Des chercheurs de la Graduate School of Dentistry de l’Université de Tohoku au Japon ont découvert que l’impression 3D par traitement numérique de la lumière (DLP) était un moyen plus efficace de produire des couronnes dentaires que le fraisage conventionnel.

Dans une étude récente, les dentistes ont imprimé en 3D et fraisé par voie humide des couronnes à partir du même ensemble de données, avant de superposer leur conception prévue sur les modèles résultants. Au cours de plusieurs cycles de tests, l’équipe a déclaré que leurs restaurations dentaires imprimées en 3D présentaient une « précision supérieure » et « moins d’écarts marginaux » que les alternatives usinées. Ils considèrent donc le DLP comme une « technologie plus prometteuse » pour la création de couronnes permanentes.

Cartes en couleur des écarts globaux observés entre les données de conception et de numérisation dans les couronnes molaires. Image via l’Université de Tohoku.

Il est temps de passer du fraisage ?

Alors que la résistance à l’usure et la stabilité des couleurs des matériaux dentaires continuent de s’améliorer, certains dentistes se tournent vers les couronnes dentaires en composite de résine usinée plutôt que vers les restaurations métalliques traditionnelles. À l’aide d’un logiciel de conception CAO et d’une empreinte de la dent d’un patient, cette approche permet de développer des implants personnalisés, avant d’utiliser une fraiseuse pour les broyer à partir d’un bloc de céramique.

Cependant, l’équipe de l’Université de Tohoku affirme que la technologie est confrontée à des problèmes, tels que la détérioration de la barre de fraisage et le gaspillage de matériaux. Les chercheurs soulignent également que le fraisage oblige souvent les dentistes à respecter des exigences de préparation rigides, et même lorsqu’ils s’y tiennent, des rainures peuvent se développer sur les surfaces internes des couronnes, entraînant un ajustement imparfait au patient.

En revanche, en raison de la R&D consacrée aux nouvelles résines d’impression 3D dentaires, y compris celles qui possèdent une grande durabilité et sont capables de disperser les contraintes occlusales, l’équipe a loué le potentiel de la technologie pour créer des modèles, des bases et des gouttières.

Avant leur étude, les chercheurs ont également émis l’hypothèse que l’impression 3D donne des couronnes permanentes avec une « précision dimensionnelle supérieure ». Pourtant, malgré le fait que les prothèses dentaires imprimées en 3D et fraisées sont souvent comparées, les dentistes affirment qu’il « reste incertain » quel processus est le mieux adapté au travail, ils se sont donc lancés dans leurs recherches pour le découvrir définitivement via une série d’expériences.

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Fichiers STL de couronnes molaires conçues avec chaque paramètre de décalage et les écarts entiers entre la couronne non décalée et la couronne décalée.  Image via l'Université de Tohoku.
Fichiers STL des modèles utilisés pour identifier les écarts entre les couronnes non décalées et décalées. Image via l’Université de Tohoku.

L’impression 3D de couronnes à l’épreuve

Les spécimens de test des chercheurs ont été produits à partir d’un scan 3D d’un modèle de dent pilier, avant d’être usinés à partir d’un bloc hybride résine-composite et imprimés en 3D à l’aide d’un système Asiga Max, respectivement. Une fois prêt, chacun de ces prototypes a été comparé à leurs modèles de conception originaux à l’aide d’un numériseur 3D industriel, qui a recueilli les données nécessaires pour aider à identifier les écarts.

Les premiers résultats ont montré une différence significative entre les couronnes conçues pour s’adapter aux angles de ligne des modèles et les prothèses non décalées, avec un écart de 100 à 200 µm observé. Alors que les modèles imprimés montraient une haute justesse de valeur, cet écart était plus prononcé dans les pièces fraisées, dans lesquelles l’équipe a observé « une rainure interne définie », quelque chose qu’ils ont attribué au matériau de base cassant des couronnes.

Fait intéressant, les chercheurs ont également constaté que la résolution de 62 µm de leur imprimante était inférieure à celle de la zone de cuspide interne des couronnes non décalées. Cela a rendu le système suffisamment précis pour réaliser des modèles précis, alors qu’avec le fraisage, ils ont découvert que les rainures qu’il laissait sur les surfaces internes des couronnes pouvaient conduire à un ajustement inférieur et constituaient une « limitation de la technique ».

Cependant, bien que l’équipe japonaise ait conclu que leurs résultats soutiennent l’idée que le DLP est mieux adapté à la production de couronnes que le fraisage, ils affirment que des recherches supplémentaires sont nécessaires sur différents systèmes et paramètres. De même, les dentistes ont appelé à davantage d’études sur la résistance aux fractures et la biocompatibilité des implants imprimés en 3D, qui, selon eux, pourraient désormais être utilisés pour restaurer des dents pointues comme les incisives.

Restaurations dentaires imprimées avec la résine Saremco CROWNTEC.  Photo via Saremco.
Restaurations dentaires imprimées avec la résine Saremco CROWNTEC. Photo via Saremco.

Impression 3D dentaire commercialisée

Comme l’a évoqué l’équipe dans ses recherches, l’impression 3D est déjà établie dans la production de prothèses dentaires, et l’industrie qui s’est développée autour d’elle continue de voir de nouveaux matériaux introduits qui améliorent ses applications. Plus tôt cette année, 3D Systems s’est associé à Saremco, dans le cadre d’un mouvement qui a rendu les résines CROWNTEC disponibles pour une utilisation avec l’impression 3D de couronnes personnalisées NextDent 5100.

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Cela fait suite au lancement par Desktop Health de l’imprimante 3D Einstein et de la résine Flexcera Smile Ultra+, des produits conçus pour faciliter la production de prothèses dentaires à haute résistance et esthétiques. Alors que le premier a une architecture DLP similaire aux systèmes de la société ETEC de Desktop Metal, ses performances sont améliorées par «HyperPrint», une technologie qui lui offre une augmentation de vitesse de 50%.

Plus récemment, Dentsply Sirona a également élargi son portefeuille de fabrication d’implants dentaires, avec le lancement de l’imprimante 3D Primeprint et de l’unité de post-traitement. Alimentée par un moteur lumineux de 385 nm, l’imprimante nouvellement dévoilée est conçue pour permettre aux dentistes de produire facilement des modèles, des guides, des provisoires ou des gouttières précis.

Les découvertes des chercheurs sont détaillées dans leur article intitulé « Comparaison de la précision des couronnes en résine composite fabriquées par impression tridimensionnelle et méthodes de fraisage», qui a été co-écrit par Hiroaki Kakinuma, Kuniyuki Izumita, Nobuhiro Yoda, Hiroshi Egusa et Keiichi Sasaki.

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L’image en vedette montre les points de mesure sur la surface intérieure de chaque couronne produite pour l’étude. Image via l’Université de Tohoku.