Стремительно растет применение цифровых технологий в стоматологии. Это обусловлено необходимостью изготовления более точных, надежных, качественных и недорогих реставраций из самых современных материалов.

Впервые применение технологии CAD/CAM в стоматологии было описано в начале 70-х годов прошлого века F. Duret, J. Preston [1]. Была разработана первая система изготовления реставраций по технологии CAD/CAM, названная CEREC [2, 3].

Технология CAD/CAM, применяемая в настоящее время, основана на субтрактивном подходе, который заключается в том, что при изготовлении изделия удаляют часть материала. В начале процесса мы имеем заготовку, от которой с помощью механической обработки режущими инструментами (шлифовки, фрезерования и т.д.) отсекаем все лишнее [3, 4].

Субтрактивная технология позволяет значительно сокращать время, затрачиваемое на изготовление работы, и легко создавать сложные реставрации, которые нельзя получить с помощью традиционных зуботехнических методов. Несмотря на это, с экономической точки зрения, субтрактивная технология невыгодна: большая часть материала идет в отходы [3, 4]. На смену субтрактивным технологиям (технологиям вычитания) приходят аддитивные (технологии добавления), позволяющие изготавливать любое изделие послойно на основе компьютерной 3D-модели.

Аддитивные технологии или технологии послойного синтеза, — это одно из наиболее динамично развивающихся направлений цифрового производства. Принятая в англоязычной технической лексике аббревиатура AF — Additive Fabrication (или AM — Additive Manufacturing) означает изготовление изделия путем «добавления» материала в отличие от традиционных технологий механической обработки, в основе которой лежит принцип «вычитания» (удаления лишнего материала из заготовки). Суть AF-технологий состоит в послойном построении (синтезе) изделий — моделей, форм, или мастер-моделей путем фиксации слоев модельного материала и их последовательного соединения между собой различными способами: спеканием, сплавлением, склеиванием, полимеризацией — в зависимости от особенностей конкретной технологии [5].

Аддитивные технологии обладают рядом существенных преимуществ над традиционными и субтрактивными методами производства, в том числе:

— экономия сырья (практически аддитивные технологии используют то количество материала, которое нужно для производства изделия, в то время как при традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 80—85%);

— возможность изготовления изделий со сложной геометрией (оборудование для аддитивных технологий позволяет производить изделия сложной геометрии, которые невозможно получить другим способом);

— мобильность производства и ускорение обмена данными (больше никаких чертежей, замеров и громоздких образцов: в основе аддитивных технологий лежит компьютерная модель будущего изделия, которую можно передать в считанные минуты в нужное место и сразу приступить к изготовлению реставрации) [4].

Целью написания этого обзора является аналитическая оценка применения аддитивной технологии для изготовления зубных протезов из диоксида циркония. Для написания обзора были использованы статьи и патенты на английском языке, найденные в электронных базах данных Web of Science, PubMed и на сайтах известных стоматологических журналов.

В настоящее время существуют различные аддитивные технологии изготовления керамических изделий на основе диоксида циркония, в том числе 7 технологий, которые будут освещены в данном обзоре с позиций применения для изготовления зубных протезов: стереолитография (SLA), цифровая обработка светом (DLP), селективное лазерное спекание (SLS), селективное лазерное плавление (SLM), струйная печать (DIP), струйная печать связующим веществом (BJ), робокастинг (FDM, послойная 3D-печать) [6—9].

Z. Chen и соавт. (2019) классифицировали технологии 3D-печати по форме используемого сырья перед началом изготовления изделия: шликерная технология; порошковая; на основе твердого массива. Для шликерного изготовления реставраций используют смеси керамики с полимерными смолами, вязкость которых находится в широких пределах — от низкой, с загрузкой керамическим наполнителем до 30% по объему, до высокой, с наполнением керамическим порошком до 60% по объему. В последнем случае такое сырье применяется в виде паст. К шликерной технологии относятся стереолитография (SLA), цифровая обработка светом (DLP) и струйная печать (DIP). К порошковой технологии можно отнести селективное лазерное спекание (SLS) и селективное лазерное плавление (SLM); к технологии на основе монолитного сырья — FDM (послойное формирование изделия из расплавленной нити) [9].

