วิธีที่การแพทย์ทันตกรรมแบบ CAD/CAM ช่วยลดระยะเวลาทั้งหมดในการผลิตฟันปลอม

การเปลี่ยนผ่านสู่ดิจิทัลที่เปลี่ยนแปลงกระบวนการทำงานในห้องปฏิบัติการ

เมื่อสองทศวรรษก่อน กรณีการผลิตฟันปลอมแบบครบวงจรมักใช้เวลา 5 ถึง 7 วันทำการ ตั้งแต่การถ่ายแบบพิมพ์จนถึงการส่งมอบ กระบวนการแบบดั้งเดิม เช่น การทำแม่พิมพ์ (flasking), การบรรจุวัสดุ (packing) และการอบด้วยความร้อน (heat-curing) ใช้เวลามากบนโต๊ะทำงาน และทุกครั้งที่มีการส่งต่องานระหว่างช่างเทคนิค ก็เพิ่มความเสี่ยงของการล่าช้า การเข้ามาของ ทันตกรรมแบบ CAD/CAM ในสาขาฟันปลอมแบบถอดออกได้ ได้เปลี่ยนแปลงเส้นเวลาดังกล่าวอย่างพื้นฐาน ปัจจุบัน ฟันปลอมแบบโมโนลิธิกที่ออกแบบและกัดด้วยระบบดิจิทัลสามารถเสร็จสิ้นกระบวนการได้ภายในสองถึงสามวัน และในบางห้องปฏิบัติการที่มีประสิทธิภาพสูง การส่งมอบในวันเดียวกันได้กลายเป็นเรื่องปกติสำหรับกรณีที่ใช้ฟันปลอมเพียงหนึ่งอาร์ช

กลไกที่ขับเคลื่อนความเร่งนี้มีความเรียบง่าย: เครื่องมือดิจิทัลทำให้จุดสัมผัสแบบอาศัยแรงงานคนหลายจุดลดลงเป็นสายการผลิตแบบต่อเนื่องเพียงสายเดียว กระบวนการทำงานแบบดั้งเดิมประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ เช่น การเทแบบพิมพ์หิน การขึ้นรูปด้วยขี้ผึ้ง การทำแม่พิมพ์ การต้มออก (boil-out) การบรรจุวัสดุ (packing) การอบแข็ง (curing) การถอดออกจากแม่พิมพ์ (deflasking) และการตกแต่งขั้นสุดท้าย ซึ่งแต่ละขั้นตอนอาจต้องรอคิวอยู่ก่อนที่ช่างเทคนิคคนต่อไปจะรับชิ้นงานมาดำเนินการต่อ ขณะที่การสแกนดิจิทัลร่วมกับการออกแบบด้วย CAD และการกัดด้วย CAM สามารถแทนที่จุดสัมผัสแบบอาศัยแรงงานคนเหล่านั้นได้ประมาณร้อยละ 70 โดยเปลี่ยนเป็นกระแสข้อมูลที่ไหลต่อเนื่องจากไฟล์สู่เครื่องจักร

จุดที่เกิดการประหยัดเวลาจริง

การบีบอัดเกิดขึ้นในสามขั้นตอนที่แตกต่างกัน ขั้นตอนแรก คือ การจับภาพพิมพ์ดิจิทัล ซึ่งช่วยกำจัดแบบจำลองทางกายภาพออกไปเมื่อใช้เครื่องสแกนเนอร์ภายในช่องปาก แม้แต่ในกรณีที่พิมพ์แบบดั้งเดิมจะถูกส่งไปยังห้องปฏิบัติการ ก็ยังสามารถใช้เครื่องสแกนเนอร์ตั้งโต๊ะเพื่อดิจิทัลไลซ์ได้ภายในสองนาที ซึ่งเร็วกว่ากระบวนการเทและตกแต่งปูนปลาสเตอร์ที่ใช้เวลาอย่างน้อย 20 นาที

ขั้นตอนที่สอง คือ ซอฟต์แวร์ CAD ทำให้การจัดเรียงฟันเป็นไปโดยอัตโนมัติ ช่างเทคนิคผู้มีทักษะสูงเคยใช้เวลา 45 ถึง 90 นาทีในการจัดวางฟันทีละซี่ แต่การตั้งค่าด้วยอัลกอริธึมภายในซอฟต์แวร์ CAD สามารถดำเนินการงานเดียวกันนี้ให้เสร็จสิ้นได้ภายใน 10 นาที และผลลัพธ์ที่ได้จะกลายเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการปรับแต่งต่อไป แทนที่จะต้องสร้างใหม่ทั้งหมด

