서론: 치아교정을 원하는 젊은 층이나 학생의 경우 심미성을 위해 보이지 않는 교정장치(투명교정장치)를 선택하는 사람들이 늘어나고 있습니다. 치과에서는 일반적으로 수십 세트의 교정기를 만들고 1-2주에 한 세트씩 착용합니다. 바이스, 치아의 각도를 서서히 조절하여 드디어 교정치료를 합니다. 하지만 수십 개의 교정기를 착용해야 하기 때문에 다소 번거롭고 낭비적이다. 더 나은 기술 솔루션이 있습니까?
On February 10, 2022, the Antarctic Bear was informed that researchers from Germany, Egypt and the United Arab Emirates have developed a new type of 3D printed transparent dental appliance, which is different from the appliances currently on the market. It is made of shape memory polymer. It has a "4D" shape memory function.
The orthodontic device they developed uses Kline Europe's clear ClearX resin, 3D printed using a DLP process, that softens once placed in the user's mouth, allowing it to accommodate, grasp and reposition misaligned teeth. So far, the aligners are not only biocompatible, but have demonstrated the ability to predictably change properties over time, potentially becoming an ideal replacement for current clear braces.
△Researchers believe that their dental braces can greatly reduce the cost associated with the production of braces, picture from Prodways
4D 치아 교정기의 장점
Current appliances are made from different types of polymers, such as polyethylene materials, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyester and polyurethane. The appliance works by controlling tooth movement by programming the deviation of the tooth's position from the actual tooth position. In most popular appliance systems on the market, each appliance can only move the teeth by {{0}}.2 to 0.3 mm, or 1 degree to 3 degree of rotation each time, and each appliance is worn for approximately 14 days before being replaced with the next one. Secondary appliance. Therefore, the correction cycle of teeth is long and the cost is high.
이 장치의 경우 연구원들은 두 가지 주요 단점, 즉 기존 재료의 단점과 치아 움직임의 생물학적 고려 사항에 중점을 둡니다. 생물학적으로 치아 이동을 가속화하기 위해 많은 방법이 도입되었습니다. 한편, 새로운 가전 소재의 도입도 눈길을 끈다.
형상기억고분자(SMP)는 최근 치과, 특히 치열 교정 분야에 도입된 새로운 재료 중 하나입니다. 그들은 의료 재료의 응용에 큰 잠재력을 제공합니다.
4차원 인쇄(4D 인쇄) 기술은 형상 기억 재료를 기반으로 하는 3D 인쇄입니다. 분명히 4D 인쇄 부품은 주어진 환경 조건에서 시간이 지남에 따라 모양(4차원)을 변경할 수 있습니다. 형상 기억 폴리머 재료가 계속 발전함에 따라 제품 디자인 산업에서 새로운 4D 프린팅 애플리케이션이 성장할 것으로 예상됩니다. 연구원들은 치열 교정 장치 제조에 4D 기술을 도입합니다.
그림 1: 맞춤 오타(T) 21번째 치아, 4D 인쇄된 얼라이너(A) 및 얼라이너를 정렬하기 위한 회색 부목(S)
연구 자료, 방법 및 결과
먼저 연구원들은 레진과 아크릴 치아를 사용하여 맞춤형 치아 모델을 만들었습니다. 좌측 상악 중절치(21번 치아)는 총 3mm 탈구되어 모델에 핑크 왁스를 매립하여 움직일 수 있었고 나머지 치아는 레진으로 고정하였다(Fig. 1).
The team then used a standard Asiga Max 3D printer and ClearX resin, which it claims is an ideal material for "modification aligners," to create six pairs of 4D-printed aligners.
이 기기는 치아가 잘못 정렬되어 뜨거운 물에 담가 있는 모델에 적용됩니다. 이 과정에서 잘못 정렬된 치아 주변의 왁스가 부드러워져 기기에 의해 형성되고 데이터를 캡처하기 위해 냉각됩니다. (구체적인 과정은 더 복잡하니 관심 있는 분은 원문을 읽어보세요.)
그 결과, 형상기억장치가 치아(21)의 상당한 움직임을 성공적으로 달성했으며, 교정 측정 및 시뮬레이션 시스템(OMSS)에서도 일관된 움직임이 측정되었음을 보여주었다. 그러나 모바일 정렬 목표인 3.{2}}mm에는 도달하지 못하고 2.06-2.82mm만 달성했습니다. 그러나 결과는 만족스러웠으며 단일 형상 기억 장치가 기존 장치 10개가 할 수 있는 만큼의 치아 움직임을 달성했습니다.
현재 4D 프린팅 기기는 아직 연구 단계에 있으며 빠른 시일 내에 상용화가 가능할 것으로 기대된다.
△ Orthodontic Measurement and Simulation System (OMSS) used to evaluate the efficacy of the team's 4D appliance
상업용 치과용 3D 프린팅이 폭발적으로 증가하고 있습니다.
지난 몇 개월 동안만 해도 치과 산업에서 3D 프린팅의 인기가 높아짐에 따라 수많은 제조업체가 새로운 재료와 기계를 도입하게 되었습니다. 각각의 새로운 재료와 기계는 빠르게 변화하는 이 분야에서 경쟁하면서 대량 얼라이너 생산을 용이하게 하도록 설계된{1}}것입니다. 수익성 높은 시장에서 세상이 열렸습니다.
Earlier this month, Desktop Health, the medical business unit of 3D printer manufacturer Desktop Metal, released a new line of Einstein dental systems. The machines feature "HyperPrint" technology, which is said to be 50 percent faster than EnvisionTEC's Envision One system, launched with FDA-cleared Flexcera Smile Ultra plus resin.
지난해 말 데스크톱 LCD 3D 프린터 제조사인 UNIZ도 NBEE 레진 3D 프린터 출하를 시작했다. 치과 의사의 대량 생산 요구 사항을 해결하기 위해 특별히 설계된 이 시스템은 얼라이너 모델, 의치상, 나이트 가드, 수술 가이드, 크라운 및 브리지 애플리케이션의 3D 프린팅을 위한 속도, 품질 및 사용성을 결합합니다.
Prodways와 같은 회사는 이제 치과 고객을 위해{1}}최종 제품을 대량으로 3D 프린팅하기 시작했습니다. 2021년 12월, 회사는 연간 최대 백만 개의 교정기를 생산하는 데 사용할 기계를 보유한 대규모 고객에게 공급을 의뢰했다고 밝혔습니다.
The researchers' findings are detailed in their paper, titled "Potential Application of 4D Technology in Fabrication of Orthodontic Aligners."
