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眾所周知，快速發(fā)展的3D打印技術(shù)已應用到多個行業(yè)，其中在齒科行業(yè)的應用是最引人注目的行業(yè)之一。據(jù)MarketWatch稱，預計到2024年，牙科3D打印市場的收入將達到350萬美元。3D打印技術(shù)與齒科行業(yè)是天然匹配的。首先，基于齒科行業(yè)里每位患者牙齒特性的差異，生成的三維數(shù)據(jù)也都不同，而3D打印技術(shù)的應用可以做到個性化生產(chǎn)。其次，人類的牙齒結(jié)構(gòu)比較復雜，傳統(tǒng)的人工會導致齒科醫(yī)療產(chǎn)品的精度出現(xiàn)偏差，導致患者的不適，而3D打印技術(shù)滿足齒科精準、復雜、量身定做的需求。最后，齒科患者總是希望能夠得到快速有效的治療，傳統(tǒng)的加工方式進程緩慢，而3D打印技術(shù)能夠加速治療過程的推進。

3D打印技術(shù)在齒科修復領(lǐng)域中的應用主要包括種植牙、可摘義齒和矯治器。

1.可摘義齒

傳統(tǒng)的義齒加工離不開牙科技師們制作蠟模和鑄造牙冠的手工技能，這樣的制作方式導致了居高不下的義齒返工率，不僅降低牙科技工所的工作效率，還降低了患者佩戴義齒的舒適度。相比高度依賴人工的傳統(tǒng)義齒加工方式，數(shù)字化牙科技術(shù)以掃描、軟件、自動化加工設(shè)備替代了大量手工勞動，尤其是3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，加快了齒科產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)的勞動密集型產(chǎn)業(yè)向科技型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。

通過傳統(tǒng)手工技術(shù)制造義齒金屬內(nèi)冠，首先是根據(jù)患者的口腔印模灌注出石膏模型，然后根據(jù)石膏模型制作出烤瓷牙的蠟型。接下來進入到金屬內(nèi)冠的失蠟鑄造工藝，主要包括鑄道安裝、包埋、失蠟、鑄造四個步驟。最后，經(jīng)過表面處理、飾面工藝最終完成烤瓷牙的制作。

制造蠟型的蠟在加工過程中容易收縮變形，在接下來的金屬內(nèi)冠鑄造工藝中，由于是熱加工，金屬會產(chǎn)生變形。由于這些因素導致的偏差，將會給佩戴者帶來不舒適感。一旦需要返工，則將增加加工成本和患者的椅旁時間。傳統(tǒng)的義齒加工過程主要依靠牙科技師個人技能和經(jīng)驗，屬于一種勞動密集型工作。

計算機數(shù)控（CNC）加工技術(shù)讓義齒加工進入到了數(shù)字化制造技術(shù)階段。使用CNC加工技術(shù)制造義齒金屬冠沒有經(jīng)過人工制造蠟型和失蠟鑄造牙冠的過程，取而代之的是數(shù)字化口腔模型掃描、計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）和自動化的牙冠切削流程。

在這一過程中，控制產(chǎn)品精度的任務將全部交給數(shù)字化的掃描、設(shè)計和加工設(shè)備，人工不需要做過多的判斷和考慮。由此，金屬牙冠的精度得到保障，讓患者擁有一顆高度定制的、舒適的烤瓷牙成為現(xiàn)實。在加工材料方面，CNC 設(shè)備除了加工鈦、鈷鉻合金等金屬材料之外，還可用于加工氧化鋯、玻璃陶瓷等牙科材料。

CNC機床在加工金屬牙冠時，需要使用刀具在一塊金屬坯件上將金屬牙冠銑削出來。相比CNC加工，金屬3D打印技術(shù)在牙冠生產(chǎn)成本和效率上的優(yōu)勢更為突出。目前，包括CNC加工技術(shù)和3D打印技術(shù)在內(nèi)的數(shù)字化牙科技術(shù)正成為義齒加工的主流技術(shù)。3D打印蠟?；蛘哂糜谔娲災５?D打印樹脂模型也被應用在牙冠的鑄造中，這些技術(shù)也帶有數(shù)字化的特點。

