我国口腔修复领域三维打印的研究与应用展望

2017-11-6 10:11  来源:中华口腔医学杂志
作者:刘洪臣 阅读量:1362

    三维打印是口腔数字化修复的关键环节,伴随着数字化光学扫描、计算机辅助设计、数字化口腔修复体制作链的成熟迅速发展。作为一种新型的增材制造技术,与传统制造技术相比,三维打印可提升修复体加工制作的自由度,尤其适用于制作形状复杂的口腔修复体,特别是在牙冠面制作方面具有独到的优势,从根本上改变了传统口腔修复体的经验技能加工模式。三维打印完成的修复体精度高、成本低,尤其适合批量定制和制作形态复杂的各类口腔修复体;其原材料利用率也较高,减少了材料浪费,制作复杂的口腔修复体并不额外增加成本,使口腔修复体的制作成本大幅降低。因此,目前三维打印在口腔修复领域应用得最广泛,研究也最活跃,极大地促进了口腔修复学的发展。

    目前我国口腔修复领域三维打印发展得尚不平衡,国内许多口腔医疗机构虽已引进三维打印设备与技术,但临床应用更多集中于义齿加工制作生产企业,且多采用进口设备,以制作金属基底冠、可摘局部义齿支架为主,国产的口腔修复三维打印设备、材料和技术的研发和应用尚有较大空间。无论是在口腔修复体加工制作和临床普及方面,还是在三维打印技术各层面的研究开发方面,都还有很大的发展空间和潜力。三维打印口腔修复产品的研发主要集中于以下4个方面:①三维打印设备;②适用于三维打印的三维扫描数字化模块;③三维打印材料;④不同的三维打印新技术。在产品的生物相容性研究和标准规范的制定,以及医技结合方面,也还有大量工作要做,以推动我国口腔修复领域三维打印的全面发展。我国口腔修复领域三维打印的研究应重点集中于以下几个方面。

    1.口腔修复三维打印设备及技术的研发:

    设备和技术方法是三维打印的关键,目前已有多种三维打印技术应用于口腔领域,相应设备国内均已逐步生产。进一步的研发应集中于可精确打印适合口腔临床应用的打印各类修复体的专用设备;而可在临床应用的制作个性化口腔修复体的小型三维打印设备也有较大研发需求。

    2.口腔修复三维打印材料的开发:

    目前复合树脂、金属及蜡等材料已成功用于制作临床冠桥修复体及可摘局部义齿支架;对于钛基材料打印的口腔种植体,国外已有应用于临床的产品,国内尚无获批的临床产品;各类瓷冠的三维打印成品在实验室已可完成,但其临床应用尚待深入。三维打印的钛、瓷材料应是研发的重点。研发的各类三维打印材料,应能满足口腔生物学要求,通过各类生物性能检测。

    3.口腔修复三维打印产品的设计及开发:

    口腔修复模式多种多样,口腔修复体设计也不一而足,每一个修复体都是个性化的,目前已应用于临床的三维打印的金属基底冠、临时冠、可摘局部义齿支架以及手术导板等也只是口腔修复临床各类修复体的一小部分,还有许多内容有待开发,包括全口义齿的整体制作、各类附着体的制作等方面。

    4.三维打印产品的成品性能及生物相容性研究:

    三维打印的口腔修复体不同于传统制造工艺,是一种全新制造的口腔修复体,因此不仅三维打印材料需要进行生物学检测,三维打印完成的成品也应进行生物相容性等生物学检测及生物力学分析。很重要的一个方面是应考虑从国家政策层面制定三维打印口腔修复体的制作标准,以保证三维打印修复体的生物安全。

    5.三维打印产品的临床应用研究与推广:

    三维打印的口腔修复体以其精确度高而受到临床好评,但精确度的设计、调整和确定与口腔临床医师、技师和工程师的设计密切相关,如三维打印全冠与基牙的密合程度,可摘局部义齿支架与基牙、牙槽骨及腭部黏膜的密合程度,特别是咬合关系的准确性等均有深入探讨的价值。

    6.三维打印口腔修复体制作链上下游产品的开发:

    三维打印制作口腔修复体需通过数字化扫描、计算机辅助设计与三维打印的完整制作链,其中每个环节都很重要,因此数字化光学扫描技术,包括口内扫描或模型扫描技术与设备的研发,适用于各类三维打印的计算机辅助设计与辅助制作软件的开发与应用,适用于不同三维打印材料的各类型三维打印设备的开发,尤其是椅旁小型三维打印机的开发与应用等均有极大的需求。三维打印材料的开发与应用,特别是近似于牙体弹性模量的瓷修复材料的开发与应用将使口腔修复体的三维打印制作取得突破。口腔修复体的三维打印系列技术、产品、设备的开发可形成完整的产业链,形成一个新兴的产业,带来巨大的社会效益与经济效益。

    7.三维打印口腔修复体的制作标准和质量控制规范:

    目前我国尚无口腔修复体的三维打印制作标准和规范,各类三维打印专业术语的翻译与解释也不一致。三维打印制作标准和规范可对规范三维打印口腔修复体的制作与质量控制起到积极的促进作用,无论是对设备、技术、专业人员、材料及最终打印产品的规范均有必要,以防止不符合口腔生物标准要求的产品应用于临床,杜绝未经批准的材料打印制作产品并直接用于人体,避免发生问题再来纠正,促进我国口腔修复三维打印领域健康有序地快速发展。

    三维打印是口腔修复学发展的重要方向,其突显的性能将从根本上改变传统的口腔修复模式,随着研究和应用的深入,三维打印口腔修复体有望成为口腔修复的主流模式。三维打印在口腔修复领域的全方位拓展,将使口腔修复学向高科技的专业化和产业化发展,使口腔修复学发生革命性的变化,使数字化口腔修复、互联网口腔修复得以实现。我国口腔修复三维打印领域有极大的发展潜力和市场需求,如能广泛深入地研究和应用,将在提高口腔修复质量和效率以及提升精度的同时产生巨大的社会效益和经济效益。

编辑: 陆美凤

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