Ortodontija yra odontologijos sritis, kurios pagrindinis tikslas yra diagnozuoti ir spręsti problemas susijusias su neteisinga dantų ir žandikaulių pozicija, lygiavimu, o taip pat ir sąkandžio tiesinimu (dar kitaip žinomu kaip malokliuzija). Nenormalus dantų ir žandikaulių lygiavimas yra labai dažna problema. Beveik 50% išsivysčiusio pasaulio populiacijos turi malokliuzijas, kurios galėtų būti sprendžiamos ortodontiniais metodais. Jeigu ortodontinės problemos nėra sprendžiamos, tai gali turėti įvairių neigiamų padarinių, tokių kaip pasunkintas kvėpavimas, pakintanti veido struktūra, dylantys dantys (dėl ko galiausiai būtinas brangus protezavimas), lūpų asimetrija, kalbos problemos, sunkus maisto kramtymas ir pan. Šiuo metu yra keletas dominuojančių ortodontinių gydymo technikų, tačiau populiariausios yra breketai ir skaidrios dantų tiesinimo kapos. Breketai yra klijuojami prie dantų priekinės arba galinės dalies. Atskiros jų dalys yra sujungiamos vielomis. Per gydymą vielos vis trumpinamos, išlenkiamos bei taip keičiama dantų padėtis. Tipiškai gydymas trunka 12-24 mėnesius. Šis gydymo metodas yra labiausiai išvystytas ir ilgą laiką buvo plačiausiai naudojamas. Tačiau jis turi daug fundamentalių trūkumų, kurie visada atgrasydavo nuo ortodontinio gydymo: sunku palaikyti dantų švarą; apribota mityba; jie labai matomi išoriškai; vielos ir kietos breketų dalys dažnai pažeidžia minkštuosius audinius. Skaidrios ortodontinės dantų tiesinimo kapos (SDTK) - tai naujos kartos gydymo metodas, kuris yra patogesnis, mažiau trukdantis bei smarkiai nepaveikiantis kasdienio gyvenimo. SDTK buvo specialiai sukurtos, kad pašalintų daugumą breketų trūkumų. SDTK veikimas taip pat yra kiek kitoks negu įprastinių breketų. Kadangi SDTK yra skaidrios, jos yra praktiškai nepastebimos. Vietoje metalinių breketų ir vielų, pacientui pateikiamas skirtingų skaidrių, plastikinių kapų rinkinys. Kiekviena kapa yra dėvima 10-15 dienų. Kapų kitoniškumas priklauso nuo suplanuoto gydymo proceso ir siekiamo dantų padėties pokyčio. O visa gydymo trukmė yra panaši į gydymą breketais. Esminiai SDTK privalumai lyginant su įprastiniais breketais yra: nematoma gydymo priemonė sumažina diskomfortą ir kompleksavimą; mažiau nepatogumų valantis dantis ar naudojant dantų siūlą, nes kapos gali būti išimamos esant poreikiui; nėra mitybos apribojimų; paprasčiau atlikti dantų higieną; kapos nepažeidžia minkštųjų burnos ertmės audinių. Dėl šių privalumų SDTK labai smarkiai populiarėja ne tik tarp pacientų, bet ir tarp gydytojų. Vis dėlto, jų gamybos procesas yra komplikuotas ir turi nemažai iššūkių. SDTK gaminamos naudojant kompleksinį gamybos procesą. 1. Pirmas žingsnis yra burnos ertmės 3D skanavimas. Gydytojas, naudodamas 3D skanerį, nuskanuoja paciento burnos ertmę. 2. Kitas žingsnis yra gydymo proceso suplanavimas. Jo metu, gydytojas įvertina esamą situaciją ir suplanuoja reikiamą gydymą. Visas gydymas ir norimas dantų pozicijų pokytis padalinamas į 20-60 etapų/žingsnių. Kiekvienam šiam etapui yra sukuriama atskiras, unikalus 3D dantų modelis, kuris atspindi norimą dantų poziciją po etapo. 3. Sekantis žingsnis yra gydymo planavimo metu sukurtų dantų modelių 3D spausdinimas. 