Стереолитография (SLA) — это отверждение жидкого фотополимеризуемого материала под действием лазера, ориентированная на изготовление высокоточных изделий с необходимыми свойствами. Стереолитография является перспективной AM-технологией, предлагающей пользователям ряд преимуществ, в том числе отсутствие необходимости в формах, хорошую размерную точность, высокую плотность конечного изделия [10]. Впервые эта технология была предложена в 1996 г. [11].

Q. Lian и соавт. (2018) сообщили о пробном изготовлении мостовидных зубных протезов из диоксида циркония на промышленной лазерной стереолитографической установке для трехмерной печати. В качестве источника света в этом промышленном принтере используется ультрафиолетовый лазер. Напечатанные мостовидные зубные протезы из трех единиц и образцы размером 50×10×4 мм подвергали вакуумной сублимационной сушке, вакуумной пропитке жидким шликером (водной суспензией, содержащей 40% диоксида циркония) и последующему спеканию в печи при температуре 1500 °C с двухчасовой выдержкой при конечной температуре. Спеченные образцы испытывали на прочность методом трехточечного изгиба на универсальной испытательной машине. Прочность непропитанных шликером обожженных образцов составила 168,7 МПа, пропитанных — 200,14 МПа. У мостовидных зубных протезов оценивали усадку, шероховатость и твердость по Виккерсу. Усадка составила 20—30%, твердость по Виккерсу — 1398 кгс/мм². Изготовленные по технологии SLA мостовидные зубные протезы имели высокую точность формы и такой же уровень шероховатости (2,06 мкм) как у протезов, изготовленных фрезерованием по технологии CAD/CAM. Однако выявлен ряд сложностей. Прочность стереолитографических мостовидных протезов недостаточна для их применения в реальных клинических ситуациях. Возможно, низкая прочность объясняется присутствием внутренних дефектов, возникших в процессе 3D-печати. Авторы считают SLA-печать стоматологических реставраций перспективным методом, поскольку она позволяет изготавливать изделия самой сложной формы [10].

J. Sun и соавт. (2019) установили, что керамическая суспензия, используемая для SLA-печати, должна отвечать следующим требованиям: в ней должен содержаться светоотверждаемый полимер; она должна быть стабильной; обладать не очень высокой вязкостью, чтобы каждый новый слой суспензии был достаточно текучим. Кроме того, суспензия должна иметь высокое наполнение твердым веществом, чтобы создаваемое изделие было плотным и свободным от трещин [12].

M. Griffith и J. Halloran (1996) определили, что наполнение суспензии твердыми частицами для изготовления изделий SLA-методом должно составлять не менее 40%, в противном случае возникнут недопустимые дефекты при прокалке и обжиге изделия [11]. Важную роль в приготовлении стабильной суспензии с высоким содержанием керамического наполнителя играют диспергенты (вещества, добавляемые к суспензиям для предотвращения осаждения или агрегирования твердых частиц). Известно, что на поверхности частиц керамики присутствует большое число гидроксильных групп, которые делают эти частицы гидрофильными и склонными к агломерации. Агломерацию приписывают высоким силам притяжения между соседними частицами, и чем мельче частицы, тем сильнее агломерация. Одним из подходов к избавлению от проблемы агломерации является превращение гидрофильной поверхности керамических частиц в гидрофобную. Для этого в суспензию для изготовления зубных протезов по технологии SLA добавляют полимерные поверхностно-активные вещества, играющие роль диспергентов [13].

