Rozhovor se zakladatelem společnosti K Line Europe Dr. Sherifem Kandilem

Původní článek v angličtině zde: Dynamic Clear Aligners and 4-D printing

Dr. Sherif Kandil o vizích a misích


Všichni jsme slyšeli o 3D tisku, co tedy znamená 4D?

Ano, je pravda, že jsme poslední dobou slyšeli pouze o 3D tisku, 4D dnes představuje rozměr času. 4D se týká výroby aditiv nebo tisku speciálních materiálů, které mají určitou charakteristiku paměti a jsou postaveny v konkrétním systému vrstev na 3D tiskárně, ale byly navrženy nebo použity v CAD na software, který diktuje změnu materiálu a reakci na podněty v čase .

Můžete nám sdělit více o vašich nových aktivitách týkajících se 4D technologií?

Poté, co jsem patentoval myšlenku 4D tisku v ortodoncii, jsem přenesl tuto technologii do našich výzkumných a vývojových laboratoří K Line Europe v Düsseldorfu. 4D tisková technologie přenášela inženýrské náhledy a dokonce i mnohé možnosti a příležitosti v oblasti medicíny, které se po zavedení této technologie nedávno objevily. Zaměřil jsem se k použití této vědy na průhledných rovnátkách a také na ortodontických drátech pomocí vyspělé 3D tiskárny a přepracovaných Meta materiálů.

Jelikož se považuji za experimentátora, používám v současnosti 4D koncept tisku terapeuticky na vlastních zubech k výrobě průhledných rovnátek, přesně zaznamenávám všechny detaily, protože výsledky budu publikovat do vědecké studie po dokončení léčby.

Jak změní 4D medicínu obecně a ortodoncii zejména?

Domnívám se, že v příštích dvou letech změní 4D tisk mnoho postupů, které v současnosti používáme k léčbě našich pacientů. Pokud vyhledáváte 4D online, dostanete velmi mnoho výsledků a navíc zjistíte, že v první řadě zejména na medicínu bude mít tato technologie největší vliv. Bioinženýři se například pokoušejí použít technologii 4D tisku k nahrazování některých částí tkáně nebo dokonce k výrobě implantátů a dlah umístěných v našem těle. To by mohlo zachránit životy mnoha lidí protože 4D tištěné objekty mohou změnit svůj tvar uvnitř těla tak aby odpovídaly přesně tomu co má být vyměněno bez potřeby několika operací.

V ortodoncii budeme schopni poskytnout pacientům mnohem preciznější léčbu, která přesně odpovídá jejich potřebám, přizpůsobením průhledných rovnátek nebo ortodontických drátů umístěných v ústní dutině tak, aby měnily svůj tvar na požadovaný konečný výsledek. Takto je výsledek mnohem přesnější s menším počtem průhledných rovnátek nebo drátů, takže pro celou léčbu jsou zapotřebí pouze 1-2 fóliová rovnátka nebo 1-2 ortodontické dráty.

S jakými potížemi se současná průhledná a pevná rovnátka na trhu setkávají?

V současnosti v ortodoncii čelíme třem hlavním výzvám, pokud jde o průhledná rovnátka nebo fixní ortodoncii. Prvním je výrobní proces. Při výrobě průhledných rovnátek je třeba mnoho kroků, čímž je konečný výsledek méně přesný, dražší, časově náročnější, a vyžaduje větší kontrolu. Druhým je komplexnost použití přesně navržených sil na software pro výrobu průhledných rovnátek, potřebujete příslušenství, více příloh na zuby atd., aby se překonala omezení průhledných rovnátek. Třetím je pohodlí pacientů, s průhlednými i konvenčními rovnátky je třeba četné množství Alignerů nebo drátů, které jsou během léčby měněny.

Jak bude 4D technologie řešit tyto problémy?

4D technologie slibuje řešení výše uvedených bodů i víc. Krátké vysvětlení jak to funguje je následující. Zuby jsou normálně skenovány ve 3D, poté jsou pomocí 3D CAD softwaru rovnátka nebo ortodontické dráty vytvořeny jako negativní replika modelové fáze reprezentující odpovídající pohyb který ukazuje kde a jak je třeba pohybovat zuby. Software vám umožňuje nasadit spoje a vrstvy, které umožňují kontrakci na jedné straně a expanzi na druhé, a tak bychom na 3D software mohli sestavit všechna rovnátka nebo tvary drátu, jejichž materiál se bude sám tvarově proměňovat. Objekt (tj. aligner nebo drát) je vytištěn ve 3D pomocí speciálního Meta materiálu, který reaguje na vestavěné softwarové spoje a vrstvy. Pro předmět umístěný v ústech jsou naštěstí dva nejúčinnější podněty pro změnu tvaru materiálu, kterým je salivace (tj. tekutiny) a 37 ° tělesná teplota (tj. teplo).

