Publicado em: 15/08/2018 às 13h36

A tecnologia 3D chegou para ficar

As impressões de modelos em 3D estão revolucionando toda a Odontologia e também oferecem muitos benefícios a pacientes e profissionais de Ortodontia.

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As impressões de modelos em 3D não são uma moda passageira. (Imagem: Shutterstock)

 

O que antes parecia utopia dos filmes de ficção científica, agora faz parte do dia a dia de clínicas e laboratórios. A tecnologia das impressões 3D se tornou realidade, proporcionando mais agilidade e precisão aos tratamentos. Para tirar o melhor proveito das funcionalidades das impressoras 3D, é preciso entender o sistema, como operá-lo e como implementar o fluxo de trabalho digital.

Para isso, a OrtodontiaSPO convidou para esse fórum de discussão a tecnóloga Cristiane Barros André, que explica como essa inovação funciona e como os profissionais podem aproveitar ao máximo as impressoras, e o ortodontista Guaracy Fonseca Júnior, que compartilha sua visão sobre o assunto e sua experiência baseada no uso da tecnologia 3D em sua clínica.


 

Cristiane Barros André

Tecnóloga em Radiologia – Unip; Especialista em Ortodontia e Ortopedia – Senac; Mestranda em Ciências e Tecnologia da Saúde – UMC; Pesquisadora parceira no programa de pós-graduação em Ortodontia – FHO-Uniararas.

 

Há diversas opções disponíveis para impressão 3D, porém, com indicações bem distintas – e aqui serão abordadas as mais usadas em Odontologia. De forma geral, o processo utilizado é a estereolitografia, criada em 1986 por Charles Hell.

Dentro da estereolitografia, existem três categorias comumente usadas na Ortodontia: a Stereolithography Apparatus (SLA), que solidifica uma resina fotossensível por meio do laser; a Digital Light Processing (DLP), que também solidifica a resina fotossensível, mas a partir de outra fonte de luz, como o projetor; e a Fused Deposition Modeling (FDM), que modela por deposição e fusão de um material termoplástico (filamento). Em modelos de precisão para os aparelhos ortopédicos, removíveis, placas interoclusais e dispositivos sobre mini-implantes, as impressoras indicadas são a SLA, como Form 2 (Formlabs, Estados Unidos), e a DLP, como B9 Creator (B9Creations, Estados Unidos) ou Moonray (SprintRay, Estados Unidos). Porém, não basta ter uma boa impressora, é necessário que ela esteja calibrada para a Odontologia e que a resina usada seja de boa qualidade e própria para a confecção de modelos (Figura 1).

As impressoras FDM, como a GTMax 3D (GTMax 3D, Brasil), têm baixo custo, mas não são indicadas para aparelhos ortodônticos de cobertura oclusal e com acrílicos. Isso se deve à deposição do material termoplástico, que causa distorção nas cúspides e, dependendo da sua resolução, até mesmo no palato. Sendo assim, não há precisão, embora sua capacidade de reprodução das dimensões transversais seja muito boa e de fácil reprodutibilidade. A impressão em FDM pode servir para modelos de estudo, aparelhos demonstrativos, antagonistas ou aparelhos que não dependem da anatomia de contato do palato ou da oclusal, como contenções fixas 3 x 3, arcos palatinos e de Nance, Hyrax, entre outros.

Vários fatores podem evitar defeitos na impressão do modelo, dentre eles: qualidade da resina, calibragem do equipamento, camadas de polimerização mais finas possíveis, além do local de impressão com pouca luz direta, livre de poeiras, sem trânsito de pessoas (para evitar esbarrões no equipamento), com instalação elétrica adequada e bancada de superfície firme e nivelada.

De fato, o que mais altera os modelos impressos são os erros de escaneamento, como falhas em dentes posteriores e palato, e contração da região de molares, vinda de um escaneamento muito rápido e sem seguir o protocolo. Também são fatores que influenciam: excesso de imagens registradas pelo scanner, compactação de arquivos, falta de software apropriado para preparo do arquivo para impressão, zocalamento e impressoras com má resolução (Figuras 2 a 4).

A compra da impressora 3D deve ser bem estudada, pois equipamentos de baixa qualidade interferem diretamente no resultado do modelo prototipado. Outro fator determinante que compromete o resultado é a utilização de scanners sem treinamento adequado do ortodontista, do radiologista ou da equipe de suporte que faz o envio dos arquivos.

A impressão 3D e os escaneamentos intraorais vieram para ficar. Embora a curva de aprendizado seja longa, a rapidez das indústrias em oferecer novas tecnologias a cada dia faz com que essa eficiência se solidifique e exija dos laboratórios mão de obra diferenciada, com a contratação de engenheiros, designers gráficos, cadistas e especialistas em impressão 3D. Uma vantagem é que essa tecnologia diminuiu drasticamente as repetições de serviços por conta de erros de moldagem ou de vazamento do gesso – um processo desgastante para o ortodontista e para o laboratório. Para o ortodontista as vantagens são inúmeras, como a tranquilidade de eliminar as moldagens, o envio on-line do caso, a diminuição do tempo das consultas, a não necessidade de fazer bandagens e, claro, a diferenciação no mercado.