H. Xing и соавт. (2017) изготавливали из диоксида циркония балки по технологии SLA на 3D-принтере. В качестве керамической суспензии использовали смесь светочувствительного акрилового полимера, содержащего порошок диоксида циркония (55% по объему) с частицами диаметром 200 нм. Сырые образцы прокаливали при температуре 500 °C в течение 18 ч для выгорания полимерного связующего в атмосфере азота. Затем образцы нагревали со скоростью 7 °C/мин до температуры 1450 °C в атмосфере азота с выдержкой 2 ч при конечной температуре. Размеры готовых образцов составили 3×4×80 мм. Оценку шероховатости и морфологии поверхности проводили под микроскопом. Оценку механических свойств проводили после шлифовки и полирования образцов. Прочность оценивали методом трехточечного изгиба на универсальной испытательной машине со скоростью нагружения 0,5 мм/мин. Средняя шероховатость поверхности спеченных образцов составила 0,51 нм, прочность при изгибе — 1154±182МПа, микротвердость — 13,90±0,62 ГПа, плотность — 99,3% [14].

J. Sun и соавт. (2019) изучили влияние 5 разных веществ, используемых в качестве диспергентов, на распределение частиц диоксида циркония наноразмера (наночастиц) в суспензии для SLA печати, а также на вязкость этой суспензии: стеариновой кислоты, олеиновой кислоты, органических веществ Disperbyk, КН560 и CC 42 NS. Результаты показали, что стеариновая кислота и органическое вещество CC 42 NS не обеспечивают стабильного распределения наночастиц диоксида циркония в неводной системе. При использовании олеиновой кислоты, диспергентов Disperbyk и КН560 суспензия получается более стабильной, причем наилучшие результаты были достигнуты с Disperbyk. Суспензия диоксида циркония, модифицированная 3% Disperbyk, обладала самой низкой вязкостью и оптимальным количеством наполнителя (42%), что позволило изготовить плотные изделия [12].

X. Li и соавт. (2019) считают, что самым важным моментом в разработке технологии SLA было создание светочувствительной керамической суспензии с высоким наполнением твердым веществом и низкой вязкостью. Они исследовали распределение диоксида циркония в светоотверждаемой полимерной смоле и реологические свойства полученного шликера. Были проведены реологические измерения, показавшие, что наиболее эффективным диспергентом является DISPERBYK-103 — сополимер с кислотными группами, обладающими сродством к наполнителю. Авторы разработали суспензию, предназначенную для SLA-принтеров, содержащую 42% по объему (80,75 вес.%) диоксида циркония и 3,5 вес.% диспергента. Эта суспензия обладает нужной вязкостью 4,88 пуаз (максимально допустимая вязкость шликера для стереолитографии — 5 пуаз [11]) и максимальным наполнением диоксидом циркония для обеспечения оптимальной работы SLA-принтера [15].

A. Zandinejad и соавт. (2019) сравнивали in vitro сопротивление разрушению коронок из диоксида циркония, изготовленных по аддитивной технологии SLA, и коронок из дисиликата лития или из диоксида циркония, изготовленных субтрактивным методом САМ фрезерования. Коронки полной анатомии были отпечатаны на SLA-принтере, или изготовлены фрезерованием из дисиликата лития, или диоксида циркония. Коронки зафиксировали на абатментах композитным цементом. Аналоги имплантатов с присоединенными абатментами и зафиксированными на них коронками были прочно закреплены в блоках из жесткого пенополиуретана. Коронки зубов-антагонистов были отлиты из кобальтохромового сплава и зафиксированы полимерным цементом на титановом бруске. Перед приложением механической нагрузки экспериментальная коронка и антагонирующая коронка из металлического сплава были заблокированы в максимальном фиссурно-бугорковом контакте. Испытание на сопротивление разрушению проводили на универсальной испытательной машине со скоростью нагружения 2 мм/мин до механического разрушения коронок. Максимальным сопротивлением разрушению обладали фрезерованные коронки из диоксида циркония (1292±189 H), за ними следовали фрезерованные коронки из дисиликата лития (128 ±142 H) и коронки из диоксида циркония, напечатанные на принтере SLA (1243,5±265,5 H). Статистический анализ показал, что расхождения по сопротивлению разрушения между коронками, изготовленными из разных материалов или различными методами, не являются статистически достоверными. Изготовление керамических зубных протезов по технологии SLA-печати представляется авторам перспективной технологией будущего [16].

