(23و21)

استحکام پایین پلیمرها مهم ترین چالش در استفاده از آنهاست. برای افزایش استحکام و تقویت پلیمر، عناصری را به آن اضافه می کنند و تاکنون کامپوزیت های تقویت شده با ذرات، فیبر و نانومتریال تولید شده است.⁽²¹⁾

• کامپوزیت تقویت شده با ذرات Particle reinforced polymer composites) (

به دلیل قیمت پایین، به طور گسترده ای برای افزایش استحکام و بهبود ویژگی های مکانیکی ماتریکس پلیمری استفاده می شوند. ذرات هم می توانند در روش SLS به پودر اضافه شود، هم در روش SLA به مایع و هم در روش FDM به فیلامنت اضافه شوند.

ضریب کششی با افزودن ذرات شیشه⁽³⁴⁾، آهن و مس⁽³⁵⁾، مقاومت به سایش با افزودن ذرات آلومینیوم و آلومینیوم اکساید⁽³⁶⁾ و رسانایی دی الکتریک با افزودن ذرات سرامیک^(38و37) و تنگستن⁽³⁹⁾ بهبود یافته است.

• کامپوزیت تقویت شده با فیبر (Fiber reinforced polymer composites)

در روش FDM از این مواد استفاده می شود. گلوله های پلیمری و الیاف ابتدا در مخلوط کن مخلوط شده سپس برای ساخت فیلامنت به دستگاه اکسترودر داده می شود. در روش powder bed fusion از این مواد استفاده نمی شود چون تهیه یک لایه هموار از پودر و الیاف مشکل              می باشد.⁽⁴⁰⁾

الیاف کوتاه شیشه⁽⁴¹⁾ و کربن^(44-42) به طور معمول برای بهبود ویژگی های مکانیکی استفاده می گردد. جهت گیری الیاف و میزان تخلخل کامپوزیت نهایی نقش مهمی در استحکام و خواص مکانیکی دارد.⁽⁴⁵⁾  

• نانوکامپوزیت ها Nanocomposites) (

نانوذراتی از کربن⁽⁴⁶⁾، گرافیت⁽⁴⁷⁾، سرامیک⁽⁴⁸⁾ و برخی فلزات در بهبود خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی مؤثر هستند. مطالعات بیان کردند افزایش 5% وزنی نانوذرات تیتانیوم دی اکساید⁽⁴⁹⁾ و 10% وزنی نانوکربن⁽⁵⁰⁾ به ترتیب %2/13 و 39% استحکام کششی را افزایش می دهد.

• سرامیک ها: شایع ترین روش ها برای پرینت سه بعدی سرامیک ها SLA,PBF,Inkjet می باشد. از SLS هم می توان استفاده کرد اما احتمال ترک به میزان زیادی بالا می باشد.⁽⁵¹⁾

کاربرد پرینترهای سه بعدی در پروتزهای دندانی: پرینترها در زمینه های مختلف دندانپزشکی از جمله مهندسی بافت، ایمپلنت، جراحی فک و صورت و پروتز استفاده می شوند. یکی از اولین استفاده های CAD-CAM ساخت مدل های آناتومیکی دقیق و راهنمای جراحی (surgical guide)، برای کمک به جراحان بود تا بتوانند روند جراحی را قبل از عمل شبیه سازی کنند.(شکل5، 6-a) در سال 1987، Brix and Lambrecht⁽⁵²⁾ اولین مدل های آناتومیکی را با استفاده از ماشین تراش ساختند. ماشین های تراش برای ساخت مدل های پیچیده دارای محدودیت بودند. در سال 1992، Klein و همکاران⁽⁵³⁾ یک روش بر پایه استریولیتوگرافی معرفی کردند.

