Hoe vormgeheugenpolymeren en 3D-printen tandheelkundige hulpmiddelen veranderen

Thermogevormde aligners kunnen onder belasting snel hun kracht verliezen. Polymeren met vormgeheugen en direct 3D-printen zijn bedoeld om een beter gecontroleerde kracht en een nauwere pasvorm te bieden.

Een nieuw tijdperk in de vervaardiging van tandheelkundige hulpmiddelen

‍

De vervaardiging van tandheelkundige hulpmiddelen ondergaat een opmerkelijke transformatie door de integratie van vormgeheugenpolymeren (SMP’s) en geavanceerde technologie voor direct 3D-printen. Deze innovaties hebben al geleid tot een modernisering van de behandeling met doorzichtige aligners en bieden bovendien duidelijke voordelen voor retentiebeugels, splints en andere op maat gemaakte hulpmiddelen.

In dit artikel wordt uitgelegd hoe ze werken, wat uit het onderzoek tot nu toe naar voren is gekomen en welke rol ClearShape Resin hierbij speelt.

‍

Belangrijkste conclusies

  • Vormgeheugenpolymeren kunnen een geprogrammeerde vorm terugkrijgen wanneer ze door warmte worden geactiveerd.
  • Direct 3D-printen biedt meer controle over pasvorm, dikte en ontwerp van het apparaat.
  • Deze technologieën kunnen worden gebruikt voor aligners, retentiebeugels, spalken en op maat gemaakte (slaap)beugels.
  • Door het printen in kleine oplages is het mogelijk om apparaten aan te passen naarmate de behandeling vordert.
  • ClearShape Resin integreert deze materiaalinnovaties in een professionele tandheelkundige workflow.
Belangrijk inzicht”
In vitro geven thermisch gevormde materialen voor aligners onder constante belasting een aanzienlijke hoeveelheid spanning af, voornamelijk binnen de eerste uren.1 SMP’s zijn ontworpen om kracht langer te weerstaan en kunnen met warmte opnieuw worden geactiveerd.

‍

Beperkingen van traditionele thermogevormde hulpmiddelen

Thermogevormde aligners en retainers zijn nog steeds de norm, maar het materiaal en de productiemethode leggen duidelijke beperkingen op.

‍

  • Snel krachtverlies: In een in-vitroonderzoek naar vier materialen voor aligners vond het grootste deel van de spanningsafname plaats binnen de eerste 8 uur van een 24-uurs test.[¹]
  • Pasfouten: Vacuümvormen op basis van een fysiek model kan onnauwkeurigheden veroorzaken, waardoor de pasvorm en de vergrendeling bij ondersnijdingen minder goed worden.
  • Extra stabiliteit nodig: Een minder nauwkeurige pasvorm betekent vaak dat er bevestigingen of andere hulpmiddelen nodig zijn om het apparaat stabiel te houden.
  • Ongelijkmatige krachtoverbrenging: Door variaties in dikte en materiaal is de kracht minder voorspelbaar, vooral bij complexe tandverplaatsingen.

‍

De doorbraak van vormgeheugenpolymeren

‍

Hoe werken vormgeheugenpolymeren?

Polymeren met vormgeheugen (SMP’s) kunnen een geprogrammeerde vorm ‘onthouden’. Ze kunnen worden vervormd wanneer ze warm zijn, behouden die vorm zodra ze zijn afgekoeld en keren terug naar hun oorspronkelijke vorm wanneer ze opnieuw worden verwarmd. Bij aligners is dit gedrag bedoeld om een zachte, aanhoudende kracht uit te oefenen.

Uit in-vitroonderzoeken blijkt dat SMP-aligners krachten uitoefenen die binnen het orthodontische bereik vallen,[²] en dat warmte de kracht gedeeltelijk kan herstellen nadat deze is afgenomen.[³]

‍

3D-geprinte aligners versus thermisch gevormde aligners

‍

Voordelen van transparante beugels

Bij doorzichtige aligners kan het vormgeheugeneffect bijdragen aan een meer langdurige en gecontroleerde uitoefening van orthodontische krachten. Een overzicht van in-vitroonderzoek naar SMP-aligners meldt krachten van ongeveer 0,7 tot 1,7 N.[⁴]

‍

‍

Voordelen voor leden met een retainerovereenkomst

Vormgeheugenpolymeren bieden ook voordelen voor het behoud van de tandpositie na de behandeling.

