CAD/CAM-технологии и их место в современной стоматологии

В современном мире сложно представить свою жизнь без цифровых технологий. Процесс цифровизации в сфере стоматологии, начавшийся более 10 лет назад, в настоящий период времени находится в активной фазе своего развития и, несомненно, является крайне важным аспектом для повышения качества оказываемой медицинской помощи. С каждым годом цифровые технологии в стоматологии находят все большее применение. Крайне сложно представить современную клинику или зуботехническую лабораторию, в которой не будут использоваться цифровые технологии. В современной стоматологической практике многокоординатная механическая обработка стоматологических конструкций становится все более и более актуальной [1—4].

Цифровая стоматология или цифровые технологии в стоматологии — это новая отрасль в стоматологии, направленная на уменьшение ручной работы, автоматизацию технических этапов, на увеличение благоприятного исхода лечения посредством применения современных технических достижений и высоких технологий [5—7].

Развитие стоматологии сегодня напрямую связано с техническими инновациями. Еще в 1971 г. компанией Hensson International был разработан проект, посвященный созданию автоматизированного комплекса по моделированию и созданию стоматологических протезов. При этом первый промышленный образец установки появился лишь в 1983 г., и только в 1985 г. разработанная на установке стоматологическая коронка была впервые установлена пациенту [1, 2].

Несомненные преимущества, такие как точность, эргономичность рабочего процесса, его чистота, универсальность установок и высокая производительность сделали CAD/CAM-установки крайне популярными. Дословно CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing) можно перевести с английского как «автоматизированное проектирование / автоматизированное производство». CAD/CAM-технологии стали неотъемлемой частью современной стоматологии и заняли важное место в процессе изготовления стоматологических конструкций [8—14].

Медицинские изделия изготавливаются посредством многокоординатного фрезерования из подспеченных керамических заготовок (green body), обладающих необходимым цветом. Механическая обработка осуществляется с использованием методов числового программного управления и 3D-моделирования. При использовании CAD/CAM-технологий применяются трехмерные модели зубного ряда пациента, которые получают при помощи сканирования. Полученная таким способом заготовка стоматологической конструкции проходит стадию спекания до высокой плотности [15—19].

Цель исследования — изучить по данным литературы распространенность применения CAD/CAM-технологий в России.

Поиск научных публикаций по рассматриваемой теме проведен по данным базы https://www.elsevier.com и в каталоге научной электронной библиотеки (https://www.elibrary.ru) за 2017—2023 гг.

При поисковом словосочетании «CAD/CAM dentistry» по данным базы Elsevier найдено 4885 результатов (2837 из которых за 2017—2023 гг.), при поисковом сочетании «CAD/CAM technology in dental» — 4361 результат (2529 из которых за 2017—2023 г.), при поисковом сочетании «dental treatment» — 300 888 публикаций (79 674 из которых за 2017—2023 гг.) (рис. 1).

Рис. 1. Результаты при поисковых сочетаниях.

Наукометрическая оценка отечественных публикаций по базе данных https://www.elibrary.ru по поисковым запросам показала следующие данные:

— «CAD/CAM в стоматологии» — 1215 публикаций (735 из которых за 2017—2023 гг.).

— «CAD/CAM-технологии в стоматологии» — 437 публикаций (246 из которых за 2017—2023 гг.).

— «Стоматологическое лечение» — 17 156 публикаций (4796 из которых за 2017—2023 гг.) (рис. 2).

Рис. 2. Наукометрическая оценка отечественных публикаций по базе данных https://www.elibrary.ru по поисковым запросам.

На основании вышеуказанных данных посредством ручной сортировки была подготовлена подборка из 164 публикаций. Последующий анализ показал, что над публикациями работали 447 авторов, при этом 102 (62,2%) публикации составили статьи в рецензируемых научных журналах. Проведя расширенный поиск по подготовленной подборке, удалось получить следующую информацию по типу публикаций (рис. 3):

— диссертаций — 1 (0,6%);

— книг — 11 (6,7%);

— материалов конференций — 38 (23,2%);

— патентов — 12 (7,3%).