ایمپلنت ها را می توان به روش SLM با استفاده از پودر تیتانیوم که زیست سازگار است، ساخت. ایمپلنت های قابل جذب از جنس کلسیم و فسفات نیز ساخته شده اند. برخی مطالعات از تری کلسیم فسفات و هیدروکسی آپاتیت برای ساخت ایمپلنت استفاده کردند و نتایج قابل قبولی گزارش کردند.^(56و55)

در مهندسی بافت، توسط پرینت سه بعدی می توان داربست هایی متناسب با ابعاد دلخواه ساخت و میزان تخلخل، بافت سطحی و طراحی کلی را کنترل کرد. همچنین می توان فاکتور های تحریک کننده استخوان سازی مانند BMP-2 و BMP-7 را به آن افزود تا اتصال و تکثیر
سلول ها، خون رسانی و تغذیه تحریک شود. پرینت مستقیم سلول ها برای ساخت بافت، نیاز به داربست را برطرف
می کند. سلول ها به صورت لایه لایه رسوب می کنند. البته این روش نیاز به بررسی و مطالعه بیشتر دارد و می تواند برای بازسازی بافت دندانی که حفره پالپ توسط سلول ها پر می شود، مفید باشد.^(59-57) ظهور تکنولوژی سه بعدی و دیجیتال تاثیر به سزایی روی بازسازی دندان ها و کارهای پروتزی داشته است که در ادامه به طور مفصل بحث        می شود.

شکل 5 : راهنمای جراحی به طور مجازی توسط همبستگی با داده های CT بیمار طراحی شده است.⁽⁵⁴⁾

شکل 6 : نمونه های کاربرد چاپ سه بعدی پلیمر در دندانپزشکی ایمپلنت. A) راهنمای جراحی B) تری اختصاصی C) کست⁽⁶⁰⁾

• پرینت کست های سه بعدی: یکی از اولین استفاده های پرینت سه بعدی، ساخت کست از روی قالب های دیجیتال است.(شکل6،c) Baghani و همکاران⁽⁶¹⁾ دقت اسکن کامل قوس فکی به صورت داخل دهانی و خارج دهانی را بررسی کردند. مطالعات متفاوتی برای مقایسه دقت کست های پرینت شده، کست های تهیه شده به روش معمول و کست های حاصل از milling انجام شده است. در مطالعه Patzelt و همکاران⁽⁶²⁾ کست های حاصل از روش SLA نسبت به کست های ساخته شده توسط دستگاه تراش(کست milled) دقت بالاتری داشتند. اگرچه
  کست های حاصل از milling هم از نظر کلینیکی دقت قابل قبولی داشتند. طبق مطالعه Jeong و همکاران⁽⁶³⁾ نیز کست های پرینت شده نسبت به mill شده دقت بالاتری داشتند. طبق مطالعه Al-Imam⁽⁶⁴⁾ کست های معمول جیپسوم دقت بالاتری نسبت به کست های SLA داشتند. در مطالعه Alshawaf⁽⁶⁵⁾ و Papaspyridakos ⁽⁶⁶⁾ نیز، کست های حاصل از پرینت سه بعدی دقت پایین تری نسبت به کست های استون معمول داشتند. با توجه به نتایج مقالات     بررسی شده می توان نتیجه گرفت، کست های استون   ریخته شده بالاترین دقت را دارند و پس از آن به ترتیب کست های ساخته شده توسط SLA و Milling هستند. اگرچه هر سه روش دقت کلینیکی قابل قبولی دارند.              

در یک مطالعه آزمایشگاهی، Jang و همکاران⁽⁶⁷⁾، در سال 2019، تطابق مارجینال و داخلی پروتز ثابت سه واحدی ساخته شده روی مدل های پرینت شده سه بعدی با استفاده از پردازش نور دیجیتال                               Digital light processing) ( را بررسی و دقت آن را در مقایسه با یک مدل معمولی ریخته گری ارزیابی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که کیفیت پروتزهای ثابت ساخته شده روی مدل های پرینت شده به صورت سه بعدی نسبت به کست های استون معمول کمتر است، اما قالب های پرینت شده دارای دقت بالینی قابل قبولی هستند، که نشان می دهد بهبود دقت پرینترهای سه بعدی برای کاربرد آنها در پروتز لازم است.

