Công nghệ CAD/CAM nha khoa: Câu chuyện quá khứ và hiện tại

Công nghệ CAD/CAM nha khoa đã đạt những thành tựu đáng kể, từng bước đáp ứng ngày càng nhiều các nhu cầu của ngành công nghiệp nha khoa theo cả chiều sâu và chiều rộng, cả về mặt lâm sàng và labo phục hình nha khoa nói chung, hay phục hình răng hàm mặt nói riêng. Tuy nhiên, những thành quả trên đã phải trải qua một quãng thời gian rất dài để thử nghiệm và phát triển dựa trên sự chia sẻ tri thức - kinh nghiệm và phối hợp chặt chẽ cả về mặt chuyên môn giữa nha sỹ - chuyên viên labo phục hình - kỹ sư công nghệ, cũng như sự thỏa mãn của các khách hàng đầu cuối - bệnh nhân

CÔNG NGHỆ CAD/CAM NHA KHOA:

CÂU CHUYỆN QUÁ KHỨ VÀ HIỆN TẠI.

ThS Đào Ngọc Lâm †

† Bộ môn Kỹ thuật Phục hình răng, Khoa Răng Hàm Mặt,

Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh.

Tóm tắt:

Công nghệ CAD/CAM nha khoa đã đạt những thành tựu đáng kể, từng bước đáp ứng ngày càng nhiều các nhu cầu của ngành công nghiệp nha khoa theo cả chiều sâu và chiều rộng, cả về mặt lâm sàng và labo phục hình nha khoa nói chung, hay phục hình răng hàm mặt nói riêng Tuy nhiên, những thành quả trên đã phải trải qua một quãng thời gian rất dài để thử nghiệm và phát triển dựa trên sự chia sẻ tri thức - kinh nghiệm và phối hợp chặt chẽ cả về mặt chuyên môn giữa nha sỹ - chuyên viên labo phục hình - kỹ sư công nghệ, cũng như sự thỏa mãn của các khách hàng đầu cuối - bệnh nhân Lịch sử đã qua chính là nền tảng của những thành tựu thực tại và cơ sở để chúng ta mơ ước tới tương lai Việc ghi nhận lịch sử phát triển của công nghệ CAD/CAM nha khoa thế giới sẽ giúp chúng ta có những cái nhìn tổng quát về tầm ảnh hưởng của cuộc cách mạng kỹ thuật số trong nha khoa gần đây.

DENTAL CAD/CAM TECHNOLOGY CAD / CAM:

A STORY OF PAST AND PRESENT.

MSc.MEE Dao Ngoc Lam †

† Department of Dental Technology, Faculty of Odonto-Stomatology,

University of Medicine and Pharmacy in Ho Chi Minh City.

Abstract:

By the time, dental CAD/CAM technology achieved the significant and reliable success, which is adapting more in depth and more in variety of dental industry demands, for both clinical professionals and dental laboratory experts, or odonto-stomatology restoration technology in general Obviously, those positive results had experienced by a lot of developing test and improvement, seeded and cuti- vated by not only the close and mutual collaboration of dental professionals, dental laboratory experts and engineering experts, but also the adaption feedback from the end-users, known as our patients The past is not only the foundation of the current achievements, but also the way to the future dream This general timeline panorama of the dental CAD/CAM technology development of global dentistry shows

up an overview the impact of dental digital revolution in these recent days.

TỔNG QUAN

Công nghệ CAD/CAM thường được nhắc đến

trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, cả

ngành công nghiệp nha khoa nói riêng, hay trong

ngành công nghiệp y khoa nói chung Tùy theo

nhu cầu thực tế của mỗi ngành ứng dụng cụ thể,

dù có cùng nguyên lý chung, giải pháp công nghệ

CAD/CAM cho mỗi ngành sẽ có những đặc thù

riêng của ngành, hình thành nên một nhánh phát

triển riêng biệt Tương tự, công nghệ CAD/CAMtrong nha khoa cũng có những đặc thù riêng, tạothành một nhánh phát triển riêng rẽ được gọi là

“công nghệ CAD/CAM nha khoa”

(Dental-CAD/CAM technology), là một phần của “công

nghệ CAD/CAM ”, hay “công nghệ CAD/CAM

công nghiệp” nói riêng Vậy CAD/CAM là gì? Theo định nghĩa về kỹ thuật công nghiệp, CAD

và CAM là hai thuật ngữ riêng biệt mô tả cho hai

tác vụ khác nhau được hỗ trợ bởi máy tính, gồm:

CAD = Computer Aided Design, thuật ngữ về

thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính

CAM = Computer Aided Manufacturing, thuật

ngữ về lập kế hoạch gia công có sự hỗ trợ của

máy tính

Tuy nhiên, trên thực tế người ta thường gộp

chung hai thuật ngữ này lại thành “CAD/CAM”

để mô tả một quá trình từ thiết kế đến lập kế

hoạch sản xuất có sự hỗ trợ máy tính trong sản

xuất hiện đại, nhấn mạnh sự chuyển đổi từ mặt ý

tưởng thiết kế đến kế hoạch gia công hoàn thiện

một sản phẩm cụ thể Điều đó đồng nghĩa một

công nghệ sản xuất hoàn chỉnh có sự hỗ trợ của

máy tính sẽ không chỉ gồm CAD và CAM, mà

còn phải có thêm ít nhất phần thiết bị gia công

đầu cuối, cũng được điều khiển bằng máy tính,

thường được gọi với thuật ngữ là “CNC”

(Com-puterized numerical control) Các máy gia công

đầu cuối, hay dây chuyền thiết bị sản xuất nói

chung, được điều khiển bằng kỹ thuật số và máy

tính, đều được gọi chung là “máy CNC” Nói

cách khác, một máy gia công cắt gọt (tiện, phay,

mài, khoan, cắt laser, v.v ), hay một máy tạo mẫu

nhanh (hay máy in lập thể (3D pritnter/ Rapid

prototyper)), hay một máy hàn, hay một cánh tay

robot (robotic activator), v.v , nếu được điều

khiển bằng kỹ thuật số và máy tính, đều được gọi

là máy CNC Vậy một hệ thống sản xuất có sự hỗ

trợ máy tính sẽ tối thiểu gồm ba phần: (1) CAD,

(2) CAM và (3) CNC, do đó người ta thường

cùng thuật ngữ mô tả đầy đủ là “công nghệ

CAD/CAM/CNC ”, hay còn được gọi tắt là “công

Manufacturing System) Trong nha khoa, chúng

CAD/CAM/CNC nha khoa” và “hệ thống

CIMS nha khoa” Một hệ thống CIMS bao gồm

cả quản lý điện tử cho toàn bộ hệ thống sản xuất,

từ nhập, phân phối, theo dõi, kiểm tra/đảm bảo

chất lượng, đóng gói sản phẩm, cho đến quản lý

cả hệ thống tồn kho nguyên - nhiên - vật liệu,

quản lý kế hoạch bảo trì - sửa chữa, v.v

Một trong những điểm cần lưu ý, bản chất của

công nghệ CAD/CAM/CNC trong nha khoa

chính là giải pháp chế tạo ra các phục hình răng

-hàm - mặt bằng “chuỗi công cụ hỗ trợ” CAx có

sự hỗ trợ của máy tính, nói cách khác, kết quả sau

cùng phụ thuộc vào kinh nghiệm và kỹ năng củangười sử dụng công cụ Chúng ta sẽ đánh giá

“mức độ thông minh” hay “mức hỗ trợ”của chuỗi

công cụ này, qua định nghĩa CAx (Computer Axx

X/ một tác vụ (ví dụ như: thiết kế, lập kế hoạchsản xuất, quản lý, bảo tri - sửa chữa, v.v )) Theo

giai đoạn, từ “Axx” trong các thuật ngữ trên được

tái định nghĩa theo mức độ tăng dần về “mức độthông minh” hay “mức hỗ trợ” theo cùng sự pháttriển của khoa học - công nghệ và nhu cầu thực

tế, như sau: “Aimed” (1950 - 1978), “Aided”

(1978 - 1999), “Assisted” (1980 - nay), hay khái niệm mới “AI” (Artificial Intelligent ) (trong tương lai) Mặt khác, thuật ngữ CAx cho thấy hệ

thống CIMS sẽ trở nên đa dạng và linh hoạt hơnrất nhiều về khả năng “(tự) tích hợp” ((self)-inte-grated ability)), dựa trên nền tảng công nghệxuyên suốt toàn bộ hệ thống - tổ hợp dữ liệu “có

thể kỹ thuật số hóa được” (Digitalized-able

Dataset Integration = DaDI).

