Napredne aditivne tehnologije u dentalnoj medicini NAT-DM

Financira Europska unija - NextGenerationEU 
Sveučilište u Zagrebu – Stomatološki fakultet
Trajanje: 48 mjeseci | Ukupna vrijednost: 108.000 EUR | Tim: 11 istraživača 

O PROJEKTU
Projekt obuhvaća četverogodišnje eksperimentalno istraživanje koje će sustavno usporediti 4D-printane prozirne ortodontske udlage na bazi active memory smole s konvencionalnim 3D-printanim i termoformiranim udlagama. Cilj je utvrditi mogu li shape memory smole osigurati konstantniju i predvidljiviju silu tijekom nošenja, bolju geometrijsku preciznost te zadovoljavajuću biokompatibilnost prije prelaska na kliničke studije. Dodatno, projekt će istražiti karakteristike dentalnih legura proizvedenih aditivno, glodanjem i lijevanjem te 3D-ispisanih baza proteza. Što uključuje analizu dimenzijske točnosti (3D-skener), unutarnjih defekata (industrijska CT) i mikrostrukture (opt. mikroskopija, SEM/TEM).

ISTRAŽIVAČKI TIM
Voditelj projekta:
Prof. dr. sc. Senka Meštrović 

Članovi istraživačke grupe (SFZG):
Prof. dr. sc. Sonja Kraljević Šimunković
Prof. dr. sc. Nikša Dulčić
Prof. dr. sc. Amir Ćatić
Prof. dr. sc. Renata Iveković
Izv. Prof. dr. sc. Samir Čimić
Izv. Prof. dr. sc. Ivica Pelivan
Dr. sc. Vladimir Prpić
Dr. sc. Luka Šimunović
Tadeja Blagec, dr. med. dent.
Ana Marija Miličević, dr. med. dent.

Vanjski suradnici:
Prof. dr. sc. Tatjana Haramina (FSiB)
Prof. dr. sc. Kristina Radošević (PBF)
Luka Brenko, univ. mag. Ing. Mech. (FSiB)
Doc. dr. sc. Tin Brlić (SIMET)
Antun Jakob Marić , univ. mag. Ing. Mech (Med 3D Innovations)

ISTRAŽIVANJE
NAT-DM obuhvaća dva aspekta primjene aditivnih tehnologija u dentalnoj medicini, a to su primjena polimera i dentalnih legura.
Cilj istraživanja je procijeniti izvedbu 4D-printanih prozirnih ortodontskih udlaga na bazi active memory smole u usporedbi s konvencionalnim 3D-printanim i termoformiranim udlagama, s fokusom na održivost sile, geometrijsku preciznost i biokompatibilnost te pripremiti znanstvenu podlogu za kliničku primjenu te usporediti karakteristike dentalnih legura dobivenih različitim tehnološkim postupcima: aditivnim (3D gradnja), glodanjem i konvencionalnim lijevanjem.

Istraživanje će obuhvatiti tri skupine udlaga:

• 4D-printane (ActiveMemory smole)
• Standardne 3D-printane (kontrolna smola)
• Termoformirane (PETG/TPU)

Prema ISO protokolima, za svaku skupinu provest će se:

• Mehanička ispitivanja (ISO 527, ISO 178): vlačna čvrstoća, elastični modul i savojna čvrstoća na Instronu.
• Viskoelastičnost: testovi puzanja i relaksacije naprezanja pri 37 °C u vlažnom okruženju tijekom 24 h (DMA ili UTM).
• Shape-memory: kvantitativno određivanje omjera oblik-fixity i oblik-recovery pri 37 °C te uz kratkotrajno zagrijavanje u vodi.
• Geometrijska preciznost: 3D skeniranje i superpozicija na CAD dizajn, računanje RMS pogreške.
• Simulacija intraoralne uporabe: termociklus u umjetnoj slini uz ciklička opterećenja 24 h.
• Biokompatibilnost (ISO 10993-5): MTT/AlamarBlue test na gingivalnim fibroblastima nakon 24/48 h izloženosti ekstraktima.