• ساخت تری های اختصاصی قالب گیری: با استفاده از روش های دیجیتال می توان تری های اختصاصی را در زمان کمتر، با دقت بالاتر و با فاصله یکنواخت برای مواد قالب گیری ساخت. (شکل6،b و شکل 7) دقت بالاتر قالبهای نهایی گرفته شده با این تری های اختصاصی در مطالعات متعدد گزارش شده است.⁽⁶⁸⁾ طبق نتایج مطالعه Sun و همکاران⁽⁶⁹⁾ قالب های گرفته شده توسط تری های اختصاصی پرینت شده ضخامت یکنواخت تری داشتند. Liuو همکاران⁽⁷⁰⁾ اثر ضخامت لایه های پرینت را بر خصوصیات مکانیکی تری های پرینت شده به روش FDM بررسی کردند. طبق نتایج، با افزایش ضخامت، اتصال ماده قالبگیری به تری ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد و در ضخامت 4/0 میلی متر بیشترین مقدار را دارد. با افزایش ضخامت لایه ها، مقاومت های خمشی و کششی تری کاهش می یابد، اما دقت ابعادی آن از 1/0 میلی متر تا 4/0 میلی متر ثابت مانده و سپس در 5/0 میلی متر کاهش می یابد. بنابراین ضخامت متوسط لایه ها، بهترین خصوصیات مکانیکی را فراهم می کند.

با توجه به نتایج، می توان تری های اختصاصی را با دقت بالا توسط روش FDM پرینت کرد، که ضخامت     لایه های پرینت اهمیت بالایی دارد و بهترین ضخامت، متوسط 4/0 میلی متر می باشد.

• ساخت دنچر کامل متحرک: در سال 1994، Maeda و همکاران⁽⁷¹⁾ روشی برای ساخت پروتز کامل متحرک، توسط رزین کیورشونده با نور و ماشین SLA معرفی کردند. تاکنون روش های جدید و متنوعی برای ساخت پروتزها معرفی شده و مطالعات متعددی دقت این روش ها را با روش های کاهشی و سنتی رایج مقایسه کردند.^(74-72) طبق مطالعه Davda و همکاران⁽⁷²⁾ دنچر های پرینت شده توسط SLA از نظر دقت و صحت نسبت به روش های معمول برتری دارند. در اکثر مطالعات ساخت پروتزها با استفاده از CAD/CAM یک روش قابل اعتماد بوده و این دنچرها نسبت به روش های سنتی رایج (Conventional)تطابق مشابه و یا بهتر، زیست سازگاری مشابه و خواص مکانیکی بهتر داشتند. با این وجود، امکان استفاده از تکنیک های AM  برای تولید پروتزهای قطعی سئوال برانگیز است. طبق نتایج مطالعه Kalberer و همکاران⁽⁷⁴⁾ سطح داخلی (intaglio) پروتزهای ساخته شده توسط دستگاه تراش (milling) نسبت به پرینت شده SLA دقت بیشتری داشتند. طبق مطالعه Yoon et al و همکاران⁽⁷⁵⁾ نیز، از نظر درستی (trueness) دنچرهای milled نسبت به دنچر ساخته شده توسط DLP، بهتر بودند، اما از نظر تطابق سطح بافتی تفاوت قابل توجهی نداشتند. تطابق بافتی و گیر مکانیکی در دنچرها به روش DLP مشابه روش milling و کمی بهتر از روش معمول بود.

شکل 7 : تری اختصاصی ساخته شده به روش پرینت سه بعدی⁽⁵⁴⁾

بنابراین، پروتزهای ساخته شده با روش های دیجیتال نسبت به روش های سنتی رایج برتری دارند و بین روشهای دیجیتال، پروتزهای milled بهتر از SLA بودند.