Рис. 3. Тип публикаций.

CAD/CAM-технологии в стоматологии крайне популярны за рубежом, что подтверждается большим количеством зарубежных научных публикаций. На территории России цифровые технологии появились более 10 лет назад и сейчас находятся в активной фазе развития. При анализе публикаций по заданной тематике было установлено, что первые российские публикации по CAD/CAM в стоматологии (по данным https://www.elibrary.ru) появились в 2006 г.

Следует отметить, что стоматологическая помощь относится к числу самых массовых видов медицинской помощи. В современном мире большое значение для каждого человека имеет эстетика, в том числе эстетика улыбки. Чтобы отвечать требованиям врача и пациента, стоматологические конструкции должны обладать широким спектром физико-механических свойств, биосовместимостью и эстетическими свойствами. По данным Номенклатурной классификации медицинских изделий (Раздел 15. Стоматологические медицинские изделия), на российском рынке в настоящее время отсутствуют зарегистрированные отечественные заготовки для CAD/CAM. Значительная популярность CAD/CAM-технологий в стоматологии и востребованность на рынке показывают необходимость разработки отечественных материалов и заготовок для CAD/CAM. Для этого нужны требования по разработке сложных составов материала из различной керамики [20—29].

Успех протезирования при использовании CAD/CAM-технологий зависит от правильности подготовки, выбора материала и точности сканирования. По химическому составу керамика для стоматологии бывает разной. В зависимости от способа получения и состава можно выделить три группы керамики:

I. Полимерная:

— на основе смолы;

— гибридная.

II. Силикатная:

— литий-силикатная;

— полевошпатная.

III. Оксидная:

— на основе оксида алюминия;

— на основе оксида циркония.

Тип керамики напрямую зависит от возможности ее клинического применения из-за различных характеристик и свойств материала (рис. 4). Например, керамика с полимерной матрицей (сочетает в себе свойства как композита, так и керамики) обладает достаточной эстетикой, более устойчива к растрескиванию и менее хрупка при фрезеровании по сравнению с силикатной керамикой. Силикатная керамика обладает высокой прозрачностью и имеет естественный вид, но при этом хрупка и имеет низкую прочность на излом, вместе с тем литий-силикатная керамика обладает высокой прочностью (около 407 МПа) и стабильностью цвета. Оксидная керамика обладает превосходными механическими свойствами, но при этом по эстетике уступает силикатной за счет недостаточной прозрачности [18].

Рис. 4. Клиническое применение типов керамики.

С целью повышения функциональных характеристик CAD/CAM-заготовок необходимо, чтобы они обладали градиентным изменением цвета (от темного к светлому по всей их высоте), а также контролировать цвет по всему объему керамической заготовки, при этом сохранив высокие физико-механические и эксплуатационные свойства по всему объему изделия. Одним из путей решения данных вопросов является использование керамических порошков субмикронных размеров, а также их контролируемое дозирование. При этом важно отметить, что в настоящее время не решены проблемы, связанные с равномерным смешиванием наноразмерных керамических порошков различного химического состава, что вызвано их склонностью образовывать агломераты [19, 24—26].

Разработка новых технологий равномерного смешивания нанопорошков, обладающих различной морфологией и химическим составом, между собой и их послойного, контролируемого дозирования, последующего прессования и предварительного спекания CAD/CAM-заготовок заданной формы и цветности, обладающих при этом высокими физико-механическими свойствами и биосовместимостью, несомненно, является актуальным вопросом для современной стоматологии [18].

Проведенное исследование показало, что CAD/CAM-технологии стали неотъемлемой частью современной стоматологии [30, 31]. В настоящее время крайне актуальным вопросом является разработка технологии по созданию отечественных CAD/CAM-заготовок, не уступающих по своим характеристикам и свойствам зарубежным аналогам, что, несомненно, будет способствовать импортозамещению, а также позволит повысить уровень оказываемой стоматологической помощи и качество жизни пациентов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.