4. Atspausdinti modeliai yra išimami iš 3D spausdintuvo, atliekami kiti technologijai būdingi veiksmai: objektų plovimas, liečių (ang. support) pašalinimas, galutinis UV sukietimas ir pan. 5. Gauti atspausdinti dantų modeliai yra naudojami vakuuminio termo formavimo procesui. Šio proceso metu, aplink atspausdintą 3D modelį yra aptraukiama įkaitina PET plėvelė. Tai atliekama su visais 20-60 atspausdintų 3D modelių. 6. Nuo modelių aptraukta PET plėvelė yra nuimama rankiniu būdu. Atliekami papildomi kapos apdirbimo veiksmai rankomis. Gaunama galutinė kiekvieno etapo dantų tiesinimo kapa pagaminta iš PET plastiko. Šis gamybos procesas turi keletą trūkumų. Termo formavimui skirti 3D spausdinti modeliai yra panaudojami tik vieną kartą. Po PET plėvelės aptraukimo, šie 3D spausdinti, modeliai yra išmetami lauk. Tai sukuria nepaprastai didelį išmetamo plastiko kiekį, kadangi kiekvienam pacientui reikia atspausdinti labai daug modelių. Šios SDTK technologijos išradėja, kompanija Invisalign, per dieną išmeta 220 000 tokių modelių. Tai yra beveik 2500 tonų plastiko per metus. Ir tai yra tik vieno gamintojo išmetamas kiekis. Kitas proceso trūkumas yra gana didelis rankinio darbo poreikis. 3D modelis turi būti ištrauktas iš aptrauktos PET plėvelės. Dėl modelio geometrijos ir struktūros, šis veiksmas dažnai yra pakankamai keblus ir neretai baigiasi sugadinta kapa. Be to, darbuotojas ją turi apdirbti su šlifavimo įrankiais. Tai sukuria pavojingas darbo sąlygas dėl dulkių ir medžiagos garų. Svarbu paminėti, kad gaminant kapas reikia ne tik 3D spausdintuvų modeliams spausdinti, bet ir termo formavimo procesui skirtos įrangos. MB Labsamera kuria stereolitografinio 3D spausdinimo medžiagą, kuri leistų skaidrias dantų tiesinimo kapas 3D spausdinti iš karto, be termo formavimo proceso. Tai ne tik naujas produktas, bet revoliucionuojamas visas gamybos procesas. Atsižvelgus į aukščiau paminėtus gamybos proceso trūkumus, kuriamas produktas visiškai pašalina dantų modelių 3D spausdinimo ir termo formavimo procesą. Po ortodonto suplanuoto gydymo, programinės įrangos dėka yra iš karto sukuriami kapų 3D modeliai, o ne dantų 3D modeliai. Sukurti kapų skaitmeniniai 3D failai yra iš karto spausdinami, po spausdinimo yra pašalinami liečiai (ang. supportai), atliekamas įprastinis UV kietinimas. Belieka tik nedideli galutinio produkto korekciniai veiksmai. Tokia kapa gali būti naudojama iš karto. Taip drastiškai sumažinamas vienkartinių išmetamų neperdirbamo plastiko modelių kiekis. Remiantis pas mūsų klientus atliktais auditais, šis proceso pakeitimas ne tik leis atsisakyti ištisų termo formavimo gamybos linijų, bet ir drastiškai sumažinti personalą, kurio didžioji dalis dabar yra skirta galutinai apdirbti aptrauktos PET plėvelės ruošinius bei 3D spausdintus dantų modelius. Mūsų kartu su klientais atlikti skaičiavimai rodo, kad proceso pakeitimas leistų sumažinti gamybos kaštus 30-40%. Be to, būtų panaikintas didžiulis plastiko atliekų kiekis. Pagrindinis produkto technologinis iššūkis yra tas, jog jis gali būti sukurtas tik eksperimentiniu būdu. Tam reikalinga didelė tokių medžiagų formulavimo patirtis, gebėjimas teisingai pasirinkti esminius komponentus, suderinti komponentų sistemą ir gerai išmanyti sukurtos sistemos fotopolimerizacijos kinetiką. Papildomai reikia turėti gana brangios mokslinių tyrimų, savybių matavimų, 3D spausdinimo įrangos bei tinkamos infrastruktūros. Taigi reikia daug pastangų, žinių ir išteklių norint daryti tokius eksperimentinius tyrimus. Nors ir yra žinomos kompanijos, kurios turi panašius produktus (kaip kad „Graphy Inc.