H. Li и соавт. (2019, 2020) исследовали изготовление зубных протезов из диоксида циркония стереолитографическим методом. Метод SLA основан на фотополимеризации светоотверждаемых мономеров, образующих связи с керамическими частицами. Общее содержание органической части в таком гибридном шликере составляет более 20% по весу и более 60% по объему. Коронки зубов печатали методом селективной послойной фотополимеризации гибридного шликера. Платформа с напечатанной частью изделия перемещалась кверху, а свежий слой подавался путем вращения щетки. Толщина каждого слоя в этом эксперименте составляла 25 мкм. Перед обжигом в печи напечатанные коронки были подвергнуты пиролизу (термическому разложению органических компонентов) при температурах до 200 °C, затем при 390 и 434 °C. После этого коронки обжигали в печи KSL-1700X с выдержкой 2 ч при промежуточной температуре 800 °C и 2 ч при конечной температуре 1450 °C. Реставрации, полученные стереолитографическим методом, не отвечали клиническим требованиям по точности размеров, механическим свойствам и эстетике, поэтому авторы считают, что пока еще рано говорить об успешном использовании стереолитографии для изготовления реставраций из диоксида циркония [17,18].

M. Revilla-León и соавт. (2021) оценивали точность и объемные изменения балок размером 25×4×3 мм, изготовленных методом SLA-печати, и влияние пористости образцов на эти параметры. Пасту на основе диоксида циркония (3D Mix ZrO₂, 3DCeram Co) смешивали с жидким светочувствительным полимером в 3D-принтере SLA для печати керамики. Были напечатаны 3 группы образцов — с пористостью 0; 20 и 40%. Отпечатанные изделия были очищены в полуавтоматической мойке. Выжигание полимерной связки проводили при температуре 600 °C, затем температуру в прокалочной печи повысили до 1050 °C для полной очистки образцов и возможности их перенесения в обжиговую печь. Образцы с нулевой пористостью обжигали при температуре 1400 °C, образцы в группах 20 и 40% — в диапазоне температур 1225 —1450 °C. Размеры (длину, ширину и высоту) образцов измеряли цифровым штангенциркулем. Каждое измерение проводили 3 раза, а затем определяли среднее значение. Наибольшей точностью обладали балки в группе 40%, за ними следовали балки с 20-процентной пористостью, и наименьшей точностью обладали балки с нулевой пористостью. Идеальное соответствие виртуальному образцу не было достигнуто ни в одной из групп [19].

W. Wang и J. Sun (2021) сравнивали точность и клиническое прилегание зубных коронок, изготовленных методом SLA-печати из оксида алюминия (группа CF) и диоксида циркония (группа CL). Для этой цели была отсканирована модель препарированного верхнего правого первого моляра внеротовым сканером. Алюмооксидные коронки печатали на профессиональном принтере, а коронки из диоксида циркония — на принтере промышленного класса. Отпечатанные коронки были отсканированы и экспортированы в программу трехмерного контроля, позволяющую проводить быстрое и точное сравнение цифровых эталонных моделей и отсканированных изображений. Для оценки клинического прилегания коронок использовали силиконовый индекс. Установлено, что керамические коронки, напечатанные на принтерах, обладали высокой точностью размеров и удовлетворительным краевым прилеганием, находившимся в клинически приемлемых пределах. Результаты свидетельствовали о перспективности метода изготовления керамических зубных коронок с помощью стереолитографии [20].

