3D Printing เทคโนโลยีปฏิวัติวงการทันตกรรม

ทำให้การรักษาผู้ป่วยด้านทันตกรรมมีประสิทธิภาพและมีทางเลือกมากขึ้น

การพิมพ์สามมิติ หรือ 3D Printing เป็นเทคโนโลยีที่ปัจจุบันถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีตัวเลือกหลากหลายในท้องตลาดและประกอบกับราคาที่ถูกลง ทำให้ทุกคนเข้าถึงได้ง่าย โดยเริ่มตั้งแต่การนำมาใช้ในระดับครัวเรือนจนถึงการนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรมและหลายสาขาอาชีพไม่เว้นแม้แต่งานด้านทันตกรรม ซึ่งทำให้การรักษาผู้ป่วยด้านทันตกรรมมีประสิทธิภาพและมีทางเลือกมากขึ้น

3D Printing เหมาะกับงานด้านทันตกรรมอย่างมาก เนื่องจากช่องปากและฟันของคนเรามีสัดส่วนและขนาดที่ไม่เหมือนกัน ทำให้ในการผลิตชิ้นงานหรืออุปกรณ์ที่ใช้หรือช่วยในการรักษาจำเป็นต้องมีรูปร่างและขนาดที่จำเพาะเจาะจงกับผู้ป่วยแต่ละคน เช่น การทำครอบฟัน ฟันปลอม และการรักษาทางทันตกรรมต่าง ๆ

ในงานด้านทันตกรรมไม่ว่าจะเป็นการทำฟันปลอม Splints (อุปกรณ์ช่วยยึดฟันทั้งเฝือกสบฟันและอุปกรณ์สำหรับใช้ในการผ่าตัดขากรรไกร) และอุปกรณ์ครอบฟันบางประเภท มีขั้นตอนหลักในการทำโมเดลฟันแบบเดิมคือ

ทันตแพทย์จะใช้วิธีการพิมพ์ปากผู้ป่วยด้วยวัสดุพิมพ์ที่มีอยู่หลากหลาย ชนิดวัสดุพิมพ์ที่นิยมใช้เรียกว่า “อัลจิเนต” ซึ่งเป็นวัสดุพิมพ์ปากในกลุ่มไฮโดรคอลลอยด์ (Hydrocolloid) มีกลิ่นคล้ายยาสีฟัน ผลิตขึ้นโดยการสกัดกรดอัลจินิก (alginic acid: anhydro-ß-d-mannuronic acid) จากสาหร่ายสีน้ำตาล เมื่อใส่เข้าไปในปาก ประมาณ 1-2 นาที อัลจิเนตจะแข็งตัวและดึงออกมาเป็นแบบรอยพิมพ์ฟัน
ทันตแพทย์จะส่งแบบพิมพ์ฟันให้กับช่างทันตกรรมหรือห้องปฏิบัติการทางทันตกรรมต่าง ๆ ช่างทันตกรรมต้องผสมปูนปลาสเตอร์หล่อแบบขึ้นมาจากรอยพิมพ์ที่ทันตแพทย์ส่งมาให้ได้เป็นโมเดลฟัน
ทันตแพทย์จะนำโมเดลฟันที่ได้ไปออกแบบการรักษาและทำเป็นชิ้นงาน เช่น ฟันปลอม สปริ๊นท์ และอุปกรณ์ครอบฟันบางประเภท โดยใช้วัสดุเป็นขี้ผึ้งและผ่านกระบวนการอัดด้วยวัสดุที่เหมาะสมกับชิ้นงานที่ใช้ในการรักษา เช่น อะคริลิค เรซิ่น เซรามิก โลหะ วัสดุพอลิเมอร์และไบโอพอลิเมอร์ ได้เป็นชิ้นงานทันตกรรมที่ต้องการ จากนั้นจึงนำมาปรับแต่งให้เข้ากับช่องปากและการรักษาของผู้ป่วยแต่ละคน

เมื่อเทคโนโลยีเข้ามามีบทบาทด้านทันตกรรมมากขึ้นทำให้เกิดการรักษาที่เรียกว่า ทันตกรรมดิจิทัล (Digital Dentistry) เป็นการนำเทคโนโลยี อุปกรณ์ดิจิทัลและโปรแกรมคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการรักษาด้านทันตกรรมให้มีประสิทธิภาพ มีความแม่นยำสูงขึ้นและตอบสนองต่อความต้องการของผู้ป่วยได้มากขึ้น การรักษาแบบทันตกรรมดิจิทัล จะใช้เครื่องมือหลัก 2 ส่วนคือ