• ساخت رستوریشن موقت: روش های مختلف AM برای ساخت روکش ها و بریج های موقت و پروتزهای ایمپلنت ثابت در مطالعات شرح داده شده است.^(77و76) علاوه بر این، مطالعات مختلفی وجود دارد که رستوریشنهای موقت پرینت شده را با نمونه های معمولی و تراشیده شده توسط دستگاه تراش (milling) مقایسه میکند. طبق نتایج حاصل، این رستوریشن ها ویژگی های مکانیکی و تطابق مارجینال قابل قبولی دارند و مارجینال گپ در رستوریشن های SLA کمتر از milled بود.^(79و78) با این وجود، مطالعات بیشتری در مورد زیست سازگاری و ماندگاری پلیمرهای مورد استفاده در AM نیاز است.
• پرینت الگو های ریختگی: در حال حاضر چندین پلیمر قابل ریخته گری تجاری برای فناوری های AM وجود دارد. با استفاده از این پلیمرها می توان الگوهایی برای انواع رستوریشن ها ساخت و با روش های معمول ریخته گری، به رستوریشن های فلزی و لیتیوم دی سیلیکات تبدیل کرد.⁽⁶¹⁾ Inlay و onlay های ساخته شده توسط الگوهای پرینت شده، تطابق داخلی و مارجینال قابل قبولی داشتند.^(81و80) Kim و همکاران⁽⁸²⁾ تطابق داخلی و مارجینال الگوهای ریختگی، SLA printed و تراشیده شده توسط دستگاه تراش (milling) را با هم مقایسه کردند. طبق نتایج حاصل، تطابق داخلی و مارجینال الگوهای SLA از نظر کلینیکی قابل قبول و کمی بهتر از ریختگی بود. میزان مارجینال گپ در الگوهای تراشیده شده (milled) بیشتر بود. Khalediو همکاران⁽⁸³⁾ تطابق مارجینال فریم های ریخته شده از الگوهای تراشیده شده توسط دستگاه تراش و پرینت شده توسط SLA و polyjet را با هم مقایسه کردند. طبق نتایج، اگرچه هر سه روش از نظر کلینیکی تطابق قابل قبولی داشتند اما عدم تطابق و گپ مارجینال در روش polyjet به طور قابل توجهی کمتر بود.

 Alikhasi و همکاران⁽⁸⁴⁾، گیر فریم ورک های پروتز ثابت متکی بر ایمپلنت ساخته شده از روی الگوهای پرینت شده توسط inkjet printing، الگوهای تراشیده شده توسط دستگاه تراش و الگوهای مومی معمول را با هم مقایسه کردند. طبق نتایج، اگرچه گیر هر سه روش از نظر کلینیکی قابل قبول بود؛ اما الگوهای پرینت شده نسبت به تراشیده شده گیر کمتری داشتند.

• ساخت فریم ورک فلزی برای پروتز ثابت و پروتز پارسیل متحرک: خصوصیات مکانیکی، تطابق داخلی و مارجینال و دقت ابعادی فریم ورک های فلزی ساخته شده توسط AM، در مطالعات بررسی شد (شکل8). طبق نتایج، خصوصیات مکانیکی فریم ورک هایCr-Co پرینت شده توسط SLM بهتر از آنهایی است که توسط دستگاه تراش و یا ریختگی تولید می شود.⁽⁸⁵⁾ در مطالعه Akçin و همکاران⁽⁸⁶⁾ فریم ورک پروتز های متکی بر ایمپلنت ساخته شده توس SLM، ویژگی های مشابه فریم ورک های ریختگی داشتند و نسبت به فریم های تراشیده شده توسط دستگاه تراش، بهتر بودند.

