21D, un laboratorio britannico specializzato nella riabilitazione completa della bocca, utilizza quattro stampanti Stratasys J5 DentaJet® per produrre guide chirurgiche con una precisione inferiore a 100 micron, più sottile di un capello umano. Tale precisione consente al fondatore Rajesh Vijay di inserire quattro impianti alla volta nel rispetto delle tolleranze richieste dall’implantologia completa, mentre il piano di stampa DentaJet permette al suo team di stampare fino a 40 guide chirurgiche in otto ore su un unico vassoio di stampa. Ecco come ci sono riusciti.
21D è pensato per i pazienti con dentatura terminale affetti da malattia parodontale in stadio tre o quattro irreversibile, per coloro che hanno già perso più della metà della dentatura naturale e per chi porta una protesi totale. Per questi gruppi, un trattamento che non raggiunge l’obiettivo significa ricominciare da capo il percorso clinico, quindi il margine di errore è prossimo allo zero.
Rajesh Vijay ha fondato il laboratorio dopo oltre 30 anni di attività come dentista, 27 dei quali dedicati specificatamente ai protocolli implantari per la riabilitazione completa della bocca. Il suo approccio parte da un presupposto semplice: se uno strumento non è in grado di rispettare la tolleranza richiesta dal piano di trattamento, il piano fallisce nel momento stesso dell’esecuzione. Come afferma lui stesso: «Va benissimo avere un’idea e un piano, ma se non si dispone degli strumenti giusti per realizzarlo, si avrà un ottimo piano ma un’esecuzione disastrosa, e a quel punto ci si dovrà fermare».
Secondo Vijay, la riabilitazione completa della bocca è un problema di ingegneria prima ancora che di produzione. Ogni caso deve tenere conto della sicurezza biologica, della posizione ottimale dell’impianto, della meccanica di carico e della funzionalità a lungo termine, e ogni paziente è diverso. Non è possibile far indossare a tutti la stessa misura di scarpe, quindi ogni caso deve essere valutato in base alle proprie specificità.
Vijay tratta i denti come un ingegnere tratterebbe qualsiasi componente di ricambio sottoposto a carico. Analizza i dati relativi alle prestazioni di un dispositivo nel corso di anni di masticazione, individua i suoi punti di affaticamento e valuta la sua resistenza nel tempo. Questa mentalità esclude ogni approssimazione, «perché è così che si fa in ingegneria», afferma, tracciando una linea di demarcazione tra un «sì, mi sembra più o meno giusto» e una garanzia di qualità verificabile, piuttosto che un’opinione. Nel suo mondo non esiste il «ripara e dimentica». Si tratta piuttosto di «ripara e mantieni», il che significa investire fin dall’inizio nella precisione affinché il dispositivo rimanga al suo posto e funzioni a lungo termine.
Vijay ha scelto la J5 DentaJet® perché la sua precisione era comprovata, non solo dichiarata. Nel valutare le stampanti, ha riscontrato che gran parte del marketing si concentrava su un unico asse. "C'è un sacco di marketing sulle stampanti: 'Oh sì, abbiamo una precisione di cinque micron... ma ci sono tre assi. Ne avete menzionato solo uno». Nei lavori che interessano l’intera arcata dentale, tutti e tre gli assi sono importanti e, nel momento in cui un fornitore si mostrava vago sui dati, lui passava oltre. Stratasys gli ha fornito i dati.
Quella decisione risale a un incontro casuale. Vijay si era recato all’estero per valutare l’acquisto di un’azienda produttrice di impianti e aveva notato una J5 DentaJet in un angolo della stanza. La stampante, non l’acquisizione, è diventata il motivo principale del viaggio. Ne ha ordinata una non appena è tornato a casa. Quattro macchine J5 dopo, il motivo per cui continua ad acquistarle si riduce a una sola cosa. «Non posso criticare la qualità dei prodotti, proprio non posso. È estremamente costante.»
Questo è il punto cruciale dell’implantologia. Le guide anatomiche asimmetriche di 21D sono, secondo le parole di Vijay, «ultra, ultra, ultra personalizzate». Gli consentono di inserire quattro impianti con scostamenti inferiori a 100 micron, meno dello spessore di un capello umano. Era dal 1999 che immaginava quel livello di controllo. Ora ce l’ha.
È proprio quella precisione che permette a 21D di fare qualcosa che, secondo Vijay, nessun altro è in grado di fare al momento, ovvero inserire una barra in titanio prefabbricata negli impianti al momento dell’intervento. La tecnologia delle guide è sufficientemente accurata da renderlo possibile. Quando alcuni scettici sono arrivati in aereo dagli Stati Uniti per verificare se l’affermazione fosse fondata, sono tornati dall’unità chirurgica nel giro di un’ora e l’hanno accettata. Nell’implantologia, quella precisione fa la differenza tra un dispositivo che si posiziona al primo tentativo e un intervento chirurgico ripetuto.
La precisione è garantita perché è integrata in ogni fase, non aggiunta a posteriori. Il flusso di lavoro per l’impianto dentale completo si svolge in questo modo:
1. Digitalizzazione del paziente e pianificazione delle posizioni ottimali degli impianti nel rispetto dei principi di sicurezza biologica e della meccanica di carico.