Về mặt lý thuyết trong công nghiệp nha khoa nói

riêng, “CAD” là thuật ngữ chỉ toàn bộ mọi tác vụ

liên quan về thiết kế, thường gồm các tác vụchính sau, như: mô hình hóa (modelling), tối ưuhóa thiết kế (optimization), thiết lập hồ sơ thiết kế(design documentation), xuất bản vẽ điện tử

(electroning design export) Trong đó, “mô hình

hóa” thường được hiểu là dựng mô hình hình học

2D hay 3D, trong một số trường hợp còn được

gọi là CAGD (Computer Assisted Graphic

Drafting (2D)/ Computer Assisted Graphic Design (2D/3D)”; “tối ưu hóa thiết kế” thường

được hiểu là các công cụ tính toán (calculation),

mô phỏng vật lý (physic simulation) và mô phỏnghoạt động (operation/assembly simulation) để cảithiện và tăng chất lượng thiết kế, còn được gọi

chung là CAE (Computer Assisted Enginering);

“thiết lập hồ sơ thiết kế” được hiểu là các chức

năng lập các hổ sơ quản lý thiết kế điện tử phục

vụ cho công tác trao đổi phản hồi về bản thiết kế;

“xuất bản vẽ điện tử” là tác vụ cuối cùng trong

quy trình thiết kế, chuyển đổi các dữ liệu thiết kếthành định dạng tương thích để chia sẻ (*.cs (Pro-cera Design/ Nobel Pharma), *.cdt, *.sdt (CER-EC3D/Sirona GmbH), *.art (CERCONArt/Degu-dent GmbH), *.dcm (3Shape Design/3ShapeAG), *.ddz (DentCAD/Delcam PLC), v.v ), hayđịnh dạng có cấu trúc thích hợp để lập kế hoạch

gia công (dạng chuẩn công nghiệp thông dụng,

như: stl, iges, asc, obj, stp, v.v ) Thuật ngữ

“CAM” lại chỉ toàn bộ các tác vụ liên quan đến

lập kế hoạch gia công, thường gồm các tác vụ

chính sau, như: khai báo ban đầu (initial

config-uration), bố trí mẫu gia công (nesting và pinning),

thiết lập chế độ gia công (manufacturing strategy

setup), tạo đường gia công (manufacturing path

generation) và xuất đường chạy dao (NC codes

export) Trong đó, “khai báo ban đầu” thường

gồm các khai báo/ chọn lựa về thiết bị gia công

đầu cuối (máy phay 4/5 trục, máy tiện-phay 4/5

trục, máy tạo mẫu nhanh (DLP, FFF, SLA,

SLS/DMLS), máy bẻ cung môi, v.v ), loại phục

hình (sườn, mão, inlay/onlay, veneer, cầu,

abut-ment, v.v ), vật liệu cần gia công (sáp, PMMA,

PEEK, BioHPP, sứ glass, sứ alumina, sứ zirconia,

sứ lai, titanium, hợp kim Co-Cr, v.v ) và loại

phôi (tùy theo kích thước, có phôi dĩa (disc), phôi

thỏi (block), phôi premill (premill monoblock),

v.v ); “bố trí mẫu gia công” thường gồm các

tác vụ như: bố trí mẫu gia công trên phôi

(nest-ing), gắn pin định vị (pinn(nest-ing), gắn pin thiêu kết

(sintering pinning) và gắn khung định hình

(stabi-lizer adding); “thiết lập chế độ gia công” gồm

các tác vụ như: chọn chế độ (chiến thuật) gia

công cắt gọt/ in lập thể) và chọn chất lượng gia

công đầu ra (draft/ fast/ normal/ detailed); tạo

đường gia công thường gồm các tác vụ, như: tính

toán đường gia công tương đối giữa phôi/ bàn

máy so với dao cụ (máy cắt gọt)/ đầu phun (máy

in lập thể), kiểm tra mô phỏng và hiệu chỉnh/ tối

ưu hóa đường gia công; xuất đường chạy dao là

công đoạn cuối cùng nhằm chuyển đổi các đượng

chạy dao thành các câu lệnh mã hóa dưới dạng

file NC, tùy theo hệ ngôn ngữ của bộ điều khiển

máy gia công (ví dụ như G-codes, IJK codes,

v.v ) Cuối cùng, thuật ngữ “CNC” là thuật ngữ

nói về các máy gia công đầu cuối tạo ra sản phẩm

sau cùng - phục hình răng hàm mặt - được điều

khiển bằng máy tính, liên quan đến tất cả các vấn

đề giao tiếp giữa CAM và CNC, hay tất cả các

vấn đề liên quan đến máy gia công nói chung,

như: dao cụ, vật liệu, phôi, đồ gá, dung dịch tưới

nguội, chế độ cắt v.v

CAD/CAM/CNC nha khoa chính là một tổ hợp

giải pháp được đúc kết bởi nha sỹ, chuyên gia

labo phục hình và kỹ sư công nghệ (công nghệthông tin, cơ khí, cơ điện tử, vật liệu, v.v ), vậy

CAD/CAM/CNC nha khoa cần phải chuẩn bị chomình những hàng trang gì, những kỹ năng gì,những yêu cầu gì và có những mong đợi gì đốivới công nghệ này? Hãy cùng theo dõi điều đótheo dòng thời gian từ quá khứ đến nay và nhữngphát triển của công nghệ này trước những tươngtác của công nghệp nha khoa

LƯỢC SỬ HAY “CÂU CHUYỆN CỦA QUÁ KHỨ ”

Khi nói đến công nghệ CAD/CAM/CNC, chúng

ta liên tưởng dễ dàng sự phát triển của công nghệnày sẽ đi kèm theo sự phát triển của máy tính,điều khiển tự động kỹ thuật số và công nghệthông tin Công nghệ CAD/CAM/CNC nha khoakhởi nguồn, kế thừa và phát huy một cách cóchọn lọc và chính chắn các kinh nghiệm, thànhtựu, thất bại, cơ hội và cả những khó khăn tháchthức tương lai của “người đi trước” công nghệCAD/CAM/CNC công nghiệp về các vấn đề

“đồng dạng” Ngược dòng lịch sử, câu chuyện vềmột hệ thống chế tạo trên máy tính trong nhakhoa sẽ diễn ra như thế nào?

Như đã biết máy tính đã được phát triển từ những

mô hình phức tạp và khổng lồ theo đúng nghĩađen của nó từ thập niên 1940 cho mục đích chủyếu là tính toán đại số, ký hiệu và một vài ứngdụng liên quan đến vector.Từ năm 1949 đến năm

1952, một số phát kiến ra đời đã làm thay đổidiện mạo và ứng dụng của máy tính “khủng”đương thời, như: động cơ servo điều khiển xung(1949), máy tính kỹ thuật số tự chuyển đồng dạng

