Премоляр, изготовленный по технологии фотополимерной печати.

Никто не хочет быть первым пациентом стоматолога-студента. И на работе он нужен сразу опытный, причём часто с трёхлетним опытом в технологии, которой два года. У молодых врачей-стоматологов кардинальных отличий от других специальностей нет, только ещё и накладывается вопрос медицинской этики.

И вот тут-то можно переиспользовать удалённые зубы, которые вы не забрали с собой в коробке.

Когда опытному хирургу предстоит сложная операция, он может напечатать на фотополимерном 3D-принтере зубы пациента, челюсти, обозначить сосуды и нервы — это на основании данных КТ и внутриротового панорамного видеосканирования с координатной привязкой. Отработав сценарий на этом «учебном» пациенте, можно переходить к живому. Студенты делают точно так же, только пациенты у них типовые — фантомы.

Фантомный курс помогает и в процессе обучения, и для повышения квалификации уже вполне состоявшихся специалистов. В простейшем варианте это удалённые зубы в гипсовой челюсти, в более крупном — полимерные копии различной степени достоверности.


Фантомы хороши тем, что они никогда не жалуются.

Как учат студентов

У студентов выбор первого «пациента» невелик:

• Гипсовая челюсть с гипсовыми же зубами. Обычно это какие-то ненужные модели, отлитые из чьего-то оттиска.
• Продвинутый китайский вариант со сменными акриловыми зубами. Может вставляться в специальную резиновую голову.
• Натуральные удалённые зубы, которые были загипсованы в виде зубной дуги.

Гипсовые зубы

Гипсовые оттиски, наверное, — самый ужасный вариант для тренировок. Плюс только один — это очень дёшево и сердито. Всё остальное — это сплошные минусы. Как вы наверняка догадываетесь, гипс совершенно не похож на зубную эмаль ни по какому из параметров. К гипсу не липнет никакой пломбировочный материал, хотя мне и удавалось изобразить на такой модели что-то похожее на пломбу. Правда, и тот цементный материал пломбы не сильно далеко ушёл по своим свойствам от чего-то строительного для затирки швов.

Впрочем, это не такой уж плохой вариант для того, чтобы получить свои первые навыки работы со штопфером, гладилкой, зондом и другими базовыми инструментами. Сейчас такое используется обычно только в бедных вузах, где нет возможности организовать фантомный класс.

Акриловые зубы

Китайская копия Frasaco с Alibaba.

Есть очень крутая система для обучения стоматологов — Frasaco dental model. Это целый комплекс из сменных зубов, челюстей с регулируемыми движениями и специальным фантомом — резиновой головой, куда всё это вставляется.

В идеальном варианте вуз закупает для студентов фантомные головы, фиксирует их учебными стоматологическими установками, после чего будущие врачи осторожно препарируют акриловые зубы под различные клинические ситуации.


Вот так выглядит оригинал фантомной системы.

Реальность обычно более печальна. Китайская копия Frasaco в виде челюстей и набора зубов стоит порядка $50. Это копейки для развитых стран, где обучение врача стоит очень дорого само по себе, но потом многократно окупается высокими зарплатами. Для российских вузов это часто означает, что не очень обеспеченный студент-бюджетник отнимает ощутимую сумму из своего бюджета на покупку модели. Акриловые зубы при этом — расходник. За время обучения нужно отпрепарировать не один десяток комплектов, чтобы подойти к своему первому живому пациенту.

У китайских клонов анатомия обычно ужасная, а при препарировании без водного охлаждения страшные пластиковые зубы греются и воняют пластмассой. Тем не менее это относительно приемлемый по цене вариант для тренировок.

