Formlabs Anwendungsleitfaden

3D-Druck von Bohrschablonen

Formlabs Surgical Guide Resin ist ein biokompatibles Kunstharz der Klasse 1, das speziell für die Herstellung chirurgischer Dental- und Bohrschablonen. Dieser Anwendungsleitfaden enthält eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für den 3D-Druck von Bohrschablonen mithilfe des Form 2 und Form 3B SLA 3D-Druckers. Halten Sie sich an den nachfolgend beschriebenen Ablauf, um präzise Ergebnisse zu erhalten.

 

Inhaltsverzeichnis

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Grundausstattung

 

Von Formlabs hergestellt:

 

Von Drittanbietern:
  • Behandlungsplanung und Designsoftware (CAD) für Bohrschablonen
  • Intraoral- oder optischer Desktop-Scanner
  • CBCT/DVT-Scanner
  • Metallbohrhülse

 

1. Scannen

 

Sammeln Sie zunächst zur Behandlungsplanung und für das Modelldesign anatomische Daten über das Patientengebiss mithilfe eines optischen Scanners. Der Patient muss entweder direkt mit einem intraoralen Scanner oder unter Zuhilfenahme eines optischen Desktop-Scanners zur Erfassung eines Abdrucks aus Polyvinyl-Siloxan (PVS) gescannt werden. Für eine vollnavigierte Bohrschablone erfassen Sie mithilfe eines Scanners für digitale Volumentomographie (DVT, Englisch: Cone-Beam Computed Tomography, CBCT) auch die Osteotomie des Patienten.

 

 

2. Design

Entwerfen Sie die Bohrschablone zunächst mithilfe von Dental-CAD-Software. Achten Sie darauf, eine Software auszuwählen, die den Export in das offene Dateiformat STL ermöglicht, damit die Kompatibilität mit PreForm gegeben ist Passen Sie die Designeinstellungen für jede Schablone sorgfältig an, um ein Höchstmaß an Sicherheit, Präzision und Komfort zu erzielen. Befolgen Sie beim Design die nachfolgende Anleitung, um feste, strapazierfähige Schablonen zu erhalten.

 

DESIGN EINSTELLUNGENDESIGN EINSTELLUNGMAXIMALER WERTEMPFOHLENER WERT
WandstärkeSorgt für strukturelle Stabilität; sollte groß genug sein, um ausreichende Festigkeit und Haltbarkeit sicherzustellen.2,0 mmnicht zutreffend3,0 mm
Versatz zu ZähnenEntscheidet darüber, wie eng die Schablone an den Zähnen des Patienten anliegt – bei höheren Werten sitzt sie lockerer, bei niedrigeren Werten enger.0,05 mm0,07 mm0,06 mm
Versatz zu HülsenStellt beim Einsetzen der Metallbohrhülsen eine Presspassung sicher.0,04 mm0,06 mm0,05 mm
Retentionsmaß0,00 mm0,00 mm0,00 mm

 

Die einzelnen Schritte bei der Behandlungsplanung und dem Bohrschablonendesign unterscheiden sich je nach verwendeter Software, der übergeordnete Ablauf ist aber in der Regel identisch. Detaillierte Fragen zum Design von Bohrschablonen richten Sie bitte an den Hersteller Ihrer Software. Einige übergeordnete Best Practices und Tipps zum 3D-Druck sind:

 

 

 

2.1 Import von Scans

Importieren Sie den optischen intraoralen oder Desktop-Scan des Patientengebisses sowie den CBCT/DVT-Scan der Osteotomie in Ihre Dental-CAD-Software.

Das Standarddateiformat bei optischen Scans ist STL, bei CBCT/DVT-Scans ist es DICOM. Diese Dateiformate lassen sich bei den meisten Scannern für den Export (bzw. bei der meisten Software für den Import) problemlos auswählen. Achten Sie trotzdem beim Kauf neuer Produkte immer auf die Kompatibilität von Scannern und Software.