 Chen و همکاران⁽⁸⁷⁾ تطابق فریم های پارسیل ساخته شده به روش SLM را بررسی کردند. در فریم های ساده و غیر پیچیده، تفاوت قابل توجهی بین روش SLM و ریختگی وجود نداشت. اما در فریم های پیچیده، تطابق فریم های ریختگی کمی بهتر بود. همچنین در مطالعه Ye و همکاران⁽⁸⁸⁾ عدم نشست رست های اکلوزالی در فریم ورک SLM نسبت به فریم های ریختگی بیشتر بود. اگرچه از نظر کلینیکی گیر و ثبات قابل قبولی داشتند. طبق مطالعه Revilla-León و همکاران⁽⁸⁹⁾ فریم های تیتانیومی       ساخته شده به هر دو روش SLM و EBM از نظر کلینیکی قابل قبول بودند.

طبق نتایج، به طور کلی فریم های پرینت شده پروتز ثابت و متحرک پارسیل از نظر کلینیکی گیر، ثبات و
ویژگی های قابل قبولی دارند. در پروتز ثابت فریم های SLM مشابه و یا کمی بهتر از ریختگی بودند اما در پروتز متحرک عدم نشست فریم های SLM بیشتر از ریختگی بود.

• ساخت پروتزهای ثابت تمام سرامیک: استفاده گسترده از مواد سرامیکی در دندانپزشکی را می توان به مجموعه ای از ویژگی های آنها مانند زیست سازگاری عالی، پایداری شیمیایی، خواص مکانیکی مناسب و زیبایی بالا نسبت داد. با این وجود، به دلیل ماهیت شکنندگی سرامیک، تولید آن با خواص مکانیکی مناسب چالش برانگیز است. Ahangari و همکاران⁽⁹⁰⁾ مقاومت به شکست دو نوع کوپینگ سرامیکی آلومینا را با هم مقایسه کردند. طبق نتایج، مقاومت به شکست کوپینگ ها ی سرامیکی Turkom-Cera قابل مقایسه با In-Ceram Alumina می باشد. Shayegh و همکاران⁽⁹¹⁾ اثر پخت های مکرر پرسلن روی درز لبه ای و تطابق داخلی فریم های زیرکونیا را بررسی کردند. طبق نتایج، زیرکونیا به دلیل خواص مکانیکی و استحکام بالا و نیز سینترینگ کامل تحت تأثیر چرخه پخت پرسلن قرار نگرفته و تطابق فریم های زیرکونیایی با اباتمنت ایمپلنت های دندانی در شرایط پخت یا عدم پخت پرسلن تغییرات قابل توجهی تجربه نکرده بود.

امروزه از روش های ink jetting و stereolithography برای ساخت زیرکونیا استفاده می شود.⁽⁹²⁾ در مطالعات نشان داده شده است که با استفاده از روش های فوق می توان قطعات زیرکونیا را با تراکم پس از پخت
(post-sintering density) (در محدوده 9/96٪ تا 99٪)، دقت ابعادی بالا و خصوصیات مکانیکی مشابه با زیرکونیا ساخته شده به روش معمول تولید کرد.⁽⁹³⁾ از طریق
تکنیک هایی مانند FDM، پرینت قطعات آلومینا با تراکم 99٪، با ساختار همگن و خواص مکانیکی بهبود یافته
امکان پذیر است.⁽⁹⁴⁾ طبق نتایج Dehurtevent و همکاران⁽⁹⁵⁾ امکان پرینت آلومینا توسط SLA با تراکم و استحکام خمشی مشابه روش subtractive وجود دارد.

روش های AM برای ساخت سرامیک های دندانی: (جدول 3)

Ucar و همکاران⁽⁹⁷⁾، خواص مکانیکی آلومینای لیتوگرافی شده، آلومینای فشرده (pressed alumina) و زیرکونیای تراشیده شده (milled zirconia) را با هم مقایسه کردند. milled zirconia بالاترین مقاومت خمشی را نشان داد و پس از آن به ترتیب SLA Alumina و pressed Alumina بودند. تفاوت قابل توجهی در مقاومت به شکست آلومینای SLA و زیرکونیای تراشیده شده (milled) مشاهده نشد، هر دو به طور قابل توجهی بالاتر از آلومینای pressed بودند.

