高性能3D プリンターの登場はマウスピース矯正の常識を大きく変えた

デジタルテクノロジーの進化は、アライナー矯正治療の進化に大きく貢献したと考えています。とくにこの数年、シミュレーションソフトや3D プリンターの技術が大きく進化し、そしてアライナーの新素材・形状記憶アライナーの登場でアライナー矯正治療は次の世代へと進化が進んでいます。

高性能3D プリンターの登場

 3D プリンターは矯正治療の分野において当初は歯型模型のプリントのみの使用目的でした。その模型より製作されるリテーナーの2つが 3D プリンターの矯正治療分野における使用用途でした。そして、模型プリント製作も 当初は2〜10時間かかっていた。メーカーによっては1日かかるものもありました。

しかし、テクノロジーの進化により、3Dプリント時間の短縮と多数プリントが加速しました。その結果、外注型のアライナー(第3世代)から内製化のデジタルインハウスアライナー(第4世代)の時代が始まりました。

高性能次世代形状記憶アライナーの登場

スマイルイノベーション矯正歯科でも、2016年くらいから3Dプリンターを導入して、保定用マウスピース(リテーナー)用の模型を3Dプリントしていました。
石膏模型に比較して、3Dプリンターの模型は、操作性がよく、壊れにくい。石膏模型はすぐ割れるので扱いに気を使います。
また、万が一壊れた時にも再度3Dプリントできるという安心感があります。石膏模型は壊れたら、再度患者様をお呼びして、歯型から、、ということになるので大変です。

ですが、模型を作ってから、熱可塑性のマウスピースシートをプレスしてマウスピースを製作すると、その後模型は必要なくなります。多くの模型が破棄されていました。

3Dプリンターで直接マウスピースをプリントできたらいいのに、と誰もが考えていたと思います。そしてそれが2019年、ついに発表されました。

2019 年に Graphy が 3D プリンターから直接アライナーをプリントする新素材「3D Printable Shape MemoryAligners」を開発し、公開されました。その後、世界特許を所得し、すぐに世界展開がはじまりました。日本では 2024 年 1 月に薬事承認が得られました。

この技術によって、模型のゴミが出ない、という何とも環境に優しい3Dプリンターによるマウスピースの製作が可能になったのです。

形状記憶アライナーについては、今後もこのブログで解説していきます。

マウスピースに「形状記憶」機能が付いたらどうなるのか?

近年、数ある矯正装置の中でも世界で注目されているのは3Dプリンターで直接マウスピースをプリントしてできる「形状記憶マウスピース(シェイプメモリーアライナー)」でしょう。

形状記憶マウスピース(シェイプメモリーアライナー)は、2020年に登場しました。韓国のGraphy社が(社長:Mr. Un-seob Sim)開発し、発表されました。

3Dプリンターで模型を作らずに直接マウスピースをプリントする技術と言うだけでも新しい技術で、多くの企業がその開発に力をかけていました。ですが、なかなか口の中で着脱ができ、矯正力をかけられるようなマウスピースが3Dプリンターで直接プリントすることはできませんでした。しかし、Graphy社は、形状記憶機能までつけて、マウスピース用の材料を発表したのです。

矯正治療と形状記憶の関係

矯正治療で従来から使われるワイヤーにも「形状記憶」が用いられていました。氷水で冷やすと柔らかくなり、口の中の温度で固まる「Ni-Ti ワイヤー」と呼ばれるものです。多くの矯正の先生が今現在も使っています。矯正治療は、このNi-Tiワイヤーの登場で大きく変わりました。

形状記憶がマウスピース矯正に加わると

Graphy社の開発した材料で作られたマウスピース「形状記憶マウスピース(シェイプメモリーアライナー)」には、形状記憶機能がついています。

従来のマウスピースと形状記憶マウスピースの違い『アライナージェネレーション(クインテッセンス出版)』尾島賢治著 P330 より抜粋

矯正力の効果時間
熱可塑性素材と比較して持続的な矯正力にて歯の移動を行う

矯正力の強さ
熱可塑性素材と比較して優しい矯正力(約1/9)で同じ移動が可能(P334、図3-1G 参照)

アライナーの適合力
熱可塑性素材と比較してアンダーカット部のブロックアウトが少なくて良いので適合が高い

④歯との適合性
熱可塑性素材のプレスによる製作とプリンティングによる製作の違いにより歯と適合が良い

装着の方法
熱可塑性素材はチューイ等を使用して噛み込むことで歯に適合させるが、形状記憶素材はお湯に入れてアライナーが軟化後に口腔内装着して時間経過すると適合する

と言うことで、まとめると今でのマウスピースに比べて歯の動きに最適であると言えます。

詳しくは患者様向けシェイプメモリーアライナー.com サイトにて

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