„Drukowane” podbudowy pod korony dentystyczne

Prace nad nową technologią wytwarzania podbudów pod korony dentystyczne rozpoczął sześcioosobowy zespół złożony z naukowców z Wydziału Mechanicznego oraz praktyków protetyków. Zamiast powszechnie stosowanego stopu kobalt-chrom zespół użyje nowoczesnego biostopu tytanu. Efektem przedsięwzięcia – realizowanego w ramach pierwszej edycji grantu Tango – mają być tańsze i dobrze dopasowane do pacjenta produkty.  

Kierownikiem projektu, którego pełna nazwa brzmi „Technologia projektowania i wytwarzania metalowych podbudów pod korony dentystyczne przez selektywne przetapianie laserem proszku stopu Ti13Zr13Nb” jest prof. Andrzej Zieliński z Wydziału Mechanicznego, dyrektor Centrum Zaawansowanych Materiałów. Inicjatorem podjęcia tematyki projektu jest dr inż. Tomasz Seramak.

– Obecnie podbudowy pod korony dentystyczne wykonywane są najczęściej metodą frezowania lub odlewania, co zajmuje sporo czasu. Obróbka frezowaniem wymaga bowiem zdejmowania materiału z półfabrykatu, warstwa po warstwie, aż w końcu otrzymamy zamierzony kształt. Powoduje to duże straty materiału, a także zużycie narzędzi, często bardzo drogich – tłumaczy dr Tomasz Seramak. – Problemem są też pojawiające się niedokładności wymiarowe podbudowy, wynikające z tego sposobu obróbki. W konsekwencji pacjent może być zmuszony do kilku wizyt w pracowni protetycznej, by dobrze dopasować wymiary podbudowy do łącznika implantu lub naturalnego zęba.

Innowacyjna technologia

Nasi naukowcy proponują wytwarzanie podbudów przy pomocy druku 3D – technologii, która jest obecnie jest jedną z najnowocześniejszych oraz najintensywniej rozwijanych na świecie.

– Drukowanie 3D nazywane jest również addytywną lub przyrostową metodą wytwarzania, gdyż w odróżnieniu od klasycznych ubytkowych metod obróbki, jej istotą jest dodawanie materiału. Oznacza to, że zaprojektowany lub odtworzony model czy przedmiot użytkowy budowany jest dosłownie warstwa po warstwie. Jesteśmy w stanie wykonać podbudowę dentystyczną z taką dokładnością, że pasuje od razu – wyjaśnia dr Seramak.

Prof. Andrzej Zieliński dopowiada, że ideą projektu jest m.in. skrócenie czasu wykonania podbudowy. – Za pomocą odpowiednich metod oraz z wykorzystaniem skanerów stomatologicznych lub tomografów określimy, jaką podbudowę trzeba wykonać. Następnie w trakcie jednego wydruku powstanie gotowy produkt, który w końcowym etapie wytwarzania, zostanie pokryty warstwą ceramiki. Pacjentom wystarczy tylko jedna wizyta u stomatologa. I gotowe – podsumowuje prof. Zieliński.

– Nasz projekt polega nie tylko na wdrożeniu technologii selektywnego przetapiania laserem proszków metali (druk 3D – SLM/SLS), ale także na zastosowaniu, zamiast stopu kobalt-chrom, nowoczesnego biostopu tytanu, którego w Polsce jeszcze nikt nie używa. Materiał posiada certyfikaty europejskie – kontynuuje prof. Andrzej Zieliński.

Warunkiem udziału w programie Tango był tzw. projekt bazowy. Wcześniej, zespół pod kierunkiem prof. Andrzeja Zielińskiego, w ramach międzynarodowego programu MATERA, zrealizował projekt badawczy dotyczący tego samego stopu tytanu.

Zdaniem naukowców produkty wytworzone przy pomocy technologii, nad którą pracują mogą być nawet o połowę tańsze niż dotychczas oferowane. – Na dzień dzisiejszy nasza metoda nie ma w Polsce konkurencji – podkreślają.

Partner projektu

Program Tango z założenia podzielony jest na dwa etapy. Pierwsza faza, trwająca w tym wypadku 6 miesięcy, poświęcona będzie na wykonanie obszernego studium ekonomicznego. Kolejny, 20-miesięczny etap zostanie przeprowadzony we współpracy z partnerem zewnętrznym – poświęcony będzie opracowaniu technologii wytwarzania. Po zakończeniu projektu nastąpi wdrożenie jego rezultatów. Oceniana będzie także trwałość projektu (5 lat po wdrożeniu).

W projekt zaangażowała się zatrudniająca 50 osób nowoczesna firma, posiadająca bardzo specjalistyczne wyposażenie – „Usługi Protetyczne Jerzy Andryskowski” (placówka znajduje się w Gdańsku Oliwie).

– Wiemy, że możemy liczyć na naszego partnera oraz że wyniki badań zostaną skonsumowane w postaci wdrożenia przemysłowego. Co ważne, partner wnosi do projektu cenny wkład – swoje know-how, a także niezbędne fundusze – podkreśla dr Seramak.

Naukowcy zaznaczają, że w Polsce jest ogromne zainteresowanie implantami i koronami stomatologicznymi. Ze statystyk wynika, że tylko co dziesiąty Polak, potrzebujący tego typu produktów, w istocie decyduje się na nie. To ważny projekt, gdyż choroby czy braki w uzębieniu poważnie rzutują na stan innych organów wewnętrznych. Pomysł wpisuje się w ogólnopolską akcję Zdrowe Społeczeństwo. Jest także odpowiedzią na właśnie zaakceptowaną, tworzoną z udziałem autorów, Inteligentną Specjalizację regionu pomorskiego „Long Healthy Life”.

Czytaj także: Grant w konkursie Tango dla zespołu prof. Krzysztofa Kalińskiego