Bien que la dentisterie ait longtemps été associée à la fabrication soustractive – notamment le fraisage -, un rapport de la société d’information commerciale CONTEXT révèle que ce domaine représente plus d’un cinquième du marché final des imprimantes 3D professionnelles en polymère (à partir de 5 000 USD). Malgré les améliorations significatives apportées pour faire progresser l’utilisation de la FA dans ce domaine, certains obstacles technologiques et financiers soulèvent encore un certain nombre de questions parmi les experts. Ce dossier traitera de ces progrès et des améliorations qui doivent encore être apportées pour permettre une plus large adoption des technologies de FA dans le secteur. Pour discuter de cette question, Stijn Hannsen – Directeur des ventes, du marketing et des applications chez 3D Systems et Mayra Vasques, fondatrice d’Innov3D ont été invités à partager leurs points de vue sur le sujet. Hanssen partagera le point de vue d’un fabricant d’imprimantes 3D, tandis que Vasques apportera le point de vue d’utilisateur.
Aucun chiffre précis ne révèle le nombre de dentistes et de techniciens dentaires qui connaissent bien les technologies de fabrication numérique. Néanmoins, au cours de la dernière décennie, les développements de la technologie informatique et des applications logicielles ont facilité l’adoption de l’impression 3D.
Le marché de l’impression 3D dentaire étant sur le point d’atteindre 9,5 milliards USD d’ici 2027, il est facile de comprendre les investissements croissants des fabricants dans le développement d’imprimantes 3D dentaires et la volonté des cliniques d’améliorer la manière dont elles dispensent les soins. Malgré les options dont ils disposent, le choix des outils de fabrication peut varier d’un clinicien à l’autre.
Principaux outils de fabrication utilisés dans un laboratoire dentaire
D’un point de vue technologique, l’utilisation des technologies de fabrication numérique dans les laboratoires dentaires a commencé par l’adoption d’un scanner 3D dentaire pour fournir un modèle 3D précis. Comme vous le savez peut-être, les imprimantes 3D ne sont rien sans un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO), mais tous les cliniciens n’ont pas toujours les connaissances requises pour concevoir virtuellement un modèle.
Aujourd’hui, plusieurs voies sont proposées aux chirurgiens et aux dentistes qui ont facilement accès à des données volumétriques sous la forme de données de tomographie assistée par ordinateur (CT), de données de tomographie assistée par ordinateur à faisceau conique (CBCT) et de données de numérisation de surface optique intrabuccale ou de laboratoire. D’autre part, avec le nombre d’imprimantes 3D dentaires abordables qui apparaissent, les fabricants développent de plus en plus de logiciels plus conviviaux pour aider ces utilisateurs, remettant ainsi en question le rôle d’un scanner 3D dentaire dans le laboratoire dentaire. Selon Hanssen :
« La dentisterie subit des changements fondamentaux, en abandonnant l’analogique au profit de workflows numériques. La numérisation, la conception, les matériaux d’impression 3D et l’impression 3D deviennent des éléments essentiels des soins bucco-dentaires. Les limites traditionnelles s’estompent. La plupart des prestataires de soins dentaires trouveront dans le scanner intra-oral une alternative plus précise et plus pratique aux matériaux d’impression analogiques. Le processus de numérisation dépend du cas présenté par le patient : numérisation d’une empreinte ou numérisation intra-orale. L’important est ce que l’on fait ensuite avec le scanner. La précision de la conception et de l’impression est très importante pour offrir le meilleur résultat possible au patient.»
En tant qu’utilisatrice, Vasques estime qu’un scanner 3D dentaire continue à jouer un rôle unique dans le flux de travail numérique :
« Le flux de travail numérique en dentisterie se compose de 3 étapes : l’acquisition des données, la conception et la fabrication. J’ai l’habitude d’expliquer cela car, tout d’abord, vous devez transformer le réel en numérique par l’acquisition de données, ensuite vous pourrez créer votre projet à l’aide du logiciel de conception et ensuite vous transformerez ce projet virtuel en réalité grâce à la fabrication numérique. Des imprimantes 3D dentaires abordables permettent de diffuser cette technologie en dentisterie et d’améliorer la modalité d’impression 3D en cabinet, mais elles ne remplacent pas le scanner 3D, chacune d’elles appartenant à une partie différente du processus. ».
Outre les scanners 3D dentaires, notons que les imprimantes 3D ont également fait du chemin. Actuellement, les applications dentaires et les collaborations entre entreprises montrent que l’utilisation des technologies d’impression 3D à base de liquide, telles que la SLA et la DLP, est un élément clé. Chacune de ces technologies présente ses avantages et ses inconvénients, de sorte que le choix idéal se résume souvent au goût du chef en cuisine. Nous vous recommandons vivement de consulter cet article exclusif sur les secrets de l’impression 3D résine si vous envisagez d’acheter une imprimante 3D résine.
En termes de technologies, d’autres professionnels optent souvent pour le photopolymer jetting (PPJ) – une autre forme d’imprimante 3D à base de résine -, les imprimantes à liant en poudre (PBP – powder binder printers) qui utilisent une tête à jet d’encre modifiée pour imprimer, en utilisant ce qui est essentiellement des gouttelettes liquides pour infiltrer une couche de poudre, couche par couche. Les autres choix comprennent également le SLS et le FDM. En revanche, les imprimantes 3D métal manquent souvent de la précision requise pour les modèles dentaires. De plus, en raison de leur coût élevé, la plupart des cliniques ne le considèrent pas souvent comme une option viable.
