白 銀，張孝霞

（西安外事學院，陜西 西安710077）

3D打印技術(shù)以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，使用粉末金屬等材料，以計算機設(shè)計的數(shù)學模型為原型，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體，是一種快速成型的制造技術(shù)。隨著3D打印技術(shù)的成熟，被廣泛運用于模型制造和工業(yè)設(shè)計。3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，在口腔醫(yī)療等領(lǐng)域的運用有效促進了口腔修復(fù)、正畸、頷面外科的發(fā)展，為中國的口腔醫(yī)學作出貢獻。

1 3D打印技術(shù)概述

1.1 3D打印技術(shù)的成型方式

3D打印技術(shù)的成型方式根據(jù)原理和使用技術(shù)不同分為多類，應(yīng)用與口腔醫(yī)療的成型方式有立體光固化成型（SLA）、熔融沉積成型（FDM）、三維印刷（3DP）、激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）。SLA通常應(yīng)用在制作手術(shù)導板和修復(fù)樹脂熔模上，SLS可用來制作金屬基底冠橋和種植體。

1.2 3D打印技術(shù)的打印材料

3D打印技術(shù)使用的材料多以粉末和液體為主。從化學角度可分為金屬、高分子和無機非金屬材料，根據(jù)用途不同和價格的可選擇性可選擇不同的材料進行3D打印制作，制作的限制較低，極大地滿足了口腔患者的需要。比如用于制作全口義齒、可摘的局部義齒支架的材料涉及金屬、陶瓷和樹脂，生物的相容性較好，耐磨性好；種植體材料多使用純鈦，可以與周圍的骨骼進行較好的骨結(jié)合。在進行CT或磁共振檢測時，患者不會因種植體的材料而對放射影像造成干擾。中國的3D打印起步較晚，用于3D打印的醫(yī)用級材料多依賴進口，成本較高的問題制約著3D打印技術(shù)在口腔醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展與推廣。

1.3 3D打印技術(shù)的工藝流程

3D打印技術(shù)運用的是一種“降維制造”的思想，即將三維的模型通過軟件轉(zhuǎn)化成二維層片，進行分層制造再逐層疊加形成三維實體。

3D打印的工藝過程為：①產(chǎn)品三維模型的構(gòu)建。使用CAD/CAM軟件將需要的實體尺寸轉(zhuǎn)化成電子三維模型或使用三維掃描反向建模。②打印模型格式生成。將模型格式轉(zhuǎn)化成STL文件格式，建立模型與3D打印機之間的協(xié)作通道。通過改變?nèi)敲娴拇笮硖岣呱蓪嶓w的分辨率。③對三維模型的切片處理。對成型方向和分層參數(shù)的確定。④成型加工。⑤模型的光整處理。

2 3D打印技術(shù)在口腔醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 3D打印技術(shù)在口腔頷面外科領(lǐng)域中的應(yīng)用

3D打印技術(shù)應(yīng)用于口腔頷面外科的打印頷面部的缺損的修復(fù)、個性化面部手術(shù)及口腔內(nèi)部相關(guān)固定裝置的制作。3D打印技術(shù)使用金屬材料作為口腔內(nèi)部制作材料的方法，有效促進了硬組織外科植入物的設(shè)計方案與制造水平的提高。3D打印技術(shù)滿足患者的個性化要求，患者可根據(jù)需要選擇適合自己的上頷、下頷、鼻骨等的形狀，利用3D打印技術(shù)的個性化導軌進行定位。頷面部的創(chuàng)傷修復(fù)手術(shù)可全程通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)的頷面部修復(fù)的方法，保證了手術(shù)的可靠性、安全性。在患者進行頷面部修復(fù)的過程中，用CT機對面部受傷的部位進行掃描，將數(shù)據(jù)輸出信息保存之后導入到MIMICS中，技術(shù)人員對圖像按照患者需要進行分割和可視化處理，設(shè)計成適合于受傷部位修補的形狀模型，將設(shè)計好的模型導入3D打印機中即可打印制作，使用3D打印技術(shù)制作好的人體骨骼構(gòu)件之間沒有使用任何輔助連接的工具和材料，保證了修復(fù)構(gòu)件的安全性和穩(wěn)固性，為患者的口腔安全提供了保障。

2.2 3D打印技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域中的應(yīng)用

由于人與人之間牙齒形狀有很大的不同，以往的設(shè)計方法需要花費較長的時間去設(shè)計制作，制作費用較高，患者的經(jīng)濟壓力較大，而且牙模制作使用完只能丟棄，對資源的利用率不高。將3D打印技術(shù)運用到牙模等的制作上，將大大降低制作成本和縮短制作時間。中國在3D打印義齒方面的制作技術(shù)水平較高，從早期探索出制作義齒全冠的技術(shù)路線到可實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計及制作可摘局部義齒支架等，滿足了患者對口腔修復(fù)的要求，目前的激光燒結(jié)技術(shù)提高了金屬牙冠的制作精度，減小了牙體頷面與內(nèi)冠間的厚度，患者使用無不良反應(yīng)，與牙冠等的磨合度較好。另外，用于制作口腔義齒等的材料有金屬、陶瓷、高級樹脂等，不同的價位可面向不同人群，降低了人們的經(jīng)濟成本，從而能擁有健康的口腔。

