3D printing and digital twinning ceramic restorations for dentistry (3DCer4Dent) - Finanziato dall’Unione europea – Next Generation EU

Siamo in un’era di trasformazioni digitali in cui l’adozione di tecnologie emergenti sta rimodellando le cure odontoiatriche sostituendo i processi manuali con procedure digitali e tecnologie aggiornate [1]. La grande sfida della moderna odontoiatria protesica è quella di trovare materiali il cui comportamento biomeccanico sia il più simile possibile allo smalto naturale quando sottoposto a carichi funzionali e parafunzionali [2]. Inoltre, la minimizzazione dei tempi di preparazione dei denti per ripristinare la dentatura interessata semplificherebbe fortemente le procedure di trattamento e la loro invasività, fornendo al contempo ai pazienti risultati stabili nel tempo che rappresentano un requisito fondamentale. L’attuale momento tecnologico dirompente facilita l’innovazione e la creatività e la stampa 3D ha molto da contribuire fornendo nuove tecnologie per la fabbricazione di dispositivi dentali, basate sulla produzione additiva [3]. Queste nuove capacità produttive richiedono un paradigma di progettazione completamente nuovo per poter sfruttare appieno il loro potenziale. Le componenti protesiche per il restauro dei denti devono essere progettate studiandone non solo la forma, ma anche il comportamento meccanico che ora può essere messo a punto grazie alla possibilità di stampare in 3D sia diversi materiali solidi che materiali con struttura cellulare, con anisotropia e porosità progettate e variabili [ 4]. In questo scenario, i materiali adesivi privi di metalli prodotti attraverso tecniche di produzione additiva potrebbero apportare importanti vantaggi all’odontoiatria moderna, ma presentano ancora un grave inconveniente che è limitato quasi esclusivamente ai materiali in resina, indicati per restauri provvisori, principalmente [ 5]. Il progetto mira a superare questo limite, acquisendo conoscenze sul comportamento biomeccanico e sul flusso di lavoro di progettazione per materiali a base ceramica stampati in 3D, come la ceramica a base di zirconio e silice [6], grazie alla collaborazione con aziende che stanno introducendo nuove tecnologie per la stampa 3D di materiali innovativi e che necessitano del feedback di professionisti e ingegneri sulle rispettive prestazioni e ottimizzazione. L'obiettivo ambizioso del progetto 3DCer4Dent non è solo testare, sia con la ricerca di base che applicata, le caratteristiche biomeccaniche dei materiali ceramici lavorati tramite AM, ma anche creare un modello virtuale simulato in grado di prevedere la cinematica mandibolare (Multibody) e gli effetti dei carichi funzionali e parafunzionali sulle protesi dentarie e sui tessuti di sostegno. Per raggiungere tali obiettivi, sarà istituita un'attività di coordinamento multidisciplinare, collegando laboratori di riferimento in Italia con capacità di valutazione biomeccanica dei biomateriali (UniTO e PoliTO), a gruppi di riferimento sull'analisi multi-modello ed agli elementi finiti (UniPG e UniCT ) e aziende produttrici di stampanti 3D e resine e ceramiche stampabili, come DWS, Lithoz e New Ancorvis, che supporteranno esplicitamente il progetto fornendo materiali di prova da sviluppare e migliorare prima di entrare nel mercato.