En parlant des principaux outils qu’un clinicien peut utiliser avant et après le processus d’impression d’un modèle, Vasques explique :
« Le processus idéal nécessite un scanner intra-oral pour obtenir le moulage numérique du patient et une imprimante 3D résine (technologies SLA ou DLP) en raison de la précision et des différentes options de résines biocompatibles. Pour mener à bien le processus, il est nécessaire de procéder avec soin à la méthode de post-traitement en lavant correctement les parties imprimées et en post-durcissant pour obtenir les meilleures caractéristiques des matériaux ».
Applications et production
Les applications en dentisterie sont nombreuses. Deux des applications les plus courantes de l’impression 3D dentaire sont les aligneurs transparents et les gardes de nuit. Les autres comprennent, sans s’y limiter, les couronnes et les ponts, les guides chirurgicaux, les attelles, les essayages, les prothèses dentaires et les masques gingivaux – Selon la fondatrice d’Innov3D, tous ces produits peuvent être divisés en deux catégories :
« La première catégorie comprend les produits qui seront utilisés sur une longue période à l’intérieur de la bouche. Ils comprennent par exemple les prothèses dentaires, les gouttières et les protections de nuit. La deuxième catégorie comprend les produits destinés aux procédures. Ils comprennent des guides chirurgicaux et un large éventail d’autres guides tels que des modèles biologiques et des instruments personnalisés. Il y a beaucoup de place pour innover afin de créer de nouvelles techniques et de nouvelles solutions ».
Malgré la variété des applications qui peuvent être réalisées sur la machine NextDent® 5100 de 3D Systems, le responsable des applications de l’entreprise note que certaines solutions d’impression 3D se démarquent de la masse.
« Nous constatons une grande utilisation de l’impression 3D pour les prothèses temporaires ou définitives. Les prothèses dentaires constituent également un marché en pleine croissance depuis l’année dernière et les gardiens de nuit gagnent en popularité ». De plus, selon le fabricant, les modèles d’outils orthodontiques pour le thermoformage sont les applications qui nécessitent le plus de production en volume.
Dans un environnement plus complexe, il convient de noter que l’une des premières applications de l’impression 3D en chirurgie – la modélisation médicale – a ouvert davantage de possibilités pour la dentisterie ces dernières années. La CBCT (Cone-beam computed tomography) est devenue largement disponible dans les cabinets dentaires et a révolutionné la manière dont le diagnostic et le traitement sont effectués en dentisterie implantaire et en endodontie.
Grâce à la CBCT, il est possible de fournir des données volumétriques « d’image » à une imprimante 3D avant l’opération et de faire des répliques détaillées des mâchoires du patient, par exemple. En bref, ce procédé permet au praticien d’analyser plus précisément des parties complexes, inhabituelles ou inconnues de l’anatomie, et donc de mieux se préparer avant la salle d’opération.
Toutes ces applications mettent l’accent sur les avantages de la fabrication additive (FA) en matière de personnalisation, et sur la capacité de cette technologie à atteindre la même qualité et la même précision que celles observées dans d’autres industries. Cependant, même si pour l’instant, il n’y a pas beaucoup d’applications qui nécessitent une production en volume, nous ne pouvions pas nous empêcher de nous demander si cela ne serait pas un défi à long terme.
Défis et perspectives d’avenir
La réalité montre qu’il est facile de parler de production en volume dans d’autres domaines de l’industrie manufacturière. Lentement mais sûrement, le marché se développe à son propre rythme. Par conséquent, plus la demande augmentera, plus les laboratoires dentaires envisageront d’équiper leur clinique d’une ferme d’impression 3D. Dans ces situations, Vasques pense que les fabricants devront améliorer la logistique et l’équipement afin que le clinicien passe moins de temps sur le terrain.
En attendant, elle déclare que le point important d’amélioration devrait être le type et la qualité des matériaux pour une utilisation intrabuccale à long terme. « Les professionnels du dentaire sont de plus en plus ouverts aux nouvelles technologies, mais la plupart d’entre eux rapportent qu’ils ne sont pas sûrs de la longévité et de la sécurité des pièces imprimées en 3D », ajoute-t-elle.
D’autre part, alors que 3D Systems travaille sur de nouveaux matériaux et le développement d’imprimantes 3D, Hannsen souligne le besoin d’éducation et de formation pour faire progresser l’utilisation de l’impression 3D chez les cliniciens et les spécialistes dentaires.
« L’impression 3D dentaire jouera un rôle important dans l’avenir numérique de la dentisterie, car les matériaux d’impression 3D deviendront plus avancés et le nombre d’applications augmentera. Grâce au Covid-19, nous avons tous pour objectif d’aider les cabinets dentaires à réduire les contacts avec les patients. Travailler avec les données numériques des patients permet de réduire le temps passé au fauteuil du patient et d’améliorer la sécurité tant pour le patient que pour le cabinet », complète-t-il.
Enfin, malgré cette acceptation croissante des technologies de fabrication numérique dans le domaine, on constate que les organismes de réglementation nationaux n’ont pas encore mis en œuvre de directives sur l’utilisation de l’impression 3D en dentisterie. À un moment donné, les organismes de réglementation devront certainement fixer des normes appropriées qui faciliteront l’utilisation de ces technologies par les spécialistes.
Ce dossier a initialement été publié dans le numéro de Janvier/Février de 3D ADEPT Mag.
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