Zjednodušeně, pacient nosí fóliová rovnátka nebo drát na konzolách, které postupně mění svůj tvar, aby dosáhly konečné podoby pomocí lehké nepřetržité síly působící na zuby. Každý aligner nebo ortodontický drát lze nosit více než 5 měsíců v závislosti na pohybech, které byly softwarem naprogramovány v počáteční fázi plánování.

Jak byste popsal výhody které budou v ortodoncii implementovány při použití 4D konceptu?

Výhody jsou zcela zřejmé, pacienti dostanou daleko přívětivější léčbu, při které nebudou muset navštěvovat svého ortodontistu tak pravidelně jako dosud, protože se to časově shoduje s moderním přístupem vzdálené léčby aplikované v ortodoncii v současnosti. Také mnoho ošetření nebude potřebovat úpravy jak tomu bylo dříve, jako třeba léčba průhlednými rovnátky, se kterou mohli mít negativní zkušenosti. Ze všeho nejvíc je přesnost aplikování a rozdělení síly řádově mnohem preciznější se softwarem, kterým bude kontrolována přesná síla, její množství a čas; dále tloušťka rovnátek může být měněna v závislosti na potřebě a řízena po celou dobu léčby tak, aby se rozložení síly a ukotvení udržovalo naprosto stabilní a zabránilo variabilitě, která byla zaznamenána u předchozích systémů transparentních rovnátek.

Kdy myslíte že na trhu bude tato technologie dostupná?

Doufáme, že tuto technologii přivedeme na světlo velmi brzy, leč racionálně lze očekávat, že vstoupí na trh v roce 2019, a změní mnoho v současnosti aplikovaných konceptů léčby v ortodoncii.

Technologie se v těchto dnech opravdu rychle mění, jaký vidíte vývoj ortodoncie v příštích letech?

4D tisk a rozšířenou realitu vidím jako jeden z faktorů, které změní lékařství v nadcházejících letech.

4-D-printing-in-orthodontics-1.pdf

Since the inception of digital clear aligners in the late nineteen hundreds, we have seen clear aligners move through many different stages. Mostly small incremental stages that added small value bit by bit but never came to the point of full concept upheaval.

The most common clear aligner materials till date were various types of polymers from polyurethanes to PETGs and etc. These materials provided an adequate modulus of elasticity that was suitable to stretch on teeth surfaces and exert adequate pressure on teeth to generate forces and respectively show tooth movements.

Patients have to wear several aligners that could be worn from 1–2 weeks per aligner i.e. 2 weeks in case of K clear. Putting in a nutshell clear aligners were static dummy plastic trays that do one job it was designed to do, push teeth, no more.

Clear aligners are worn almost 87% of the patient’s day & night time, they live with them, they cuddle them, chew on them, clean them and then just throw them in 2 weeks away to wear the following one in line. We are in 2018, where the word “smart” has been adherent to almost everything we experience and around us. Why can’t we make our clear invisible aligners also SMART?

What if we made these plastic molds called clear aligners smarter and act in biomimicry like human muscles? will that make them smarter, better and more effective?

What if we have less number of aligners to wear, location detecting sensors built-in the aligners and most of all save our environment by decreasing plastic usage and waste?

I agree to less is smarter. Less number of aligners make every aligner count and thus invest in every aligner and make it worth.

It turns out that all this could be possible in the near future. We call these dynamic 4d clear aligners. In physics, 4d stands for the dimension of time. So basically manufacturing clear aligners from shape memory polymers specifically designed to reshape itself step by step within a time frame of 2 months to move teeth an average of 2mm, thus replacing the need for 4 aligners by just one single aligner.

4D dynamic orthodontics is near and it could be disruptive for the whole orthodontic industry.

Stay tuned for more blogs about 4D orthodontics coming soon in our blogs.

4D dynamické alignery

zajímá vás toto téma a rádi byste byli pravidelně informováni o novinkách?

Zaregistujte se pro newsletter.

Po kliknutí budete přesměrováni na anglickou verzi stránek K Line Europe Pro Lékaře