Doordat de vorm van het polymeer met warmte kan worden hersteld, kunnen SMP-retentiespalken hun oorspronkelijke geprogrammeerde vorm terugkrijgen zonder dat er direct een volledig nieuw apparaat nodig is.

Deze aanpasbaarheid kan bijdragen aan een langdurig behoud van de beugel en de therapietrouw van de patiënt. De beugel kan in de tandartspraktijk of thuis worden opgefrist, waardoor de pasvorm en functie in de loop der tijd behouden blijven.

‍

Voordelen van spalken en slaapapparaten

Spalken en op maat gemaakte hulpmiddelen (slaaphulpmiddelen) moeten nauwkeurig passen en een gecontroleerde flexibiliteit hebben om therapeutische doelen te ondersteunen, zoals kaakstabilisatie of het vrijhouden van de luchtwegen.

Dankzij SMP-materialen behouden deze apparaten hun vorm en mechanische eigenschappen onder wisselende omstandigheden in de mondholte. Doordat ze opnieuw ingesteld kunnen worden, hebben behandelaars meer flexibiliteit om een ​​apparaat tijdens de behandeling nauwkeurig af te stellen.

Dit kan de noodzaak tot herstel verminderen en tegelijkertijd het comfort van de patiënt verbeteren.

‍

‍

Nauwkeurigheid en innovatie door middel van direct 3D-printen

‍

Verbeterde pasvorm en betere hechting

In tegenstelling tot thermovormen wordt het apparaat bij direct 3D-printen rechtstreeks op basis van het digitale ontwerp vervaardigd. Hierdoor wordt de vervorming voorkomen die kan optreden wanneer een plaat onder vacuüm over een fysiek model wordt gevormd.

De geprinte vorm kan fijne anatomische details volgen, waaronder interproximale en andere ondersnijdingen. Een nauwere pasvorm kan de mechanische retentie verbeteren en de noodzaak van bevestigingselementen of aanvullende retentievoorzieningen verminderen.

‍

Belangrijk inzicht”
Door rechtstreeks vanuit het digitale ontwerp te printen, worden de stappen van het maken van een model en het vacuümvormen overbodig, en kunnen de dikte en de kracht per beugel worden ingesteld.

‍

Meer ontwerpvrijheid

Doordat elk aspect van het apparaat digitaal wordt ontworpen, kunnen tandartsen en tandtechnici vormen en functionele kenmerken creëren die moeilijk of onmogelijk te produceren zijn met traditionele laboratoriumtechnieken.

Dit opent nieuwe mogelijkheden voor het ontwerp van apparaten, biomechanica en patiëntspecifieke functionaliteit.

‍

Toepassingen voor aligners en retainers

Omdat het apparaat digitaal wordt ontworpen, kunnen bepaalde kenmerken, zoals krachtribben, drukzones en variaties in dikte, rechtstreeks in het ontwerp worden ingebouwd.

Deze functies kunnen helpen bij bewegingen die moeilijk zijn voor aligners, zoals:

  • Rotaties en koppel
  • Lichaamsveranderingen
  • Intrusie en extrusie
  • Uitbreiding
  • Worteloprichting

Geprinte retentiebeugels kunnen ook nauw aan de tandboog worden aangepast, wat de retentie en het draagcomfort ten goede kan komen.

‍

Toepassingen voor spalken en slaapapparaten

Spalken moeten nauwkeurig passen en de juiste balans bieden tussen stijfheid en flexibiliteit. Met direct 3D-printen kun je de dikte, flexibiliteit en anatomische pasvorm zelf bepalen, wat van belang is voor toepassingen zoals kaakstabilisatie.

