3D打印技術(shù)在口腔正畸學(xué)中的應(yīng)用進展

3D打印技術(shù)在口腔正畸學(xué)中的應(yīng)用進展摘要3D打印是一種快速成型技術(shù)，通過3D打印設(shè)備對三維數(shù)據(jù)模型進行成型，所使用原材料為醫(yī)用材料。隨著數(shù)字化技術(shù)、口腔正畸學(xué)的快速發(fā)展，結(jié)合3D打印技術(shù)的成型精度高、制件周期短、可應(yīng)對各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，在口腔正畸學(xué)中快速應(yīng)用。3D打印技術(shù)逐漸應(yīng)用到口腔領(lǐng)域，尤其正畸學(xué)涉及到3D打印技術(shù)更為廣泛。面對國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀綜述進行分析，分析不足并指出了未來在口腔正畸過程中可應(yīng)用3D打印技術(shù)的研究方向。關(guān)鍵詞：3D打印、口腔正畸學(xué)、數(shù)字化技術(shù)引言近年來，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)逐漸出現(xiàn)它的身影。在口腔醫(yī)療應(yīng)用中，很多牙科產(chǎn)品應(yīng)用到3D打印技術(shù)，推動了口腔隱形正畸數(shù)字化趨勢的發(fā)展。3D打印技術(shù)是將設(shè)計的三維數(shù)據(jù)通過3D打印設(shè)備對材料進行層層疊加從而形成實物零件的技術(shù)名為3D打印技術(shù)，相對于傳統(tǒng)加工技術(shù)來說屬于增材制造技術(shù)。早些年3D打印技術(shù)已應(yīng)用到各大領(lǐng)域，例如航天、建筑、機械等多個領(lǐng)域，尤其是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用。3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用主要是集數(shù)字技術(shù)、材料技術(shù)、計算機技術(shù)等多學(xué)科為一體，在口腔正畸學(xué)方面有著更為廣闊的發(fā)展前景。1口腔正畸學(xué)我國牙齒畸形人群占比較高，達72%（約10億人），但實際治療比例卻較小，僅占全部牙齒畸形人群的15.4%（約1.54億）。隨著我國人民基礎(chǔ)需求不斷得到滿足，人們對牙齒美觀的重視程度上升，將越來越多的患者開始實施正畸治療的手段進行矯正牙齒的排列關(guān)系。因此正畸產(chǎn)品的加工生產(chǎn)需求量比較大并且個性化要求較高，因此3D打印技術(shù)來產(chǎn)品的加工。由于牙齒存在的錯頜現(xiàn)象，正畸學(xué)技術(shù)針對此病癥有著極為重要的治療作用。從傳統(tǒng)的金屬矯正發(fā)展到如今被普遍患者接受的隱形矯正，而隱形矯治器的發(fā)展與3D打印技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系，通過對設(shè)計好的模型通過樹脂打印設(shè)備進行成型，隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展有利于隱形矯治器的進步，不論是成型精度還是效率成本都有顯著成效。可以說3D打印技術(shù)在一定程度上推動隱形矯治技術(shù)的發(fā)展。3D打印牙齒模型在口腔正畸過程中，之前使用的石膏模型有一些弊端。石膏模型對空氣濕度有著嚴格的要求，不達標的話會降低剛度，導(dǎo)致模型失效無法正常使用。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，直接打印樹脂模型，在精度和強度均高于石膏模型，從而提高了產(chǎn)品的精度。在口腔正畸治療中，數(shù)字化模型快速發(fā)展一定程度上推動著正畸學(xué)的發(fā)展，促使正畸治療水平精準化不斷提升，在未來數(shù)字化模型將會是趨勢，其中隱形矯治器最為典型。3D打印技術(shù)在口腔領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成熟，隱形矯治器設(shè)備成本、生產(chǎn)成本有所降低。在客戶群體不斷擴大、以及成本下降的背景下，隱形矯治器市場需求增加，推動著隱形牙套行業(yè)快速發(fā)展。截止2020年隱形正畸的市場份額僅為整個正畸市場的15%左右，但其市場需求正在日益升高，據(jù)相關(guān)行業(yè)研報判斷，未來四年這個領(lǐng)域?qū)⒁悦磕?2%的增長率快速擴張。這樣對3D打印的模型精度以及效率都有了更高的要求。3D打印技術(shù)的成熟為隱形牙套提供了精密牙模原型，是后續(xù)熱壓成型、制作隱形矯治器的基礎(chǔ)工序。