彭媛媛 綜述；趙彬，武峰，孟小睿 審校

（山西醫(yī)科大學口腔醫(yī)院 修復科，山西 太原 030001）

3D打印屬于快速成形技術（rapid prototyping,RP）的一種，最早是美國麻省理工學院Sache等提出。它是一種以三維數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀可粘合材料逐層增加累積，制造出物體實體模型的一鐘技術。3D打印技術一誕生，就在醫(yī)學領域掀起了一陣潮流，目前已發(fā)展了20多年?？谇会t(yī)學領域一直緊跟著3D打印的潮流。本文著重闡述了3D打印技術的原理及在口腔修復中的進展。

1 3D打印原理

3D打印技術的第一步是三維數(shù)據(jù)的采集，第二步是數(shù)據(jù)的處理，最后進行3D打印。

三維數(shù)據(jù)的采集目前有4種方式，軟件設計、光學掃描、機械式掃描和放射學掃描[1]。數(shù)據(jù)的處理是將獲得的三維數(shù)據(jù)導入三維重建軟件，以CT掃描為例，將CT掃描的DICOM格式數(shù)據(jù)導入Minics或者Geomagic中，構建形態(tài)曲面，重建三維模型，其保存數(shù)據(jù)的格式為STL格式。

3D打印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在于各薄層的創(chuàng)建方式及材料堆疊積累的方式。下面介紹5種應用較廣泛的技術：①激光光固化成型（stereo lithography appearance, SLA）：計算機控制紫外線激光束，將液體狀光敏材料逐個薄層的固化，然后工作臺下移，加工下一層，反復這一過程，最終打印出所需實物。優(yōu)點:精度高，表面準確光滑。缺點:可選材料局限，不可彩色成型?；静牧蠟楣庥不瘶渲?。②選擇性激光燒結（selective laser sintering, SLS）：與SLA類似，只是利用粉末狀材料成形。優(yōu)點：強度優(yōu)于SLA；可選材料多；未燒結的材料易清理。缺點：精度較低?；静牧嫌袩崴苄运芰?、金屬粉末和陶瓷粉末。③熔融沉積成型技術（fused deposition modeling, FDM）：將熔絲狀材料從加熱的噴頭噴出，形成薄層，反復此過程形成實物。優(yōu)點：精度更優(yōu)、強度高、實現(xiàn)彩色成型。缺點 ：表面效果較差?；静牧嫌袩崴苄运芰?、共晶系統(tǒng)金屬及可食用材。④直接噴墨印刷（direct inkjet printing, DIP），將一定量的粉末鋪在加工臺上，依據(jù)計算機的指示噴出粘接劑，形成一薄層，反復此過程形成所需實物。優(yōu)點：與其他工藝相比成本低，速度快。缺點是精度較低，表面效果較差。⑤分層物體制造（layered object manufacturing, LOM）利用激光等工具逐層切割、堆積薄層材料，如此形成實物。各層材料利用專用粘結劑結合，而各層金屬板的結合則通過焊接或螺栓連接。最大缺點：可選材料少，精度受限，只能制作結構簡單的物體?；静牧嫌屑?、金屬膜和塑料薄膜。

2 3D打印在口腔修復學中的進展

2.1 樁核的制作

陳煒等[2]利用CT掃描和激光移位測量法獲得了樁核體的數(shù)字模型，通過SLA制作出實體樁核，實驗通過電鏡掃描對比常規(guī)失蠟精密鑄造法和SLA制作樁核的邊緣適合性和內(nèi)部適應性。結果顯示兩者無統(tǒng)計學差異，但結果顯示快速成型技術具有更好的邊緣適合性和內(nèi)部適應性。王忠東[3]等利用3D打印技術制作出了個性化樁核，且樁核可精密就位，為個性化修復開辟了新的途徑。

傳統(tǒng)失蠟精密鑄造制作的樁核精度高，表面糙度細，但是工序復雜，費用較高。3D打印技術制作樁核全程數(shù)字化操作，精度更高；同時節(jié)省材料和人力。隨著科技的發(fā)展，逐漸成熟的3D打印技術在個性化樁核的制作方面有著良好的前景。