để tính toán các vật thể dựa trên các vector thuđược trên radar (1951) và quy trình mô hình hóađơn giản một hình dạng hình học trên công cụ vẽ

kỹ thuật số ra đời (1952) Douglas T Ross, ngườiđưa ra thuật ngữ “CAD”, đã đưa ra một hướngphá triển mới cho ứng dụng máy tính dựa trên sựtương tác trên màn hình hiển thị của máy tínhđiều khiển radar, đó là ứng dụng về đồ họa Hàngloạt chuyên gia thiết kế đã bắt đầu phát triển hàngloạt các ứng dụng đồ họa xây dựng trên tín hiệumạch logic điện tử Trải qua hàng loạt thất bại vànhững khó khăn về công nghệ, ứng dụng đồ họatrên máy tính đã có những thành quả đầu tiên

trong việc thiết kế các bản vẽ hình học đơn giản

dựa trên thiết bị vẽ kỹ thuật số SketchPAD, do

MIT phát triển dựa trên thư viện các hàm toán mô

phỏng Đến giữa thập niên 1960, giải pháp này

mới được triển khai rộng rãi trong các dự án quốc

phòng và các ngành công nghiệp nặng trọng

điểm, như công nghiệp hàng không - vũ trụ (Tập

đoàn Lockheed, Hoa Kỳ), công nghiệp ô tô

(Chrysler Daimler, Hoa Kỳ và Mercedes, Đức),

công nghiệp nặng, công nghiệp điện tử cần thiết

kế các mặt cong lập thể Hàng loạt các nghiên

cứu tự phát của nhiều nhóm nghiên cứu về các kỹ

thuật lập trình NC và phân tích thiết kế, thuộc các

tâp đoàn được triển khai và rất lâu sau này mới

được công bố, và các nghiên cứu này được hỗ trợ

rất nhiều bởi hàng loạt các nghiên cứu về các

đường cong đa bậc, được khởi xướng từ thập niên

bởi Robert Issac Newton (Rhode Island, Hoa Kỳ),

đến thập niên 1950 có các nghiên cứu của Pierre

Bézier và Paul de Casteljau (Hãng Citroen,

Pháp), Steven Anson Coons (MIT và Hãng Ford,

Hoa Kỳ), James Ferguson (Hãng Boeing, Hoa

Kỳ), Carl de Boor (Hãng General Motors, Hoa

Kỳ) , đến thập niên 1960 có các nghiên cứu của

Birkhoff và Garibedian (Hãng General Motors,

Hoa Kỳ) và đến thập niên 1970 có các nghiên cứu

của W Gordon (Hãng General Motors, Hoa Kỳ)

và R.Riesenfeld Tuy nhiên, bằng sáng chế về hệ

thống CAD/CAM 3D được ghi nhận cho Pierre

Bezier (lúc này đã làm việc cho Hãng Renault,

Pháp), sau khi công bố các nghiên cứu về bề mặt

đồng nhất UNISURF (1966 - 1968), giúp công

tác thiết kế đồ họa trên máy tính các mặt cong

trong ngành công nghiệp ô tô trở nên dễ dàng

hơn Tuy nhiên, SketchPAD do Ivan Sutherland

(MIT, Hoa Kỳ) mới chính là phát minh mấu chốt

để tăng tính tương tác giữa nhà thiết kế với máy

tính thông qua bút vẽ quang học một cách trực

tiếp, được xem là phương thức tương tác người

dùng đầu tiên cho giải pháp CAD/CAM Nghiên

cứu về công nghệ CAD/CAM/CNC đã chính thức

được nghiên cứu và quan tâm ở nhiều quốc gia

khác nhau, cả ở châu Mỹ, châu Âu (Pháp, Anh,

Đức, Ý, v.v ) và châu Á (Nhật Bản)

Những phiên bản đầu tiên của giải pháp

CAD/CAM/CNC đầu tiên chỉ được thương mại

hóa cho và phát triển riêng bởi các tập đoàn và

công ty lớn trong ngành công nghiệp ô tô, hàng

không và điện tử lớn, bởi họ có đủ khả năng tàichánh để đầu tư hệ thống máy tính có cấu hìnhcao thích hợp, như: Hãng General Motors (HoaKỳ), Hãng IBM (Hoa Kỳ), Tập đoàn Lockheed(Hoa Kỳ) và Hãng Renault (Pháp)

Cho đến giữa thập niên 1970, một số giải phápphần mềm CAD phổ thông được xây dựng chonhiều mục đích và thương mại hóa rộng rãi mớiđược phát triển và phổ biến, như: ADAM(TS.P.J.Hanratty, 1971), Unigraphics (McDonnellDouglas), CADDS (Computervision), v.v , bởi

sự ra đời của máy tính cá nhân, giúp việc sử dụng

và đầu tư máy tính các nhân trở nên dễ dàng hơntrong cã hội Trong thập niên 1980, hàng loạt giảipháp về phần mềm CAD lập thể (3D CAD soft-ware) ra đời đã đánh dấu một bước phát triển mớitrong lịch sử CAD/CAM/CNC

“Câu chuyện của Francois Duret” hay “Câu

chuyện về cách mạng Pháp”

Hình GS.TS.BS Francois Duret (Pháp) [1].

Nhận thấy được tầm ứng dụng của công nghệCAD/CAM/CNC trong công nghiệp và sự pháttriển của máy tính cá nhân có thể đáp ứng được

nhu cầu trong nha khoa, năm 1971, BS Francois

Duret (Khoa Y - Nha, Đại học Paris, Pháp), đã

tiến hành nghiên cứu thiết bị lấu dấu quang học

và đưa ra ý tưởng ứng dụng công nghệ

CAD/CAM/CNC trong nha khoa trong luận văn

nghiên cứu sinh tiến sỹ của mình (1973), và đăng

ký bản quyền về phương pháp thu thập dữ liệu

lập thể bằng phương pháp quang học không tiếp

xúc (đăng ký năm 1978, tại Pháp) Do đó, ông

được xem là “cha đẻ của công nghệ

CAD/CAM/CNC nha khoa” Nghiên cứu của

ông đã đặt nền móng mới cho kỹ thuật lất dấu kỹ

thuật số khác với kỹ thuật lấy dấu tiếp xúc của hệ

thống CAD/CAM Procera (Nobel BioCare, Thụy

Điển) và hệ thống CAD/CAM Incise (Renishaw,

Anh) Tuy nhiên, hướng tiếp cận của TS F.Duret

lúc bấy giờ là hướng cận công nghiệp, dùng giải

pháp công nghiệp để đáp ứng bài toán phục hình

kỹ thuật số trong nha khoa và ông chỉ thực hiện

được các phục hình đơn lẻ, như: sườn, mão,

in-lay, onin-lay, veneer, v.v Nghiên cứu của ông sau

đó được các BS John Young và BS Bruce

Altschuler (Hoa Kỳ) tiếp tục nghiên cứu và triển

khai về kỹ thuật mapping bề mặt phức hợp bằng

quang học (1977) Năm 1984, TS F Duret đã

phát triển giải pháp CAD/CAM/CNC Duret

(1984) dùng gia công sườn và mão phục hình

đơn Ban đầu, TS F.Duret hợp tác và phát triển

giải pháp của mình với Hennson International

Company (Vienne, Pháp), do đó còn có một tên

gọi khác là hệ thống CAD/CAM nha khoa

Hennson Hennson International Compnay

(Vi-enne, Pháp) sau đó được SOPHA Bioconcept Inc

(Los Angeles, CA, Hoa Kỳ) mau lại và sát nhập

vào hệ thống

Hình Hệ thống CAD/CAM Hennson (tại phòng

thí nghiệm của GS Francois Duret, Paris)

Hệ thống này nhanh chóng được SOPHA cept Inc (Los Angeles, CA, Hoa Kỳ), thương mại

Biocon-hóa dưới tên gọi là hệ thống CAD/CAM nha

khoa SOPHA Bioconcept Máy đầu tiên được

lắp đặt tại Paris, Pháp Tuy nhiên, Giải pháp nàynhanh chóng bị thất bại trên thị trường vì giáthành cao, vận hành phức tạp và cần có một trình

độ về chuyên môn của khối kỹ thuật khá cao.Năm 1993, SOPHA Bioconcept Inc.chính thứcrời khỏi thị trường CAD/CAM nha khoa thế giới

Ý tưởng của F Duret đã mở ra một kỷ nguyênmới về nha khoa kỹ thuật số cho cả lâm sàng vàlabo phục hình răng trong lãnh vực nha khoaphục hình “Câu chuyện thành công” của ôngcũng chính là tiền đề cho sự phát triển của côngnghệ CAD/CAM nha khoa in-lab (công nghệCAD/CAM nha khoa trong labo phục hình răng),hay còn được gọi là giải pháp công nghiệp quy

mô nhỏ, hay còn gọi là các giải phápCAD/CAM/CNC nha khoa “mở” sau này, đồngthời cũng là niềm cảm hứng cho các sáng chế liênquan đến thiết bị lấy dấu kỹ thuật số trong miệngsau này

“Câu chuyện của hệ thống CAD/CAM dành cho

nha sỹ” hay “Câu chuyện Thụy Sỹ”

Hình GS.TS.BS Werner H Mörmann và TS.

