Explorando el universo de las impresoras 3D en Odontología

Continuado con nuestro enfoque de arrojar un poquito de luz sobre temas de candente actualidad, esta vez le ha tocado el turno a las impresoras 3D, un mundo fascinante en fase de crecimiento exponencial y con posibilidades ilimitadas.

En la actualidad hay infinidad de impresoras en el mercado con diferentes aplicaciones, dependiendo de la tecnología y materiales que emplean, llegando, incluso, al mundo de la gastronomía con la impresión de tartas personalizadas, galletas y hamburguesas vegetales con sabor a carne; todo un mundo por explorar.

Las impresoras 3D hicieron su aparición en Odontología en la década de los 90, inicialmente empleadas para crear modelos dentales a partir de escaneados de modelos físicos. A medida que avanzaron los años 2000, su uso se expandió a la fabricación de guías quirúrgicas personalizadas para la colocación de implantes dentales, facilitando un abordaje más preciso.

«Las impresoras 3D constituyen una nueva revolución para la Odontología, transformando el modo en que se fabrican modelos y prótesis dentales»

En los años posteriores, estas impresoras se convirtieron en una herramienta estándar para la fabricación de modelos de estudio y diagnóstico, prótesis dentales y férulas de descarga. Hoy en día, las impresoras 3D son cada vez más frecuentes en los laboratorios y están ganando cuota de penetración en las clínicas, permitiendo una fabricación precisa y personalizada de una gran variedad de dispositivos que mejoran significativamente la atención y el tratamiento dental.

Las impresoras 3D constituyen una nueva revolución para la Odontología, transformando el modo en que se fabrican modelos y prótesis dentales. En general podemos decir que emplean la tecnología de fabricación aditiva para construir objetos tridimensionales por capas a partir de materiales específicos para uso dental.

Estos materiales pueden incluir resinas fotopolimerizables, cerámicas, metales y polímeros biocompatibles que se utilizan para fabricar diferentes elementos como modelos de estudio, incrustaciones, coronas, carillas, prótesis parciales y completas o alineadores, entre otros.
Con las impresoras se pueden fabricar una amplia variedad de productos, en la clínica o en el laboratorio, en cuestión de horas, en comparación con los métodos tradicionales que pueden llevar varios días o semanas.

«Con las impresoras se pueden fabricar una amplia variedad de productos en cuestión de horas, en comparación con los métodos tradicionales que pueden llevar varios días o semanas»

Tipos de impresoras

Existen en el mercado varios tipos de impresoras en función de la tecnología empleada:

• Impresoras estereolitográficas (SLA). Utilizan un láser ultravioleta para solidificar resinas fotosensibles capa por capa, ofreciendo una alta precisión y detalles finos en los modelos impresos. Son ideales para la fabricación de modelos de estudio, restauraciones provisionales o guías quirúrgicas, teniendo como desventaja el tiempo para llevar a cabo la impresión y la necesidad de un posprocesado posterior del objeto impreso para obtener el producto definitivo.
• Impresoras con tecnología DLP (Digital Light Processing). El DLP utiliza un proyector digital que emite luz sobre una superficie transparente para polimerizar la resina líquida fotosensible contenida en una cubeta o reservorio capa por capa, permitiendo una alta velocidad de impresión y detalles finos en los modelos impresos. Esta tecnología es especialmente adecuada para la fabricación de alineadores transparentes para ortodoncia, además de los ya mencionados elementos imprimibles con la tecnología SLA.
• Impresoras con tecnología LCD (Liquid Crystal Display). La tecnología LCD utiliza una pantalla LCD para curar resina líquida fotosensible capa por capa. Ofrece una impresión rápida y precisa, con una buena resolución y detalles finos en los modelos impresos. Esta tecnología es similar al DLP, pero puede ser más asequible, ofreciendo una buena calidad de impresión para aplicaciones dentales.
• Impresoras de deposición de filamento fundido (FDM). Son dispositivos que extruyen filamentos de material termoplástico que se solidifican capa por capa para formar el objeto impreso. Son más asequibles en comparación con otras tecnologías de impresión 3D, pero como contrapartida tienen una menor resolución y precisión en comparación con las impresoras SLA, o DLP.
• Impresoras de polvo y aglutinante (Binder Jetting). Estas impresoras utilizan un cabezal de impresión para rociar un aglutinante sobre una capa delgada de polvo, solidificando así las capas y construyendo el objeto impreso. Son capaces de producir piezas a todo color y de forma rápida, ideales para la fabricación de modelos de diagnóstico y guías quirúrgicas, aunque la resolución y la precisión pueden ser inferiores en comparación con otras tecnologías de impresión 3D.
• Impresoras de sinterización selectiva por láser (SLS). Estas emplean un haz láser para fusionar polvo de metal o cerámica capa por capa, creando objetos sólidos. Ofrecen una alta precisión y la capacidad de imprimir en una amplia variedad de materiales, incluidos metales y cerámicas, pero son más costosas y requieren un mayor conocimiento técnico para operar en comparación con otras tecnologías de impresión 3D, siendo el laboratorio dental su principal campo de actuación.
  En cuanto a los elementos que componen una impresora 3D disponemos de una fuente de luz generalmente en la base o cuerpo de la impresora que proyecta las capas que componen la pieza a imprimir; una superficie sobre la que se proyecta dicha imagen; un reservorio o bandeja que contiene la de resina; una plataforma móvil sobre la que se producirá la polimerización del objeto; un brazo vertical sobre el que se desplaza la plataforma en sentido vertical; y una tapa que evita que la resina polimerice por la acción de la luz natural.
  Además, para el posprocesado se necesita un dispositivo de lavado para eliminar los restos de resina no polimerizada, y una estación de curado para endurecer la resina una vez impresa, para que esta adquiera todas sus propiedades de resistencia y durabilidad en función de las características de dicho material. Estos elementos complementarios varían muchísimo de unos a otros, desde los totalmente manuales y artesanos a los completamente informatizados.

Dentro de las impresoras más conocidas en el mercado actualmente tenemos:

• Formlabs (SLA). Especializada en impresoras 3D de resina, Formlabs ofrece impresoras de escritorio de alta resolución que son ampliamente utilizadas en aplicaciones dentales, médicas, de ingeniería y diseño.
• Anycubic (LCD). Conocida por sus impresoras 3D de bajo coste, pero de buena calidad, Anycubic ofrece una variedad de modelos, incluyendo impresoras de resina y de filamento, que son populares entre los entusiastas de la impresión 3D.
• RapidShape (DLP). Es una empresa alemana especializada en la fabricación de impresoras 3D de alta precisión para la industria dental y joyera. Fundada en 2010, RapidShape ha establecido una reputación por ofrecer tecnología avanzada y soluciones innovadoras en el campo de la fabricación aditiva con una calidad y precisión inmejorables para las aplicaciones dentales.
• Stratasys. Esta marca ofrece una variedad de tecnologías de impresión 3D, incluyendo la deposición de material fundido (FDM), la estereolitografía (SLA), la polvo-aglutinación (PolyJet) y la sinterización selectiva por láser (SLS). Cada una de estas tecnologías tiene sus propias características y aplicaciones específicas; es una de las empresas líderes en el mercado de la impresión 3D a nivel mundial.
• SprintRay (SLA). Es una empresa especializada en tecnología de impresión 3D, particularmente en el ámbito de la Odontología y Medicina. Se destaca por ofrecer soluciones innovadoras y de alta calidad para profesionales dentales a un precio contenido.

«La impresión 3D no es tan simple como diseñar un objeto, enviar el archivo a la impresora y obtener el modelo finalizado»

Tipos de resinas

Para las impresoras en el ámbito odontológico se emplean resinas específicas que deben cumplir con los estándares de seguridad y calidad que marca la legislación vigente. En función de sus características podemos dividirlas en varios grupos:

• Clase I – Resinas biocompatibles. Estas resinas están diseñadas específicamente para su uso en contacto directo con los tejidos del entorno bucodental. Son adecuadas para aplicaciones donde el material estará en contacto con los tejidos blandos y/o duros como puede ser en la fabricación de férulas de descarga, alineadores transparentes, coronas definitivas en unitarios, inlays, onlays y/o guías quirúrgicas.
• Clase II – Resinas híbridas. Estas resinas combinan propiedades de biocompatibilidad con una mayor resistencia y durabilidad. Son adecuadas para aplicaciones donde se requiere un equilibrio entre la fuerza mecánica y la compatibilidad biológica, como en la fabricación de modelos de estudio, provisionales de prótesis, y coronas provisionales.
• Clase III – Resinas cerámicas. Estas resinas están formuladas para imitar las propiedades estéticas y ópticas de la cerámica dental. Son ideales para aplicaciones donde se requiere una excelente estética y una alta resistencia a la abrasión, como
• en la fabricación de carillas, coronas y puentes definitivos.
• Clase IV – Resinas para modelos de estudio o de trabajo. Estas resinas se utilizan, principalmente, para la impresión de modelos de estudio y diagnóstico, y no están diseñadas para ser utilizadas en contacto directo con tejidos biológicos. Son ideales para aplicaciones donde se requiere una alta precisión y detalle en los modelos, como en la planificación de tratamientos de ortodoncia y cirugía con un coste ajustado para su uso intensivo.
  Es importante tener en cuenta que la elección de la resina adecuada depende de la aplicación específica y las necesidades del paciente.
  Además, siempre se debe seguir las recomendaciones del fabricante y las pautas de seguridad para el uso adecuado de las resinas en impresión 3D dental.

Pasos del proceso de impresión

Los pasos para llevar a cabo el proceso de impresión pueden resumirse en:

1. Preparación del diseño digital. Se utiliza un soft ware de diseño dental CAD (diseño asistido por computadora) para crear el diseño del modelo o de la prótesis u objeto que deseas imprimir.
2. Preparación del archivo para impresión. Una vez diseñado el elemento a imprimir, exportaremos el archivo que contiene el diseño (en el formato requerido por la impresora 3D) al software de gestión de impresión donde tendremos una réplica digital de la plataforma de impresión.
3. Preparación de la impresora. La impresora debe estar nivelada, calibrada para el material a utilizar y con el tanque o bandeja de impresión cargado de resina, ubicándola siempre en un lugar bien ventilado.
4. Inicio de la impresión. Una vez que la impresora esté configurada y el archivo esté listo, se inicia el proceso de impresión desde el soft ware de control de la impresora.
5. Fase final de posprocesamiento y fotocurado. Después de que se complete la impresión, se deja escurrir sobre la plataforma para que, por gravedad, elimine el excedente de resina no polimerizada y, posteriormente, se retira el objeto impreso de esta plataforma para proceder a lavado y fotocurado.

Parte fundamental de nuestro proceso de aprendizaje es comprender que, en ocasiones, no lograremos el resultado deseado de manera inmediata. La impresión 3D no es tan simple como diseñar un objeto, enviar el archivo a la impresora y obtener el modelo finalizado, como si fuera un documento de procesamiento de texto. A continuación, presentamos algunos de los problemas más comunes que podríamos enfrentar: adherencia deficiente a la plataforma debido a nivelación incorrecta o superficie sucia; deformación del modelo por enfriamiento desigual o velocidad de impresión alta; residuos no curados de resina o material de soporte, por configuraciones erróneas; superficies rugosas debido a resolución de capa inadecuada o contaminación; obstrucciones en boquillas por residuos o suciedad, afectando el flujo de material; y errores de diseño o software que resultan en geometría incorrecta o problemas de soporte.
Por lo tanto, es crucial no descuidar el mantenimiento de estos dispositivos, así como el reemplazo de los elementos consumibles y el uso de resinas certificadas compatibles con nuestra impresora de alta calidad.

En conclusión, las impresoras 3D han revolucionado el campo de la Odontología, ofreciendo una amplia gama de posibilidades para la fabricación de dispositivos y prótesis dentales. Desde la creación de modelos hasta la producción de prótesis personalizadas y guías quirúrgicas precisas, estas tecnologías están transformando la manera en que se abordan los tratamientos dentales. Con una variedad de tecnologías de impresión y resinas específicas, las impresoras 3D están permitiendo una atención más precisa, eficiente y personalizada para los pacientes.

Es crucial seguir explorando e integrando estas innovaciones en la práctica clínica, manteniendo siempre un enfoque en la calidad, seguridad y mejora continua de los tratamientos dentales.