FORMLABS ANWENDUNGSLEITFADEN

3D-Druck von Bohrschablonen

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

Inhaltsverzeichnis


3D-Druck von Bohrschablonen
Anwendungsleitfaden

3D-Druck von Bohrschablonen

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Grundausstattung

Von Formlabs hergestellt
Von Drittanbietern hergestellt
  • Behandlungsplanung und Designsoftware (CAD) für Bohrschablonen
  • Intraoral- oder optischer Desktop-3D-Scanner
  • CBCT-Scanner
  • Chirurgische Führungshülsen

 

1. Scannen

 

Zum Planen der Behandlung und für den Entwurf einer Bohrschablone muss ein Scanner zur Erfassung der anatomischen Daten des Gebisses des Patienten eingesetzt werden. Der Patient muss entweder direkt mit einem Intraoralscanner oder unter Zuhilfenahme eines optischen Desktopscanners zur Erfassung eines Abdrucks aus Polyvinylsiloxan (PVS) oder Stein gescannt werden.

Für eine vollnavigierte Bohrschablone erfassen Sie mithilfe eines Scanners für digitale Volumentomographie (DVT, Englisch: Cone-Beam Computed Tomography, CBCT) auch die Anatomie der Hartgewebsstrukturen des Patienten.

 

2. Design

Entwerfen Sie die Bohrschablone zunächst mithilfe von CAD-Dentalsoftware wie 3Shape Implant Studio. 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 von Bohrschablonen für den Druck auf dem Form 2, Form 3B oder Form 3BL SLA-Drucker die nachfolgende Anleitung, um feste, strapazierfähige Schablonen zu erhalten. Verändern Sie die empfohlenen Werte je nach Marke und Größe der verwendeten Führungshülsen.

DesigneinstellungMindest- WertMaximal- Wert
WandstärkeSorgt für strukturelle Stabilität; sollte groß genug sein, um ausreichende Festigkeit und Haltbarkeit sicherzustellen.2,0 mmnicht zutreffend
Versatz zu ZähnenEntscheidet darüber, wie eng die Schablone an den Zähnen des Patienten anliegt – bei höheren Werten sitzt sie lockerer, bei niedrigeren Werten enger.0,050 mm0,070 mm
Versatz zu HülsenStellt beim Einsetzen der Metallführungshülsen eine Presspassung sicher.0,000 mm0,040 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 bewährte Praktiken und Tipps zum 3D-Druck sind:

2.1 Import von Scans

Importieren Sie den optischen intraoralen oder Desktop-3D-Scan des Patientengebisses sowie den CBCT/DVT-Scan der Hartgewebsstrukturen in Ihre CAD-Dentalsoftware. 

Das Standarddateiformat bei optischen 3D-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 CAD-Dentalsoftwarepakete 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 Zahnbogen einzeichnen. Für optimalen Halt und Präzision verwenden Sie Bohrschablonen für den ganzen Zahnbogen. In der CAD-Dentalsoftware 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 „Surgical Guide“ im Menü „Material“ 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 CAD-Dentalsoftware verwenden, die sich in PreForm einbinden lässt, sind die Schritte 3.2–3.4 automatisiert. Die Software richtet die Druckteile automatisch aus und erzeugt die Stützstrukturen. Ihre druckfertige Datei wird direkt in PreForm geöffnet. Sobald sie geladen ist, drücken Sie einfach auf „Print“ (Drucken).

 

3.3 Ausrichtung der Modelle

Richten Sie die Teile waagerecht mit von der Konstruktionsplattform abgewandten Intaglioflächen aus, sodass ausgeschlossen wird, dass keinerlei Stützstrukturen 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.

3.3.1 Ausrichtung im Form 3BL

Die Laserüberlappung des Form 3BL führt zu einer Nahtlinie, die das Fertigungsvolumen in zwei Hälften teilt.

Teile sollten in der hinteren oder vorderen Hälfte des Konstruktionsbereichs positioniert werden, ohne sich mit der Nahtlinie zu überschneiden.

In diesem Beispiel sind zwei Teile inkorrekt platziert, da sie die Nahtlinie des Druckbereichs überlappen.

Anmerkung: Überschneidungen von Bohrschablonen mit der Nahtlinie können die Passung dieser Teile beeinträchtigen.

In diesem Beispiel sind die zwei Teile korrekt platziert, sodass sie sich gänzlich in der hinteren bzw. vorderen Hälfte des Druckbereichs befinden. 

Anmerkung: Der Raft oder die Stützstruktur können sich mit der Nahtlinie überlappen, ohne dass das gestützte Teil beeinträchtigt wird.

3.4 Stützstrukturen erstellen

Erstellen Sie Stützstrukturen mit der automatischen Generierungsfunktion von PreForm.

