Аналіз методів виготовлення протеза носа: переваги і недоліки Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ОГЛЯДИ

УДК:616.212 - 089.844:004. Л.Б. £рис

АНАЛ1З МЕТОД1В ВИГОТОВЛЕННЯ ПРОТЕЗА НОСА: ПЕРЕВАГИ I НЕДОЛ1КИ

Вищий державний навчальний заклад Укра/ни «Укра/нська медична стоматолопчна акаде-мя», м. Полтава

Актуальшсть

Травматичн дефекти обличчя зазвичай усу-вають х1рург1чним шляхом. Але в окремих випад-ках дефекти обличчя бувають велик1, зосереджен1 в центральн1й його частит (верхня щелепа, Hie, орб1та), що не дозволяе досягти високого естети-чного i функцiонального ефекту лише завдяки пластичним опера^ям. ^м того, за наявностi протипоказань до оперативних втручань дефекти обличчя закривають протезами [1,2]. Класичними вважаються запропонован Оксманом, а також удосконаленi Варавою i Стрелковським, Костур i Мшяевою методи [3,4], якi згодом були прийнят за еталон. Поряд iз ними CAD/CAM технологи знаходять усе бтьше застосування в ортопедич-нш стоматологи [5,6], зокрема i при виготовленн протезiв вуха, носа, орб^и, верхньо''' та нижньо'' щелеп [7].

Мета i завдання нашо' роботи полягали у ви-вченнi комп'ютерних технологiй та порiвняннi 'х iз класичними при виготовленнi щелепно-лицевих протезiв, а також переваг CAD/CAM технологш перед традицiйними на прикладi ектопротеза носа.

Матерiали i методи до^дження

Для досягнення поставлено' мети i вирiшення завдання було вивчено CAD/CAM технологи виго-товлення протеза носа [8,9,10] i порiвняно и з класичними [1,2,3,4]. Ефективнють протезування оцн нювали за такими критерiями: точнiсть отримано'' моделi обличчя, простота виконання, точнють мо-делювання щелепно-лицевого протеза, якiсть ф^ ксаци та стаб^заци, вiдновлення функци, естети-чний вигляд.

Результати дослiдження

Для позначення систем автоматизованого проектування в усьому свт використовуеться аб-ревiатура CAD (вiд англ. Computer-Aided Design), а для позначення систем автоматизаци виробниц-тва - CAM (вщ англ. Computer-Aided Manufacturing). Таким чином, CAD визначае дтян-ку геометричного моделювання рiзноманiтних об'-ек^в iз використанням комп'ютерних технологiй. Термш CAM, вiдповiдно, означае автоматизацiю розв'язання геометричних задач у технологи ви-робництва. В основному це розрахунок траектори

руху шструмента. Оскiльки ц процеси доповню-ють один одного, в лiтературi часто зустрiчаеться термш CAD / CAM. 1нтегрован CAD / CAM систе-ми - це максимально наукомютм продукти, що по-стiйно розвиваються i включають у себе новiтнi знання в галузi моделювання й обробки матерiа-лiв. Процес CAD / САМ (Computer Aided Design -Computer Aided Manufacture) охоплюе отримання вихщних даних за допомогою цифрового об'емно-го сканування, передачу 1'х на комп'ютер i обробку з подальшим виготовленням на верстатi-автоматi, керованому цим же комп'ютером [5].

У цшому, BCi сучаснi CAD / САМ системи складаються з 3 елементiв:

1. Тривимiрного сканера, представленого або внутршньоротовою камерою (клiнiчний варiант), або лабораторним (стацюнарним) апаратом для сканування моделей, обличчя чи ротово' порож-нини. Майбутню вiртуальну модель можна отри-мати не лише за даними сканування, й за комп'ю-терною томограмою.