Еще в одной публикации M. Revilla-León и соавт. (2021) сообщали о результатах испытаний на прочность при изгибе образцов в форме балок размером 25×4×1,2 мм из диоксида циркония, изготовленных фрезерованием по технологии CAD/CAM (субтрактивным методом) или печатью на принтере SLA (аддитивным методом). Образцы были разбиты на две группы, в одной из которых их испытывали на прочность сразу после изготовления, а в другой — после искусственного старения. Испытание на прочность методом трехточечного изгиба проводили на универсальной испытательной машине в соответствии с международным стандартом ИСО-6872. Образцы во второй группе подвергали искусственному старению в имитаторе жевания. Образцы из диоксида циркония, изготовленные по АМ-технологии, обладали достоверно более низкой прочностью при изгибе (до старения 320,32±40,55 МПа и 281,12±39,24 МПа после старения), чем фрезерованные образцы (соответственно 914,75±68,12 МПа и 572,60±43,1 МПа). И в той, и в другой группе образцов искусственное старение приводило к снижению прочности при изгибе. Необходимы дальнейшие исследования, направленные на улучшение механической прочности стоматологических реставраций, изготовленных по AM-технологии [21].

M. Revilla-León и соавт. (2020) сравнили прилегание в трех группах коронок из диоксида циркония, изготовленных фрезерованием дисков или печатью на принтере SLA. В группу CNC вошли фрезерованные цирконовые коронки полной анатомии, в группу AM — коронки полной анатомии, изготовленные по технологии SLA, в группу SAM — коронки, изготовленные по технологии SLA, и подготовленные под нанесение керамической облицовки. Фрезерованные коронки обладали меньшими краевыми зазорами и лучшим внутренним прилеганием, чем коронки, изготовленные по технологии SLA. Коронки в группе SAM отличались большими краевыми зазорами и худшим внутренним прилеганием, чем фрезерованные коронки, но в клинических допустимых пределах. Наибольшие краевые зазоры и наихудшее краевое прилегание коронок наблюдалось в группе AM. Эти коронки были признаны клинически неприемлемыми [22].

H. Nakai и соавт. (2021) сравнивали фазовый состав и прочность при изгибе керамических зубных протезов на основе диоксида циркония, изготовленных аддитивным (SLA) или субтрактивным (фрезерованием) методами. Были изготовлены образцы размером 12×12×1,2 мм из диоксида циркония. Также в исследование включили образцы из диоксида циркония, упрочненного оксидом алюминия. Фазовый состав образцов определяли на рентгенолучевом дифрактометре. Образцы диоксида циркония, изготовленные по аддитивной технологии SLA, и фрезерованием по технологии CAD/CAM, обладали похожими фазовыми составами. Прочность образцов оценивали методом биосевого изгиба. Испытания проводили на универсальной испытательной машине со скоростью нагружения образцов 0,5 мм/мин до наступления момента разрушения. Авторы считают, что протезы из диоксида циркония, изготовленные по AM-технологии, сравнимы с изготовленными фрезерованием по технологии CAD/CAM по микроструктуре, фазовому составу и прочности [23].

M. Methani и соавт. (2019) в своем обзоре рассмотрели преимущества и недостатки разных AM-технологий изготовления керамических зубных протезов. Они отметили, что преимуществами технологии SLA являются хорошее качество поверхности реставраций, высокая точность и скорость печати, недостатками — необходимость использования поддерживающего каркаса, высокая стоимость изготовления изделия и дополнительное время, затрачиваемое на обработку изделия после печати (прокалка, обжиг) [7].

Принцип работы принтеров DLP почти такой же, как при SLA-печати, однако в отличие от технологии SLA отверждение объекта в DLP-печати происходит не под действием лучей от лазерного излучателя, а под действием света от светодиодной лампы [24].