Marco Bradestini bên cạnh máy CEREC 1,còn được gọi là hệ thống CITRIN(tại Đại học Zurich, Thụy Sỹ)

Năm 1980, tại Trường Y - Nha, đại học Zürich

(Thụy Sỹ), GS.TS.BS Werner H Mörmann đã

đưa ra ý tưởng xây dựng một hệ thống

CAD/CAM nha khoa nhỏ gọn, đặt ngay tại phòng

khám, giúp giảm thiểu tối đa thời gian hẹn của

bệnh nhân trong những trường hợp cần phục hình

cố định đơn lẻ, thuật ngữ “dental chair-side

CAD/CAM system” (hệ thống CAD/CAM nha

khoa tại ghế) được ra đời, đánh dấu một nhành

phát triển riêng theo nhu cầu của nha sỹ - bệnh

nhân của công ghệ CAD/CAM/CNC nha khoa

Ông phối hợp với nghiên cứu sinh Marco

Bra-destini, Trường Công nghệ thông tin, Đại học

Zürich (Thụy Sỹ) cùng nhau nghiên cứu và triển

khai ý tưởng này, với giải pháp sử dụng thiết bị

lấy dấu quang học không tiếp xúc (do TS

F.Dur-et đề xuất 1973) kết hợp phần mềm và một máy

gia công phay 3,5 trục nhỏ gọn, có chế độ cắt ướt

trên vật liệu sứ thủy tinh thiêu kết sẵn, dễ dàng

đặt trong phòng khám, ngay tại ghế nha Do đó,

GS.TS.BS Werner H Mörmann và TS Marco

Bradestini đồng được xem như là “cha đẻ của

hệ thống CAD/CAM nha khoa chair-side” Sản

phẩm đầu tay của họ phát triển có tên là CITRIN

system, do có màu vàng chanh Từ năm 1984 trở

đi, hệ thống CAD/CAM này tiến hành thử

nghiệm hàng loạt các thí nghiệm lâm sàng với

các dòng vật liệu sứ thiêu kết sẵn chuyên dụng

trong nha khoa, khởi đầu bởi các mốc thời gian

sau: thử nghiệm phôi sứ VITA Mark I (1984),

gắn phục hình sứ VITA Mark 1 đầu tiên được gia

công bằng hệ thống CITRIN trên lâm sàng trên

miệng bệnh nhân (1985) Sự thành công sau đó

về mặt lâm sàng của CITRIN, đã đánh dấu một

cơ hội mới cho công nghệ này Năm 1987, Hãng

Siemens (Đức) mua lại phát minh của

W.H.Mörmann và M.Bradestini, thương mại hóa

với tên gọi là hệ thống CAD/CAM nha khoa

CEREC1, chỉ gia công sườn, xây dựng trên hệ

điều hành riêng của máy Đây là hệ thống

CAD/CAM/CNC nha khoa được phát triển trong

giai đoạn đầu còn tiếp tục phát triển cho đến ngày

nay Hệ thống CAD/CAM nha khoa CEREC tiếp

tục được phát triển không ngừng với các phiên

bản CEREC2 (1994), phát triển từ hệ thống

CER-EC1, có bổ sung thêm tính năng thiết kế và gia

công inlay, onlay, veneer và mão; phiên bản

CEREC3 (2000) chuyển sang cài đặt trên hệ điều

hành Windows, phần mềm nâng cấp lên phiên

bản CEREC3D (2003) Từ năm 1997, Hãng

Siro-na GmbH (Đức) mua lại Siemens AG Dental và

trở thành nhà sản xuất hệ thống CAD/CAM nhakhoa CEREC cho đến nay Đến năm 2007, Siro-

na giới thiệu hệ thống CAD/CAM nha khoa 4trục dùng trong labo phục hình được gọi là hệ

thống CAD/CAM nha khoa CEREC in-Lab

MCXL, sử dụng thiết bị lấy dấu kỹ thuật số iTero

theo công nghệ chụp hình (photometry), đến

2009, thiết bị lấy dấu kỹ thuật số trong miệngchuyển sang công nghệ CEREC BlueCAM, dùngbước sóng xanh ngắn

Hình Các thế hệ hệ thống CEREC (từ trái qua

phải): mẫu CITRIN, CEREC 1,CEREC 2 và CEREC 3(nguồn http://machadomiranda.com.br)

Năm 2010, áp dụng nghiên cứu đa ngành của cácnhóm nghiên cứu của GS.TS Albert Mehl (Đạihọc Zürich, Thụy Sỹ) và nhóm nghiên cứu GSVolke Blanz (Đại học Siegen), họ đưa tra chứcnăng tái tạo khớp cắn sinh học thực Biogenericcho phiên bản CAD Phần mềm CAD của CER-

EC năng cấp lên phiên bản 4.0 vào 2011, cùnglúc giới thiệu thế hệ thiết bị lấy dấu kỹ thuật sốtrong miệng đầu tiên không sử dụng bột, CERECOmniCAM (2012) Đến năm 2015, hệ thốngCEREC và Hãng Sirona chính thức bước vào thịtrường của Hệ thống CAD/CAM/CNC nha khoadành cho labo với dòng máy phay 5 trục,cắt phôidĩa chuẩn đường kính 98,5mm, với tên gọi CER-

EC MCX5 Dựa trên sự phát triển của phát minhgiai đoạn đầu tiên của cả GS.TS F Duret vàGS.TS W H Mörmann, một số hãng khác cũngđưa ra các giải pháp riêng của mình trong nhánhgiải pháp CAD/CAM/CNC nha khoa chair-side,như hệ thống LAVA C.O.S (3M Espe, Hoa Kỳ),

Hệ thống E4D (D4D Technology, Hoa Kỳ), sau

này được mua lại bởi Tập đoàn Henry Schein

(Hoa Kỳ) và khá nhiều ý tưởng cho giải pháp tích

hợp cho bài toán chair-side của nhiều giải pháp

có sẵn khác, như của thiết bị lấy dấu kỹ thuật số

trong miệng của 3Shape AG (Đan Mạch), Dental

Wings (Canada), Carestream (Hoa Kỳ),

Densys3D (Israel), IoDIS (Hoa Kỳ), Condor

(Pháp), v.v

“Câu chuyện sản xuất công nghiệp” hay “Câu

chuyện của thần Thor và các Titan”

Hình GS.TS Matts Anderson - cha đẻ của hệ

thống Procera của Nobel BioCare, hiện đang là

CEO và CTO của Ortoma AB (Thụy Điển)

(nguồn:

http://www.ortoma.com/about-orto-ma/board-and-management/)

Năm 1987, GS.TS, Matts Anderson (Thụy

Điển), cha đẻ của hệ thống CAD/CAM/CNC nha

khoa của Hãng Nobel Pharma), sử dụng công

nghệ lấy dấu kỹ thuật số tiếp xúc, phần mềm thiết

kế và gia công các phục hình sứ dựa trên kỹ thuật

gia công đai và gia công sườn phục hình bằng

alumina, đồng thời sử dụng công nghệ gia công

bằng tia lửa điện (EDM = Electrical Discharge

Machining), trong gia công vật liệu hợp kim

không quy nói chung (NPM = Non Precious

Metals) và hợp kim titanium và thiết lập một quy

trình công nghệ khép kín để xử lý tất các dòng

sản phẩm phục hình từ sứ đến phục hình trên

im-plant Dựa trên ý tưởng của về tự động hóa và

ro-bot hóa, được gợi ý trong CAD/CAM/CNC côngnghiệp từ 1957, GS Matts Anderson quyết địnhxây dựng hệ thống sản xuất hoàn toàn hiện đại vàkhép kín, có quy mô sản xuất công nghiệp đầutiên trong nha khoa bắt đầu từ năm 1982 Năm

