Mondzorg maakt kennis met de 3D-printer

“In principe kan elke tandarts met onze 3D-printer werken,” vertelt Rik Jacobs van NextDent aan Dental Tribune. “Zeker degenen die al aan CAD/CAM gewend zijn.” NextDent ontwikkelt de printer met TNO Eindhoven en Rapidshape GmbH. In nauwe samenwerking met chemici en tandtechnici zijn het apparaat, de software en het printmateriaal ontworpen voor optimaal gebruik in de tandheelkunde en tandtechniek. Met de printer kunnen nu al individuele lepels, modellen, boormallen, tijdelijke kronen en bruggen worden gemaakt. Het printen van orthodontische en tandprothetische producten is in ontwikkeling.

“Als basis voor het te printen object wordt een scan gemaakt, bijvoorbeeld met een mondscanner. Het is een open-source systeem; daardoor kan elke soort scanner aan het systeem gekoppeld worden,” legt Jacobs uit. Vervolgens kan via de software een ontwerp gemaakt worden naar deze scan, bijvoorbeeld via 3Shape, Dental Wings of Exocad. Daarna wordt het design naar de printer gestuurd. Het printen gaat volgens de Digital Light Processing-techniek. Dit werkt iets anders dan het gebruikelijke laag voor laag opbouwen van een 3D-geprint object. Uit een bad van vloeibare monomeren, het printmateriaal, wordt de gewenste vorm uitgehard door deze heel precies te belichten met een ledlamp. Vervolgens wordt het object ondergedompeld in ethanol om de laatste kleverigheid te verwijderen en verder uitgehard in een lichtbak.

Snel, nauwkeurig en duurzaam
De 3D-printer werkt erg snel: hij print een laag van 1 cm hoogte in 13 minuten. “Een kroontje of een kapje is binnen 10 tot 15 minuten klaar,” zegt Jacobs. “Bovendien hebben we de printer zo ontwikkeld dat hij meerdere objecten tegelijk kan printen, ook verschillende ontwerpen.” Het complete proces van scannen, ontwerpen en printen van zo’n kroon duurt niet langer dan een halfuur, zeker wanneer men meer ervaring heeft met het ontwerpen.

Het grote voordeel van de printer van NextDent zeer precies is: hij heeft een nauwkeurigheid vanaf 35 micron. Vergeleken met het traditionele frezen is een ander voordeel dat een 3D-printer produceert zonder afval of verlies van materiaal. Enkel het daadwerkelijke product wordt uit het printmateriaal gehaald, de rest kan bewaard worden voor een volgend gebruik. Dat maakt het productieproces duurzaam en efficiënt. “Daarnaast is de return on investment van onze printer zeer interessant,” voegt Jacobs nog toe. “Het is waarschijnlijk wel meer iets voor de grotere praktijken: gezien de kosten zal niet elke zelfstandige tandarts er een aanschaffen. Maar grote praktijken of tandheelkundige laboratoria hebben zeker baat bij een 3D-printer.”

Kroon voor veertig cent
NextDent presenteert de printer, materialen en workflow op de Dental Expo 2014. Vanaf dat moment is de printer verkrijgbaar. De printer kost 25.000 euro, exclusief een servicecontract van 1800 euro per jaar. Dat servicecontract is volgens Jacobs noodzakelijk. “Het is natuurlijk niet zomaar een ‘druk op de knop’. We installeren en kalibreren de printer, geven een training om bekend te raken met de printer en de software, en we hebben een hotline voor vragen of reparaties.” Dan zijn er nog de kosten voor het materiaal, maar volgens Jacobs vallen die erg mee. “We verkopen de verschillende vloeibare printbare materialen voor tussen de 200 en 250 euro per liter. Maar voor een klein kroontje heb je slechts een paar gram nodig. Omgerekend kom je dan op veertig eurocent voor die kroon. Dat is aanzienlijk goedkoper dan een blokje waar je een kroon uit kunt frezen, en er gaat geen materiaal verloren.”

Toch denkt Jacobs niet dat het ‘ouderwetse’ frezen helemaal uit de tandartspraktijk gaat verdwijnen. “Het belangrijkste is het esthetische aspect. Met onze printer kan nu nog slechts in één kleur geprint worden, terwijl je bij het frezen meerlaags materiaal kunt gebruiken. We hebben wel verschillende kleuren polymeren beschikbaar, maar als de printer meerdere soorten tegelijk moet kunnen gebruiken, dan wordt deze veel duurder. Het lijkt ons niet waarschijnlijk dat tandartsen direct 70.000 tot 100.000 euro gaan betalen voor een techniek waar ze nog nauwelijks bekend mee zijn. Daarom hebben we een iets simpeler apparaat ontwikkeld, dat betaalbaar is en waar je alsnog nauwkeurig en efficiënt veel verschillende objecten mee kunt printen.”

Alles is te printen
Op dit moment kunnen er met de printer dus individuele lepels, modellen, boormallen, tijdelijke kronen en bruggen worden gemaakt. “Theoretisch kun je alles printen met een 3D-printer. Dat het nu nog beperkt is tot deze producten, heeft te maken met de registratie en biocompatibiliteit van de polymeren,” verklaart Jacobs. Eerst moet uitvoerig getest worden of de polymeren wel veilig in de mond te gebruiken zijn. De producten die nu geprint kunnen worden, zijn wel getest en geregistreerd. In oktober zal dit ook gelden voor orthodontische toepassingen en begin 2015 verwacht NextDent dat er ook prothesen geprint kunnen worden. De huidige producten, zogenaamde klasse 1-producten, blijven veel korter in de mond dan prothesen of orthodontische objecten, die in klasse 2 vallen. Deze laatste moeten dus uitgebreider getest worden.

De ontwikkelingen stoppen daar niet, wat Jacobs betreft. “Uiteindelijk willen we dat ook klasse 3-producten geprint kunnen worden, zoals implantaten of vervangingen voor delen van het kaakbeen na een trauma of bij kankerpatiënten. Hiervoor zijn natuurlijk uitgebreide klinische trials nodig, die we hopelijk in 2015 kunnen uitvoeren. We hebben al veel biocompatibiliteitstesten afgerond op het gebied van sensibiliteit, toxiciteit en verandering van genetisch materiaal, en die resultaten voldoen aan alle criteria.” Uiteindelijk wil Jacobs met zijn bedrijf een transformatie tot stand brengen van het traditionele ambacht naar een high-tech werkomgeving van 3D-printen met biocompatibele materialen. “3D-printen gaat voor een revolutie in de tandheelkunde zorgen.”

NextDent is op Dental Expo 2014 te vinden op stand 8.528