Übersicht
Die additive Fertigung (AM), allgemein bekannt als 3D-Druck, ist ein digitales Fertigungsverfahren, bei dem Objekte Schicht für Schicht aus einer virtuellen Konstruktionsdatei aufgebaut werden. In der Zahnmedizin ist die additive Fertigung zu einem wesentlichen Bestandteil moderner CAD/CAM-Arbeitsabläufe geworden und ermöglicht die effiziente Herstellung von Modellen, chirurgischen Schablonen, Schienen, provisorischen Restaurationen und sogar definitiven Prothetikkomponenten.
Im Vergleich zur subtraktiven Fertigung (Fräsen) reduzieren additive Verfahren den Materialabfall und ermöglichen die Herstellung hochkomplexer Geometrien mit Präzision und Wiederholbarkeit.
Kerntechnologien im dentalen 3D-Druck
In der Zahnmedizin kommen mehrere additive Fertigungstechnologien zum Einsatz, die sich hinsichtlich Lichtquelle, Materialtyp, Genauigkeit und Indikation unterscheiden.
Stereolithografie (SLA)
Die Stereolithografie ist ein Photopolymerisationsverfahren, bei dem ein UV-Laser verwendet wird, um flüssiges Harz Schicht für Schicht selektiv zu härten.
Wichtigste Merkmale:
SLA wird aufgrund seines ausgewogenen Verhältnisses zwischen Kosten und Präzision häufig in Dentallaboren und Zahnarztpraxen eingesetzt.
Digital Light Processing (DLP)
Bei der digitalen Lichtverarbeitung wird ein digitaler Projektor verwendet, um eine gesamte Harzschicht gleichzeitig zu härten.
Vorteile
DLP wird häufig für Dentalmodelle, Aligner-Modelle, chirurgische Führungen und provisorische Kronen verwendet.
LCD (maskierte Stereolithografie)
LCD-basierte Systeme verwenden eine LED-Lichtquelle mit einer LCD-Maske, um Harz schichtweise auszuhärten.
Merkmale:
Materialstrahlverfahren
Beim Material Jetting werden Tropfen aus Photopolymer aufgetragen, die sofort durch UV-Licht ausgehärtet werden.
Vorteile:
Wird häufig für hochdetaillierte Modelle und komplexe ästhetische Anwendungen verwendet.
Selektives Laserschmelzen (SLM) / Direktes Metall-Lasersintern (DMLS)
Beim selektiven Laserschmelzen und verwandten Metallpulverbett-Fusionstechnologien werden Metallpulver mithilfe eines Lasers Schicht für Schicht verschmolzen.
Anwendungen in der Zahnmedizin:
Diese Technologien werden vor allem in Dentallaboren und industriellen Produktionsumgebungen eingesetzt.
In der additiven Fertigung für die Zahnmedizin verwendete Materialien
Die Materialauswahl hängt von der klinischen Indikation, den mechanischen Anforderungen und der behördlichen Zulassung ab.
Photopolymerharze
Verwendung in SLA-, DLP- und LCD-Systemen.
Zu den Typen gehören:
Diese Materialien bieten eine hohe Genauigkeit und eine gute Oberflächenbeschaffenheit, können jedoch im Vergleich zu gefrästen Keramiken eine geringere langfristige mechanische Festigkeit aufweisen.
Metallpulver
Gängige Legierungen sind:
Die additive Fertigung mit Metallen ermöglicht starke, leichte Gerüste mit komplexen Geometrien, die durch Gießen nur schwer zu realisieren sind.
Keramikgefüllte und hybride Materialien
Einige druckbare Harze enthalten keramische Füllstoffe, um folgende Eigenschaften zu verbessern:
Die Forschung an vollständig druckbaren Keramikrestaurationen wird fortgesetzt, jedoch bleibt gefrästes Zirkoniumoxid das dominierende Material für definitive hochfeste Restaurationen.
Anwendungen in der Zahnmedizin
Die additive Fertigung unterstützt sowohl klinische als auch labortechnische Arbeitsabläufe:
Die Integration mit Intraoralscannern und CAD-Software ermöglicht einen vollständig digitalen Arbeitsablauf vom Scan bis zum gedruckten Ergebnis.
Vorteile der additiven Fertigung
Einschränkungen
Für definitive Keramikrestaurationen, die maximale Festigkeit erfordern, kann das subtraktive Fräsen von Zirkonoxid weiterhin vorzuziehen sein.
Klinische Relevanz
Die additive Fertigung erweitert die Möglichkeiten der digitalen Zahnmedizin durch die flexible und kostengünstige Herstellung von Modellen und Geräten. In Kombination mit CAD/CAM-Frässystemen ermöglicht der 3D-Druck optimierte Arbeitsabläufe, schnellere Durchlaufzeiten und hochgradig individualisierte, patientenspezifische Lösungen.
Die kontinuierliche Weiterentwicklung druckbarer Biomaterialien und die verbesserte Genauigkeit der Drucker dürften dazu beitragen, dass die additive Fertigung weiter in die routinemäßige restaurative und prothetische Zahnmedizin integriert wird.