เรื่องโดย นุสรา จริยะสกุลโรจน์
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
โมเดลฟัน : ช่างทันตกรรมใช้ปูนพลาสเตอร์หล่อแบบขึ้นมาจากรอยพิมพ์ช่องปาก
ที่มาภาพ : http://www.garreco.com/support/technical-support/working-gypsum-based-stones/
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 ต่างๆ มาจัดการไฟล์ทำการจัดเรียงฟัน สบฟัน ครอบฟัน สะพานฟัน และทำแบบจำลอง Simulation ออกมาเพื่อใช้ในการรักษา ในทางทันตกรรม 3D Scanner มีทั้งแบบใช้ในช่องปากโดยตรง (Intra-Oral 3D Scanner) ใช้การสแกนฟันของคนไข้โดยเฉพาะ และเครื่องสแกนนอกช่องปากทั่วไป ใช้สแกนรูปร่างและใบหน้าเพื่อวางแผนและออกแบบการรักษาด้านการจัดฟัน
ตัวอย่างเครื่องสแกนช่องปาก 3 มิติ
ที่มาภาพ : https://mgronline.com/celebonline/detail/9600000038229
ส่วนที่ 2: 3D Printer หรือเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ทำงานโดยการนำไฟล์จาก 3D Scanner มาพิมพ์เป็นชิ้นงานที่ต้องการ เช่น โมเดลฟัน อุปกรณ์จัดฟันแบบใสที่เรียกว่า Clear Aligner อุปกรณ์ช่วยยึดฟันหรือ Clear Splints รวมถึงอุปกรณ์สำหรับทำฟันปลอมและอุปกรณ์ช่วยผ่าตัดทางทันตกรรม
ตัวอย่างเครื่องพิมพ์ 3 มิติทางทันตกรรม ระดับห้องปฏิบัติการ
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
ฟันปลอมผลิตด้วยการพิมพ์สามมิติจากพลาสติกเรซิ่น บริษัท Desktop Health ที่ได้รับการรับรอง FDA 510(k)
ที่มาภาพ : http://plastic.oie.go.th/ReadArticle.aspx?id=21436
ทันตกรรมจัดฟัน (Orthodontics)
การจัดฟันแบบเดิมมักจะเห็นว่าคนไข้ต้องใส่เหล็กดัดฟัน แต่เมื่อมีเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ทำให้ทันตแพทย์สามารถพิมพ์อุปกรณ์สำหรับการจัดฟันแบบใสและบางที่เรียกว่า Clear Aligner ช่วยให้ฟันเข้ารูปและตำแหน่งตามแผนการจัดฟัน วิธีนี้ช่วยให้เกิดความสวยงามและสะดวกในการใช้งานมากกว่าการใส่เหล็กดัดฟัน นอกจากนี้ยังรักษารากฟันไม่ให้ถูกทำลายจากแรงยึดของเหล็กและประหยัดเวลาในการรักษา
ภาพเปรียบเทียบการจัดฟันด้วย Clear Aligner (ด้านซ้าย) เทียบกับ เหล็กดัดฟัน (ด้านขวา)
ที่มาภาพ : http://clearbracesmanchester.co.uk/blog/braces-manchester-5-advantages-of-invisalign-over-braces/
การรักษารากฟัน (Endodontics)
ทันตแพทย์จะใช้เทคโนโลยี 3 มิติ ในการตรวจสอบรากฟันและเนื้อเยื่อบริเวณรากฟันที่มีปัญหาและใช้รูปถ่าย 3 มิติในการวางแผนแนวทางการรักษารากฟันและเนื้อเยื่อที่อยู่โดยรอบได้ ซึ่งช่วยลดระยะเวลาและได้ผลการรักษาที่แม่นยำกว่าวิธี X-rays ปกติ
ทันตกรรมโรคเหงือกปริทันต์ (Periodontics)
สำหรับผู้ป่วยที่มีปัญหาโรคเหงือกและต้องใช้วิธีการผ่าตัดในการรักษา เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ถูกนำมาเป็นตัวช่วยวางแผนและออกแบบแนวทางการรักษาก่อนการผ่าตัดจริง หรือการพิมพ์โมเดลผลการรักษาแสดงให้ผู้ป่วยเข้าใจการรักษาได้ชัดเจนกว่าวิธีแบบเดิม นอกจากนี้งานวิจัยด้านนี้ในปัจจุบันกำลังศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์เนื้อเยื่อใหม่หรือที่เรียกว่า Bioprinting เทคโนโลยีในอนาคตเพื่อทดแทนเนื้อเยื่อช่องปากหรือกระดูกบริเวณใบหน้าที่ถูกทำลายไปจากโรคเหงือกปริทันต์
02 2184141-2
petromat@chula.ac.th