2. Progettare con due paia di occhi. La progettazione clinica viene effettuata con l’intelligenza artificiale e il lavoro umano che procedono di pari passo, in modo che ogni aspetto sia sottoposto a un doppio controllo.
3. Produzione. Le guide chirurgiche vengono stampate in 3D con la DentaJet, mentre le protesi vengono fresate.
4. Controllo qualità tramite confronto con il progetto originale. Ogni dispositivo viene sottoposto a scansione e confrontato con il proprio progetto originale. Il team conosce esattamente l’entità delle tolleranze di produzione e, se un dispositivo non rientra nei limiti di tolleranza, viene rifatto. Nessun prodotto lascia il reparto di bioingegneria finché non supera il controllo qualità interno.
5. Un unico pacco per l’équipe chirurgica. La guida chirurgica, le protesi, l’impianto e le istruzioni vengono spediti insieme. Vijay lo paragona all’IKEA per il chirurgo: un punto di partenza, un punto di arrivo e un manuale che ti guida da uno all’altro. Per il paziente si tratta di un unico intervento chirurgico.
Il risultato finale è un intervento chirurgico della durata di due ore che corregge entrambe le mascelle, circa un’ora per ciascuna, che Vijay definisce “iper-efficiente”.
Quasi tutto ciò che si trova sul banco di lavoro di 21D proviene dalla J5, ad eccezione del metallo. Ciò include guide chirurgiche anatomiche asimmetriche, guide chirurgiche impilabili e modelli di casi clinici, nonché faccette stampate utilizzate per prove di adattamento, provvisori e protesi dentarie.
È l’ampio volume di stampa a consentire la produzione in serie di singoli pezzi. «È possibile stamparne 40 [di queste guide chirurgiche] in otto ore», afferma Vijay, che lo considera un risultato straordinario. Anche la gamma di colori disponibile sulla J5 è importante. Le cartucce che offrono 640.000 combinazioni di colori garantiscono un livello di personalizzazione che non aveva mai visto prima, il tutto entro i parametri clinici consentiti dal caso specifico.
La gestione di quattro macchine a livello industriale pone 21D all’avanguardia rispetto alla maggior parte dei laboratori che utilizzano questa tecnologia, al punto che Stratasys è venuta a verificarlo di persona. Ciò che ne garantisce il funzionamento quotidiano è il fatto che le macchine non intralciano affatto il lavoro. Vijay paragona l’esperienza a quella di una stampante a getto d’inchiostro. Basta inserire e rimuovere le cartucce, premere il pulsante e fare un passo indietro.
I suoi bioingegneri apprezzano l’aspetto pratico tanto quanto la precisione. Le macchine sono silenziose, non c’è alcun compressore rumoroso e l’installazione è davvero “plug and play”. Carica le cartucce di resina, invia il progetto, premi “Avvia” e osserva il processo. Il suo consiglio a chiunque stia valutando l’acquisto è diretto: “Se vuoi semplificarti la vita con una stampante, scegli una Stratasys: la precisione è garantita”.
Quando la stampa passa dall’essere uno strumento di laboratorio occasionale a diventare parte integrante della produzione, l’assistenza diventa un elemento fondamentale. Nel Regno Unito, 21D è supportata da SYS Systems, che ha installato le macchine e ne gestisce la manutenzione, e che Vijay considera eccellente nel mantenere il parco macchine sempre operativo. Per un laboratorio con un volume di produzione di questa portata, l’installazione in loco e l’assistenza tecnica sono ciò che consente alle quattro macchine di funzionare costantemente.
Le discussioni di Vijay con Stratasys guardano già oltre il flusso di lavoro attuale. Il suo interesse è rivolto alla resilienza piuttosto che alla rigidità. Gli impianti sono realizzati in titanio, un materiale privo di flessibilità, e l’osso perde elasticità con l’età, quindi l’ammortizzatore deve essere integrato nei denti. Se la stampa presenta una rigidità errata, un paziente privo di feedback nervoso può mordere con tale forza da danneggiare l’impianto, il che comporta un ulteriore intervento chirurgico. Il suo approccio consiste nel mantenere lo stesso polimero e variare le proporzioni dei riempitivi, verificando in quali punti il materiale assorbe gli urti senza perdere in prestazioni.
La visione a lungo termine è la personalizzazione di massa. Vijay immagina che i pazienti possano progettare il proprio sorriso da casa tramite un’app e che questo venga realizzato esattamente come progettato, per poi essere applicato presso qualsiasi dentista. Ha atteso 27 anni per consegnare una barra in titanio al momento dell’intervento. Non intende aspettare di nuovo così a lungo. Nulla di tutto ciò sarebbe possibile senza la precisione e l’efficienza garantite dalla J5, e questi punti di forza danno i loro frutti perché si inseriscono in un flusso di lavoro costruito secondo lo stesso standard. Come afferma Vijay: «È l’ecosistema, non è una singola tecnologia».
Ciò che 21D ha dimostrato è che precisione e scalabilità possono coesistere nello stesso flusso di lavoro. Quando la precisione è integrata fin dalla prima fase di progettazione e viene mantenuta per tutta la produzione e il controllo qualità, è possibile realizzare interventi implantari complessi su tutta la bocca in volumi che prima erano irraggiungibili. Questo è ciò che la DentaJet rende possibile per 21D, ed è la direzione verso cui, secondo Vijay, si sta muovendo il resto del settore.
