3D-printer steeds gangbaarder in tandartspraktijk

De geschiedenis van het 3D-printen begint met de intrede van stereolithografie. Charles W. Hull vond deze vorm van rapid prototyping begin jaren 80 uit, waarbij een laserstraal laagsgewijs de oppervlakte van kunsthars verhardt. Stereolithografie werd voornamelijk gebruikt voor het vervaardigen van prototypes en het maken van afgietsels. De Amerikaan, die gezien wordt als de grondlegger van de 3D-printer, richtte in 1986 3D Systems op, het eerste bedrijf ter wereld dat zich richt op de ontwikkeling van 3D-printen.

Sneltreinvaart
Het printen van dentale toepassingen liet even op zich wachten. “Wij hebben tien jaar geleden onze focus gelegd op het printen van toepassingen die uiteindelijk goed genoeg zijn voor in de mond van de patiënt,” aldus Jacobs. “Pas in 2013 introduceerde NextDent de eerste biocompatibele 3D-printmaterialen. Hiermee werden modellen, individuele afdruklepels en boormallen aan de hand van een beperkt aantal materialen afgedrukt.” De materialen waren destijds alleen geschikt voor tijdelijke toepassingen.

Met de introductie van nieuwe geregistreerde materialen voor permanente toepassingen in 2016 nam de populariteit van de dentale 3D-printer in sneltreinvaart toe. “De wet schrijft voor dat elk materiaal een biocompatibiliteitsstudie moet ondergaan met onder andere toxiciteitstesten en sensitiviteitstesten. De mond is complex en krachtig, maar wordt gekenmerkt door een natte, warme omgeving. Daarom wordt er onder andere gekeken wat kleurstoffen van voedingsingrediënten en medicijnen doen met het materiaal. Ook wordt onderzocht hoe breekbaar het materiaal is.” Met deze ontwikkeling in het vizier brachten meer fabrikanten een 3D-printer op de markt.

Door de acquisitie van NextDent en met de concurrentie op de loer blijft 3D Systems scherp. “We hebben in de afgelopen vijf jaar veel feedback gekregen van de markt. Wat zij wilden was snelheid, een scherpe prijs, nauwkeurigheid, flexibiliteit en een printer die robuust genoeg is, zodat deze tegen een stootje kan. De afgelopen drie jaar hebben we al onze kennis en ervaring gestopt in het ontwerpen van een dentale printer die zowel op een laboratorium als in de tandartspraktijk aan al deze eisen voldoet: de NextDent™ 5100,” vertelt Jacobs.

Perfecte pasvorm
Een 3D-printer verschaft volledige vrijheid van geometrie. Dat wil zeggen dat elke gewenste vorm ontworpen en geprint kan worden. “In de praktijk blijkt ook dat dit altijd perfect past,” vertelt Jacobs. De NextDent™ 5100 wordt gekenmerkt door nauwkeurigheid. “Met analoog heb je in het proces te maken met krimpen en expansie en bij frezen zorgt de diameter van de boor ervoor dat bepaalde objecten niet perfect gefreesd kunnen worden. Met de printer zijn deze kwesties niet aan de orde.”

De opmars van de 3D-printer verloopt niet overal ter wereld even sterk en snel. “De VS, Duitsland en Korea lopen voor op het gebruik van de 3D-printer in de dagelijkse praktijk,” constateert Jacobs. “In Nederland wordt de 3D-printer inmiddels ook breed geaccepteerd en geïmplementeerd in de digitale workflow. Enkele honderden praktijken en tandtechnici maken er al gebruik van.” De printer wordt in de dagelijkse praktijk voor verschillende doeleinden gebruikt. “Alle tandtechnische toepassingen van een ‘monocolor’ zijn interessant om te printen en veel kosteneffectiever.” Hierbij kan gedacht worden aan het vervaardigen van nachtbeugels, boormallen en individuele afdruklepels, maar ook aan mid term tempories en try-ins. “Ook bij implantologie, waarbij er heling moet zijn voordat een permanente toepassing wordt geplaatst, is printen de ideale uitkomst.” Naast deze tijdelijke toepassingen worden volledige protheses ook steeds vaker geprint in de dagelijkse praktijk.