شکل 8 : طراحی چارچوب پروتز پارسیل متحرک آماده برای پرینت سه بعدی⁽⁵⁴⁾

جدول 3 : روش ها و مواد مورد استفاده برای پرینت سرامیک ها⁽⁹⁶⁾

علاوه بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی، تطابق مارجینال و دقت رستوریشن نقش مهمی در تعیین موفقیت بالینی آن دارد. Arezoobakhsh و همکاران⁽⁹⁸⁾ تطابق مارجینال و داخلی فریم های زیرکونیا سه واحدی ساخته شده به روش CAD-CAM، با استفاده از اسکن دیجیتال مستقیم و غیرمستقیم را بررسی کردند. نتایج نشان داد تطابق فریم های زیرکونیا با استفاده از اسکن مستقیم داخل دهانی نسبت به اسکن غیرمستقیم لابراتواری بیشتر می باشد.

طبق نتایج Wang و همکاران⁽⁹⁹⁾، تفاوت قابل توجهی در صحت سه بعدی روکش های زیرکونیای تراشیده شده توسط دستگاه تراش (milling) و تولید شده توسط SLA وجود نداشت، که نشان دهنده مناسب بودن SLA برای ساخت روکش های زیرکونیا است. با این وجود، Revilla-León و همکاران⁽¹⁰⁰⁾ تطابق داخلی و مارجینال روکش های زیرکونیا ساخته شده به روش SLA وmilling را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که روکش های تراشیده شده توسط دستگاه تراش (milling) تطابق بهتری داشتند. مطالعات بیشتری جهت بررسی دقت و تطابق زیرکونیای پرینت شده نیاز است.

مزایا: از ویژگی های اصلی AM قابلیت شخصی سازی (customizations)، استفاده از مواد متنوع، تولید آسان و سریع می باشد. هم چنین در این روش، برخلاف روش های کاهشی از جمله ماشین کاری و تراش، میزان هدررفت ماده ناچیز است و تقریباً هیچ ماده ای دور ریخته نمی شود. کیفیت پروتزهای ساخته شده با این روش نسبت به
روش های معمول بالاتر گزارش شده است و با توجه به مزایای زیاد، می تواند جایگزین آن ها شود.

چالش ها: علی رغم مزایای متعددی که وجود دارد، این روش دارای محدودیت هایی نیز می باشد که مهم ترین
آن ها هزینه بالا است. در این روش مواد به صورت لایه لایه روی هم ساخته می شوند و ضخامت هر لایه اهمیت زیادی دارد. اگر ضخامت لایه ها مناسب نباشد، مدل یکپارچه نخواهد بود و پله پله می شود.

 روش بستر پودری (powder bed) و استریولیتوگرافی در مقایسه با پرینت جوهرافشان (inkjet printing) و جوش افزایشی fused deposition modelling) ( زمان بر است. علاوه بر این، روش های چاپ سه بعدی، مانند powder bed (SLS , SLM )، دارای وضوح بالایی هستند اما هزینه بیشتری برای مواد و انرژی بیشتری برای پردازش متحمل می شوند. زمان پردازش طولانی و هزینه بالاتر چاپ
سه بعدی مهمترین چالش هایی است که تولید انبوه را منع می کند. از اشکالات اصلی چاپ سه بعدی، ایجاد خلاء بین لایه های مواد است. تخلخل اضافی ایجاد شده توسط AM می تواند بسیار زیاد باشد و عملکرد مکانیکی را به دلیل کاهش پیوند سطحی بین لایه های چاپی کاهش دهد. میزان تشکیل خلاء به شدت به روش پرینت سه بعدی و مواد مصرفی بستگی دارد. در روش هایی که از مواد به شکل فیلامنت استفاده می شود مانند FDM، تشکیل فضاهای خالی بیشتر رایج است و یکی از اصلی ترین نقایصی است که منجر به خواص مکانیکی پایین می گردد. در پرینت سه بعدی یک کامپوزیت با استفاده از روش FDM، افزایش ضخامت فیلامنت باعث کاهش تخلخل
می شود اما انسجام کامپوزیت کاهش می یابد، که منجر به کاهش مقاومت در برابر کشش و افزایش جذب آب
می شود. تخلخل بالاتر قطعات پرینت شده، همیشه یک نقص نیست و در برنامه هایی که تخلخل کنترل شده است، مانند طراحی داربست متخلخل در مهندسی بافت، به عنوان مزیت AM در نظر گرفته می شود.

