Médecine dentaire – Des dents plus blanches grâce à l’imprimante ?!

Dans le domaine de la dentisterie, l’impression 3D est de plus en plus utilisée. Il est utilisé ici aussi bien par les dentistes, les prothésistes dentaires que par les orthodontistes. Ces derniers utilisent aussi bien des imprimantes 3D que des scanners 3D, dont certains ont été spécialement conçus pour ces applications. La fabrication de bridges dentaires, d’implants, de couronnes dentaires et autres peut être considérablement réduite dans le temps grâce à l’utilisation de cette technologie. De plus, on utilise aussi moins de matériau que dans la fabrication traditionnelle (surtout) dans le domaine dentaire. Les patients, en particulier, bénéficient d’un service personnalisé et adapté à leurs besoins.

Modèles de dentition, couronnes, bridges et gouttières d’occlusion fabriqués par l’imprimante 3D

Un scanner 3D et une imprimante 3D permettent par exemple de réaliser des modèles en cire de la dentition. Un tel modèle en cire sert ensuite de base à l’impression 3D de gouttières d’occlusion, de guides chirurgicaux et autres. Jusqu’à présent, ces empreintes devaient toujours être réalisées avec ce que l’on appelle un porte-empreinte et un matériau d'empreinte, ce qui est très désagréable pour certains patients. Un scanner 3D saisit les données de la dentition, elles sont ensuite converties en fichier 3D à l’aide d’un logiciel sur l’ordinateur.

Toutefois, la technologie est principalement utilisée pour la fabrication de couronnes dentaires, de bridges et d’implants dentaires. Dans ce cas, on a généralement recours à des imprimantes 3D travaillant le métal, car les nouvelles dents doivent résister à une force considérable (mastication) – et ce, à long terme.

Potentiel de l’impression 3D en médecine dentaire

En 2015, la fabrication additive dans l’industrie dentaire a généré l’équivalent d’environ 780 millions de dollars US. Selon la société d’études de marché Smart Tech Publishing, le chiffre d’affaires devrait dépasser les 3 milliards de dollars en 2020. Parallèlement, le marché de la dentisterie numérique continue de progresser. Ainsi, EnvisionTEC a enregistré en 2016 une croissance de 75% de son chiffre d’affaires par rapport à l’année précédente. Le chiffre d’affaires devrait également avoir augmenté de manière significative au cours des années suivantes.

Principaux domaines d’application de l’impression 3D dentaire

L’impression 3D est utilisée entre autres pour

• la coulée de précision,
• la fabrication directe d’appareils dentaires et pour les restaurations,
• la fabrication de gabarits de perçage et d’outils dentaires

a été utilisé.

Par coulée de précision, on entend notamment la fabrication de couronnes et de bridges spécifiques au patient. L’objet à fabriquer est alors réalisé à partir d’un matériau liquide versé dans le moule. Les matériaux utilisés peuvent être, entre autres, la céramique et le métal.

Lors de la fabrication d’appareils dentaires, le produit en question sort directement de l’imprimante 3D. Il peut s’agir par exemple d’une couronne dentaire en métal.

Un troisième grand domaine est la fabrication de guides chirurgicaux de forage ainsi que d’outils dentaires. Ici aussi, l’objet sort directement de l’imprimante 3D. Les gabarits peuvent par exemple être fabriqués à partir de résines spécifiques utilisées dans des procédés tels que la stéréolithographie (SLA).

Avantages de la fabrication additive en dentisterie

Deux ou trois semaines sont généralement nécessaires pour la fabrication conventionnelle d’un bridge, d’une couronne ou d’une autre prothèse dentaire. Grâce à l’utilisation des scanners 3D – en partie intra-oraux – ainsi que d’une imprimante 3D (en partie avec une unité de fraisage), il est possible de réduire ce délai à deux ou trois jours. Dans certains cabinets dentaires, le bridge ou l’implant est également imprimé immédiatement et posé au patient au cours de la même séance.

De plus en plus de matériaux d’impression sont mis sur le marché, en particulier pour les applications dentaires. Alors que l’on comptait une vingtaine de matériaux autorisés jusqu’à fin 2017, on s’attend à ce que dix à vingt autres matériaux obtiennent leur autorisation rien qu’en 2018. Selon la classe de matériau, le processus d’approbation peut prendre jusqu’à trois ans.

Un autre avantage est que même avec un petit lit d’impression, il est possible de fabriquer plusieurs objets en une seule opération.

Quels sont les procédés d’impression 3D qui peuvent être utilisés ?

