کاربرد پرینتر سه‌بعدی در دندانپزشکی مدرن

فناوری پرینت سه بعدی نخستین بار در دهه 1980 معرفی شد. در آن زمان بیشتر به عنوان ابزاری برای نمونه سازی سریع (Rapid Prototyping) در صنایع هوافضا و خودروسازی به کار می‌رفت. مهندسان می‌توانستند در مدت کوتاهی، طرح های پیچیده را به نمونه‌های فیزیکی تبدیل کنند و همین موضوع باعث شد این فناوری خیلی سریع جای خود را در صنعت باز کند. در دهه‌های بعد با پیشرفت کامپیوتر، اسکن سه‌بعدی و متریال‌های نوین، کاربرد پرینت سه‌بعدی از حوزه‌های صنعتی فراتر رفت و وارد پزشکی، مهندسی بافت، مد، معماری، هنر و حتی صنایع غذایی شد.

دلیل پیشرفت سریع این فناوری سه نکته کلیدی بود:

• شخصی‌سازی: امکان تولید قطعه‌ای دقیقا مطابق نیاز یک فرد یا پروژه
• کاهش هزینه و زمان: حذف قالب‌سازی سنتی و کوتاه شدن چرخه تولید
• آزادی طراحی: ساخت ساختارهای غیر ممکن یا پرهزینه به روش سنتی

این ویژگی‌ها پرینت سه‌بعدی را به ابزاری تحول آفرین در صنایع مختلف تبدیل کرد. در سال‌های اخیر، دندانپزشکی یکی از حوزه‌هایی بوده که بیشترین بهره را از این فناوری برده است چرا که ذات درمان‌های دندانپزشکی بیمارمحور و شخصی سازی شده‌است.

در واقع پرینتر سه بعدی (3D Printing) این امکان را فراهم کرده است تا بر مبنای داده‌های دیجیتال مانند اسکن CBCT یا اسکن Intraoral، دستگاه‌ها و اجزای منحصر به فرد با دقت بالا،  سرعت مناسب و هزینه منطقی تولید شوند تا مسیر را برای ورود به فعالیت‌های روزمره دندانپزشکی هموار کند. در واقع این روش نسبت به ساخت سنتی، نه تنها پیچیدگی‌های غیرقابل ساخت را ممکن می‌سازد بلکه هدر رفت مواد را به طور محسوسی کاهش می‌دهد.

پرینت نمونه طراحی شده با استفاده از پرینتر سه‌بعدی به روش‌های متفاوتی قابل انجام است که با توجه به محصول تولیدی مد نظر دندانپزشک و در نظر گرفتن مزایا و محدودیت‌های هر روش می‌توان یکی را برگزید. در ادامه به توضیح هر یک از روش‌های پرینت سه‌بعدی می‌پردازیم:

• روش SLA مخفف عبارتApparatus  Stereolithography است که در آن پرتو لیزر لایه به لایه رزین مایع را سخت می‌کند. در این روش دقت و رزولوشن بسیار بالا بوده و سطح محصول نهایی صاف و با جزئیات دقیق است ولی سرعت نسبتا پایینی دارد، رزین‌های مورد استفاده در آن قیمت بالایی دارند و محصول نهایی به پس‌پردازش (Post Curing، Support Removal، Sterilization، Polishing) و شستشو نیاز دارد. این روش در دندانپزشکی برای ساخت مدل‌های تشخیصی دقیق، کرون و بریج موقت، الاینر غیر مستقیم و گاید جراحی ایمپلنت کاربرد دارد.
• روش DLP مخفف عبارت Digital Light Processing است که در آن پخت لایه به لایه رزین با پروژکتور UV اتفاق می‌افتد. در این روش سرعت بالاتر از SLA است و دارای دقت مناسب و تکرارپذیری است در نتیجه برای تولید انبوه مناسب خواهد بود. اما از محدودیت‌های آن می‌توان به حساسیت رزین به نور، محدودیت دوام رزین و نیاز به پس‌پردازش محصول نهایی اشاره کرد. این روش در دندانپزشکی برای ساخت مدل‌های ارتودنسی، تری‌های باندینگ غیرمستقیم، پروتزهای موقت و گاید‌های جراحی کاربرد دارد.
• روش FDM مخفف عبارت Fused Deposition Modeling است که ذوب و اکستروژن فیلامنت پلاستیکی توسط نازل لایه به لایه روی هم می‌نشیند و بدین صورت قطعه نهایی تولید می‌شود. این روش کم هزینه بوده و کاربری ساده‌ای دارد. دقت و کیفیت سطح نمونه تولیدی پایین‌ است و مواد مورد استفاده در این روش غالبا غیر زیست‌سازگار بوده و نیازمند به ساپورت زیاد هستند. بنابراین این روش برای ساخت مدل‌های آناتومیک آموزشی، ماک آپ طرح درمان و مدل‌های ارزان تشخیصی کاربرد دارد.
• روش SLS مخفف عبارت Selective Laser Sintering است که در آن سینترینگ پودر پلیمری/ سرامیکی با لیزر اتفاق می‌افتد. نمونه تولید شده با این روش دارای استحکام مکانیکی بالا است. عدم نیاز به ساپورت و امکان ساخت هندسه پیچیده از دیگر ویژگی‌های این نمونه به شمار می‌رود اما هزینه این روش بالا بوده و کیفیت سطح نمونه تولیدی زبر است همچنین مواد محدودی را هم می‌توان در این روش به کاربرد. به طور کلی این روش برای ساخت قطعات لابراتوری و ابزارهای جراحی سفارشی کاربرد دارد.