1993, với sự hậu thuẫn về tài chánh của hãng bel BioCare, giải pháp về trung tâm gia côngCAD/CAM/CNC nha khoa Procera đầu tiên rađời, được phát triển đầu tiên ở Thụy Điển, sau đótại Nhật Bản Giải pháp tiếp nhận đơn hàng haymẫu hàm điện tử thông qua dữ liệu lấy dấu kỹthuật số từ các trung tâm tiếp nhận hay trực tiếp

No-từ khách hàng - trung tâm nha khoa chuyển quamạng, các đơn hàng này sẽ được thiết kế và giacông theo giải pháp sản xuất khép kín tại cáctrung tâm gia công CAD/CAM/CNC của NobelBioCare, hệ thống CAD/CAM được sử dụng cótên là hệ thống Procera, điển hình cho một hệthống CAD/CAM nha khoa đóng điển hình,tương tự như hệ thống CAD/CAM nha khoaCEREC (Sirona).giai đoạn đầu

Hình Máy quét tiếp xúc (CPS) Piccolo® và

Forte® của Nobel BioCare (được OEM

bởi Renishaw , Vương quốc Anh) [1]

Ý tưởng của GS M.Anderson chính là cầu nối

CAD/CAM/CNC chuyên nghiệp có quy mô lớntrên toàn thế giới, trong nhiều mảng khác nhau,

có thể trong lãnh vực phục hình sứ nha khoa(Diaderm Milling Center, Glidewell Milling cen-ter, v.v ), phục hình trên implant (AstraTech/Atlantis Milling Center, ), khí cụ chỉnh nha (Invi-salign Manufacturing Center (Mexico), ElignerManufacturing Center (Thụy Sỹ), ClearlingnerManufacturing Center, v.v ) khó cụ bảo vệ nha

khoa (OPRO Manufacturing Center (Hà Lan)),

v.v tham khảo và áp dụng thành công Đồng

thời, ý tưởng về quản lý điện tử trong labo phục

hình răng chuyên nghiệp có ứng dụng công nghệ

CAD/CAM/CNC nha khoa có quy mô nhỏ và vừa

cũng được mô hình do GS M Anderson thuyết

phục về tính hiệu quả thực tiễn Do đó, chúng tá

có thể coi GS Matts Anderson là “cha đẻ của ý

tưởng gia công CAD/CAM/CNC nha khoa tập

trung có quy mô sản xuất lớn, có tính công

nghiệp, tự động hóa và chuyên nghiệp cao”

Dù quy mô ứng dụng của bạn về công nghệ

CAD/CAM/CNC nha khoa lớn, vừa hay nhỏ,

chúng vẫn có chung một nguyên lý vận hành,

nguyên lý quản lý, cách thức trao đổi thông tin và

cả những yêu cầu về con người Bài toán quy mô

có thể được xử lý thông các module tác vụ cụ thể

có thể nhân rộng dựa trên hệ thống tiêu chuẩn

ngành chuyên biệt, con người vận hành trong hệ

thống bắt buộc phải được đào tạo - huấn luyện

chuyên sâu về cả chuyên môn và kỷ luật Ranh

giới giữa chuyên gia labo phục hình với chuyên

gia quản lý sản xuất và chuyên gia công nghệ

trong môi trường CAD/CAM nha khoa hiện đại

đã trở nên mờ nhạt, dù quy trình công việc đã

được phân công công việc một cách cụ thể và

chuyên nghiệp hơn, mỗi khâu được thực hiện bởi

một nhân viên chuyên trách có kiến thức tổng

hợp

“Những câu truyện còn dang dở” hay “Những

huyền thoại bị lãng quên ”

Đi kèm theo các câu chuyện về sự thành công

luôn là hàng loạt những câu chuyện nói về thất

CAD/CAM/CNC nha khoa cũng ghi nhận không

ít những câu chuyện thất bại này Thất bại có thể

do sai lầm về chuyên môn, hay thất bại do thiếu

sự hỗ trợ, hay thất bại do không đáp ứng được

mong muốn của khách hàng, hay thất bại do đề ra

mục tiêu quá xa và quá cao với mặt bằng năng

lực thực tại Chúng ta lần lượt sẽ điểm qua một số

câu chuyện điển hình trong giai đoạn khởi đầu

của sự phát triển công nghệ CAD/CAM/CNC nha

khoa

Năm 1985, Đại học Berlin (Đông Đức cũ) đã xây

dựng một độ ngũ nghiên cứu trẻ đầy nhiệt huyết,

năng lực chuyên môn và hùng hậu, do Rohleder

và Kammer đứng đầu Họ đã nghiên cứu và phát

triển riêng một hệ thống CAD/CAM/CNC nha

khoa được đặt tên là hệ thống CAD/CAM nha

khoa DENS, hay còn được gọi là “hệ thống CAD/CAM nha khoa Đông Đức” Hệ thống mẫuđầu tiên được giới thiệu vào năm 1992, tại Triểnlãm nha khoa quốc tế (Cologne, Đức), có cấu trúcgồm: thiết bị lấy dấu kỹ thuật số không tiếp xúc,

có tốc độ nhanh nhất lúc bấy giờ, được cấu tạobởi một ma trận các máy chiếu nhỏ và hoạt độngvới nguồn tia laser có cấu trúc), dữ liệu thu đượcđược thiết kế trên một phần mềm thiết kế CAD tựphát triển, sau đó được gia công trên máy CNC.Tuy nhiên, không ai đoán được khối lượng thờigian thực sự họ đã bỏ ra để thực hiện và pháttriển nghiên cứu này để tạo ra mẫu hệ thống nàyđầu tiên này Nghiên cứu này tiếp tụ được pháttriển đến năm 1997, với nhiều hứa hẹn về mặtcông nghệ được cải thiện đáng kể, cuối cùng vẫnkhông thể thương mại hóa được tên thị trườ, do

đó hệ thống này cũng nhanh chóng bị rơi vàoquên lãng

Hình Nữ GS.TS Dianne Rekow (Hoa Kỳ),

người phát minh ra hệ thống CAD/CAM nhakhoa Minnesotta và Bego DentiCAD(nguồn: Henry-Schein)