Het vereenvoudigt ook de productie. Een digitale workflow vervangt het printen van modellen, het verwarmen en het vacuümvormen, waardoor de doorlooptijden kunnen worden verkort en de kwaliteit van de eindproducten consistenter wordt. Nabewerkingen zoals wassen en uitharden blijven deel uitmaken van het proces.

‍

‍

Behandeling op maat met drukwerk in kleine oplagen

Een van de meest praktische voordelen van direct 3D-printen is de mogelijkheid om hulpmiddelen in kleine series te vervaardigen, afgestemd op elke behandelingsfase of de behoeften van de patiënt.

‍

‍

  1. Opnieuw scannen tijdens de behandeling: nieuwe intraorale scans leggen veranderingen in de stand en anatomie van de tanden vast.
  2. Het plan bijwerken: Het behandelplan wordt aangepast aan de daadwerkelijke voortgang van de patiënt.
  3. ‍De volgende partij afdrukken: Aligners worden afgedrukt wanneer dat nodig is, in plaats van allemaal tegelijk.

Dit maakt het eenvoudiger om de behandeling af te stemmen op de individuele patiënt en kan ervoor zorgen dat er bij behandelingen met doorzichtige beugels minder vaak bijstellingen nodig zijn.

‍

Belangrijk inzicht”
Door kleine series af te drukken op basis van bijgewerkte intraorale scans, kan elke fase gemakkelijker worden aangepast aan de daadwerkelijke voortgang van de patiënt.

‍

Een flexibelere aanpak bij de productie van apparaten

Polymeren met vormgeheugen en direct 3D-printen bieden een oplossing voor verschillende beperkingen van thermisch gevormde hulpmiddelen. SMP’s beschikken over een geprogrammeerde vorm die door middel van warmte kan worden hersteld, en uit in-vitroonderzoeken blijkt dat de krachten binnen het orthodontische bereik liggen. Direct printen zorgt voor een betere pasvorm, meer ontwerpvrijheid en een meer digitale workflow.

Samen maken ze het mogelijk om doorzichtige aligners, retentiebeugels en spalken te vervaardigen die tijdens de behandeling gemakkelijker kunnen worden aangepast. Het klinisch bewijs is nog in ontwikkeling, maar de technologie is al in de vorm van een praktisch materiaal beschikbaar.

‍

‍

Van vormgeheugentechnologie tot ClearShape-hars

Polymeren met vormgeheugen worden niet langer alleen in onderzoek toegepast. Ze worden nu gebruikt voor de ontwikkeling van praktische tandheelkundige materialen voor digitale werkprocessen.

ClearShape is de biocompatibele vormgeheugenhars van Sweeth voor het direct 3D-printen van doorzichtige aligners, retainers en spalken. Het combineert de ontwerpvrijheid van direct printen met vormgeheugeneigenschappen: bij verwarming kan een hulpmiddel zijn geprogrammeerde vorm weer aannemen.

‍

Productie-economie

Het gebruik van één harssoort voor aligners, retainers en spalken kan het materiaalbeheer vereenvoudigen en de noodzaak om meerdere toepassingsspecifieke harssoorten op voorraad te hebben verminderen.

‍

ClearShape Eén soort hars

Aligners

ClearShape transparante aligner
Tot 200 kg
~€ 3,00 per afdruk

Direct geprinte transparante aligners voor digitaal gestuurde orthodontische behandelingen.

Retainers

ClearShape transparante retainer
Tot 150 kg
~€ 4,00 per afdruk

Direct 3D-geprinte retainers, ontworpen voor nauwkeurige en betrouwbare klinische prestaties.

Opbeetplaten

ClearShape transparante tandspalk
Tot 125 kg
~€ 4,80 per afdruk

Direct bedrukte, transparante spalken, ontworpen voor duurzame en consistente prestaties.

Geschatte opbrengst en kosten per afdruk, gebaseerd op een fles van 1 kg ter waarde van € 600. De werkelijke resultaten kunnen variëren, afhankelijk van het ontwerp van het apparaat, de dikte, de printerinstellingen en productieafval.