ขั้นตอนที่สาม คือ การกัดขึ้นรูปฐานฟันปลอมด้วยระบบ CAM ซึ่งผลิตฐานฟันปลอมในครั้งเดียวด้วยกระบวนการกัดแบบลบ (subtractive) จากแผ่นโพลิเมอร์ที่ผ่านการเตรียมไว้ล่วงหน้า ขณะที่วิธีการบรรจุเรซินอะคริลิกแบบดั้งเดิมและการอบด้วยความร้อนนั้นใช้เวลานานหลายชั่วโมงเพียงเพื่อให้เกิดการพอลิเมอไรเซชันเท่านั้น แต่เครื่องกัดสมัยใหม่แบบ 5 แกนสามารถกัดรูปร่างเดียวกันนี้ได้ภายในประมาณ 15 ถึง 30 นาทีต่อขากรรไกรหนึ่งขากรรไกร ทำให้สามารถดำเนินการต่อไปยังขั้นตอนการตกแต่งผิว (characterization) และส่งมอบได้ทันที

แบบโมโนลิธิก เทียบกับแบบเชื่อมติด: สองแนวทางที่มีตารางเวลาการผลิตต่างกัน

ไม่ใช่ทุกเส้นทางการผลิตฟันปลอมด้วยระบบ CAD/CAM จะให้ความเร็วเท่ากัน ตัวเลือกระหว่างฟันปลอมแบบบล็อกเดียวที่ถูกกัดขึ้นรูป (monolithic milled denture) กับวิธีการติดฟันปลอมเข้ากับฐาน (bonded tooth-to-base method) มีผลโดยตรงต่อระยะเวลาในการผลิตทั้งหมด

แนวทางแบบโมโนลิธิกเร็วกว่าและมีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่า ในขณะที่แนวทางการยึดติดให้ความยืดหยุ่นมากกว่าในการเลือกสีฟันและวัสดุที่ผสมกัน ห้องปฏิบัติการที่แข่งขันกันด้านระยะเวลาการส่งมอบมักเลือกแนวทางแบบโมโนลิธิก ส่วนคลินิกที่ต้องการการปรับแต่งด้านความงามสูงสุดมักให้ความชอบกับแนวทางการยึดติด คำตอบที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับกรณีเฉพาะ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับกฎทั่วไปใดๆ

ความสอดคล้องของข้อมูล: ปัจจัยแฝงที่ขับเคลื่อนประสิทธิภาพ

ใต้ตัวเลขความเร็ว ยังมีปัจจัยที่เงียบกว่าแต่สำคัญไม่แพ้กัน นั่นคือ ความแม่นยำของมิติ ทุกครั้งที่มีการเทแบบพิมพ์จริง ตัดแต่ง และจัดวางให้ข้อต่อเคลื่อนไหวได้ ก่อนส่งต่อไปยังสถานีถัดไป ความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยจะสะสมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ผลการศึกษาเมื่อปี 2019 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Prosthetic Dentistry วัดค่าความคลาดเคลื่อนสะสมของมิติและพบว่า กระบวนการผลิตฟันปลอมแบบดิจิทัลช่วยลดการสะสมของความคลาดเคลื่อนลงประมาณร้อยละ 40 เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีแบบดั้งเดิม

ความคลาดเคลื่อนที่ลดลงส่งผลโดยตรงให้จำนวนการผลิตซ้ำลดลง กรณีที่ผู้ป่วยนำฟันปลอมกลับมาปรับแต่งหรือผลิตใหม่ทั้งหมดนั้น แท้จริงแล้วเท่ากับเพิ่มพื้นที่การผลิตเป็นสองเท่า งานทันตกรรม CAD CAM ย้ายจุดควบคุมคุณภาพไปอยู่ในขั้นตอนก่อนหน้า โดยตรวจจับปัญหาเกี่ยวกับการพอดีและการสบฟันตั้งแต่ขั้นตอนการทบทวนแบบดิจิทัล แทนที่จะรอจนถึงการนัดทดลองใส่