2.3 3D打印技術(shù)在口腔種植領(lǐng)域中的應(yīng)用

近年來，口腔種植通過即刻種植來保證留有最多的骨組織，維持軟組織的原有形態(tài)，降低患者口腔種植帶來的痛苦，但目前的口腔醫(yī)療技術(shù)存在種植體與拔牙窩的匹配程度低的問題，導致種植體與牙槽骨存在縫隙，骨結(jié)合較難形成，患者體驗感差。借助3D打印技術(shù)可實現(xiàn)自定義種植體，對種植體的形狀、大小和與拔牙窩的匹配度進行分析和設(shè)計，通過CAD等三維軟件建模模擬留出安全距離后，生成種植體的三維設(shè)計模型，導入3D打印機便可創(chuàng)造出符合人體口腔構(gòu)造的種植牙，將種植體與牙窩進行骨結(jié)合，為患者免去牙痛煩惱。目前，應(yīng)用于口腔種植體的制作材料主要是純鈦和鈦合金，因為鈦的生物相容性和力學相容性較好，可使種植到患者口腔的外來物與患者口腔的骨骼較好相容，促進骨細胞的快速形成，提高種植體與骨結(jié)合的穩(wěn)定性。3D打印還可對種植體的內(nèi)部進行設(shè)計與制作，將內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)定一定的中空結(jié)構(gòu)，降低種植體的質(zhì)量和彈性模量。

2.4 3D打印技術(shù)在口腔正畸領(lǐng)域中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的口腔正畸方法是通過照片、模型來實現(xiàn)，石膏模型在使用過程中容易出現(xiàn)損壞、開裂等問題，可操作性不強。3D打印技術(shù)制作的模型采用的是金屬、陶瓷等不易磨損的材料，為口腔醫(yī)生與病人之間的溝通交流提供數(shù)據(jù)模型，如果不便于攜帶，可通過3D打印機實現(xiàn)遠距離傳輸?shù)取?D技術(shù)還可用于舌托的個性化打印，在正畸治療時穩(wěn)定患者的下頷，使其保持平衡、美觀。通過3D打印技術(shù)打印出來的舌托能與患者的牙齒舌側(cè)高度匹配，彌補了傳統(tǒng)手段制作的舌托靠粘結(jié)劑厚度補償?shù)娜秉c。

3 3D打印技術(shù)的展望

3D打印技術(shù)作為一種簡單、有效的制作模型手段，在口腔醫(yī)療教學及科研、口腔手術(shù)輔助工具及醫(yī)療研發(fā)等方面得到了巨大的應(yīng)用。據(jù)了解，3D打印在2016年的市場規(guī)模達到9.03億美元，預(yù)計在2025年將達到34億美元。3D打印技術(shù)的個性化設(shè)計為口腔醫(yī)學的發(fā)展帶來了福音，雖然目前的3D打印技術(shù)的成本使其普遍推廣受到阻礙，且缺乏技術(shù)專家，但3D打印為口腔醫(yī)療帶來新的醫(yī)療理念和醫(yī)療方法，為未來的口腔醫(yī)療發(fā)展指明了方向。在新的發(fā)展機遇下，以3D打印技術(shù)為契機，推動口腔醫(yī)療領(lǐng)域的先進化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不斷推動新產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用。口腔醫(yī)療也會因為3D技術(shù)的普及而加速進入數(shù)字化時代。將口腔種植術(shù)與3D打印技術(shù)的完美結(jié)合，提高種植牙的成活率，為患者的牙齒健康推動身體健康作出巨大貢獻。

4 結(jié)語

3D打印技術(shù)作為新時代的偉大發(fā)明，具有方便、快捷、材料利用率高、個性化設(shè)計等特點，能夠充分利用材料的優(yōu)質(zhì)特點，針對不同的用戶制造出符合用戶需求的產(chǎn)品，滿足口腔醫(yī)學領(lǐng)域上各種復(fù)雜的修復(fù)要求，推動著口腔醫(yī)學領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大發(fā)展、大變革。雖然目前該技術(shù)的應(yīng)用成熟度還有待完善，對材料的種類、成分、特性有較高的要求，需要相關(guān)技術(shù)人員對材料的物理性能、化學性能等方面進行更深層次的探究與開發(fā)，但筆者相信，3D打印技術(shù)在未來一定能為口腔醫(yī)療提供更好的服務(wù)，推動口腔醫(yī)療的進步與發(fā)展。