“ kompanija iš Pietų Korėjos, „Senertek“ iš Turkijos), tačiau kliniškai patvirtinto ir įrodyto veikimo 3D spausdinimo dervų skirtų dantų tiesinimo kapoms rinkoje dar nėra. Maža to, šiuos alternatyvius produktus išbandė mūsų klientai ir jų rezultatai yra itin prasti. Taip yra dėl to, kad jos savo savybėmis yra dar labai tolimos nuo dabartinio naudojamo PET polimero. Mūsų kuriamas produktas bus unikalus pasaulyje tuo, jog jo savybės bus labai artimos įprastam PET polimerui. Mūsų sukurtų produkto maketų tyrimų rezultatai rodo, kad šios savybės gali būti pasiektos. Kuriamo produkto klampa bus ne didesnė nei 500-800mPa*s ties 25°C. Maža gaminio kampa reikalinga nes: 1.leidžia spausdinti įvairesniais 3D spausdintuvais; 2.leidžia išlaikyti įprastą 3D spausdinimo greitį; 3.neapsunkina atspausdintų modelių plovimo ar centrifugavimo etapų, t.y. modeliai lengviau nusiplauna; 4.nereikia medžiagos šildymo, kas taupo energijos kaštus; 5.leidžia lengviau surinkti nepanaudotą dervą ir ją panaudoti pakartotinai. Kuriamos 3D spausdinimo dervos mechaninės savybės bus labai artimos konvenciniam termoplastiniam PET plastikui. Išgauti termoplastikų mechanines savybes su tinklinių polimerų sistemomis yra nepaprastai sudėtinga. Dėl savo cheminės struktūros, tinkliniai polimerai (kurie ir naudojami stereolitografiniam 3D spausdinimui) paprastai yra trapūs (dėl savo kristalinės struktūros) ir nedažnai naudojami realiems produktams gaminti. Mūsų kuriamo produkto būsimos mechaninės savybės: 1. tempimo stipris (ISO 527) yra ~50MPa (PET: 50-60MPa), 2. santykinis pailgėjimas ties takumo riba (ISO 527) ~40% (PET: 40-50%), 3. elastinis modulis 2000MPa (PET: 2200-2900MPa), 4. vandens sugertis (ASTM D570) <1%, 5. paviršiaus kietumas Shore D (ASTM D2240) 80. 6. susitraukimas kietėjant <1%. MB Labsamera kuriamas 3D spausdinimo dervos maketas jau yra praėjęs pirminius 3D spausdintų gaminių bio-suderinamumo testus Lietuvos sveikatos mokslų universitete. Šie ir tolimesni klinikiniai bandymai bus finansuojami įmonės lėšomis ir nėra įtraukti į projekto biudžetą. Dėl supaprastinto ir pagreitinto gamybos proceso, galutinis pacientas savo dantų tiesinimo kapas gaus gerokai greičiau bei už mažesnę kainą. Remiantis mūsų audito duomenimis, dantų tiesinimo kapų kaina galutiniam pacientui galėtų kristi apie 10-20%. Mūsų produkto tiesioginiai klientai, SDTK gamintojai, jų pačių vertinimų, gamybos kaštus galėtų sumažinti 30-40%. Maža to, susidariusių atliekų kiekis praktiškai būtų sumažintas iki nulio dėl iš esmės pakeisto gamybos proceso. Sumažinti kaštai gerokai padidintų konkurencinį mūsų klientų pranašumą su konvenciniu gamybos metodu, kai naudojamas termo formavimas su PET plėvele. Šio projekto metu bus siekiama lakytis horizontaliųjų principų, darnaus vystymosi principų ir lygių galimybių užtikrinimo. Sukurtas inovatyvus produktas leis keisti SDTK gamybos technologiją ir procesus ir taip mažinti atliekų kiekį ir žalą aplinkai, didinti dantų tiesinimo paslaugų prieinamumą mažinant gamybos kaštus. Taip pat bus atsižvelgiama į Jungtinių Tautų neįgaliųjų teisių konvencijos nuostatas.