2. Комп'ютерно' моделювально'' частини, про-грамне забезпечення яко'' дозволяе або просте моделювання вiртуальноl модели або викорис-тання бази даних про середньо анатомiчну будову зубiв, зубних рядiв, щелеп, кiстковоl основи та м'яких тканин обличчя; можливе моделювання жувально' поверхнi з урахуванням зубiв-антагонiстiв конкретного пацiента чи вщтворення ушкоджено' дiлянки обличчя симетрично зi здо-ровим боком.

3. Фрезерувального апарата, який може бути представлений насттьним блоком iз двома фрезами, здатним вiдфрезерувати 1 вкладку чи коронку, або стацюнарним апаратом iз понад 20 фрезами, здатним виготовити мостоподiбний протез до 14 одиниць або щелепний чи лицевий протез. За характером оброблюваних матерiалiв ^ апа-рати можна роздтити на фрезери звичайно' ке-рамiки, фрезери твердо'' керамiки й уыверсальш, здатнi з дуже високою точнютю виготовити протез iз пластику, металу i всiх видiв керамiчних матерi-алiв [5,6] .

Сучасних методiв виготовлення протеза носа з використанням CAD/CAM - технологш запропоно-вано ктька [8,9,10]. Для порiвняння класичних i сучасних методiв в табл.1 наводимо виготовлення ектопротеза носа методами I.M. Оксмана i С. Ко-

сулша [10].

Таблиця 1

Основы етапи виготовлення протеза носа за 1.М. Оксманом Основы етапи виготовлення протеза носа за С. КосулЫим

1. Зняття вщбитка обличчя 2. Створення восковоТ репродукцп протеза носа 3. Прим1рка тт з урахуванням функцюнального формування кратв 4. Пщб1р кольору протеза в присутност1 хворого 5.Ппсування восковоТ репродукцп протеза носа в кювету 6. Зам1на воску на пластмасу. 7. З'еднання протеза носа з оправою окуляр1в за допомогою штифт1в та пластмаси холоднот пол1меризацп 1.Комп'ютерна томограма обличчя патента 2.Оптичне сканування або витяг з бази даних фрагмент1в особи людини - «донора» 3.Сумщення електронних моделей дтянок ос1б «донора» i патента з розробкою модел1 протеза 4.Розробка прес-форми для вщливання воcкiвки (восковоТ модел^ протеза 5.Розробка програм для верстата з ЧПК для виготовлення прес - форми. 6.Виготовлення прес-форми на верстав з ЧПК 7.Заповнення прес-форми воском пщ тиском 8.Примiрка восювки по надрукованiй на 3D - принтерi моделi обличчя 9.Виготовлення за восгавкою гумовоТ форми 10.Виливання cилiконового протеза в гумовiй формi

Пор1внюючи вищенаведен1 методи виготов-лення протезу носа, варто зазначити, що точнють тривим1рноТ модел1 обличчя значно вища, шж отриманоТ за вщбитком обличчя. Адже rinc ство-рюе тиск на м'якi тканини обличчя, отримана модель мае похибку, що не забезпечуе щтьного прилягання протеза до шюри обличчя. ^м того, не враховуеться пщдатливють м'яких тканин. За-стосування програмного забезпечення для моде-лювання протеза, створення прес-форм на станках iз числовим програмним керуванням суттево спрощуе процес виготовлення i пщносить його на якicно новий рiвень. Внутрiшня частина носа створена з урахуванням наявносп повiтряних ка-налiв. Надрукована на 3D - принтерi модель обличчя дозволяе якомога точшше використати вci можливi ретенцшш пункти для розмiщення еле-метчв фiкcацiï протеза, а також застосувати в ролi фiкcуючих елементiв iмплантати з магнiтними властивостями. Протез кртиться на cпецiальнi магнiтнi замки, як дозволяють легко накладати i зшмати протез.