Dựa trên kinh nghiệm đã phát triển trên hệ thống

CAD/CAM/CNC nha khoa tại Mỹ, TS Dianne

Rekow (Hoa Kỳ) đã nghiên cứu và xây dựng hệ

thống CAD/CAM nha khoa đầu tiên tại Mỹ sau

này, với tên gọi là hệ thống CAD/CAM nha

khoa Minnesotta, được khởi phát tại Đại học

Minnesotta (Hoa Kỳ) (năm 1995), nhưng chỉ

dừng trong phạm vi nghiên cứu Hãng Bego

(Đức) đã mời TS D.Rekow cùng tham gia phát

triển một hệ thống CAD/CAM/CNC nha khoa

mới, với nhiều tính năng tiềm năng, được xem là

vượt trội về mặt công nghệ vào lúc bấy giờ Năm

1986, hệ thống Bego DentiCAD ra đời, hay còn

gọi là hệ thống CAD/CAM Bego, được công bố

bởi nhà phát minh ra hệ thống này - TS

D.Re-kow Hệ thống được xây dựng bởi một thiết bị lấy

dấu kỹ thuật số sử dụng cảm biến tiếp xúc cơ

-điện do Hãng Bego sản xuất, kết hợp với phần

mềm thết kế DentiCAD, đượcphát triển bởi

Re-search Consortium Company (Đức), hoạt động

theo cơ chế bán tự động, tích hợp với hệ thống

dụng cụ đo được thiết kế và sản xuất bởi Server

Products Phần gia công của hệ thống được xây

dựng dựa trên nguyên lý cắt gọt bán tự động điều

khiển bằng khí nén và điện tử Dù đã trưng bày

một số mẫu phục hình thành phẩm được gia công

trên hệ thống này, như ng quy trình sản xuất hay

vận hành hệ thống vẫn chưa được công bố chính

thức Hệ thống này cũng nhanh chóng khép lại

trong quá khứ và không được nhắc tới do không

thể thương mại hóa được

Năm 1987, Tập đoàn Krupp, một trong những tập

đoàn công nghiệp hàng đầu của thế giới, đã giới

thiệu hệ thống CAD/CAM nha khoa Krupp, sử

dụng công nghệ EDM để gia công vật liệu kim

loại Hệ thống này được nghiên cứu và phát minh

bởi GS Korber (Đại học Turbingen, Đức), dùng

để gia công cắt gọt tạo hình bằng tia lửa điện cho

cả các hợp kim của titanium và các loại vật liệu

hợp kim không quý (NPM) dùng trong nha khoa,

do Công ty Krupp Dental (Tập đoàn Krupp,

Es-sen, Đức) cung cấp, như Dentitan và EndoCast

Hệ thống này được giới thiệu trong một số triển

lãm và hội nghị về nha khoa tại Âu châu, sau đó

được thương mại hóa bởi Tập đoàn Krupp Tuy

nhiên đối tượng khách hàng của sản phẩm này

khá giới hạn Độ chính xác gia công của hệ thống

này có thể đạt đến ±40 μm, tương đương với giải

pháp gia công EDM do GS Matts Anderson

(No-bel BioCare, Thụy Điển) phát triển cho hệ thống

Procera

Cũng trong cùng năm 1987, với sự cố vấn của

TS F Duret, Hennson International Company

đã phát triển hệ thống CAD/CAM/CNC nha khoa

để bàn đầu tiên, với tên gọi là hệ thốngCAD/CAM nha khoa BioCAD Station, gồm: mộtthiết bị lấy dấu quang học kỹ thuật số không tiếpxúc, kích thước để bàn, dùng công nghệ phân tíchhình ảnh các vân giao thoa Moire trên bề mặt củamẫu hàm bằng camera CCD (512x512), kết hợpvới phần mềm thiết kế CAD/CAM được phát

triển bởi công ty Matra Division, có tên thương

phẩm là Euclid CAD/CAM Software, dựa trên

mô hình lưới (mô hình khung dây) (wireframemodel) để thiết kế và tính toán đường chạy dao.Phần gia công được trang bị một máy pháy 4 trụcchuyên dùng cho gia công các chi tiết nhỏ, có tênthương phẩm là DMS 4x, và được phát triển đểgia công được các loại phục hình sau: mão đơn lẻ(cho cả vùng răng trước và vùng răng sau) (1987-1990), sườn sứ (1991), inlay (1992), phục hìnhcầu (1993), bổ sung thêm các tính năng vào trongphần mềm Euclid CAD/CAM Software, liên quanđến thiết kế khớp cắn, như: mô phỏng khớp cắntĩnh (1990) và mô phỏng khớp cắn động (1993)

Hệ thống này được phát triển song hành với hệthống SOPHA Bioconcept Hệ thống thương mạihóa được sáu hệ thống trước khi bị sát nhập vàsau đó rút lui khỏi thị trường cùng với SOPHABioconcept Inc vào năm 1993

Hình GS.TS Sadami Tsutsumi (Nhật Bản)

(nguồn: Đại học Kyoto, Nhật Bản)

Trong khoảng thời gian từ năm 1988 đến năm

1991, GS.TS Sadami Tsutsumi đã cộng tác với

nhiều trường Đại học trên thế giới để nghiên cứu

về công nghệ CAD/CAM/CNC nha khoa Ông đã

công bố nhiều công trình nghiên cứu có giá trị

trong vòng 3 năm này trên các tạp chí khoa học,

với ý tưởng sử dụng hệ thống camera kép để đọc

và đối chiếu các vân giao thoa của ánh sáng trắng

có cấu trục trên bề mặt của mẫu hàm thạch cao,

để đồng thời ghi nhận được hình của cả hai mặt

cùng lúc của mặt nhai và mặt bên, sau đó tái dựng

các dữ liệu điểm thu được thành các mặt Bezier

và đường cong B-spline tương ứng để đưa vào

trong phần mềm thiết kế Ông tự xây dựng ý

tưởng và lắp đặt thử một hệ thống, nghiên cứu

dựa trên nguyên lý ông đề ra và ý tưởng ban đầu

của GS F Duret Tuy nhiên, các kết quả nghiên

cứu của ông chỉ được đánh giá cao bởi các nhà

nghiên cứu chuyên môn sâu và cũng không thể

thương mại hóa được Hệ thống của ông xây

dựng, được gọi là hệ thống CAD/CAM nha

khoa CAMM-3, cũng bị rơi vào quên lãng Tuy

nhiên chúng ta có thể coi ông là “cha đẻ của ý

tưởng về camera kép đối ứng (twin camera

technology) và ánh sáng trắng có cấu trúc

trong lấy dấu quang học kỹ thuật số không

tiếp xúc”, đang được sử dụng khá phổ biến trong

công nghệ CAD/CAM/CNC nha khoa gần đây

Hình Từ trái qua phải: GS Sadami Tsutsumi,

GS Dianne Rekow, GS Werner H Moermann

và GS Francois Duret [2]

Năm 1991, BS Tacvor, Bs Zabordky và Bs.

Shafir đã cùng nhau thiết kế hệ thống

CAD/CAM nha khoa DCS - Titan, sử dụng hệ

thống lấy dấu kỹ thuật số tương tự hệ thống

CAD/CAM nha khoa SOPHA Bioconcept (của

GS F.Duret thiết kế) Hệ thống này được côngGim-Alldent (Varel, Đức) tiếp nhận và thươngmại hóa, giới thiệu lần đầu tiên tại Triển lãm nhakhoa Quốc tế IDS năm 1992 Hệ thống này đượcdùng để gia công các phục hình cầu nhiều đơn vị

để khắc phục một số nhược điểm của hệ thốngProcera trong gia đoạn đầu (chỉ gia công đượccầu ngắn)

Hình Máy quét tiếp xúc (CPS) DCS Titan

Digi-tizer (DCS Dental AG, Thụy Sỹ) [2]

Năm 1995, GS.D.Reckow một lần nữa nghiên cứu và một hệ thống mới, hệ thống CAD/CAM

nha khoa Minnesotta (tại Đại học Minnesotta,

Hoa Kỳ), được xem là một trong những hệ thốngCAD/CAM nha khoa đầu tiên tại Hoa Kỳ, pháttriển dựa trên ý tưởng sử dụng các giải pháp liênquan đến phần mềm CAD/CAM và máy gia côngcông nghiệp để gia công phục hình Về đặc điểmriêng, hệ thống này sử dụng công nghệ chụp hình(photogrametry) để lấy dấu kỹ thuật số, dựa trênmáy chụp hình công nghệ độ phân giải cao Tuynhiên, hệ thống này cũng chỉ được dùng trongphạm vi nghiên cứu

Kế thừa các ý tưởng của GS F Duret về hệ thồngSOPHA Bioconcept và ý tưởng về kỹ thuật lấydấu quang học kỹ thuật số không tiếp xúc của

GS Sadami Tsutsumi, GS Van der Zel đã phát minh ra hệ thống CAD/CAM nha khoa khoa

CICERO, được phát triển bởi công ty Elephant

Hoorn (Hà Lan), do ông làm Giám đốc Kỹ thuật

Hệ thống CICERO cũng đặt những dấu ấn riêngcho mình bởi các tính năng đặc biệt, như gia côngcùi, sau này được hệ thống Procera áp dụng Tuyđược thương mại hóa, hệ thống này chỉ thươngmại hóa được trong giới học thuật và cũng khôngđược thương mại hóa rộng rãi

Từ lịch sử phát triển của công nghệ

CAD/CAM/CNC nha khoa thế giới trong thế kỷ

trước, ta thấy được một dòng ký ức về những

nghiên cứu và phát triển đa phần mang tính tự

phát, chủ yếu chỉ phục vụ cho nhu cầu của phòng

khám và nha sỹ hay cho nhà sản xuất lớn, vẫn

chưa đáp ứng được nhu cầu thực sự cho labo kỹ

thuật phục hình răng cho đến đầu thế kỷ XXI

Câu chuyện cận đại kéo dài 15 năm kế tiếp của

thế kỷ XXI sẽ cho ta thấy được một sự phát triển

có tính định hướng và thỏa mãn nhu cầu của tất

cả các đối tượng tốt hơn, bao gồm cả nha sỹ,

chuyên gia labo và bệnh nhân

CÂU CHUYỆN CỦA 16 NĂM CẬN ĐẠI

(2000 - 2015)

