Impression 3D dentaire : pourquoi les technologies 3D révolutionnent-elles le secteur?

La fabrication additive a dores et déjà touché un nombre importants de secteurs et d’industries, offrant des avantages non négligeables en termes de productivité, coûts, personnalisation et délais de fabrication. Elle est particulièrement utilisée dans le dentaire où elle permet d’adapter plus facilement des solutions à chaque patient. La société de conseil QY Research dévoilait d’ailleurs que l’impression 3D dentaire devrait atteindre $930 millions d’ici la fin de l’année 2025, affichant un taux de croissance annuel de 17%, croissance qui pourrait s’expliquer par le développement constant des technologies 3D et de leurs matériaux. En effet, l’impression 3D dentaire regroupe plusieurs procédés, que ce soit la stéréolithographie ou encore le frittage direct de métal, et donc une variété de matériaux : résines, plastiques, métaux, etc. offrant alors une large gamme d’applications. L’impression 3D dentaire facilite la création de guides chirurgicaux, de couronnes, de gouttières et de dentiers, chaque solution étant adaptée au patient avec grande précision.

Mais quelles sont les technologies à privilégier dans ce secteur et pour quelles applications ? Comment les professionnels du dentaire réagissent-ils face à la montée de l’impression 3D et arrivent-ils à se former ?

Le secteur dentaire peut être divisé en deux familles d’acteurs : les cabinets dentaires et les laboratoires de prothèses dentaires. Traditionnellement, ils sont amenés à travailler ensemble dans la production de dispositifs médicaux sur mesure (gouttières, couronnes, bridges, etc.). En effet, le dentiste réalise une empreinte de la dentition de son patient puis l’envoie au laboratoire qui fabriquera alors le dispositif, généralement à partir de plâtre. Un processus qui prend quelques jours, sans compter les allers retours entre le dentiste et le laboratoire. Quant au patient, il est obligé de reprendre un rendez-vous, sans garantie que son dispositif soit adapté dès le premier essai. Les procédés traditionnels sont donc longs, coûteux et peuvent manquer de précision. Or, l’arrivée des technologies 3D vient chambouler cette organisation et dématérialise entièrement les processus de travail.

Les technologies d’impression 3D dentaire et leurs matériaux

Quand on parle de fabrication additive dentaire, il est important de comprendre que plusieurs technologies sont impliquées, que ce soit le dépôt de matière fondue, la photopolymérisation ou encore la fusion laser sur lit de poudre, leur choix dépendra majoritairement des applications qu’on souhaite en faire. Olivier Bellaton, Dirigeant et Fondateur de Biosummer3D, précise que chaque procédé a bien entendu ses avantages et inconvénients. Le FDM par exemple permettra de produire des pièces « avec un coût de quelques dizaines de centimes et avec une absence de post-traitement après impression. En revanche, la rapidité, la précision et les aspects de biocompatibilité ne sont pas au rendez-vous. » Généralement, cette technologie permettra de créer des modèles dentaires en orthodontie qui seront utilisés pour thermoformer des gouttières, que ce soit pour l’alignement, le blanchiment ou la contention. On commence toutefois à voir apparaitre des solutions dentaires biocompatibles, imprimées en 3D avec du PEEK. Le fabricant d’imprimantes 3D IEMAI3D précise : « Les avantages des prothèses partielles en PEEK sont nombreux. C’est un matériau solide et léger qui viendra améliorer le confort du patient. Le cadre de la prothèse est produit sans métal et sera entièrement neutre en termes de goût. »

Des dispositifs imprimés en 3D en PEEK (Crédits photo : Juvora)

Autre procédé de fabrication additive utilisé dans le secteur dentaire, et surement le principal : la photopolymérisation. Que ce soit la stéréolithographie ou le DLP, ce processus offre une résolution beaucoup plus élevée, avec des niveaux de détails importants et surtout des matériaux biocompatibles, en l’occurrence des résines liquides. Anton LOPEZ, Channel Sales Manager France chez EnvisionTEC, nous a expliqués : « Associé à des matériaux approuvés par le CE / FDA, la photopolymérisation – et particulièrement le DLP – donne des impressions plus précises, ce qui permet de créer des appareils plus ajustés. La finition est beaucoup moins complexe, ce qui réduit le temps de fabrication. Et il est très facile de changer de matériau et d’imprimer différentes applications. Ceci est très bénéfique pour l’industrie dentaire car les professionnels peuvent traiter plus rapidement leurs patients. » Côté applications, cette technologie offre davantage de possibilités de par sa précision ; on parlera alors de guides chirurgicaux, des couronnes et bridges provisoires, d’éléments calcinables comme des corps de stellites, etc.