Висновок

Сучаcнi CAD/CAM системи дозволяють вигото-вити будь-якоТ складносп щелепно-лицевi проте-зи, в тому чи^ й ектопротез носа, без застосу-вання традицiйних методiв. Безперечш переваги CAD/CAM систем - це Тхня висока продуктивнicть i прецизшнють виготовлених конcтрукцiй. Зменшу-еться ктькють вiдвiдувань завдяки використанню для примiрки i корекцiï воcкiвки протеза, виготов-леноТ на ЗD-принтерi моделi обличчя патента. Вдаеться забезпечити максимально точне i ком-фортне прилягання протеза носа до обличчя. Недолги - дороге обладнання i висока cобiвартicть протезiв.

Лiтература

1. Гаврилов Е.И. Ортопедическая стоматология / Е.И.Гаврилов, И.М. Оксман. - М.: Медицина, 1978. - С. 454-455.

2. Белков О.Б. Особливост1 ортопедичноТ реаб^тацп онколопчних хворих 1з дефектами ще-лепно-лицевоТ д1лянки / О.Б.Бел1ков, Б.М.Р1зник // УкраТнський стоматолог1чний альманах. - 2000. -№1. - С. 32-32.

3. Варава Г.М. Техшка виготовлення щелепно-лицевих протез1в / Г.М. Варава, Г.М.Стрелковський. - К.: Вища школа, 1992. - С. 90-91.

4. Костур Б.К. Челюстно-лицевое протезирование / Б.К. Костур, В.А. Минева. - Ленинград: Медицина, 1985. - С.76-80.

5. Пулховский Д.М. Применение компьютерных технологий в стоматологии/ Д.М. Пулховский //Современная стоматология. - 2008. -№1. - С.24-27.

6. Разумная З.В. Совершенствование технологии изготовления зубных протезов с помощью CAD / САМ систем: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. мед. наук / З.В. Разумная. - 2012. -96 с.

7. Срис Л.Б. Застосування програмного продукту Delkam для виготовлення резекцмного 1мплантата при одноб1чнш резекци нижньоТ щелепи / Л.Б.Срис // УкраТнський стоматолопчний альманах. - 2014. -№4. - С.32-35.

8. Брусов А. Б. Эктопротезирование дефектов и деформаций средней зоны лица с использованием эластомеров / А.Б. Брусов, И.П. Орловский // Стоматология. - 2010. - №3. - С.52-56.

9. Изготовление индивидуального эктопротеза носа методом цифрового прототипирования / А.В.Колсанов, И.М.Байриков, Н.В.Попов [и др.]// Управление качеством медицинской помощи. -2013. - №2. - С. 9-14.

10. Косулин С. Разработка технологии создания эктопротеза носа человека с применением CAD / САМ - систем компании Delcam / С.Косулин // САПР и графика. - 2013. - №2. - С.101-104.

Стаття надшшла 2.02.2015 р.

Резюме

Процес CAD / CAM (Computer Aided Design - Computer Aided Manufacture) охоплюе отримання вихщ-них даних за допомогою цифрового об'емного сканування, передачу '''х на комп'ютер i обробку з подаль-шим виготовленням на верстак-автомату керованому цим же комп'ютером. Порiвнюючи класичн та су-часнi методи виготовлення протеза носа, варто зазначити, що точнють тривимiрноl моделi обличчя знач-но вища, нiж отримано' за вiдбитком обличчя. Застосування програмного забезпечення для моделювання протеза, створення прес - форм на станках iз числовим програмним керуванням суттево спрощують процес виготовлення i пщносять його на якюно новий рiвень. Сучасш CAD/CAM системи дозволяють виготовити щелепно-лицевi протези будь-яко'' складностi без застосування традицiйних методiв. Безпере-чнi переваги CAD/CAM систем - '''хня висока продуктивнiсть i прецизiйнiсть виготовлених конструкцiй. Недолiки - велика вартють обладнання i протезiв.

Ключовi слова: протез носа, комп'ютерн технологи.