2.2 Prüfen von Scans

Überprüfen Sie die CBCT/DVT-Scans und bestimmen Sie ggf. den Nervus mandibularis.

2.3 Abgleich von Scans

Gleichen Sie den intraoralen Scan und den CBCT/DVT-Scan ab, indem Sie mithilfe manueller Werkzeuge die Bezugspunkte bestimmen und für die Feinheiten automatische Werkzeuge nutzen. So werden sowohl die detaillierten Daten des Flächenscans als auch die Befunde zum Skelett aus dem CBCT/DVT-Scan bei der Behandlungsplanung berücksichtigt.

2.4 Behandlungsplanung

Wählen Sie das gewünschte Implantat aus und legen Sie es über die Anatomie des Patienten. Bestimmen Sie die Positionierung, die Angulation, die Tiefe, die gewünschten Behandlungsergebnisse und die Restaurationsgestaltung. Die meisten Dental-CAD-Softwarelösungen beinhalten Implantatsammlungen, mit denen eine virtuelle Gestaltung mit dem tatsächlich verwendeten Implantatsystem möglich ist.

2.5 Entwurf der Bohrschablone

Entwerfen Sie die Bohrschablone, indem Sie den gewünschten Bereich im Bogen einzeichnen. Für optimalen Halt und Präzision verwenden Sie Bohrschablonen für den ganzen Zahnbogen. Ist eine kleinere Schablone gewünscht, können Sie auch Schablonen für Halb- oder Viertelbögen entwerfen. In der Dental-CAD-Software sollte sich ein Modell erstellen lassen, bei dem das Implantatsystem beim Entwurf der Bohrschablone berücksichtigt wird.

 

2.6 Export

Exportieren Sie das Modell des Druckteils nach Abschluss des Designs im STL- oder OBJ-Dateiformat.

 

3. Druck

 

3.1 Auswahl des Materials

Öffnen Sie PreForm. Wählen Sie aus dem Materialmenü „Dental SG“ aus.

3.2 Import der Modelldateien in PreForm

Importieren Sie die STL- oder OBJ-Datei in PreForm.

Hinweis:

Wenn Sie 3Shape Implant Studio oder eine andere Dental-CAD-Software verwenden, die sich in PreForm einbinden lässt, sind die Schritte 3.2 – 3.4 automatisiert.

 

3.3 Ausrichtung der Modelle

Richten Sie die Teile mit von der Konstruktionsplattform abgewandten Tiefdruck-Oberflächen aus, sodass ausgeschlossen wird, dass keinerlei Stützen auf diesen Oberflächen generiert werden. Wenn Sie in einem Druckvorgang mehr als eine Bohrschablone drucken möchten, verschieben Sie die einzelnen Modelle auf der Konstruktionsplattform, bis alle optimal positioniert sind.

3.4 Generierung von Stützstrukturen

Generate supports using PreForm’s auto-generation feature. To allow for simple and precise assembly, ensure that there are no supports near the guide tube holes or on the intaglio surfaces. Use the manual support editing feature to closely inspect support locations and add or remove supports as needed.

 

3.5 Hochladen des Drucks

 

3.6 Vorbereiten von Drucker und Kunstharz

Schütteln Sie die Kunstharzkartusche sorgfältig und drehen Sie sie mehrmals. Setzen Sie einen Harztank, die Harzkartusche und eine Konstruktionsplattform in den Drucker ein.

 

3.7 Druck

 

WARNUNG!

Zur Gewährleistung vollständiger Regelkonformität und Biokompatibilität ist für Dental SG ein dedizierter Resin Tank, eine dedizierte Build Platform und ein dediziertes Finish Kit erforderlich, welche ausschließlich mit anderen biokompatiblen Harzen von Formlabs wie Dental LT Clear verwendet werden dürfen.