目前有全自動3D打印設(shè)備專注正畸模型的打印，通過云端3D打印、智能排產(chǎn)、輔助數(shù)據(jù)模型修復(fù)、設(shè)備遠程監(jiān)控、設(shè)備健康管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析、服務(wù)全流程標準化，在幫助企業(yè)提升實際生產(chǎn)效率的同時，減少對生產(chǎn)人員的依賴，實現(xiàn)對生產(chǎn)流程的精細化管理。依據(jù)仿生學(xué)原理的機械結(jié)構(gòu)，推出自動鏟件功能，提高高可靠性、高穩(wěn)定性、易維護性。實現(xiàn)自動回收樹脂原材料，實現(xiàn)樹脂的二次回收利用。3D打印矯治托槽由于傳統(tǒng)金屬托槽進入市場較早市場占有率有一定的份額，但是對患者的身體運動、語言發(fā)音等方面有影響，并且在治療中粘結(jié)不穩(wěn)定，貼附程度不高，多重原因使得該產(chǎn)品發(fā)展受限。金屬托槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)加工需要磨具，這樣增加了成本，而且后期也不利于經(jīng)常改動結(jié)構(gòu)設(shè)計，給后期創(chuàng)新帶來眾多不便。隨著3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，一定程度上解決了上述存在的問題。通過選擇性激光熔覆技術(shù)與計算機輔助設(shè)計相結(jié)合，打印出個性化的矯治托槽，在吻合度方面得到大幅度提升，并且粘結(jié)劑使用量有所減少，對牙齦損傷較小，給患者較好的體驗感。隨著3D打印技術(shù)的完善，在成本和效率上也會有改善，從而達到量產(chǎn)的規(guī)模。3D打印個性化鈦板兒童在發(fā)育階段，由于不良的口腔習(xí)慣會導(dǎo)致頜骨發(fā)育不佳，引起骨性錯頜，而目前采用牽引治療方法，但是由于牽引方法主要在牙齒上，對頜骨的改善作用還是有點輕微，導(dǎo)致牙齒移動不齊。因此隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，利用CBCT數(shù)據(jù)進行設(shè)計個性化鈦板，利用3D打印設(shè)備進行成型，將成品用于固定在頜骨上起到骨性治療，實現(xiàn)骨性前方牽引治療，達到正常的覆頜覆蓋，恢復(fù)正常咬合功能及牙齒中線。3D打印正畸導(dǎo)板在正畸治療中椅旁時間也被一些學(xué)者關(guān)注到，從而開發(fā)一些產(chǎn)品來用于輔助正畸治療。例如粘接正畸托槽、正畸支抗釘所用的導(dǎo)板，通過3D打印技術(shù)對設(shè)計出的模型進行打印，提高貼合程度，縮短手術(shù)時間。通過軟件對CBCT數(shù)據(jù)進行骨進行重建，并對骨量進行分析，通過3D打印技術(shù)直接制作正畸導(dǎo)板，從而對深度、方向等進行精確控制。2隱形矯治器正畸行業(yè)是口腔領(lǐng)域中數(shù)字化應(yīng)用的前沿陣地，目前，正向全面數(shù)字化流程方向轉(zhuǎn)變和推動。隨著人們生活水平的提升，人們對美及舒適度的追求也越來越高，與此同時無托槽隱形矯正技術(shù)及矯正器應(yīng)運而生。計算機和軟件的發(fā)展促進了隱形矯正系統(tǒng)的不斷開發(fā)和升級，給患者帶來了舒適和美感的正畸體驗。無托槽隱形矯治技術(shù)的消費者人群呈直線式增長，隱形矯正市場迎來快速增長期，行業(yè)發(fā)展前景較好，未來隱形矯正市場或?qū)⒊霈F(xiàn)爆發(fā)性增長?？谇浑[形矯治20年的發(fā)展史完全建立在3D技術(shù)基礎(chǔ)之上。3D打印技術(shù)的成熟為隱形牙套提供了精密牙模原型，讓隱形牙套有了可靠的技術(shù)保障。憑借美觀、舒適等優(yōu)點被醫(yī)生和患者認可，隱形矯治器的發(fā)展與3D打印技術(shù)的進步有著密不可分的關(guān)系。主要生產(chǎn)流程為掃描得到的口腔數(shù)字模型，然后通過軟件對其進行正畸排牙，之后3D打印母模并進行熱壓模成型，最后進行裁剪打磨。3D打印技術(shù)的發(fā)展可以實現(xiàn)高精度模型的生成，有透明美觀、自由摘戴、佩戴舒適等優(yōu)勢。可以有效優(yōu)化補償效率，使矯治力得到更充分的表達，實現(xiàn)牙齒移動效率的明顯提升。使得牙齒移動更精確，從而實現(xiàn)精準治療。隨著材料學(xué)、計算機科學(xué)、3D打印設(shè)備工藝的發(fā)展，可以通過軟件設(shè)計好隱形矯治器，利用3D打印設(shè)備直接打印生產(chǎn)，患者可以立即佩戴，減少椅旁時間及患者等待周期，為以后發(fā)展數(shù)字化醫(yī)療奠定基礎(chǔ)?？偨Y(jié)綜上所述，隨著多學(xué)科技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)在口腔正畸治療過程中發(fā)揮著重要作用。不僅可以縮短周期，還可以達到精確治療的目的，提高患者的舒適度及滿意度，深受患者的喜愛。但是3D打印技術(shù)在有些方面還需發(fā)展進步:①不同的打印材料會導(dǎo)致表面精度。②3D打印成本太高，影響患者消費。因此還需對3D打印技術(shù)研究，促使治療質(zhì)量和效率的提升，從而推動口腔正畸治療水平的提升。參考文獻［1］ 王蘇平