بحث

این مطالعه مروری با هدف معرفی روش های تولید افرودنی و استفاده فعلی از تکنیک های مختلف آن، در ساخت پروتزهای دندانی انجام شده است. انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM)، فناوری ساخت افزودنی را با توجه به روش پرینت در هفت فرآیند طبقه بندی کرده است. تاکنون در پروتزهای دندانی از چهار روش استریولیتوگرافی Stereolithography(SLA)، ذوب لیزری Selective Laser Melting(SLM)، جوش افزایشی Fused Deposition Modeling(FDM) و تزریق مواد Material jetting(inkjet) برای ساخت راهنمای جراحی، ایمپلنت، کست، تری اختصاصی، پروتز متحرک، الگوهای ریختگی، فریم های فلزی و پروتز های ثابت استفاده شده است.

SLA متداول ترین روشی است که در پروتز برای ساخت کست، دنچر کامل، پروتز موقتی و الگوهای ریختگی استفاده می شود. مطالعات گذشته دقت SLA را با روش کانونشنال و Milling مقایسه کردند. در مطالعه Patzelt و همکاران⁽⁶²⁾ کست های حاصل از روش SLA نسبت به کست های milled دقت بالاتری داشتند. اگرچه کست های حاصل از milling هم از نظر کلینیکی دقت قابل قبولی داشتند. طبق مطالعه Jeong و همکاران⁽⁶³⁾ نیز کستهای پرینت شده نسبت به mill شده دقت بالاتری داشتند. طبق مطالعه Al-Imam و همکاران⁽⁶⁴⁾ کست های معمول جیپسوم دقت بالاتری نسبت به کست های SLA داشتند. در مطالعه  Alshawaf⁽⁶⁵⁾ و Papaspyridakos⁽⁶⁶⁾ نیز، کست های حاصل از پرینت سه بعدی دقت پایین تری نسبت به کستهای استون معمول داشتند. علت می تواند مربوط به فرآیند پلیمریزاسیون باشد که باعث انقباض و تغییرات ابعادی حرارتی مربوط به پلیمریزاسیون شود و ممکن است منجر به اعوجاج قالب های SLA شود. زاویه ساخت        گچ های SLA نیز می تواند بر دقت ابعادی تأثیر بگذارد.

طبق مطالعه Davda و همکاران⁽⁷²⁾ دنچر های پرینت شده توسط SLA از نظر دقت و صحت نسبت به روش های معمول برتری دارند. طبق نتایج مطالعه Kalberer و همکاران⁽⁷⁴⁾ سطح داخلی(intaglio) پروتزهای تراشیده شده توسط دستگاه تراش (milling) نسبت به پرینت شده SLA دقت بیشتری داشتند، که ممکن است علت آن، انقباض قبل از پلیمریزاسیون نهایی دنچر پرینت شده باشد، چون در milling از رزین پلیمریزه استفاده می شود اما در پرینت از رزین غیرپلیمریزه استفاده می شود و به پلیمریزاسیون نهایی نیاز دارد.   

Kim و همکاران⁽⁸²⁾ تطابق داخلی و مارجینال الگوهای ریختگی، SLA printed و تراشیده شده توسط دستگاه تراش را با هم مقایسه کردند. طبق نتایج حاصل، تطابق داخلی و مارجینال الگوهای SLA از نظر کلینیکی قابل قبول و کمی بهتر از ریختگی بود. میزان مارجینال گپ در الگوهای تراشیده شده (milled) بیشتر بود.