Binnen één uur
Een design wordt gemaakt aan de hand van een scan. “Je ziet nu een enorme toename van intraorale scanners, waarbij de mondscan meteen gedigitaliseerd is. Hiermee worden grote aantallen foto’s per seconde gemaakt, waarna er een soort film ontstaat van de mond. Het maken van zo’n scan neemt ongeveer één à twee minuten in beslag.” Vervolgens moet er een design gemaakt worden. “Het is mogelijk om de scan naar je tandtechnicus te sturen die op zijn beurt het design maakt. Vervolgens kun je kiezen om het zelf te printen of centraal te laten printen.” Ook is er een nieuwe ontwikkeling gaande, waarbij nieuwe businessmodellen tot stand komen. “We zien dat er specialistische designcentra ontstaan die cloud-based designservice leveren. Je uploadt je scan en binnen een bepaalde tijd krijg je een design terug. Het ontwerpen van een volledige prothese duurt dan maar dertig minuten.”

Aan de hand van het design kan een print gestart worden. “Het apparaat is makkelijk in gebruik. Je moet alleen goed snappen hoe de mond gescand moet worden, hoe het design beoordeeld wordt en hoe je het geprinte product netjes afwerkt. Daarom besteden wij veel energie aan support, kennisoverdracht en een trainingsservice.” Naast verschillende materialen zijn ook diverse kleuren te kiezen. “Voor gebitsprotheses hebben we bijvoorbeeld vijf verschillende tinten roze waaruit gekozen kan worden. Als je een patiënt hebt die een prothese wil in de kleur A2, dan pak je de fles A2 en giet je het materiaal in het reservoir.” Het printen, nabewerken en uitharden van een volledige prothese neemt ongeveer anderhalf uur in beslag. “Binnen 2 tot 2,5 uur is het mogelijk om een volledige prothese te vervaardigen. Dit bespaart zowel veel tijd aan techniekwerk als meerdere bezoeken van de patiënt aan de tandprotheticus of tandarts.”

Allergenenvrij
De printer is niet alleen sneller en nauwkeuriger, maar ook flexibeler te gebruiken naar gelang de indicatie van de individuele patiënt. “We hebben nu een assortiment van pakweg 30 materialen voor 12 indicaties, waarbij je voor bepaalde indicaties uit verschillende kleurstellingen kunt kiezen.” Bijkomende voordelen zijn dat de printer werkstukken produceert vrijwel zonder afval. Daarnaast bevatten 3D-printmaterialen minder restmonomeren en leachables. Dat zijn stofjes die allergische reacties kunnen veroorzaken. “Bij analoge vervaardiging werd een polymeer met een monomeer gemengd. Deze monomeren waren vrij agressief door versnellersystemen. De fotopolymeren die gebruikt worden bij het 3D-printen zijn een soort vloeibare hars die opgebouwd is uit een oligomeer. Dit is een lange polymeerketen, waarbij er vrijwel geen stoffen meer zijn die allergische reacties kunnen veroorzaken.” Kortom, 3D-printen draagt bij aan de biocompatibiliteit van het product en heeft daardoor ook voor de algemene gezondheid van de patiënt voordelen.

278 euro per maand
De printer kost 10.000 euro (ex. btw) en gaat drie tot vijf jaar mee bij dagelijks gebruik. Uitgaande van drie jaar komen de maandelijkse afschrijvingskosten neer op 340 euro. Jacobs benadrukt de kostenbesparing die met de printer gepaard gaat. “Een boormal print je voor 10 à 15 euro afhankelijk van het aantal werkstukken per dag. Dit is aanzienlijk goedkoper dan het model ambachtelijk te laten maken of frezen.” Ook vertelt Jacobs dat de kostprijs van de materialen berekend zijn naar eenheid product, wat de printer nog kosteneffectiever maakt. “Doordat de NextDent™ 5100 wereldwijd verkocht wordt in heel grote aantallen, kunnen we de kostprijs van de printer zo laag mogelijk houden.”

Jacobs denkt dat de opkomst van digitale oplossingen nog veel verder zal gaan. “Ik voorspel dat de dentale wereld in de toekomst volledig is gedigitaliseerd, waarbij veel tandtechniek geprint wordt. Natuurlijk blijft het vullen van gaatjes, extraheren en opereren handwerk. Keramiek en zirkonium zal de komende jaren zeker nog gefreesd worden tot dit ook geprint kan worden.” De algemeen directeur benadrukt wel dat er nog een lange weg te gaan is. “Om een esthetisch product te maken, moet je multicolorprinten tot stand brengen. Dat is nog wel een enorme uitdaging. Ik verwacht dat de tandtechnicus en het porseleinen kwastje nog geruime tijd blijven bestaan, maar dat veel zaken die homogeen van kleur zijn of als basis dienen, geprint worden. Het is uiteindelijk goedkoper, sneller en nauwkeuriger. De Dentale 3D-printer is kortom niet meer weg te denken uit de digitale workflow, zowel in het laboratorium als in de kliniek.”

Labels: