Het begon met een afdruklepel en al snel volgde het knarsbitje. Waar het eindigt, laat zich op dit moment nog moeilijk voorspellen, maar duidelijk is dat 3D-printen de tandheelkunde werkzame (en in het geval van de afdruklepel zelfs al marktklare) oplossingen biedt. Hogeschool Windesheim in Zwolle speelt een grote rol in het onderzoek naar de toepassingsmogelijkheden.
Het lectoraat kunststoftechnologie van Hogeschool Windesheim in Zwolle onderzoekt de mogelijkheden van 3D-printen en is daarbij onder andere zeer geïnteresseerd in de tandheelkunde. Die interesse is gewekt door een vraag van het tandtechnisch laboratorium Miedema uit Drachten, dat aangaf potentieel interesse te hebben in de techniek, bijvoorbeeld voor afdruklepels en knarsbitjes. Maar eerst wilde het weten of de techniek inderdaad zo interessant is als wordt geschat en wat de kosten zullen zijn. `Voor ons een mooi onderzoeksgebied; zegt onderzoeker Douk van Werven van Windesheim. `De tandheelkunde is bij uitstek een toepassingsgebied voor 3D-printen, omdat het een sector is die om producten vraagt die steeds weer patiënt-specifiek en dus uniek moeten zijn. 3D-printen biedt de zorgvuldigheid die hierbij van zulk groot belang is. Omdat de afdeling al eerder onderzoek had gedaan naar het 3D-printen van afdeklepels,
werd dit het vertrekpunt. Van Werven: ‘In eerste instantie werkten we hiervoor met FDM (Fused Deposition Modeling, red.), wat al op grote schaal toepasbaar is omdat het betaalbaar is. Maar DLP (Direct Light Processing, red.), wat gebaseerd is op fotopolymeer-hars, begint ook steeds betaalbaarder te worden en heeft voor de tandheelkunde de belangrijke eigenschappen dat het sneller is en een nauwkeuriger resultaat biedt. Bovendien laat het zich goed polijsten.
in principe marktklaar
De afdruklepel die op deze manier tot stand is gebracht, leidt tot een product dat heel erg vergelijkbaar is met wat de tandarts al gebruikt en dat bij de voortschrijdende techniek van 3D -printen snel kostentechnisch interessant zal worden. Bovendien is het resultaat nauwkeuriger dan de afdruklepels waarmee tandartsen nu werken, en is op basis van de software heel eenvoudig tot een gestandaardiseerd
handvatje te komen. Verder heeft het product minder nabewerking nodig, wat interessant is omdat dat bij de nu gebruikte afdruklepels vooral handwerk is. ‘Dat is het typische voordeel van digitaal werken, zegt Van Werven. ‘Het is een veel eenvoudiger proces dan iemand aan een werkbank zo’n ding te laten produceren: Hij vervolgt: ‘Het is echter nog niet te verwachten dat de tandarts op korte termijn een 3D-printer in zijn eigen praktijk zal hebben staan. Daarvoor is de apparatuur nog te duur. Maar het is wel denkbaar dat tandtechnische laboratoria erin investeren. Het is niet zo dat je simpelweg een 3D-printer neerzet en er dan mee aan de slag gaat, zoals de reclame wil doen geloven. Je moet je de techniek echt wel eigen maken.’ In principe ligt er voor de afdruklepel nu een marktklaar product, stelt Van Werven. <Het is technisch mogelijk, zegt hij. ‘De enige bottleneck is de software. Twee producenten, Dental Wings en 3Shape, zijn bezig met de ontwikkeling van software die specifiek voor dit product bedoeld is. Deze software hebben ze gepresenteerd op de Internationale Dental-Schau in Keulen`.
Gebruikmaken van scantechniek
Het komende half jaar wil het lectoraat kunst-stoftechnologie van Windesheim zich bezighouden met de ontwikkeling van 3D-geprinte knarsbitjes. ‘Het is het eerste hulpmiddel waarvan we verwachten dat het volledig tot stand kan komen op basis van een scan in de mond, vertelt Van Werven, ‘dus zonder eerst een gipsafdruk te hoeven maken. Je hebt dan direct een eindproduct. Op termijn zal dit ook met de afdruklepels mogelijk worden. Dit geeft meteen heel mooi de toekomstvisie weer die we hebben op tandheelkunde: een scan maken van de mond en op basis daarvan tot een product komen, waarin 3D-printen een grote rol zal spelen. Het voorbereiden van de klinische testen voor het printen van de knarsbitjes is in volle gang. Deze klinische test is nodig omdat dit een eindproduct is dat de patiënt iedere nacht tijdens het slapen in de mond heeft, waardoor er hogere eisen aan worden gesteld dan aan een afdruklepel.’
toekomstige ontwikkelingen
Van Werven verwacht niet dat dit het eindstation zal zijn. ‘Tanden en kiezen zijn complexe producten om met een 3D-printer te vervaardigen, zegt hij. ‘Toch ligt het met het voortschrijden van de techniek wel voor de hand dat ook dit mogelijk zal worden. Het zirkonium, dat nu vaak wordt gebruikt voor gebits-vervangende elementen, ondergaat in de productie bewerkingen waarmee we op dit moment met 3D-printen nog niet kunnen concurreren. We zitten nog vooral in het stadium van het nabootsen van producten, al worden we daarin wel steeds beter. Tandvlees voor een prothese met 3D-printen vervaardigen is bijvoorbeeld al wel mogelijk, maar we moeten realistisch blijven. De techniek moet zich echt nog verder ontwikkelen voordat we tanden en kiezen kunnen produceren. Het ligt meer voor de hand dat bijvoorbeeld gebitsbeschermers de eerstvolgende stap zullen zijn. Daar komt bij dat de tandtechnische praktijk nu nog heel erg gewend is aan handwerk voor de vervanging van gebitsvervangende elementen. De vakmensen die daar werken, moeten ook de tijd krijgen om te wennen aan de ontwikkeling van gedigitaliseerd werken en het produceren van op 3D-printtechniek gebaseerd producten. Het zijn op dit moment nog vooral de onderzoekers zelf die verder met de techniek van 3D-printen aan de slag gaan, zoals het lectoraat kunststoftechnologie van Windesheim. Het lectoraat heeft goede contacten in het tandtechnische bedrijfsleven, zodat het in staat is nieuwe toepassingen in opdracht te onderzoeken.