Damit sich die Schablone später einfach und präzise zusammensetzen lässt, müssen Sie sicherstellen, dass sich in der Nähe der Führungshülsenlöcher und auf den Intaglioflächen keine Stützstrukturen befinden. Erstellen oder entfernen Sie die Stützstrukturen mithilfe der manuellen Generierungsfunktion von PreForm.

 

 

3.5 Hochladen des Drucks

Senden Sie den Druckauftrag an einen Form 2, Form 3B oder Form 3BL Drucker.

3.6 Vorbereiten von Drucker und Kunstharz

Schütteln Sie die Harzkartusche sorgfältig und drehen Sie sie mehrmals. Setzen Sie einen für Ihren Formlabs 3D-Drucker geeigneten Harztank, die Surgical Guide Resin Harzkartusche und eine Konstruktionsplattform in den Drucker ein. 

Surgical Guide Resin wurde für den Einsatz mit dem Form 2 Resin Tank LT, Form 2 Standard Resin Tank, Form 3 Resin Tank, oder Form 3L Resin Tank validiert.

Achtung:

Für vollständige Konformität und Biokompatibilität erfordert Surgical Guide Resin einen dedizierten Harztank, eine Konstruktionsplattform und ein Finish Kit oder Form Wash, die ausschließlich mit anderen biokompatiblen Kunstharzen von Formlabs verwendet werden dürfen.

3.7 Druck

Beginnen Sie den Druckvorgang, indem Sie den Druckauftrag aus dem Menü „Print” (Drucken) auswählen. Befolgen Sie alle Anweisungen oder Dialoge, die auf dem Druckerbildschirm angezeigt werden. Der Drucker schließt den Druckvorgang automatisch ab.

 

4. Nachbearbeitung

 

Die Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Bohrschablonen umfasst sechs Schritte: Entnehmen der Druckteile, Spülen, Trocknen, Nachhärten, Entfernen der Stützstrukturen und Polieren.

 

 

4.1 Entnehmen der Druckteile

Druckteile können vor oder nach der Reinigung von der Konstruktionsplattform entfernt werden. Entfernen Sie dazu die Konstruktionsplattform aus dem Drucker und schieben Sie das Ablösewerkzeug unter den Boden des Druckteils und drehen Sie das Werkzeug, um die Bohrschablone abzulösen.

4.2a Waschen der Druckteile in Form Wash

 Falls Sie keinen Form Wash besitzen, lesen Sie bitte bei 4.2b weiter.

Stellen Sie die Bohrschablonen auf der Konstruktionsplattform oder lose in einen mit 99%igem Isopropylalkohol (IPA) gefüllten Form Wash. Lassen Sie sie vor dem Nachhärten für 20 Minuten spülen, um die Teile zu reinigen und flüssiges Harz zu entfernen. 

4.2b Spülen der Druckteile mit dem Finish Kit

Falls Sie einen Form Wash besitzen, können Sie den Punkt 4.2b auslassen.

Entfernen Sie Druckteile von der Konstruktionsplattform mithilfe des Ablösewerkzeugs wie in Abschnitt 4.1 Entnehmen der Druckteile beschrieben. 

Spülen Sie die Teile für 10 Minuten in zwei Behältern mit Isopropylalkohol (IPA, 99 % oder höher), um sie zu reinigen und flüssiges Kunstharz zu entfernen, bevor Sie sie nachhärten. 

4.3 Teile trocknen

Lassen Sie Druckteile vollständig an der Luft trocknen (mindestens 30 Minuten) oder verwenden Sie einen Druckluftschlauch, um IPA von den Oberflächen der Bohrschablonen abzublasen. Untersuchen Sie die Teile genau, um sicherzustellen, dass alle Bohrschablonen vollständig gewaschen und ohne Partikel oder ungehärtetes Kunstharz getrocknet sind, bevor Sie mit den nachfolgenden Schritten fortfahren. Waschen Sie sie bei Bedarf erneut mit 99 % IPA.

Entfernen Sie Druckteile von der Konstruktionsplattform (falls zutreffend) mithilfe des Ablösewerkzeugs wie in Abschnitt 4.1 Entnehmen der Druckteile beschrieben.

4.4 Nachhärten von Druckteilen im Form Cure

Die gedruckten Bohrschablonen müssen Licht und Wärme ausgesetzt werden, um Biokompatibilität und optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen. Nachhärten ist ebenfalls wichtig, um die Bohrschablone vollständig zu härten und so die Sicherheit und den Komfort des Patienten zu gewährleisten. Legen Sie die gedruckten Schablonen in den Form Cure. 

Der Nachhärtenprozess ist abhängig vom drucker, mit dem die Bohrschablonen gedruckt werden.