Sự thành công của GS Matts Anderson về mô

hình trung tâm gia công CAD/CAM/CNC nha

khoa trong gần 10 năm về cả tính khả thi và lợi

nhuận, chính là động lực cơ bản để thúc đẩy các

ngành công nghiệp hỗ trợ và công nghiệp nha

khoa bắt đầu quan tâm đến một đối tượng đầy

tiềm năng đã bị bỏ quên khá lâu trong suốt 23

năm trong giai đoạn đầu của dòng phát triển này

(1978 - 2000) - labo phục hình răng và các

chuyên gia labo phục hình Lần đầu tiên sau hai

thập kỷ của thế kỷ trước, cả các nhà sản xuất sản

phẩm công nghiệp, các nhà sản xuất sản phẩm

nha khoa và các chuyên gia nha khoa, gồm cả bác

sỹ nha khoa, chuyên gia labo phục hình và cả các

nhà nghiên cứu công nghệ nha khoa, bắt đầu phân

tích và từng bước phát triển các dòng sản phẩm

dành riêng cho mảng ứng dụng trong phục hình

nha khoa kỹ thuật số nói riêng, cho đến nha khoa

kỹ thuật số nói chung, với hàng loạt các tính năng

mang tính hỗ trợ, xây dựng và tiên ích cho quy

trình phục hình kỹ thuật số Khởi đầu với sự phát

triển chủ yếu là cải thiện quy trình CAD/CAM

nha khoa đương thời, hệ thống CAD/CAM nha

khoa không ngừng được xây dựng, cải tiến và

phát triển cùng theo nhu cầu của bệnh nhân, bác

sỹ điều trị và chuyên gia/ kỹ thuật viên labo phục

hình, từ trang thiết bị (phần cứng), phần mềm,

quy trình thực hiện, vật liệu, dụng cụ, vật tư tiêu

hao, phương thức quản lý, trình độ kỹ năng

-kiến thức - thái độ của người vận hành, các tiêu

chuẩn riêng cho CAD/CAM nha khoa, v.v Một

số nhà sản xuất sản phẩm nha khoa lớn đã nhanh

chóng tiếp cận và tạo lập vị thế của mình trên

“trên vai những người khổng lồ” - các sản phẩm

công nghệ cao được module hóa theo chức năng

và được OEM (Origin Equipment Manufactured

- nhà sản xuất trang thiết bị gốc) từ các nhà sảnxuất công nghiệp uy tín và hàng đầu, tạo thànhnhững hệ thống CAD/CAM đóng có tính năngđược cải tiến và hướng nhiều hơn đến phần ứngdụng trong labo phục hình, trong giai đoạn từ

2001 đến 2005, sẽ được trình bày tuần tự như sau.Tập đoàn DENTSPLY (Hoa Kỳ) giới thiệu hệ

thống CAD/CAM nha khoa mang tên hệ thống

Cercon® từ 2001 và đã khéo léo tạo nên thương

hiệu cho dòng sản phẩm và các sản phẩm liênquan đến giải pháp Cercon Hệ thống Cerconđược DeguDENT GmbH (Đức) thiết kế và chếtạo, có cấu trúc gồm: 1 - máy quét LASER quanghọc CerconEye®, 2 - phần mềm thiết kế CADCerconArt®, 3 - phần mềm CAM (DentMILLđược OEM bởi DELCAM PLC (Vương quốcAnh)), 4.- máy phay CNC 4 trục CerconBrain®,được trang bị cả hai công nghệ: gia công CNC vàgia công chép mẫu, chỉ gia công được vật liệu sứzirconia chưa thiêu kết, và 5 - Lò thiêu kết sứ(nung sườn) CerconHEAT® (được OEM bởiMimh-Voght (Đức)) Tập đoàn DENTSPLY làmột trong những nhà tiên phong trong việc pháttriển và phổ biến dòng vật liệu phục hồi mới - sứzirconia lúc bấy giờ, tạo thêm một chọn lựa khác

về vật liệu sứ nha khoa ngoài các vật liệu sẵn có,các dòng sứ thủy tinh cổ điển, như sứ feldspar, sứalumina, sứ dilithium silicate, v.v , giúp tăng cơtính và tăng số đơn vị trên một cầu phục hình lênmột cách đáng kể, đánh dấu và mở đầu một tràolưu mới về phục hình sứ zirconia trong nha khoavẫn đang không ngừng được nghiên cứu, pháttriển và ứng dụng cho đến ngày nay

Một loạt các nhà sản xuất lớn khác về sản phẩmnha khoa cũng lần lượt giới thiệu các hệ thốngCAD/CAM nha khoa đóng của riêng mình Trongthập niên 2000, lần lượt các hệ thống CAD/CAMđóng tiêu biểu khác cũng tuần tự được giới thiệu

và thương mại hóa Kavo electronical work

GmbH (Đức) thương mại hóa hệ thống

CAD/CAM nha khoa Everest® (từ năm 2002

đến nay), đến các labo phục hình răng quy môtrung bình tại châu Âu, với cấu trúc được thiết kếgồm: 1 - máy quét quang học để bàn sử dụngcông nghệ quét bằng tia sáng trắng cấu trúc vàthu hình bằng camear CCD, được OEM bởi

Bruëckmann GmbH (Đức), mở đầu cho trào lưu

về máy quét quang học dùng ánh sáng trắng cấu

trúc trong nha khoa , 2 - phần mềm thiết kế CAD

Kavo® MultiCAD®, 3 - phần mềm CAM và

4.-máy phay CNC 4 trục được OEM bởi các nhà sản

xuất máy phay CNC công nghiệp hàng đầu, với

khả năng gia công được các vật liệu phục hình

như sứ thủy tinh, sứ zirconia và hợp kim titanium

gia công CAD/CAM nha khoa - hệ thống

CAD/CAM nha khoa LAVA® với nhiều chọn

lựa khác nhau, gia công được cả 3 loại vật liệu sứthủy tinh, sứ zirconia và hợp kim titanium CP(Grade 1-3), gồm: 1 - máy quét quang học trongmiệng LAVA® C.O.S (được OEM bởi Cadent(Hoa Kỳ)) và máy quét để bàn sử dụng ánh sángtrắng và camera CCD để bàn sử dụng công nghệquét bằng tia sáng trắng cấu trúc LAVA® Scan-ner (cũng được OEM bởi Brueckmann GmbH(Đức)), 2 - phần mềm thiết kế LAVA Design(được phát triển riêng), 3 - phần mềm CAMđược OEM bởi nhiều nhà cung cấp, như: Sum3D(Dental) (CIMSystem S.r.l., Ý), WorkNC (Den-tal) (Sescoi, Pháp), HyperMILL (OpenMIND,Đức), v.v , 4.- máy phay CNC 4/5 trục đượcOEM bởi các nhà sản xuất máy phay CNC côngnghiệp lớn (từ khoảng năm 2007 đến nay) Công

ty Hilt-Els GmbH (Đức) cũng không bỏ lỡ cơ hội

giới thiệu và thương mại hóa hệ thống

CAD/CAM nha khoa Hint-ELS® DentaCAD®

(2008 đến nay), cũng sử dụng công nghệ máyquét tương tự của hệ thống Everest, chỉ có thể giacông được các vật liệu sứ zirconia và hợp kim ti-tanium CP (Grade 1-2)

Hình Hệ thống Hint-Els DentaCAD (Hint-Els

GmbH, Đức) [1]

Ngoài ra, còn một số nhà sản xuất khác cũng

thương mại hóa các hệ thống CAD/CAM nha

khoa sử dụng máy quét quang học LASER tương

tự hệ thống Etkon-Cynovad, như hệ thống DCS

PreciDENT® (DCS Dental AG, sau này được

mua lại bởi Hãng Bien-Air, Thụy Sỹ), gồm máy

quét quang học DCSPreciSCAN® (từ năm 1997),

phần mềm CAD/CAM PreciSMART®, máy phay

CNC PreciMILL® (năm 2003)

Hình Hệ thống DCS PreciDENT®

(DCS Dental, Thụy Sỹ) [2]