REZULTATI I POKAZATELJI
Istraživanje donosi nekoliko ključnih doprinosa rješavanju postojećih ograničenja u terapiji prozirnim udlagama i primjeni dentalnih legura. Prvo, sustavnom usporedbom 4D-printanih i konvencionalnih materijala dobit ćemo kvantitativne podatke o zadržavanju sile (≥ 90 % inicijalne vrijednosti) i relaksaciji (≤ 10 % nakon 24 h), što omogućuje predvidljivije planiranje ortodontskog pomaka. Drugo, precizna 3D-metrologija (RMS ≤ 100 µm) i stabilnost geometrije kroz  termocikliranje potvrdit će kliničku pouzdanost novih smola. Treće, biokompatibilnost (> 90 % preživljenja stanica) osigurat će sigurnost materijala za pacijente. Četvrto, shape memory smole omogućuju reaktivaciju sile kratkim zagrijavanjem, smanjujući broj prilagodbi tijekom liječenja.  U području istraživanja dentalnih slitina  dobit će se detaljan uvid u geometrijska odstupanja, unutarnju strukturu i opću kvalitetu u ovisnosti o tehnologiji izrade. Konačno, rezultati će izgraditi znanstvenu osnovu i standardizirane protokole za buduće kliničke studije, čime se potiče prijenos tehnologije u praksu i jača konkurentnost zdravstvenog sustava.

PUBLIKACIJE
Šimunović L, Čimić S, Meštrović S. Three-Dimensionally Printed Splints in Dentistry: A Comprehensive Review. Dentistry Journal. 2025; 13(7):312. 
https://www.croris.hr/crosbi/publikacija/prilog-casopis/889716

Šimunović L, Bačić I, Meštrović S. Micro- and Nanoplastics in Dentistry: Challenges in Obtaining High-Quality Evidence. Materials. 2025; 18(18):4269. 
https://www.croris.hr/crosbi/publikacija/prilog-casopis/896494

Šimunović L, Brenko L, Marić AJ, Meštrović S, Haramina T. Rheology of Dental Photopolymers for SLA/DLP/MSLA 3D Printing. Polymers. 2025; 17(19):2706. https://www.croris.hr/crosbi/publikacija/prilog-casopis/901797

Miličević AM, Šimunović L, Popović T, Weir T, Meade MJ, Meštrović S. A Survey of Orthodontic Clear Aligner Practices among Orthodontists in Croatia. Acta Stomatolo Croat. 2025; 59 (4): 330-43. https://www.croris.hr/crosbi/publikacija/prilog-casopis/915921

INFRASTRUKTURA I SURADNJE
Projekt se provodi u suradnji s:

• Sveučilište u Zagrebu Prehrambeno biotehnološki fakultet
• Sveučilište u Zagrebu Fakultet strojarstva i brodogradnje
• Sveučilište u Zagrebu Metalurški fakultet
• Med3D Innovations

ODRŽIVOST
Nakon završetka projekta:

Nakon završetka projekta osigurat ćemo dugoročnu održivost i primjenu rezultata kroz sljedeće aktivnosti:

• objava detaljnih laboratorijskih protokola, CAD/CAM postavki i korisničkog vodiča za 4D-udlage na internetskoj platformi fakulteta
• uvođenje modula o 4D-printu i testiranju udlaga u nastavu integriranog studija dentalne medicine u sklopu predmeta Ortodoncija
• standardiziranje postupaka primjene dentalnih legura
• sklapanje servisa za printer, DMA i Instron ispitivač uz godišnje kalibracije
• nastavak mentorstva kroz doktorate i specijalističke projekte temeljem prikupljenih podataka
• daljnja testiranja i komercijalizacija putem patenta i partnerskih ugovora te organizacija radionica za kliničare
• pohrana podataka u otvorene repozitorije za poticanje daljnjih istraživanja

POVEZNICA NA CRORIS   https://www.croris.hr/projekti/projekt/13900 

KONTAKT
Prof. dr. sc. Senka Meštrović, mestrovic@sfzg.hr 
Zavod za ortodonciju 
Stomatološki fakultet, Sveučilište u Zagrebu