R. Osman и соавт. (2017) оценили точность размеров и топографию поверхности индивидуализированных имплантатов, и механическую прочность дисков из диоксида циркония, изготовленных по AM-технологии. Изделия напечатали на 3D-принтере DLP, после печати из изделий были удалены все органические компоненты в прокалочной печи, а пористые полуфабрикаты подвергли обжигу при 1500 °C до полного спекания. Точность размеров образцов оценивали методом цифрового вычитания. Испытания дисков на прочность при биосевом изгибе проводили на универсальной испытательной машине со скоростью нагружения 1 мм/мин до катастрофического разрушения образцов. Топографию и шероховатость поверхности изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа, фазовый состав — на рентгенолучевом дифрактометре. Изделия печатали под углами 0° (вертикально), 45° (под наклоном) и 90° (горизонтально). У образцов, напечатанных вертикально, прочность при изгибе была равна 943,26±152,75 МПа. Прочность образцов, напечатанных под наклоном, составила 822,35±172,71 МПа, а при горизонтальной печати — 834,47±72,81 МПа, то есть при вертикальной печати прочность была достоверно более высокой, чем в двух остальных группах. Между образцами в наклонной и горизонтальной группе не было статистически достоверных расхождений по прочности. Исследования на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) показали присутствие микротрещин и микропор на поверхности образцов. Максимальный размер пор был равен 3,3 мкм. Средняя шероховатость поверхности Ra составила 1,59 мкм (±0,41), наибольшая высота профиля Rq — 1,94 мкм (±0,47). Фазовый анализ показал, что основной фазой в образцах является тетрагональный диоксид циркония, причем между группами не было различий по фазовому составу. Точность размеров напечатанных образцов была признана приемлемой. Однако авторы полагают, что для улучшения микроструктуры (уменьшения количества микротрещин и микропор) напечатанных изделий необходима оптимизация параметров процесса 3D-печати [25].

R. He и соавт. (2017) исследовали изделия сложной формы из диоксида циркония, напечатанные на принтере DLP. После печати образцы были прокалены при 600 °C с выдержкой 3 ч. Изделия были оставлены для остывания вместе с печью. Затем образцы подвергали обжигу до температуры 1500 °C со скоростью нагрева 3,75 град/мин с выдержкой 1 час при конечной температуре. Авторы отмечают очень высокую усадку образцов после окончательного обжига: максимальная усадка составила 35,26%. Фазовый состав образцов определяли на рентгенолучевом дифрактометре: основной кристаллической фазой был тетрагональный диоксид циркония. Исследование на СЭМ показало, что спеченные образцы состояли из плотноупакованных зерен субмикронного размера без видимых пор. Плотность образцов, измеренная методом вытеснения воды, составила 97,14%. Также у образцов была определена твердость по Виккерсу (13,0597 ГПа) и трещинностойкость (6,0389 МПа·м^1/2). Авторы отметили, что изделия, изготовленные по аддитивной технологии DLP, обладают меньшей плотностью, чем керамика на основе диоксида циркония, полученная обычными методами, но схожими физико-механическими свойствами. Они считают, что технологию DLP можно использовать для изготовления зубных штифтов и стоматологических имплантатов [26].

K. Jang и соавт. (2019) отметили, что изделия из диоксида циркония, изготовленные по технологии DLP, не обладают достаточной прочностью из-за низкого содержания твердых компонентов в используемой полимерной суспензии (шликере). Они исследовали влияние объемного содержания диоксида циркония в полимерной суспензии для изготовления реставраций на 3D-принтере DLP на микроструктуру и механическую прочность изделий после окончательного обжига [24]. Для получения полимерной суспензии диоксид циркония, стабилизированный 3 мол.% оксида иттрия, смешивали с акрилатами (1,6-гександиола диакрилат + изоборнилакрилат + пропоксилированный неопентил гликоль диакрилат), фотоинициатором и диспергентом). Диспергент добавляли в смесь для стабилизации суспензии и предупреждения осаждения диоксида циркония. Было изготовлено 6 групп экспериментальных полимерных суспензий с разным содержанием диоксида циркония в % по объему (48, 50, 52, 54, 56 и 58%). Изделия печатали на DLP 3D-принтере. Все органические связки удаляли при температуре ниже 600°C. Напечатанные образцы обжигали при температуре 1450 °C. Подчеркнуто, что медленное охлаждение является обязательным условием изготовления образцов, так как оно позволяет предупредить появление и развитие трещин, вызванных обжиговой усадкой. Число трещин увеличивалось по мере снижения объемной доли диоксида циркония. Прочность образцов оценивали методом трехточечного изгиба на универсальной испытательной машине в соответствии с ИСО-6872. Показатели прочности образцов при изгибе повышались по мере увеличения объемной доли диоксида циркония в полимерной суспензии. При объемной доле 48% прочность образцов составила всего (94,25±17,29) МПа, при повышении объемной доли диоксида циркония до 58% прочность образцов повысилась до (674,74±32,35) МПа. Авторы отметили, что 58% — это максимально допустимое содержание диоксида циркония, при котором возможна 3D-печать на принтере DLP [24].