✓ Eén materiaal ✓ Meerdere ondersteunde indicaties ✓ Een eenvoudige productieworkflow

‍

Door direct te printen zijn fysieke modellen en thermovormen overbodig. Wassen en uitharden blijven wel nodig. Dankzij productie in kleine series kunnen apparaten worden gemaakt wanneer dat nodig is, wat kan bijdragen aan het terugdringen van overproductie, materiaalverbruik en voorraadcomplexiteit.

Ontdek ClearShape Resin en de productiemogelijkheden ervan.

‍

Belangrijkste technische eigenschappen
  • Glasovergangstemperatuur: 45 °C
  • Viscositeit: 500 cP
  • Rek bij breuk: 60%
  • Toepassingen: beugels, retentiebeugels en spalken
  • Compatibiliteit: Compatibele 3D-printers met open systeem die met hars werken
  • Nabewerking: gevalideerde spin-and-cure-procedure

‍

Vormgeheugenreactie

ClearShape reageert op warmte. Bij blootstelling aan de juiste temperatuur kan een hulpmiddel zijn geprogrammeerde vorm weer aannemen.

‍

‍

Biocompatibiliteit en professioneel gebruik

ClearShape wordt in Europa geproduceerd en is voorzien van een CE-markering. De biocompatibiliteit ervan is beoordeeld volgens de testnormen van ISO 10993, met inbegrip van beoordelingen op:

  • Niet-cytotoxisch
  • Niet-sensibiliserend
  • Niet-irriterend

De testresultaten bevestigen dat het product geschikt is voor professioneel gebruik in de tandheelkunde.

‍

Compatibiliteit met printers en documentatie

ClearShape is ontworpen voor compatibele 3D-printers met een open systeem die met hars werken. Er zijn momenteel gevalideerde printerprofielen en uithardingsworkflows beschikbaar voor geselecteerde professionele print- en uithardingssystemen, en er worden voortdurend nieuwe workflows getest.

Aangezien printerinstellingen, kalibratie en nabewerking van invloed kunnen zijn op het uiteindelijke eindproduct, moeten tandheelkundige professionals altijd het juiste printerprofiel en een gevalideerde spin-and-cure-procedure gebruiken.

Technische documentatie is op aanvraag verkrijgbaar: technisch gegevensblad, veiligheidsinformatieblad, handleiding voor de werkwijze, validatiedocumentatie en printerprofielen.

‍

ClearShape-hars

Klaar om materialen met vormgeheugen in uw digitale workflow te integreren?

Ontdek ClearShape voor direct geprinte aligners, retainers en spalken. Neem contact op met ons team voor meer informatie over printercompatibiliteit, gevalideerde workflows en technische documentatie.

‍

Bronnen

  1. Lombardo L, Martines E, Mazzanti V, Arreghini A, Mollica F, Siciliani G. Spanningsrelaxatie-eigenschappen van vier materialen voor orthodontische aligners: een 24-uurs in-vitroonderzoek. Angle Orthodontist. 2017;87(1):11-18. PubMed
  2. Sharif M, Bourauel C, Ghoneima A, Schwarze J, Alhotan A, Elshazly TM. Krachtsysteem van 3D-geprinte orthodontische aligners van vormgeheugenpolymeren: een in-vitroonderzoek. Virtual and Physical Prototyping. 2024;19(1):e2361857. DOI
  3. Krachtvergelijking tussen Perfitalign 4D-aligners en thermogevormde aligners voor de retractie van de onderkaaksnijtanden: een in-vitroonderzoek. Progress in Orthodontics. 2025. Progress in Orthodontics
  4. Thermomechanisch gedrag en krachtmodulatie van orthodontische aligners op basis van vormgeheugenpolymeren: een materiaalgericht biomechanisch perspectief (overzichtsartikel). ScienceDirect

Gemaakt op

6 oktober 2026

Auteur

Simon Meas

Korte beschrijving

Thermogevormde aligners kunnen onder belasting snel hun kracht verliezen. Polymeren met vormgeheugen en direct 3D-printen zijn bedoeld om een beter gecontroleerde kracht en een nauwere pasvorm te bieden.