Обычно студент работает со своей челюстью в фантомном классе. Это ряды столов, к которым подключены микромоторы, есть вытяжка и настроенный свет. Там студенты обучаются терапевтической и ортопедической стоматологии. Если студент посещает дополнительные кружки или практикуется самостоятельно, что только поощряется, то уже через год у него начинают получаться похожие на нормальные отпрепарированные кариозные полости и что-то похожее на зуб, подготовленный под штампованную коронку. Конечно, до мастерства тут ещё очень далеко, но простейший поверхностный фиссурный кариес студент уже вполне может вылечить. Я до сих пор трепетно храню на одном из жевательных зубов пломбу от своей одногруппницы, которая полтора часа снимала по микрометру эмаль, а затем очень старательно формировала пломбу. Она странного цвета, изготовлена из какого-то композита неликвидного оттенка, но стоит до сих пор. Коллеги уже не раз предлагали переделать в нормальную реставрацию с точным попаданием в оттенок, но я решил ее оставить. Только заполировываю время от времени на регулярных осмотрах.

А вот сами фантомы регулярно страдали от традиционных развлечений студентов. Наши резиновые аналоги людей отличались от классических Frasaco и представляли собой цельные головы с молнией от затылка до шеи. Мои особенно одарённые одногруппники как-то утащили несчастные фантомы во время очередного перерыва и потом долго бегали по коридорам под невнятную музыку, сталкиваясь друг с другом. К сожалению, именно в этот момент они сбили в коридоре декана факультета, который шёл на встречу с заведующей кафедрой. Насколько я помню, полы на кафедре они потом мыли регулярно ещё пару семестров.

Натуральные зубы

За настоящими зубами всегда шла охота. У каждого студента была своя баночка, с которой он дежурил в городской хирургической стоматологии. Основная идея этой трофейной охоты заключалась в том, чтобы опередить конкурентов и подсунуть свою баночку первым, и именно тебе насыпали побольше удалённых зубов. В норме все удалённые зубы по идее должны утилизироваться как биологически грязные отходы, но по факту они мгновенно разбираются студентами младших курсов, которые на них тренируются. Обычно всё это сопровождалось шпионскими историями с похищением чужих премоляров или переклейкой этикеток на разных банках.

Особенно ценились четвёртый и восьмой зубы, так как их чаще всего удаляли по ортодонтическим показаниям. Если обычные зубы чаще всего шли под удаление уже в полуразвалившемся состоянии с обширными кариозными поражениями, то премоляры и последний моляр можно было нередко достать в почти новом состоянии.

После того как заветная банка в хирургическом кабинете наполнялась, её заливали дезинфицирующим раствором. Зубы, естественно, были сильно контаминированы микрофлорой неизвестных пациентов с изрядной примесью крови. Работать с ними было просто небезопасно. Выбор нужного дезинфектанта вызывал очень много споров и обычно сводился к противостоянию ценителей перекиси водорода и любителей формалина. В первом случае зубы становились неестественно белоснежными, во втором же невероятно воняли формальдегидом и становились более хрупкими, поэтому препарировать их было намного сложнее.


Ближайший аналог учебной модели из удалённых зубов.

После того как зубы были отмыты и обработаны, их гипсовали в «челюсть», пытаясь повторить естественную форму зубной дуги. Выглядело это как чудовище доктора Франкенштейна с учётом того, что в наличии могло быть семь левых верхних клыков и ни одного резца. Плюс почти все зубы были уже сильно разрушены. Зато они были максимально похожи на нормальные по ощущениям при препарировании и учебном пломбировании.

Камень преткновения

Самая большая проблема для юных стоматологов — это обучение эндодонтии. Просто так взять и залезть в корневой канал пациента нельзя. Неопытный врач одним неверным движением может обломать в канале инструмент или сделать ещё что-то подобное. На китайских пластиковых моделях отработать эти навыки не получится. Стандартный метод литья в формы под давлением не предполагает формирования внутренних пустот, имитирующих пульпарную камеру и корневые каналы. Удалённые зубы подходят намного лучше, но они, как правило, одновременно самые потрёпанные многократными эндодонтическими манипуляциями в канале. Всё-таки здоровые и хорошие зубы обычно вначале стараются вылечить, а под удаление отправляют только после того, как внутри как-то особенно безнадёжно сломается инструмент или все попытки вылечить периодонтит окажутся безуспешными.