J. Suominen и соавт. (2019) исследовали механические свойства образцов, напечатанных из диоксида циркония на DLP-принтере. При печати образцы ориентировали в горизонтальном или вертикальном направлении. Напечатанные образцы прокаливали при температуре 500 °C и обжигали при температуре 1450 °C в течение 48,9 ч. Испытания на прочность проводили методом трехточечного изгиба на универсальной испытательной машине со скоростью 2 мм/мин. Прочность образцов при горизонтальной печати составила (499±75) МПа, а при вертикальной — (575±69) МПа. Исследование на сканирующем электронном микроскопе JSM 5500 (Jeol Ltd, Токио, Япония) показало, что перелом происходит по линии раздела между двумя напечатанными слоями или в местах локальных пор. Авторы подчеркивают, что прочность соединения слоев напечатанного изделия является недостаточно высокой, поэтому говорить об изготовлении стоматологических реставраций из диоксида циркония методом 3D-печати пока еще преждевременно. Дальнейшие исследования должны быть направлены на оптимизацию состава шликера, параметров печати и режима обжига для получения реставраций с более высокой механической прочностью [27].

A. Ioannidis и соавт. (2020) оценили нагрузку, которую могут выдержать виниры, изготовленные двумя разными методами: DLP и фрезерованием из диоксида циркония, в сравнении с горячим прессованием дисиликата лития. Были препарированы 60 моляров человека: эмаль по окклюзии была сошлифована до дентина. Затем было проведено виртуальное моделирование окклюзионных виниров толщиной 0,5 мм. Подготовка внутренней поверхности виниров различалась в зависимости от материала. В группе HPR виниры из дисиликата лития протравливали в течение 20 с 5% раствором плавиковой кислоты, затем смывали водой и подсушивали воздухом. В группах 3DP и CAM проводили пескоструйную обработку поверхностей диоксида циркония, а затем наносили адгезив и через 20 с аккуратно раздували воздухом до тонкого слоя. Затем реставрации фиксировали полимерным цементом двойного отверждения. Авторы считают, что все предельные нагрузки, которые выдержали виниры, были выше клинически ожидаемых нормальных жевательных усилий, поэтому любой из этих материалов и технологий подходит для изготовления ультратонких окклюзионных виниров, предназначенных для компенсации стирания зубов по окклюзии [28]. Технология DLP основана на том же принципе, что и SLA, поэтому все преимущества и недостатки технологии SLA относятся и к DLP [7].

Прямая струйная печать (DIP) — это осаждение капель суспензии с помощью печатающего устройства [29].