DruckerNachhärtentemperaturNachhärtenzeit
Form 260°C30 Minuten
Form 3B70 °C30 Minuten
Form 3BL70 °C30 Minuten

Lassen Sie das Nachhärtegerät zwischen den Nachhärtezyklen wieder auf Raumtemperatur abkühlen.

Während des Nachhärtens ist ein Farbumschlag von transparenter, gelber Farbe in transparentes Orange zu beobachten. 

Vorsicht:

Werden beim Nachhärten nicht die empfohlenen Werte eingehalten, kann dies zu schlechteren mechanischen und Biokompatibilitätseigenschaften führen. Das Nachhärten sollte ausschließlich in Übereinstimmung mit den offiziellen Empfehlungen von Formlabs erfolgen, damit die klarsten und bestmöglichen Ergebnisse erzielt werden.

4.5 Entfernen der Stützstrukturen

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

4.6 Polieren von Druckteilen

Schleifen Sie Stützspuren mit in der Zahnmedizin herkömmlichen Poliermethoden wie feinkörnigem Schleifpapier ab, um den Patientenkomfort zu gewährleisten. Soll die Lichtdurchlässigkeit der Bohrschablonen erhöht werden, sind diese mit Bimsstein und einer Schwabbelscheibe oder anderen Spezialinstrumenten zu polieren.

Achtung:

Untersuchen Sie die Bohrschablonen auf Risse. Bei Rissen entsorgen.

Anmerkung:

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

4.7 Zusammensetzen der Bohrschablone

Damit die Bohrer nicht in die Bohrschablone selbst bohren, sind Führungshülsen erforderlich. Um eine sichere und ordnungsgemäße Verwendung sicherzustellen, setzen Sie die gedruckten Bohrschablonen mit den während des Designs ausgewählten Führungshülsen zusammen. 

Bei Verwendung der empfohlenen Design-Parameter lassen sich die Metallrohre oder Führungshülsen per Presspassung in die Bohrschablone einsetzen. Sie werden dann über die Reibung an Ort und Stelle gehalten. Verwenden Sie ausschließlich kompatible Führungshülsen.

 

5. Anwendung

 

5.1 Sterilisation, Reinigung und Desinfektion

Mit Surgical Guide Resin gedruckte Bohrschablonen lassen sich gemäß den Richtlinien der Amerikanischen Gesundheitsbehörde in branchenüblichen Dampfautoklaven sterilisieren, wahlweise mit oder ohne Sterilisationsbeutel. Sterilisieren Sie gemäß den betriebsinternen Vorgaben oder denen des Autoklavenherstellers oder verwenden Sie einen der von der Amerikanische Gesundheitsbehörde zugelassenen Autoklavenzyklen unten.

AutoklaventypTemperaturZeit
Vakuumdampfsterilisator132 °C4 Minuten
Schwerkraftabscheidung121 °C30 Minuten

Anmerkung:

Überschreiten Sie nicht Autoklavenzyklen von 20 Minuten bei 134 °C oder 30 Minuten bei 121 °C, da längere Autoklavenzyklen bei höheren Temperaturen die mechanischen Eigenschaften und die Genauigkeiten der Bohrschablonen beeinträchtigen können.

Autoklavenzyklen müssen einen Trockenzyklus beinhalten, um die Genauigkeit bestmöglich zu bewahren. Beispielsweise müssen eingeschlagene Instrumente, die in einem Vorvakuum-Autoklav sterilisiert wurden, gemäß den Richtlinien der Amerikanischen Gesundheitsbehörde 20 bis 30 Minuten lang getrocknet werden. Nach dem Autoklavieren kommt es zu einem Farbumschlag der Teile von einem lichtdurchlässigen Orange zu einem lichtdurchlässigen Hellgelb.

Sind Reinigungs- oder Desinfektionsmethoden gewünscht oder vorgeschrieben, verwenden Sie betriebsinterne Anweisungen. Zu den bewährten Desinfektionsmethoden gehören: Die fertige Bohrschablone fünf Minuten lang in frischem 70%igem IPA einweichen.

Anmerkung:

Die Bohrschablone nicht über einen längeren Zeitraum in der Alkohollösung lassen, da sonst die mechanischen Eigenschaften und die Genauigkeit beeinträchtigt werden können.

Untersuchen Sie das Druckteil nach der Desinfektion oder Sterilisation auf Risse, um die Integrität der Bohrschablone zu gewährleisten.

5.2 Durchführen des Eingriffs

Sorgen Sie mit der Bohrschablone für Präzision beim Eingriff.

6. Biokompatibilität

Surgical Guide Resin ist nicht zytotoxisch oder reizend, kein Sensibilisator und erfüllt ISO 10993-1:2018.

7. Beiliegende Dokumente

PRNT-0015 Revision 01 11-10-2020