 

Nutzung von Standard Resin Tanks vs. Resin Tank LT

Zur Gewährleistung vollständiger Regelkonformität und Biokompatibilität ist für Dental SG ein dedizierter Resin Tank, eine dedizierte Build Platform und ein dediziertes Finish Kit erforderlich, welche ausschließlich mit anderen biokompatiblen Harzen von Formlabs wie Dental LT Clear verwendet werden dürfen.

 

4. Nachbearbeitung

 

Schütteln Sie die Kunstharzkartusche sorgfältig und drehen Sie sie mehrmals. Setzen Sie einen Harztank, die Harzkartusche und eine Konstruktionsplattform in den Drucker ein.

 

 

4.1a Spülen der Druckteile in Form Wash

Falls Sie keinen Form Wash besitzen, lesen Sie bitte bei 4.1b weiter.

Stellen Sie die Konstruktionsplattform mitsamt der Bohrschablonen in einen mit Isopropanol (IPA, 96 % oder höher) gefüllten Form Wash.

Lassen Sie sie vor dem Nachhärten für 5 Minuten spülen, um die Teile zu reinigen und flüssiges Harz zu entfernen. Lassen Sie Druckteile vollständig an der Luft trocknen oder verwenden Sie einen Druckluftschlauch, um IPA von Oberflächen abzublasen. Überprüfen Sie Druckteile sorgfältig, um sicherzustellen, dass ungehärtetes Harz komplett entfernt wurde. Bei Bedarf können Sie den Spülvorgang wiederholen, aber lassen Sie die Teile nicht länger als 20 Minuten in IPA, da dies die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen und Defekte in den Druckteilen hervorrufen kann. Nehmen Sie die Druckteile mithilfe des Entnahmewerkzeugs von der Konstruktionsplattform.

 

4.1b Spülen der Druckteile mit dem Finish Kit

Falls Sie einen Form Wash besitzen, können Sie diesen Punkt 4.1b auslassen.

Nehmen Sie die Druckteile mithilfe des Entnahmewerkzeugs von der Konstruktionsplattform. Spülen Sie die Teile für 5 Minuten in zwei Behältern mit Isopropanol (IPA, 96 % oder höher), um sie zu reinigen und flüssiges Harz zu entfernen, bevor Sie sie nachhärten. Lassen Sie Druckteile vollständig an der Luft trocknen oder verwenden Sie einen Druckluftschlauch, um IPA von Oberflächen abzublasen. Überprüfen Sie Druckteile sorgfältig, um sicherzustellen, dass ungehärtetes komplett Harz entfernt wurde. Bei Bedarf können Sie den Spülvorgang wiederholen, aber lassen Sie Teile nicht für länger als 20 Minuten in IPA spülen, da dies die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen und Defekte in den Druckteilen hervorrufen kann. Während des Nachhärtens ist ein Farbumschlag von transparenter, gelber Farbe in transparentes Orange zu beobachten.

4.2a Nachhärten von Druckteilen im Form Cure

Wenn Sie keinen Form Cure besitzen, lesen Sie bitte 4.2b.

Die gedruckten Bohrschablonen müssen Licht und Wärme ausgesetzt werden, um Biokompatibilität und optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen. Legen Sie die gedruckten Schablonen in den Form Cure. Lassen Sie sie für 30 Minuten bei 60 °C nachhärten.

 

4.2b Nachhärten von Druckteilen in einer anderen Aushärtungskammer

Wenn Sie einen Form Cure besitzen, können Sie diesen Punkt 4.2b auslassen.

Die gedruckten Bohrschablonen müssen Licht und Wärme ausgesetzt werden, um Biokompatibilität und optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen. Die Nachhärtungszeit ist abhängig von der Lichtintensität und der internen Temperatur des Nachhärtungsgeräts. Eine geeignete Nachhärtungsmethode besteht darin, das Teil 10 Minuten lang jeweils 108 Watt von blauem UVA-Licht (315–400 nm) und UVB-Licht (400–550 nm) in einer erwärmten Umgebung bei 60 °C (140 °F) auszusetzen. Eine akzeptable Lichtkonfiguration setzt sich aus sechs (6) 18 W/71-Lampen (Dulux L Blue) und sechs (6) 18 W/78-Lampen (Dulux blue UV-A) zusammen. Stellen Sie sicher, dass die Zieltemperatur erreicht wurde, bevor Sie den Timer starten.