Резюме

Процесс CAD / CAM (Computer Aided Design - Computer Aided Manufacture) включает в себя получение исходных данных с помощью цифрового объемного сканирования, передачу их на компьютер и обработку с последующим изготовлением на станке-автомате, управляемом этим же компьютером. Cравнивая классические и современные методы изготовления протеза носа, стоит отметить, что точность трехмерной модели лица значительно выше, чем полученной по отпечатку лица. Применение программного обеспечения для моделирования протеза, создание пресс-форм на станках с числовым программным управлением существенно упрощают процесс изготовления и поднимают его на качественно новый уровень. ^временные CAD / CAM системы позволяют изготовить челюстно-лицевые протезы любой сложности без применения традиционных методов. Несомненным преимуществом CAD/CAM систем являются их высокая производительность и прецизионность изготовленных конструкций. Недостатки - большая стоимость оборудования и себестоимость протезов.

Ключевые слова: протез носа, компъютерные технологии.

UDC: :616.212 - 089.844:004

PRODUCTION PROSTHETIC NOSE FOR CAD / CAM TECHNOLOGY: ADVANTAGES AND DISADVANTAGES

L.B.Yerys

Summary

Traumatic defects individuals tend to remove surgically. If there are contraindications to surgery, facial defects, similar prostheses. CAD / CAM technologies are increasingly used in prosthetic dentistry, including the manufacture of artificial limbs ear, nose, orbit, upper and lower jaw. The purpose and goal of our work was to study computer technology and compared them to the production of classic maxillofacial prostheses and benefits of CAD / CAM technology in traditional prosthetic nose, for example. As an example, comparison of classical and modern production methods. Our result ektoprotezu nose and proposed methods are I.M.Oksman, S.Kosulyn.The main stages of manufacturing prosthetic nose for I.M.Oksman1. Remove the print of the face. 2. Create a prosthetic nose wax reproductions. 3. Location of functional edges. 4. Selection of color in the presence of the implant patient. 5. Gypsum wax reproductions prosthetic nose in a container.6. Replacement of wax on the plastic. 7. Connection prosthetic nose with frame glasses using pins and plastic cold polymerization. The main stages of manufacturing prosthetic nose S. Kosulin1. CT scan of the patient's face. 2. Optical scanning or pulled from the database fragments of the human person - "donor". 3. Combining electronic models plots person "donor" and the patient with the development model of the prosthesis.4. Development of the press - molds for casting oil paper (wax model) prosthesis. 5. Development of programs for CNC machines for production of press - forms. 6. Production of press - forms on CNC machines. 7. Fill in the press - forms wax casting. 8. Fitting oil paper over printed in 3D - printer models face. 9. Production of rubber for oil paper form. 10. Draining silicone rubber prosthesis in shape.

Comparing above listed methods of making prosthetic nose, it should be noted that the accuracy of three-dimensional model of the face is much higher than that obtained by the reflection face. After plaster creates pressure on the soft tissues of the face, the resulting model has an error that no longer provides a snug fit of the prosthesis to the skin. The use of simulation software prosthesis, creating press - forms in stalls with numerical programmed control simplifies the manufacturing process and elevates it to a new level. The inside of the nose created taking into account the presence of air channels. Printed in 3D - printer model lets face as accurately as possible using all possible retention points for placing elements denture. and use as fixing elements implants with magnetic properties. The prosthesis is attached to the special magnetic locks that make it easy to apply and remove dentures.

Conclusion. The current CAD / CAM systems can produce any complexity maxillofacial prostheses,

including ektoprotez nose, without the use of traditional methods. The apparent advantage of CAD / CAM systems is their high performance precision manufactured designs. Reduce the number of visits the patient through the use of and correction for fitting prosthesis made oil paper printer model on Zd face patient. The application of CAD / CAM - technology can provide the most accurate and comfortable fit prosthetic nose to the skin. Disadvantages include only the high cost of equipment and the cost of dentures. The current CAD / CAM systems can produce any complexity maxillofacial prostheses without the use of traditional methods. The apparent advantage of CAD / CAM systems is their high performance precision manufactured designs. Disadvantages include only the high cost of equipment and the cost of dentures.

Key words: prosthetic nose and computer technology.