C. Slade и J. Evans (1998) использовали для печати керамических образцов из диоксида циркония термоструйный принтер, снабженный печатающей головкой с 60 соплами, состоящей из двух параллельных колонок с 27 соплами, каждое из которых было расположено параллельно и перпендикулярно направлению печати. Диаметр каждого сопла составлял 50 мкм. Чернила были изготовлены из порошка диоксида циркония, стабилизированного 3% Y₂O₃, со средним размером частиц 100—200 нм. Диоксид циркония был диспергирован в воде с добавлением низкомолекулярного полиэтиленгликоля (ПЭГ). Перед добавлением керамического порошка ПЭГ полностью растворили в воде. После добавления порошка его распределили с помощью ультразвукового зонда. Процедура продолжалась 15 мин при настройке мощности на 50% для снижения эффекта нагревания суспензии. Вязкость керамических чернил и рекомендованный pH измеряли при 20 °C в соответствии с британским стандартом BS188:1997. Также было измерено поверхностное натяжение чернил. Напечатанные изделия высушивали в течение 12 ч, затем прокаливали при температуре 500 °C. Далее температуру поднимали до 1450 °C со скоростью 5 °C/мин. Выдержка при конечной температуре составила 2 ч. Готовые образцы обладали гладкой поверхностью, что было приписано медленному охлаждению. Объемная усадка плотноспеченных изделий составила 43% [30].

E. Özkol и соавт. (2009) разработали водную суспензию, содержащую 24,2% смесь порошка чистого диоксида циркония и порошка стабилизированного диоксида циркония, предназначенную для изготовления образцов методом прямой струйной печати. Чтобы сделать чернила совместимыми с системой печати, была подобрана их вязкость, размер частиц керамического порошка и показатель кислотности pH. Отпечатанные образцы оценивали на наличие дефектов, были классифицированы типичные ошибки печати. Выявлено 5 типов ошибок печати: 1) не отпечатанные линии на изделии; 2) неравномерность печати; 3) нечеткость печати; 4) неправильная печать в начале процесса; 5) непропечатанные области. Дефекты печати были вызваны забиванием сопел из-за ненадлежащего качества суспензии. Причиной забивания сопел было повышенное содержание этанола (>7,5 вес.%) или недостаточное количество добавок, снижающих вязкость суспензии (<10%). Замена добавки Dolapix PC75 на Dolapix CE64 позволила решить проблему некачественной печати [29].

J. Ebert и соавт. (2009) исследовали возможность изготовления зубных протезов из диоксида циркония методом струйной печати. На струйном принтере были напечатаны коронки моляров. В качестве чернил использовали суспензию, состоящую из 27 объемных % порошка диоксида циркония, 55% дистиллированной воды, бемитовой соли (y-AlO[OH]) и диспергентов. Напечатанные коронки и образцы размером 1,5×3×30 мм для испытаний на прочность были помещены в сушильную камеру при температуре 80 °C на 12 ч. Органические компоненты выжигали при температуре 500 °C, затем проводили обжиг при 1450 °C с 2,5-часовой выдержкой при конечной температуре. Испытания на прочность проводили методом четырехточечного изгиба на универсальной испытательной машине. Средняя прочность при изгибе составила 763 МПа (678—859 МПа). Для исследования микроструктуры образцы были сфотографированы на СЭМ. Достигнутая плотность спеченных образцов составила 96,9% от теоретической. Анализ показал, что поверхность разрушения образцов является однородной, однако на нескольких образцах обнаружены одиночные крупные дефекты. Присутствие этих дефектов объяснили забиванием сопел во время печати. Авторы считают, что метод DIP в перспективе позволит создавать цельнокерамические зубные протезы высокой точности, экономически выгодные, с минимальным расходом материалов. Задача будущего — контроль каждого сопла печатающей головки, и разработка устройства, которое при внезапном забивании сопла в процессе печати сразу же переместит картридж в чистящий блок, в котором забитое сопло будет раскрыто, и процесс печати моментально продолжится. Также задачами дальнейших исследований является оптимизация процессов сушки и обжига [31].

Преимуществом технологии DIP является высокая плотность сырого изделия, высокое разрешение принтера, возможность создания любых конструкций, включая полости, и контролируемый состав компонентов [29]. По другим данным, преимуществами технологии DIP является высокая точность осаждения капель, малый расход материала; недостатки состоят в том, что требуется поддерживающая структура, применение принтеров ограничено материалами, которые можно использовать в виде чернил [7].

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.