Trong khi đó, hệ thống Etkon® - Cynovad®

(Etkon AG, Quebec, Canada) được giới thiệu rathị trường và được kết hợp với một số các thiết bị

hỗ trợ như máy in sáp Pro 50 WaxPro® và máy

so màu kỹ thuật số thời gian thực ShadeSCAN®của hãng Cynovad (Canada), tạo thành một tổhợp giải pháp khá lạ lúc bấy giờ (năm 2005), sau

đó Etkon AG và Cynovad được Hãng Straumannmua lại (2007), hệ thống CAD/CAM được tiếptục cải tiến và phát triển thành một phần của giảipháp cho trung tâm gia công CAD/CAM/CNC

của của riêng Straumann, với tên gọi là hệ thống

Straumann®CARES®, với phần mềm CAD

được chuyển sang sử dụng phần mềm CADDWOS (được OEM bởi Dental Wings, Canada)

từ 2012

Hình Hệ thống ShadeSCAN® (Cynovad,

Cananda) và trung tâm gia công CAD/CAM Etkon

-Straumann® CARES® (Straumann, Thụy Sỹ)

Bên cạnh đó, Laserdenta AG (Basel, Thụy Sỹ)

(sau này được biết đến là Laserdenta GmbH

(Ber-gheim, Đức), sau đó hợp tác với Hãng Dentium

(Hàn Quốc) tạo thành LASERDentium GmbH

(năm 2010) đến 2013 LASERDentium sát nhập

về lại với LaserDenta GmbH (Đức)), cũng giới

thiệu dòng máy quét quang học sử dụng tia

LA-SER 5 trục đầu tiên trên thế giới (năm 2004),

cùng với giải pháp CAD/CAM riêng của mình

hệ thống Laserdenta® (năm 2009), gồm: 1

-phần mềm CAD OpenCAD® (OEM bởi

Exo-CAD GmbH (Đức)), 2 - phần mềm CAM

Open-CAM® và máy phay CNC 4/5 trục OpenMILL®

400/500 (OEM bởi imes-iCORE (Đức) Cùng lúc

đó, châu Âu còn xuất hiện thêm các hệ thống

WolCERAM® (Mikrona GmbH, Đức) (năm

2008), hệ thống CELAY (), hệ thống

ZENO®Tec® (Wieland Dental & Technik

GmbH (Đức) (năm 2010), hệ thống Zfx Dental®

(Zfx GmbH (Đức) (Ý), được hãng Zimmer

Den-tal® mua lại (năm 2013), sau thuộc Tập đoàn

Zimmer BIOMET (năm 2015)), hệ thống

Cerasys (), hệ thống Arman Girrbach (Arman

Girrbach GmbH (Đức)), v.v

Tuy nhiên, phương Đông cũng có một sự chuyển

biến lớn, với “hạt mầm phát triển” được gieo bởi

GS Sadami Tsutsumi, nước Nhật đã trỗi dậy

thành một trong những trung tâm nghiên cứu

CAD/CAM nha khoa thành công tại châu Á

Trung tâm gia công CAD/CAM của Nobel

Bio-Care cũng đặt xưởng cho khu vực Châu Á - Thái

Bình Dương tại đây Hệ thống CAD/CAM nha

khoa thành công nhất cho đến hiện nay, của Nhật

Bản nói riêng và châu Á nói chung, chính là hệ

thống Katana® (do Noritake Dental Supply co.,

Ltd), ban đầu được Noritake tự phát triển toàn bộ

hệ thống (từ 2008) Tuy nhiên đến năm 2010,

Noritake bắt đầu chọn giải pháp tích hợp hệ

thống CAD/CAM nha khoa dùng riêng cho các

labo phục hình nha khoa quy mô vừa và nhỏ, hay

các trung tâm gia công sườn zirconia, với cấu

trúc như sau: 1 - máy quét quang học sử dụng tia

laser (D600/D700) và phần mềm CAD (OEM bởi

3Shape AG (Đan Mạch)), 2 - phần mềm CAM

(được OEM bởi các nha cung cấp sau:

CAM-Bridge® (3Shape AG) và SUM3D Dental (CIMSystem S.r.l), và 3 - máy phay 4/5 trục DWX-30N/ DWX-50N có cấu trúc nhỏ gọn (được OEMbởi hãng Roland DG (Nhật Bản))

Hình Hệ thống Katana thời kỳ đầu (Noritake

Dental Supply Co Nhật Bản) [1]

Tuy nhiên, châu Á còn một đại diện khác đượcnhắc đến, hệ thống CAD/CAM nha khoa đầu tiêncho trung tâm gia công do châu Á hoàn toàn thiếtlập và phát triển, được đánh giá là một trongnhững hệ thống CAD/CAM nha khoa có tính

sáng tạo nhất vào năm 2008, chính là hệ thống

TDS Turbodent® (Pou Yu Biotechnology Co.

Ltd., Đài Loan), sau được sát nhập vào Tập đoànPou-chen Group, gồm: 1 - dòng máy quétquang học 4 trục sử dụng tia laser và phần mềmTDS Scanner, 2 - phần mềm CAD TDS DentalDesigner, 3 - phần mềm CAM Dental CAM+ và

Cutter Assistance, 4 - máy phay CNC 4 trục TDS

Cutter, gia công được tất cả các loại vật liệu nha

khoa từ sáp, nhựa, sứ các loại (sứ thủy tinh và sứ

zirconia), đến hợp kim (Cr-Co, Ni-Cr) và hợp

kim titanium CP (Grade 1-3)

Cho đến nay, hệ thống TDS Turbodent® vẫn đi

theo con đường riêng của mình một cách độc lập,

khác hẳn các công ty khác OEM hay tích hợp các

phần trong giải pháp của mình

Hình Hệ thống CAD/CAM TDS (Pou Chen

Group, Đài Loan) (2014)

Tuy nhiên, công nghệ CAD/CAM nha khoa ở

châu Á trong thập niên đầu tiên của thế kỷ XXI,

cũng đóng góp khá nhiều hệ thống mang tính nội

địa tại Nhật khác, như: hệ thống DECSY®

(Decsy Co Ltd., Nhật Bản), hệ thống GN-1®

(GC Co., Nhật Bản, sử dụng dòng máy phay

CNC GN-1 của Mitsubishi Nhật Bản) và hệ

thống CADIM® (Cadim Co., Nhật Bản).

Từ năm 2008, sự “trổi dậy” của các nhà sản xuất

OEM cho các hệ thống CAD/CAM nha khoa

đóng dựa trên các nhu cầu của chính những

khách hàng - của cả bác sỹ nha khoa, các labo

phục hình răng và cả những nhà sản xuất công

nghệ - gồm các nhu cầu như sau:

1 - Đối với bác sỹ, nhu cầu về chuyển dời các

ứng dụng công nghệ CAD/CAM nha khoa từ

phòng khám sang labo để đáp ứng các loạiphục hình cao cấp hơn, tốt hơn và thẩm mỹhơn cho bệnh nhân ngày càng trở nên cấpthiết, bởi nguyên nhân chính là mối tươngquan tỷ lệ thuận giữa chất lượng với thời gian,

chi phí và công nghệ (nhu cầu A).

Hình Máy quét quang học DECSY Scan và máy

phay CNC (1994) của hệ thống DECSY (Digital

Process Ltd., Nhật Bản) [1]

2 - Đối với labo phục hình, nhu cầu về “mở”các hệ thống CAD/CAM nha khoa “đóng”,hay “tích hợp” để tái cấu trúc hay cải tiến hệthống CAD/CAM nha khoa sẵn có (có thể

“đóng” hay “mở”), hay tự “customized” theonhu cầu thực tế của riêng mình, giúp cho bàitoán công nghệ CAD/CAM nha khoa trở nênthông minh và hiệu quả hơn ngày càng tănglên Đơn giản mối quan hệ giữa bác sỹ và labo

là không thể xóa bỏ được và là mối quan hệđồng có lợi, do đó đầu tư về mặt công nghệkèm theo sự hiểu biết ngày càng sâu và rộng

về công nghệ là điều bắt buộc đối với các labo

phục hình răng (nhu cầu B).

3 - Đối với các nhà sản xuất, đặc biệt là các