برای پرینت فریم فلزی پروتز از روش SLM استفاده می شود. خصوصیات مکانیکی فریم ورک های Cr-Co پرینت شده توسط SLM بهتر از آنهایی است که به روش ریختگی معمول و یا توسط دستگاه تراش (milling) تولید می شود.⁽⁸⁵⁾ در فرآیند ریخته گری آلیاژهای کاملاً همگن بدست نمی آید که منجر به ساخت فریم با مناطق ضعیفتر شده و موفقیت بالینی کاهش می یابد. هر دو فریم milled و SLM همگنی بیشتری را نشان می دهند، که ممکن است برخی از تفاوت های سختی مشاهده شده را توضیح دهد. زبری سطح فریم های SLM به عنوان یک چالش مطرح است و می تواند دقت تطابق داخلی و حاشیه ای را پیچیده کند. سطح فریم های SLM احتمالاً تحت تأثیر کنترل فلز مذاب حاصل از تابش لیزر است. پرتو لیزر می تواند باعث ذوب شدن پودر مجاور ساختار اصلی شده و سبب ایجاد ندول و زبری سطح شود.

براساس یافته های این مطالعه مروری، می توان نتیجه گرفت که AM تحول بزرگی در زمینه ساخت پروتزهای دندانی ایجاد می کند؛ اگرچه، استفاده از آن هنوز محدود است. تحولات برای غلبه بر محدودیت های تکنیکی و متریال مورد نیاز، ضروری است. اکثر یافته ها، بر اساس مطالعات آزمایشگاهی می باشد. قبل از اینکه تکنیک های مختلف پرینت سه بعدی به طور کامل در ساخت پروتزهای دندانی پیاده سازی شوند، مطالعات طولانی مدت بالینی نیاز است.

نتیجه گیری

پرینت سه بعدی ظرفیت تحولی عظیم در دندانپزشکی دارد. آزادی طراحی، شخصی سازی انبوه و توانایی پرینت ساختارهای پیچیده با حداقل هدررفت ماده از مزایای اصلی پرینت سه بعدی است. در حال حاضر، با کمک این تکنولوژی مقرون به صرفه که در آن مقدار مواد هدر رفته بسیار ناچیز است؛ می توان کست، تری های اختصاصی، پروتزهای متحرک، راهنماهای جراحی، ایمپلنت، پروتزهای موقت، الگوهای ریختگی و فریم های فلزی را تولید کرد. طبق نتایج، کیفیت پروتز های ساخته شده با استفاده از این تکنولوژی از نظر کلینیکی قابل قبول می باشد.

مطالعات آینده جهت ارزیابی خصوصیات ساختاری و مکانیکی مواد مورد استفاده در پرینت و همچنین رفتار آنها تحت تاثیر تغییرات حرارتی و نیروهای مکانیکی پیشنهاد می شود. مطالعات بیشتر جهت ارزیابی پایداری ابعادی و مقاومت در برابر سایش پروتزهای پرینت شده و مقایسه آن با روش های کانونشنال نیاز است. همچنین پیشنهاد می شود روش های مختلف پرینت برای ساخت یک نوع پروتز بررسی و با یکدیگر مقایسه شوند.

تشکر و قدردانی

از تمام افرادی که در انجام این مطالعه ما را یاری کردند، تشکر و قدردانی می کنیم.

[1] فرمتی است که هندسه سطح یک شی سه بعدی را بدون هیچ گونه رنگ، بافت یا سایر ویژگی ها توصیف می کند. این فرمت از یک سری مثلث های پیوند یافته برای بازسازی شکل هندسی سطح مدل سه بعدی استفاده می کند. هرچه از مثلث های بیشتری استفاده شود، وضوح تصویر مدل      سه بعدی بیشتر خواهد بود.⁽¹⁴⁾