Кроме этого, тренировки на удалённых зубах ещё и плохо масштабируются. Очень сложно гарантировать, что ты сможешь отработать навыки на каналах конкретного латерального верхнего резца или на какой-то особой форме корневых каналов.


Возможные варианты строения корневых каналов, микро-КТ.

Практикующим врачам тоже нужно постоянно учиться, чтобы быть готовыми к любым подаркам судьбы вроде дентиклей в каналах. Это такие округлые окаменелые кальцификаты, не дающие нормально обработать канал и нередко провоцирующие болевой синдром даже в живых зубах. Или отработать эндодонтическое лечение канала с гантелевидным сечением. Тут вопрос масштабирования и простоты воспроизведения тренировочных зубов стоит ещё острее.

Чтобы решить эту проблему, мы разработали свой вариант уже для тренировки собственных сотрудников. Тут сильно помогла идеальная синергия двух технологий: микро-КТ плюс SLA-принтер.

Микро-КТ

Skyscan 1172 μ-CT, микротомограф.

Микротомографы используются исключительно в исследовательских целях. Их основная задача — сканирование особенно мелких объектов в очень высоком разрешении. Чаще всего применяются для томографического исследования минеральных образцов, но в последнее время они набирают популярность среди стоматологических исследований.


Образец горной породы, зафиксированный в микротомографе.

В такой томограф вы не сможете засунуть пациента. Даже голову отдельно положить не получится. Типичные размеры исследуемых образцов не превышают нескольких сантиметров, зато разрешение при сканировании на несколько порядков превышает взрослые аналоги. Типичные пределы для такого типа томографов составляют порядка 1 мкм на пиксель. Этого более чем достаточно для исследований структуры корневых каналов и мелких ответвлений. Для сравнения: типовое разрешение конусно-лучевых томографов обычно не превышает 100 мкм в максимальном разрешении. Точнее снять зуб уже сложнее, так как пациент не прикручен болтами к стойке, а всё равно немного двигается в процессе сканирования.

SLA-принтеры

Вот так выглядит отработка навыков эндодонтии на учебной модели.

Первая мысль при создании моделей для обучения врачей была связана с классическими недорогими FDM-принтерами. К сожалению, они непригодны для печати корневых каналов. Даже если вы возьмёте очень ровный филамент, идеальную механику и сопло в 0,15 мм, то всё равно не обеспечите нужную точность. Форму зуба можно будет передать относительно точно, и даже пульпарную камеру получится напечатать. Но каналы уже почти гарантированно слипнутся в процессе печати из-за её погрешностей, подтекания пластика, некорректного обдува, усадки и ещё тысячи причин.

Фотополимерные принтеры тут, напротив, подходят для этой задачи практически идеально. С экономической точки зрения это тоже не слишком обременительно. Смола дорогая, требует фильтрации и прочих заморочек, но на серию зубов её требуется совсем немного. Я думаю, что для любого читателя Хабра будет очевидна использованная техника производства, так как она довольно типовая.

Мы использовали модели высокого разрешения, полученные в результате микро-КТ.

В результате мы получаем возможность растиражировать какой-нибудь интересный проблемный зуб сколько угодно раз и отработать на нём технику.

Технологии быстро меняются

Примерно так студенты на парах по хирургической стоматологии учатся основам имплантологии.

Фантомы всё чаще используются в медицине, так как это проще и этически правильнее, чем отработка навыков на живых пациентах. Принтеры, 3D-сканеры и томографы тоже становятся всё доступнее. Такое происходит не только в стоматологии, но и в других областях медицины. Не так давно на выставке я, например, с удовольствием тестировал симулятор эндодонтических операций с обратной тактильной связью. Было полное ощущение, что я удаляю кисту яичника. Ещё очень порадовал симулятор УЗИ, где врач тренируется на манекене с обратной связью, а компьютер отрисовывает фейковую картинку симулированного пациента.

Вузы тоже понемногу обновляют своё оборудование, так что можно уже несильно опасаться быть тем самым «первым» пациентом: у молодого врача уже будет большой фантомный опыт.

P.S. Если вы дойдёте до наших клиник, то говорите, что вы с Хабра, будет скидка 5%.