ส่วนที่ 1: 3D Scanner หรือเครื่องสแกน 3 มิติ เป็นเครื่องที่ส่องแสงไปยังวัตถุที่ต้องการสแกนเป็น Pattern และมีกล้องจับภาพ Pattern เหล่านั้นมาประมวลผลเป็นไฟล์ 3 มิติที่เรียกว่า File STL (Standard Triangle Language) และจะมี Software Dental CAD ต่าง ๆ มาจัดการไฟล์ทำการจัดเรียงฟัน สบฟัน ครอบฟัน สะพานฟัน และทำแบบจำลอง Simulation ออกมาเพื่อใช้ในการรักษา ในทางทันตกรรม 3D Scanner มีทั้งแบบใช้ในช่องปากโดยตรง (Intra-Oral 3D Scanner) ใช้การสแกนฟันของคนไข้โดยเฉพาะ และเครื่องสแกนนอกช่องปากทั่วไป ใช้สแกนรูปร่างและใบหน้าเพื่อวางแผนและออกแบบการรักษาด้านการจัดฟัน

ส่วนที่ 2: 3D Printer หรือเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ทำงานโดยการนำไฟล์จาก 3D Scanner มาพิมพ์เป็นชิ้นงานที่ต้องการ เช่น โมเดลฟัน อุปกรณ์จัดฟันแบบใสที่เรียกว่า Clear Aligner อุปกรณ์ช่วยยึดฟันหรือ Clear Splints รวมถึงอุปกรณ์สำหรับทำฟันปลอมและอุปกรณ์ช่วยผ่าตัดทางทันตกรรม

การรักษาทางทันตกรรมด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

ศัลยกรรมช่องปากและใบหน้าขากรรไกร (Oral and Maxillofacial Surgery)

ใช้ 3D Scanner สแกนฟันและช่องปากของคนไข้ นำข้อมูลที่ได้มาปริ้นด้วย 3D Printer เป็นโมเดลฟันเพื่อใช้ออกแบบแนวทางการผ่าตัดหรือทดลองผ่าตัดในโมเดลฟันในการรักษาที่มีความซับซ้อนเพื่อให้เกิดความแม่นยำในการผ่าตัดและลดความเสี่ยงในการทำลายเนื้อเยื่อ กล้ามเนื้อและกระดูกรอบ ๆ บริเวณที่ทำการผ่าตัด เช่น การผ่าตัดกระดูกหรือเนื้องอก การฝังรากฟันเทียม และการซ่อมแซมกระดูกที่ร้าวหรือแตกหัก

ทันตกรรมประดิษฐ์ (Prosthodontics)

ใช้ 3D Printer ในการผลิตอวัยวะเทียม เช่น ฟันปลอม หรือ ชิ้นส่วนกระดูกบริเวณใบหน้าและขากรรไกร ที่มีลักษณะรูปร่าง สีและขนาดเหมือนอวัยวะจริง ซึ่งวัสดุที่นำมาใช้มีหลายชนิด ได้แก่ พลาสติก เซรามิก ซิลิโคน หรือโลหะ วิธีการนี้ช่วยลดระยะเวลาการรักษาได้อย่างมาก

ทันตกรรมจัดฟัน (Orthodontics)

การจัดฟันแบบเดิมมักจะเห็นว่าคนไข้ต้องใส่เหล็กดัดฟัน แต่เมื่อมีเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ทำให้ทันตแพทย์สามารถพิมพ์อุปกรณ์สำหรับการจัดฟันแบบใสและบางที่เรียกว่า Clear Aligner ช่วยให้ฟันเข้ารูปและตำแหน่งตามแผนการจัดฟัน วิธีนี้ช่วยให้เกิดความสวยงามและสะดวกในการใช้งานมากกว่าการใส่เหล็กดัดฟัน นอกจากนี้ยังรักษารากฟันไม่ให้ถูกทำลายจากแรงยึดของเหล็กและประหยัดเวลาในการรักษา

การรักษารากฟัน (Endodontics)

ทันตแพทย์จะใช้เทคโนโลยี 3 มิติ ในการตรวจสอบรากฟันและเนื้อเยื่อบริเวณรากฟันที่มีปัญหาและใช้รูปถ่าย 3 มิติในการวางแผนแนวทางการรักษารากฟันและเนื้อเยื่อที่อยู่โดยรอบได้ ซึ่งช่วยลดระยะเวลาและได้ผลการรักษาที่แม่นยำกว่าวิธี X-rays ปกติ

ทันตกรรมโรคเหงือกปริทันต์ (Periodontics)

สำหรับผู้ป่วยที่มีปัญหาโรคเหงือกและต้องใช้วิธีการผ่าตัดในการรักษา เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ถูกนำมาเป็นตัวช่วยวางแผนและออกแบบแนวทางการรักษาก่อนการผ่าตัดจริง หรือการพิมพ์โมเดลผลการรักษาแสดงให้ผู้ป่วยเข้าใจการรักษาได้ชัดเจนกว่าวิธีแบบเดิม นอกจากนี้งานวิจัยด้านนี้ในปัจจุบันกำลังศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์เนื้อเยื่อใหม่หรือที่เรียกว่า Bioprinting เทคโนโลยีในอนาคตเพื่อทดแทนเนื้อเยื่อช่องปากหรือกระดูกบริเวณใบหน้าที่ถูกทำลายไปจากโรคเหงือกปริทันต์