WARNUNG!

Werden beim Nachhärten nicht die empfohlenen Werte eingehalten, kann dies zu schlechteren mechanischen und Biokompabilitätseigenschaften führen. Führen Sie das Nachhärten daher nur in Übereinstimmung mit den offiziellen Empfehlungen von Formlabs durch. So erhalten Sie die bestmöglichen Ergebnisse.

4.3 Entfernen der Stützstrukturen

Schneiden Sie die Stützstrukturen mit dem im Finish Kit von Formlabs enthaltenen Seitenschneider behutsam an ihren Befestigungspunkten am Modell ab. Gehen Sie vorsichtig vor, da das nachgehärtete Material spröde sein kann. Die Stützstrukturen können auch mit anderem Spezialwerkzeug wie Trennscheiben oder runden Schneidinstrumenten wie Karbidbohrern entfernt werden.

WARNUNG!

Entfernen Sie die Stützstrukturen erst nach dem Nachhärten, um sicherzustellen, dass die Druckteile sich nicht verziehen.

 

4.4 Polieren von Druckteilen

Schmirgeln Sie Stützspuren mit feinkörnigem Schleifpapier ab. Soll die Lichtdurchlässigkeit der Bohrschablonen erhöht werden, sind diese mit Bimsstein und einem Polierballen oder anderen Spezialinstrumenten zu polieren.

4.5 Zusammensetzen der Bohrschablone

Damit die Bohrer nicht in die Schablone selbst bohren, sind Bohrhülsen erforderlich. Um eine sichere und ordnungsgemäße Verwendung sicherzustellen, setzen Sie die gedruckten Schablonen mit Metallbohrhülsen zusammen. Bei Verwendung der empfohlenen Design-Parameter lassen sich die Bohrhülsen per Presspassung in die Schablone einsetzen Sie werden dann über die Reibung an Ort und Stelle gehalten.

 

5. Anwendung

 

5.1 Sterilisation, Reinigung und Desinfektion

Mit Dental SG gedruckte Bohrschablonen lassen sich in branchenüblichen Dampfautoklaven sterilisieren, wahlweise mit oder ohne Sterilisationsbeutel. Führen Sie die Sterilisation nach einem der nachfolgend beschriebenen, erprobten Abläufe durch. Bei der Sterilisation im Autoklaven nehmen die Druckteile eine etwas hellere Farbe an. Sind Reinigungs- oder Desinfektionsmethoden gewünscht oder vorgeschrieben, verwenden Sie nicht-chemische Produkte oder eine Ethanollösung.

 

TemperaturZeit
Zeitplan 1121 °C15 Minuten
Zeitplan 2134 °C6 Minuten
Zeitplan 3138 °C3 Minuten
5.2 Durchführen des Eingriffs

Sorgen Sie mit der Bohrschablone für Präzision beim Eingriff.

 

Genauigkeitsstudie

 

 

Eine eingehende Studie von 84 mit Dental SG gedruckten Bohrschablonen verdeutlichte, dass Tiefdruck-Oberflächen von mit Form 2 gedruckten Bohrschablonen über 93 % der Tiefdruck-Oberflächen eine dimensionale Genauigkeit von ± 100 Micron aufwiesen. Dies ergab eine präzise Passgenauigkeit bei Modellen als auch Patienten.

 

Biokompatibilität

 

Dental SG entspricht folgenden ISO-Normen:

EN-ISO 10993-1:2009/AC:2010
EN-ISO 20795-1:2013
EN-ISO 7405:2009/A1:201

EU-Konformitätserklärung

 

Weitere Ressourcen

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