3D-tulostamisen asema nykyhammaslääketieteessä: Keraamiset hammaskruunut, ortodonttiset mallit ja implanttien kirurgiset ohjaimet

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tutkittiin 3D-tulostamisen asemaa nykyhammaslääketieteessä, sekä arvioitiin, mihin suuntaan 3D-tulostamisen asema hammaslääketieteessä voisi tulevaisuudessa olla siirtymässä. Tutkimus suoritettiin kirjallisuusselvityksenä, jossa tutkimusongelmaan vastattiin arvioimalla kolmen eri hammaslääketieteeseen liittyvän 3D-tulostamisen sovelluksen nykyistä asemaa hammaslääketieteessä, sekä arvioitiin, mihin suuntaan nykyinen asema voisi tulevaisuudessa olla siirtymässä. Nämä kolme sovellusta olivat täysin keraamisen hammaskruunun 3D-tulostaminen, ortodonttisen tutkimusmallin 3D-tulostaminen sekä implanttikirurgiaan liittyvän kirurgisien ohjaimen 3D-tulostaminen. Tutkimuksessa hyödynnettiin vain vuotta 2002 tuoreempaa lähdeaineistoa, joka koostui tieteellisistä artikkeleista sekä alan kirjallisuudesta.

Tutkimuksessa selvitettiin ensin 3D-tulostamisen sekä tutkimuksen kohteena olleiden 3D-tulostamisen hammaslääketieteen sovelluksien perusteoria. Tämän jälkeen arvioitiin 3D-tulostamisen hammaslääketieteen sovellusten nykyistä sekä mahdollista tulevaisuuden asemaa lähdeaineistoa hyödyntäen.

Tutkimuksessa selvisi, että täysin keraamisien hammaskruunujen 3D-tulostaminen on vasta tutkimusvaiheessa. 3D-tulostamista on tutkittu viidellä eri 3D-tulostustekniikalla sekä kolmella eri materiaalilla, mutta kliiniseen käyttöön hyväksyttäviä täysin keraamisia hammaskruunuja ei ole vielä tutkimuksista huolimatta onnistuttu 3D-tulostamaan. Ongelmat ilmenivät eri 3D-tulostimien käsittelyparametreissa, ja tulevaisuuden asema riippuu pitkälti siitä, onnistutaanko jonkin tutkitun 3D-tulostustekniikan käsittelyparametrit optimoimaan sille tasolle, että kliiniseen käyttöön hyväksyttäviä täysin keraamisia hammaskruunuja pystyttäisiin onnistuneesti 3D-tulostamaan.

Ortodonttisen tutkimusmallin 3D-tulostaminen on mahdollista nykytekniikoilla ja niitä myös 3Dtulostetaan hammashoitojen yhteydessä. Yleisimmät käytössä olevat tulostustekniikat ovat DLP- (Digital light processing) ja SLA- (Stereolithography) tekniikat. Tulevaisuudessa halvat LCD- (Liquid crystal display) pohjaiset 3D-tulostimet saattavat yleistyä ortodonttisten tutkimusmallien 3Dtulostamisessa. Valmistusmateriaalit ovat hartsipohjaisia polymeerejä. Hammashoidon yleinen digitalisoituminen saattaa johtaa 3D-tulostettujen ortodonttisten tutkimusmallien yleistymiseen.

Implanttikirurgiaan liittyviä kirurgisia ohjaimia pystytään 3D-tulostamaan ja niitä myös 3D-tulostetaan hammashoitojen yhteydessä. Kirurgisia ohjaimia pystytään 3D-tulostamaan DLP-, SLAja PolyJet-tekniikoilla. Valmistusmateriaalit ovat hartsipohjaisia polymeerejä. Tulevaisuudessa kirurgisia ohjaimia saatetaan 3D-tulostaa myös FDM-tekniikalla, mikäli FDM-tekniikassa hyödynnettävät materiaalit hyväksytään kliiniseen käyttöön sopiviksi. Tämä saattaa alentaa kirurgisien ohjaimien hintaa.