2.2 全瓷冠的制作

Ebert等[4]利用直接噴粉印刷技術制作出全瓷冠，研究結果表明，其強度和抗壓強度均符合臨床修復要求。Su等[5]在快速成型技術的幫助下加工出陶瓷工件，并對其強度和微觀結構進行檢測，符合臨床標準。后來直接利用氧化鋁瓷粉燒結出了全瓷冠。Wang等[6]運用直接噴粉印刷技術制作陶瓷修復體，然后燒結成型，最終修復體的外觀、強度和微觀結構均滿足臨床要求。

3D打印技術雖然避免了減法成型技術中存在的材料浪費、表面粗糙等問題，有效降低了成本、提高了效率，但目前該技術在全瓷修復體打印方面還處于實驗研究階段，對于陶瓷懸浮液的配置和成型工藝的控制還不成熟，有待進一步的研究。

2.3 可摘局部義齒的制作

Han等[7]運用自主設計的設計軟件，進行可摘局部義齒數(shù)字化模型的觀測及支架的設計和制作。諸森陽等[8]利用SLA完成環(huán)氧樹脂義齒支架蠟型熔模。Wu等[9]利用CAD/SLS技術直接制作可摘局部義齒卡壞和大小連接體等金屬部分，其密合性符合臨床要求。

3D打印技術應用于可摘局部義齒金屬支架方面的優(yōu)勢越來越突出。通過掃描獲得患者口內(nèi)的三維數(shù)據(jù)，依據(jù)牙齒和黏膜準確的形態(tài)，設計制作出更加精確的可摘局部義齒。

2.4 全口義齒的制作

Sun等[10]運用CAD/RP直接噴墨印刷技術制作出了全口義齒的石膏陰模，然后充填人工牙，再對基托樹脂進行壓鑄，制作完成了全口義齒。Kanazawa等[11]應用錐形束CT（cone beam computer tomography, CBCT）測量無牙頜組織面和成品人工牙的形態(tài)，再利用快速成型技術制作全口義齒。對制作出的全口義齒進行分析，結果顯示基托頰側磨光面的精度高于牙合面。Meneghello等[12]采用計算機設計牙齒形態(tài)，體外模擬牙齒運動過程，動態(tài)掌握牙合力的大小，制作出的全口義齒咬合接觸更加準確。

全口義齒在3D打印方面的應用主要體現(xiàn)在全口義齒石膏陰模的設計與制作。數(shù)字化的設計與制作克服了因取模導致的誤差，避免基托過長過短；石膏價格便宜，也有利于臨床上的推廣使用。

2.5 顳下頜關節(jié)紊亂病治療修復中的應用

顳下頜關節(jié)紊亂?。╰emporomandibular disorders, TMD）是指以顳下頜關節(jié)區(qū)疼痛、異常關節(jié)音及下頜運動功能障礙為主要特征而又不屬于風濕等其他臨床上或病理上診斷明確的一類顳下頜關節(jié)病的傳統(tǒng)總稱。TMD的治療分為外科手術治療和非手術治療。咬合板作頜間矯治、義齒修復治療，是非手術治療中常用的一種方法。

Lauren等[13]使用專業(yè)CAD軟件來表達和設計咬合板。Salmi等[14]使用數(shù)字化激光掃描儀，將已掃描的模型被三維數(shù)據(jù)專用軟件所調(diào)整，由VISCAM RP軟件設計咬合板，通過SLA技術將符合生物相容性要求的流動光感樹脂光固化。1例臨床病例結果顯示，經(jīng)過6個月的佩戴患者能很好地適應咬合板，同時可緩解患者咬肌的緊張。

咬合板傳統(tǒng)的制作方法依賴技師的經(jīng)驗，但即使是同一個技師也不可能做出完全一樣的咬合板。而數(shù)字化的咬合板可以實現(xiàn)咬合板的一致性，進行量化控制；降低成本，降低技師工作時間和醫(yī)師的椅邊時間；改進精度。到目前為止，咬合板臨床適用性的證據(jù)十分有限。但是，3D打印技術在制作咬合板方面的前景是廣闊的。

3 展望

隨著數(shù)字化口腔的發(fā)展，3D打印技術在口腔修復中有著巨大優(yōu)勢和廣闊的前景。但目前3D打印技術材料選擇有限，加工工藝尚不太成熟，需要筆者的進一步的研究實驗。

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