•  روش SLM مخفف عبارت Selective Laser Melting است که در آن ذوب کامل پودر فلزی با لیزر پرقدرت صورت می‌گیرد. تولید مستقیم قطعات فلزی از جنس تیتانیوم و کروم-کبالت، استحکام و دوام عالی نمونه و امکان سفارشی سازی ایمپلنت از ویژگی‌های این روش است. روشی بسیار پرهزینه، نیازمند تجهیزات ایمن و تخصصیی و نیازمند پس‌پردازش پیچیده است. این روش در ساخت اسکلت دنچر فلزی، کرون و بریج فلزی سفارشی، ایمپلنت‌های شخصی سازی شده و بازسازی استخوان فک کاربرد دارد.

به طور کلی پرینتر سه‌بعدی دیگر یک ابزار لوکس یا صرفا تحقیقاتی نیست بلکه در حال تبدیل شدن به استاندارد درمانی در پروتز، ایمپلنتولوژی و ارتودنسی است. برای دندانپزشکان جوان، تسلط بر این فناوری نه تنها یک مزیت رقابتی است بلکه به زودی بخشی جدانشدنی  از کار روزمره کلینیکی خواهد بود.

گفتنی است که پرینتر سه‌بعدی با تمام مزایای گفته شده دارای چالش‌هایی نیز است که هزینه اولیه بالا برای خرید و نگهداری پرینترها، نیاز به آموزش و مهارت در نرم افزارهای CAD/CAM، نیاز به پروتکل‌های دقیق در استریلیزاسیون و پردازش پس از چاپ از جمله این موارد محسوب می‌شود.

وجود مزایای کلیدی همچون سرعت بالا و کاهش چشمگیر زمان ساخت پروتز و ابزار جراحی، دقت بالا برای بهبود فیتینگ و کاهش خطای انسانی، امکان شخصی‌سازی پروتز و گاید منحصر به فرد برای هر بیمار و در نهایت نمایش مدل سه‌بعدی برای افزایش درک و رضایت بیمار باعث شده‌است که محدودیت‌های گفته شده برای دندانپزشکان قابل چشم‌پوشی باشد.

آینده پرینت سه‌بعدی در دندانپزشکی

در حال حاضر بیشتر کلینیک‌ها فقط مدل یا گاید را از طریق پرینت سه‌بعدی چاپ می‌کنند و پروتز اصلی را هنوز لابراتور تولید می‌کند، آینده جایی است که دندانپزشک بتواند در همان جلسه، کرون یا ونیر را چاپ و تحویل دهد که این موضوع کاهش چشم‌گیر زمان و هزینه‌ را برای بیمار  به همراه دارد.

یکی از هیجان انگیز ترین مسیرها در آینده پرینترهای سه‌بعدی، پرینت استخوان فک با سلول‌های بنیادی یا مواد زیست فعال، بازسازی بافت لثه یا پریودنشیم و حتی پرینت دندان زنده است که در سطح تحقیقاتی شروع شده و در آینده‌ای نه چندان دور در حوزه کلینیکی نیز وارد خواهد شد.

پرینترها در آینده می‌توانند همزمان چند ماده مختلف مانند ترکیبی از پلیمر+ سرامیک + فلز را چاپ کنند. این موضوع باعث می‌شود که استحکام و زیبایی محصول بیشتر شود و نیاز به مراحل بعدی مانند لایه گذاری یا لعاب کاری کاهش پیدا کند.

با گسترش دندانپزشکی دیجیتال، در آینده بیمار می‌تواند در شهر خود اسکن سه‌بعدی بگیرد و فایل دیجیتال را برای دندانپزشک متخصص در موقعیت مکانی دیگری بفرستد و همانجا در کلینیک محلی پرینت سه‌بعدی بگیرد. این موضوع باعث ایجاد عدالت درمانی در سطح کشور می‌شود.

References

.Chen, Y., & Wei, J. (2025). Application of 3D Printing Technology in Dentistry: A Review. Polymers, 17(7), 886

.Jun, M. K., Kim, J. W., & Ku, H. M. (2025). 3D Printing in Dentistry: A Scoping Review of Clinical Applications, Advantages, and Current Limitations

.Tian, Y., Chen, C., Xu, X., Wang, J., Hou, X., Li, K., ... & Jiang, H. B. (2021). A review of 3D printing in dentistry: Technologies, affecting factors, and applications. Scanning, 2021(1), 9950131

.Jun, M. K., Kim, J. W., & Ku, H. M. (2025). Three-Dimensional Printing in Dentistry: A Scoping Review of Clinical Applications, Advantages, and Current Limitations. Oral, 5(2), 24

.Lepišová, M., Tomášik, J., Oravcová, Ľ., & Thurzo, A. (2025). Three-dimensional-printed elements based on polymer and composite materials in dentistry: a narrative review. Bratislava Medical Journal, 126(1), 14-27

.Tang, Y., Zhang, Y., Meng, Z., Sun, Q., Peng, L., Zhang, L& Wei, Y. (2022).     Accuracy of additive manufacturing in stomatology. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 10, 964651