De forma geral, nos últimos dois anos houve um crescimento considerável de clínicas e consultórios que adquiriram o scanner intraoral para trabalhar em workflow digital (Figura 5). O ortodontista deve cobrar um treinamento adequado da empresa que comercializa o equipamento e estar atento às novas publicações – afinal, existe uma grande quantidade de estudos nesta área e surgirão mais.

Ainda, é necessário estar atento aos pontos técnicos de manipulação de imagens e envio do arquivo STL (Figura 6). Um exemplo básico, mas que faz diferença: não compactar o arquivo para envio por e-mail. Por isso, vale a pena enviar para o site do laboratório uma infraestrutura com capacidade de receber os arquivos sem compactá-los. Também, durante o escaneamento, é importante verificar a quantidade de imagens que está sendo gerada, pois quando há mais de 1.500 fotos, ocorrem sobreposição e alteração do arquivo STL.

Para realizar o zocalamento dos modelos, é recomendado um software adequado, como o Ortho Analyzer, da 3Shape, que tem uma malha 3D que não altera o arquivo. Porém, certifique-se de escanear toda a arcada, até mesmo a distal dos dentes posteriores, pois a falta de uma determinada região pode confundir o software e, assim, o fechamento desta malha 3D será feito de forma incorreta – o que gera reanatomização da região e não adaptação do aparelho ortodôntico. Para casos de aparelhos fixos que necessitam de bandas, é preciso usar elástico separador previamente ao escaneamento, para o laboratório confeccionar a banda pelo ortodontista.

No fluxo digital de dispositivos sobre mini-implantes, é fundamental utilizar um spray específico para opacificá-los, assim o brilho do metal não reflete e não causa falha no escaneamento (Figura 7).

Ao receber um arquivo STL via site, é necessário ter uma equipe bem treinada para a manipulação desses documentos. Assim como é preciso ter bons softwares que não alterem os arquivos enviados, deve-se ter a consciência de que a grande quantidade de manipulações sobre um arquivo pode afetar sua forma. O incorreto posicionamento virtual na mesa da impressora também pode causar falhas durante a impressão, por isso devem ser criados protocolos de acordo com os tipos de aparelhos e de anatomias.

O tempo de impressão varia de acordo com a tecnologia empregada e a marca do equipamento – se bem que em Saúde não deveríamos nos preocupar com tempo, mas sim com precisão. A lógica deveria ser: se não estou dando conta do fluxo, preciso comprar mais equipamentos; e não utilizar equipamentos rápidos e comprometer a qualidade do trabalho. É possível produzir arquivos ocos, o que é ótimo se bem preparado, pois diminui o tempo de impressão e a quantidade de resina fotossensível (que ainda tem um custo muito alto no Brasil).

O posicionamento dos modelos virtuais dependerá do tipo de aparelho confeccionado e da anatomia dentária, com protocolos para inserções verticais, horizontais e inclinados (Figura 8). Como a impressão é feita por camadas, os modelos verticais levam mais tempo, porém, é possível colocar uma quantidade maior de modelos na mesa da impressora de uma só vez.

Após a impressão, o modelo é limpo com álcool isopropílico e recebe uma pós-cura em câmara de luz, ambos com tempos determinados pelo fabricante do equipamento e da resina. Por isso, falar em tempo de impressão pode parecer ilusório, pois envolve vários fatores além da duração da impressão. Estamos apenas iniciando uma revolução, na qual a tecnologia chega para somar e não para exterminar nossos conhecimentos, seja na clínica ou no laboratório.

Figura 1 –
Desenho esquemático
de uma impressora 3D SLA.
Figura 2 – Sobreposição dos arquivos STL
antes e depois de zocalados, mostrando
a falha ao escanear a distal dos molares.

 

Figura 3 – Análise da sobreposição utilizando o software Ortho Analyzer (3Shape, Dinamarca) para mensurar a diferença entre os arquivos.

 

Figuras 4 – Arquivos STL com falha de escaneamento e arquivo STL modificado devido ao software ser enganado durante o zocalamento, causando uma anatomia diferente.

 

Figura 5 – Desenho esquemático do fluxo digital.

 

Figura 6 – Ficha de envio de arquivo STL via site do laboratório.

 

Figura 7 – Falha na captura dos mini-implantes por falta de opacificação.

 

Figura 8 – Posicionamento virtual na mesa da impressora, com variação devido ao posicionamento dos mini-implantes.

 

 

Guaracy Fonseca Júnior

Especialista em Ortodontia e Ortopedia Facial pela Sociedade Paulista de Ortodontia de São Paulo (SPO); Mestre em Ortodontia pela Faculdade São Leopoldo Mandic, Campinas/SP; Membro da Associação Americana de Ortodontia Lingual (Aloa), EUA; Membro da World Federation of Orthodontists (WFO), EUA.