Les procédés d’impression 3D dans le cadre de la médecine dentaire sont soit la stéréolithographie (SLA), le Fused Deposition Modeling (FDM), le Digital Light Processing (DLP), le ProJet/MultiJet Printing (MJP) ou le Direct Metal Printing (DMP).

Les imprimantes 3D SLA et DLP fonctionnent avec différentes résines (resin). Cette résine se trouve dans un réservoir spécial et est durcie par un laser ou un projecteur pour former l’objet souhaité. Ils sont principalement utilisés pour le procédé de fonte à la cire et peuvent reproduire des formes à cet effet. Ils conviennent également à la fabrication directe d’objets définitifs tels que les gouttières d’occlusion. Cette technologie fonctionne avec une grande précision et peut même atteindre une résolution de 20 microns. La résine permet en outre de fabriquer des moules d’impression 3D pour le moulage à la cire perdue, qui peuvent à leur tour servir de base pour d’autres impressions 3D avec d’autres matériaux.

La technologie Powder Bed Fusion est utilisée par les imprimantes 3D métalliques. Pour la fabrication, il existe des poudres métalliques dans les compositions les plus diverses. Les imprimantes 3D métal sont certes coûteuses, mais leur achat peut être rapidement amorti si elles sont utilisées régulièrement. Parmi les méthodes de production les plus courantes, on trouve le Direct Metal Laser Sintering (DMLS). Il permet de fabriquer des objets de grande valeur sans perte de qualité par rapport à la fabrication conventionnelle.

Scanners 3D en dentisterie

Les scanners 3D font partie des appareils dentaires importants dans le monde thématique de l’impression 3D. Tout le monde n’aime pas que l’on prenne des empreintes de sa dentition. Souvent, c’est surtout une sorte d’étouffement qui se produit. Avec un scanner 3D, les informations peuvent être obtenues de manière moins compliquée. Ces appareils doivent être d’une grande précision afin de représenter la bouche et la dentition de manière réaliste.

Deux types de scanners 3D peuvent être utilisés en dentisterie. Il s’agit d’une part de scanners 3D intra-oraux et d’autre part de scanners 3D de bureau.

Le scanner 3D intra-oral crée des images tridimensionnelles en couleur de la prothèse ou de la dentition d’un patient. Ces appareils sont introduits dans la bouche et créent ensuite un modèle 3D en couleur de haute précision. Ce modèle est ensuite modifié par un logiciel, ce qui permet de fabriquer une nouvelle couronne, un nouveau bridge ou une nouvelle prothèse.

Les scanners 3D de bureau utilisent une technique d’éclairage structurée (soit en lumière blanche, soit en lumière bleue) tout en étant entièrement confinés. Dans la chambre de numérisation, l’exposition doit être entièrement contrôlée. Avec ces appareils, il est possible de déterminer les données numériques sur la base des empreintes dentaires conventionnelles. Pour ces scanners également, il convient de veiller à une résolution d’image élevée. Les coûts d’acquisition de ces appareils mobiles se situent dans une fourchette à quatre ou cinq chiffres. Les scanners de bureau de 3shape, par exemple, coûtent à partir d’environ 2.500 euros. Ceux qui ne souhaitent effectuer que quelques scans ou tester la technologie dans un premier temps peuvent également louer un tel appareil.

Certains fabricants proposent également à la vente des packs composés d’un scanner 3D et d’une imprimante 3D. En règle générale, ces deux appareils sont alors compatibles entre eux. Si l’on ajoute à cela un bon support technique, l’achat est d’autant plus rentable.

Conclusion

Dans les années à venir, de nombreux dentistes, prothésistes dentaires et orthodontistes continueront à investir de plus en plus dans l’impression 3D et la numérisation 3D. Ne serait-ce qu’en raison de son niveau de détail, de sa diversité et de sa précision, l’impression 3D a un potentiel considérable en dentisterie. Comme certaines entreprises souhaitent également élargir leur offre d’imprimantes 3D à usage dentaire, il est tout à fait judicieux de se renseigner sur les imprimantes 3D (imprimantes prêtes à l'emploi) et les modèles de scanners 3D plus onéreux. La plupart du temps, ces appareils fonctionnent de manière beaucoup plus professionnelle, il se peut même qu’ils aient été approuvés pour une utilisation industrielle.

Littérature complémentaire/sources :

• https://formlabs.com/de/blog/preform-219-schnellere-bohrschablonen/
• https://www.zahnarzt-dr-stoltenberg.de/praxis/ausstattung-und-technik/vollkeramikzahnersatz-mit-cerec
• https://www.zwp-online.info/fachgebiete/kieferorthopaedie/grundlagen/3d-druck-wirklicher-vorteil-oder-digitaler-hype