2.矯治器

3D打印技術(shù)在牙齒矯治器的應用主要為舌側(cè)矯治器和隱形透明矯治器。舌側(cè)矯治器的3D打印技術(shù)多為SLM技術(shù)，利用SLM技術(shù)打印的金屬舌側(cè)矯正器，與傳統(tǒng)的熔模鑄造方法相比，可實現(xiàn)個性化托槽的直接成型，避免空穴、空洞等鑄造缺陷。

隱形透明矯治器多為SLA技術(shù)、DLP技術(shù)。隱形矯治技術(shù)是全球最早實現(xiàn)批量化生產(chǎn)的3D打印商品，3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同矯正階段牙齒模型的批量定制化生產(chǎn)。

在隱形牙套生產(chǎn)商隱適美(invisalign)等全球性企業(yè)已經(jīng)收割了一大片市場的同時，國內(nèi)也已經(jīng)涌現(xiàn)出一批專業(yè)從事3D打印隱形牙套的應用企業(yè)。上海正雅齒科、無錫時代天使等企業(yè)來說，3D打印是整個產(chǎn)品工藝流程中重要的一環(huán)，他們都已經(jīng)配備了批量的3D打印設(shè)備和相關(guān)軟件，用于隱形牙套的設(shè)計生產(chǎn)。

3D打印也存在一些限制，除了材料的門檻，生產(chǎn)效率其實也是亟待突破的一環(huán)。優(yōu)化軟件效率從而提高自動化程度、優(yōu)化設(shè)計從而減少實際打印的難度和成本，是不可忽視的突破點。

3.種植牙

當前口腔機構(gòu)種植體也就是患者所說的人工牙根，都是統(tǒng)一標準件型號，尺寸相對固定，很難與患者的拔牙窩完全吻合；而且種植手術(shù)操作非常復雜，醫(yī)生需要患者的牙槽骨上打一顆固定假牙用的錐柱狀種植體，等過幾個月錐柱狀種植體固定后，再通過二次手術(shù)戴入牙冠，整個治療周期大約需要6-8個月。

隨著3D打印定制化種植牙的應用，醫(yī)生僅需微創(chuàng)拔牙、植入種植體和牙冠修復等步驟就能完成種植手術(shù)。據(jù)介紹，基于3D打印技術(shù)數(shù)據(jù)化理念，醫(yī)生通過CBCT掃描及3D打印技術(shù)獲得患者牙齒、牙齦和牙槽骨等全部完整數(shù)據(jù)，重建患者三維頜骨模型，有利于模擬種植手術(shù)環(huán)境以設(shè)計極佳力學種植點。

此外，3D打印定制化種植牙重塑患者原來的牙齒，省去預備植牙孔、植入骨粉等步驟，不僅避免種牙手術(shù)造成的反復創(chuàng)傷，同時也大幅縮短治療周期。由此可見，3D打印技術(shù)在口腔醫(yī)療領(lǐng)域的應用，不僅提高患者手術(shù)過程的舒適度，減少患者的心理負擔，同時還能實現(xiàn)微創(chuàng)、精準、快速、即刻戴牙等需求。

3D牙齒種植體除了材料外，最核心的是表面處理技術(shù)。目前市場用的產(chǎn)品都是國外的，因為他們的表面技術(shù)做得好，然而他們對這項技術(shù)保密。因此，中國必須要攻克表面處理這一塊。

4.其他應用

齒科模型是口腔正畸治療的重要參考標準，傳統(tǒng)的石膏牙模易老化斷裂，且存儲不便，同時石膏牙模制作過程效率較低、精度不高。3D打印技術(shù)應用于實體牙模的制造，可為患者正畸治療過程減少了痛苦，也為醫(yī)生提供了方便，且該方法較于傳統(tǒng)制作過程更高效、經(jīng)濟，具有較強的實用價值。

3D打印技術(shù)在齒科領(lǐng)域是比較前沿的應用領(lǐng)域，雖然在發(fā)展過程中同樣也面臨著與其他醫(yī)學一樣的問題，但是我們有理由相信3D打印技術(shù)正在成為齒科領(lǐng)域的主流技術(shù)。

（作者單位：國家增材制造創(chuàng)新中心）

(責任編輯：劉悅)