Crédits photo : Formlabs

Enfin, la fabrication additive métal est aussi un procédé qu’on retrouvera dans le dentaire, principalement pour produire des implants, des stellites ou des chapes en nickel-chrome. Olivier précise que « la technologie nécessite une production soutenue pour amortir des investissements pouvant atteindre plusieurs centaines de milliers d’euros avec des compétences plus du monde industriel que celui du dentaire. » Les machines métal représentent un coût beaucoup plus élevé que d’autres technologies et nécessiteront parfois un travail de post-traitement plus important, réduisant alors la productivité pour certains. En échangeant avec un prothésiste dentaire, il nous a expliqué qu’une couronne réalisée par usinage nécessite 15 minutes de travail tandis que par impression 3D métal, il faut compter 5 heures d’impression. Cependant, en termes de coût par unité, la fabrication additive est beaucoup plus intéressante (75 centimes contre plus de 7 euros).

Des couronnes imprimées en 3D métal

Un processus de fabrication dématérialisé

Vous l’aurez compris, les technologies 3D apporteraient davantage de précision et réduiraient les délais de fabrication. On passerait en effet de quelques jours à quelques heures, permettant dans certains cas de ne faire venir le patient qu’une fois. Mais quelles sont les nouvelles étapes à suivre lors de la création de dispositifs dentaires imprimés en 3D ? Olivier Bellaton explique: « L’empreinte physique va être remplacée par une empreinte numérique 3D réalisé par le dentiste avec un scanner intra-oral (une caméra qui va reconstruire en 3D et en temps réel les surfaces des dents et des gencives). Ce fichier 3D va pouvoir ensuite être envoyé par internet au laboratoire dentaire à travers une plateforme web sécurisée. Le laboratoire va relire l’empreinte numérique et va modéliser dans son logiciel de conception (CAO) la morphologie de la couronne en tenant compte des limites de la gencive, les interférences avec les autres dents numérisées, voire la forme du sourire du patient avec un scanner de visage. En cas de doute, un rapide échange par écran partagé avec le dentiste permet de valider la forme de la couronne. Le fichier 3D de la couronne peut être alors envoyé à une usineuse ou une imprimante 3D pour sa fabrication. Il ne reste plus qu’à emballer et retourner le travail au dentiste. Cette dernière étape peut même disparaitre si c’est le dentiste qui internalise pour des travaux simples l’usineuse ou l’imprimante 3D dans son cabinet. Toutes les configurations de flux numériques sont possibles. Le processus peut ne prendre alors que quelques heures ce qui permet dans certains cas de ne faire venir le patient qu’une seule fois. » A la clé, des flux logistiques et des délais de production réduits, un dispositif personnalisé et bien plus adapté à la morphologie du patient.

Les dentistes et prothésistes dentaires devront donc s’équiper, que ce soit en scanners 3D ou en imprimantes mais aussi maîtriser un logiciel de CAO, un obstacle pour beaucoup de professionnels aujourd’hui. Nicolas Klaus, Dental Product & Business Development chez Formlabs précise bien que « Les piliers essentiels à ces nouvelles méthodes de travail sont les scanners 3D, le logiciel CAO et l’impression 3D. Généralement, on observe un point de résistance au niveau du logiciel sur lequel la formation n’est pas évidente. »

Le nouveau processus de fabrication comprend le logiciel, le scanner 3D et l’imprimante (crédits photo : Shining 3D)

Quel avenir pour l’impression 3D dentaire ?

Si les technologies 3D présentent des avantages non négligeables pour le secteur, il n’en demeure pas moins que leur adoption peut effrayer certains praticiens car elle nécessite une nouvelle organisation et logique de travail, une formation aux logiciel, scanner et imprimante et une certaine confiance à accorder à ces procédés innovants. Aujourd’hui, plus de 50% des laboratoires français se sont équipés de scanners 3D et d’usineuses et 20% d’imprimantes 3D. Ces acteurs enregistraient une croissance de leur chiffre d’affaires de 70%, preuve qu’elles représentent de véritables gains pour les professionnels du dentaire. Anton d’EnvisionTEC ajoute : « La plupart des praticiens sont très réceptifs et ouvert aux nouvelles technologies numériques. Il s’agit simplement de demander aux cliniciens et aux professionnels de l’industrie dentaire de bien comprendre et de faire confiance à la nouvelle technologie numérique et à ses avantages pour eux, leur entreprise et leurs patients. Et bien sûr, l’éducation et la formation jouent un rôle important. C’est pourquoi de nombreuses entreprises de fabrication investissent dans ce domaine afin de mieux comprendre la technologie et ses applications cliniques. » On pense à la startup française 3DCelo qui s’est spécialisée la conception de guides chirurgicaux imprimés en 3D pour le dentaire, aidant ainsi les professionnels du secteur à profiter pleinement des technologies 3D, du scanner à l’impression en passant par la modélisation et les matériaux.

La plupart des professionnels du secteur sont réceptifs aux technologies 3D (crédits photo : EnvisionTEC)

L’avenir est donc encourageant pour le secteur de l’impression 3D dentaire avec de nombreux passionnés qui voient la technologie comme un bon moyen d’améliorer leur efficacité et la sécurité de leurs interventions. D’ailleurs, le rapport de SmarTech Publishing de 2018 affichait une croissance annuelle de l’impression 3D dentaire de 35%, atteignant les $9,5 milliards en 2027 – le rapport prend en compte le hardware, les matériaux et les pièces imprimées en 3D.

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