การเปลี่ยนผ่านสู่การปฏิบัติจริงของห้องแล็บ

ห้องปฏิบัติการทันตกรรมขนาดกลางแห่งหนึ่งในภาคเหนือของอิตาลีเริ่มเปลี่ยนแผนกงานฟันปลอมแบบถอดได้ไปสู่กระบวนการทำงานแบบดิจิทัลเต็มรูปแบบเมื่อประมาณปี ค.ศ. 2021 ก่อนการเปลี่ยนแปลง ห้องปฏิบัติการนี้ดำเนินการงานฟันปลอมประมาณ 12 กรณีต่อสัปดาห์ โดยมีช่างเทคนิค 4 คนที่รับผิดชอบงานด้านฟันปลอมแบบถอดได้ หลังจากนำระบบ CAD/CAM แบบครบวงจรมาใช้งาน รวมถึงการยอมรับข้อมูลจากการสแกนช่องปาก การใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบด้วยระบบ CAD และเครื่องกัดแบบ 5 แกนแบบแห้ง ทีมงานเดิมที่มีช่างเทคนิค 4 คนสามารถดำเนินการงานได้ 22–25 กรณีต่อสัปดาห์โดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มชั่วโมงทำงาน

ผู้จัดการห้องปฏิบัติการระบุว่า การปรับตัวที่ยากที่สุดไม่ใช่การเรียนรู้การใช้ซอฟต์แวร์หรือการควบคุมเครื่องกัด แต่คือการทบทวนและปรับแนวคิดเกี่ยวกับจุดตรวจสอบคุณภาพใหม่ ในกระบวนการทำงานแบบอะนาล็อก การตรวจสอบคุณภาพจะกระทำที่หลายขั้นตอนทางกายภาพ แต่ในกระบวนการทำงานแบบดิจิทัล การยืนยันคุณภาพย้ายมาอยู่บนหน้าจอแทน วิธีแก้ปัญหาคือการกำหนดให้มีการทบทวนแบบจำลองการออกแบบอย่างเป็นทางการก่อนเริ่มขั้นตอนการกัดเสมอ ซึ่งสามารถตรวจจับข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ก่อนที่จะมีการตัดวัสดุจริง จึงช่วยประหยัดทั้งเวลาและต้นทุนวัสดุ

การเลือกวัสดุให้สอดคล้องกับกระบวนการทำงาน

ความเร็วที่ระบบ CAD CAM สามารถทำงานได้นั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยบางประการของสิ่งที่ป้อนเข้าไปในระบบ ดิสก์เซอร์โคเนียสำหรับงานฟื้นฟูแบบถาวรจำเป็นต้องมีความแข็งก่อนการเผา (pre-sintering hardness) ที่สม่ำเสมอ เพื่อให้สามารถกลึงได้อย่างแม่นยำและคาดการณ์ผลลัพธ์ได้โดยไม่เกิดการแตกร้าวบริเวณขอบ ขณะที่บล็อกไลเทียมไดซิลิเกตต้องมีความแม่นยำในด้านขนาด (dimensional tolerance) เพื่อให้สามารถวางลงในที่ยึดบล็อกสำหรับการกลึง (milling blank holder) ได้อย่างพอดี หากใช้ดิสก์คุณภาพต่ำซึ่งแตกหักอย่างไม่สม่ำเสมอระหว่างกระบวนการกลึง จะทำให้สูญเสียเวลาไปมากกว่าที่ระบบดิจิทัลใดๆ จะสามารถชดเชยได้

ICERA จัดจำหน่ายบล็อกเซอร์โคเนียทางทันตกรรมที่ออกแบบมาเพื่อให้มีความสม่ำเสมอทั้งในด้านความแข็งและความหนาแน่นในระดับแบตช์ (batch-level consistency) ซึ่งสนับสนุนความเร็วในการกลึงที่คาดการณ์ได้ตลอดทั้งรอบการผลิต การควบคุมเส้นโค้งการเผาก่อน (pre-sintering curves) ให้เป็นไปตามมาตรฐาน และการทดสอบความแข็งแรงด้านการดัด (flexural strength) สำหรับแต่ละแบตช์ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุจะให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ภายในกระบวนการทำงานด้านคราวน์และฟันปลอมแบบดิจิทัล (CAD CAM denture workflows) ที่มีปริมาณสูง สำหรับห้องปฏิบัติการที่ดำเนินงานตามกำหนดเวลาอย่างเข้มงวด ความสม่ำเสมอของวัสดุจึงมีความสำคัญไม่แพ้ความสามารถของเครื่องจักร