São várias as vantagens dos modelos 3D, mas dentre os destaques está a facilidade de armazenamento, com uma economia de espaço indiscutível. Os modelos de gesso se deterioram com o passar do tempo, o que não acontece com os digitais. Isso também gera incômodo no processo de construção (vazar, recortar, eliminar bolhas positivas e negativas, e acabamento). Já os modelos digitais 3D podem ser impressos a qualquer momento (em apenas 45 minutos e com custo mínimo) e ser ampliados no computador, de forma que o ortodontista tenha visão macro de todos os detalhes durante o planejamento. Esta tecnologia é aceita e amplamente validada pela literatura, no que diz respeito à precisão, confiabilidade e reprodutibilidade (Figuras 1 e 2).

Atualmente, o investimento em uma impressora 3D pode ser considerado baixo, levando em conta o grande número de marcas disponíveis no mercado e com qualidades semelhantes. Na prática, os ganhos valem o capital gasto com o equipamento. Basta lembrar que, ao solicitar uma documentação ortodôntica com modelos em gesso, o processo demanda entre sete e dez dias para o paciente retornar com os exames. Já no formato digital, toda a documentação pode ser enviada por e-mail e os modelos podem ser impressos na própria clínica, reduzindo pela metade o tempo de retorno do paciente.

Outro ponto importante é o uso da tecnologia no dia a dia, já que com a aquisição de impressoras 3D e a utilização de diferentes softwares, amplia-se a área de atuação: hoje é possível produzir alinhadores, modelos de estudo, guias cirúrgicos, modelos para colagem indireta, modelos iniciais e finais para Ortodontia Lingual e mesas clínicas (Figuras 3 e 4).

Muitas mudanças foram incorporadas gradualmente, mas de maneira definitiva. Desde a solicitação dos exames iniciais sem modelos de gesso até a forma de finalizar os casos com alinhadores ortodônticos, a maioria dos casos é submetida a refinamento, o que diminui o tempo de tratamento com aparelhos fixos e aumenta a qualidade do resultado. Também é possível ilustrar melhor os planejamentos nas consultas iniciais por meio da visualização do resultado final impresso em 3D, principalmente nos casos que serão tratados com Ortodontia (Figuras 5 e 6).

O processo de uso da impressora é rápido, pois o software é bem intuitivo. Ao aprender a colocar os modelos na plataforma da impressora, começam as primeiras impressões e fica evidente o quanto é simples (Figura 7). Também, pode-se contar com o suporte dos fabricantes e acessar tutoriais disponíveis na internet. Além disso, pode-se delegar o processo de impressão para os auxiliares ou estagiários, pois trata-se de um procedimento extremamente repetitivo e simples. Com isso, o ortodontista terá mais tempo para se dedicar aos planejamentos.

Assim, ao pensar em substituir os modelos de gesso pela tecnologia de impressão 3D, é preciso considerar as seguintes vantagens:

• Viabilidade do custo de impressão;
• Baixo investimento na impressora;
• Tempo de impressão em torno de 45 minutos;
• Qualidade de impressão é melhor ou igual ao gesso, podendo chegar a 25 micrômetros;
• Melhora a dinâmica da clínica, pois secretárias e assistentes podem manusear as impressoras;
• Pequenas impressoras são suficientes para clínicas e não ocupam muito espaço;
• Processo de impressão limpo e rápido;
• Diferentes sistemas de impressão: Stereolithography Apparatus (SLA), Digital Light Processing (DLP), Fused Filament Fabrication (FFF) e Polyjet Technology.


Para alcançar mais precisão nas impressões 3D, são recomendados os sistemas SLA, DLP e Polyjet. Já as impressoras de filamento são excelentes e podem ser utilizadas para a confecção de modelos de estudo, alinhadores ortodônticos, confecção de guias para colagem indireta e setup para Ortodontia Lingual (Figuras 8 e 9).

Figura 1 – Modelo de impressão
sistema SLA – Form 2 (Formlabs, Estados Unidos).
Figura 2 – Modelo digital
antes e depois (planejamento).

 

Figura 3 – Projeto dos alinhadores.

 

Figura 4 – Guias cirúrgicos. Figura 5 – Caso impresso para Ortodontia Lingual.

 

Figura 6 – Alinhadores ortodônticos confeccionados na clínica.

 

Figura 7 – Modelos posicionados
na plataforma de impressão.
Figura 8 –
Impressora SLA Form 2.

 

Figura 9 – Impressora FFF GTMax3D Core A3.

 

 

 
   


Coordenador de conteúdo:

Alexander Macedo

Especialista e mestre em Ortodontia e Ortopedia Facial; Pós-graduação na Universidade Johannes Gutenberg de Maiz (Alemanha); Professor de Ortodontia no Instituto Vellini.