導(dǎo)讀：人類的牙齒由復(fù)雜組織構(gòu)成，具有極高的機(jī)械強(qiáng)度。在實(shí)際生產(chǎn)生活中
，人們需要
“復(fù)制牙齒”，例如在牙科培訓(xùn)應(yīng)用中
，人們?cè)噲D復(fù)制真實(shí)牙齒的結(jié)構(gòu)和形態(tài)
，但其機(jī)械性能卻不能與真實(shí)的牙齒保持一致
。那么如何復(fù)現(xiàn)真實(shí)牙齒的機(jī)械性能呢？這一直是研究人員研究的重點(diǎn)
。
2022年5月，來(lái)自倫敦瑪麗女王大學(xué)的研究者們制造了生物仿生型牙齒，其形態(tài)來(lái)自于提取的牙齒的
X射線顯微層析掃描，他們使用了一種新型復(fù)合材料進(jìn)行
3D打印，打印出的牙齒具有與真實(shí)牙齒相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能。研究者們已經(jīng)研究?jī)?nèi)容發(fā)表在了《
Scientific Reports》上，題目為《
Composite 3D printing of biomimetic human teeth》，下面大家一起看看他們的具體內(nèi)容吧！
研發(fā)難點(diǎn)和需要解決的問(wèn)題
然而，
PMMA很容易因疲勞或過(guò)度咀嚼而失效，使PMMA假牙難以修復(fù)。研究表明
，在
PMMA中添加填充物來(lái)生產(chǎn)復(fù)合材料，可以提高假牙的沖擊強(qiáng)度，但準(zhǔn)備工作很困難
，因?yàn)樘畛湮飼?huì)增加
PMMA的粘度，從而降低其流動(dòng)到所需形狀的能力。因此
，用相對(duì)較硬和較軟的材料生產(chǎn)復(fù)合材料，在模仿人類牙齒的硬釉質(zhì)和較軟的牙本質(zhì)區(qū)域內(nèi)的羥基磷灰石的不同材料組成方面是有利的。盡管有大量關(guān)于改進(jìn)假牙的研究
，但創(chuàng)造具有機(jī)械性能的仿生類型牙
，在牙科教育應(yīng)用中提供真實(shí)的觸覺(jué)反應(yīng)，如切牙時(shí)的
"感覺(jué)" ，卻少之又少
。
研究過(guò)程
△XMT圖像
本研究進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了一個(gè)測(cè)力系統(tǒng)，以便能夠?qū)η懈畹难例X進(jìn)行機(jī)械評(píng)估，作為評(píng)估
3D打印的仿生型牙齒與其他牙齒的性能指標(biāo)。研究人員使用的復(fù)合材料在基于甲基丙烯酸酯的光聚合物樹(shù)脂中加入了一系列的玻璃、羥基磷灰石和瓷的增強(qiáng)物
，與六顆商業(yè)化的人工牙進(jìn)行了比較
。使用測(cè)量應(yīng)用切削力的觸覺(jué)方法評(píng)估了拔出的人類牙齒和
3D打印的類型牙的機(jī)械性能。
△實(shí)驗(yàn)裝置
△切割拔牙和正畸牙齒所需的平均力
結(jié)果表明，盡管所用來(lái)打印的材料成分與人類牙齒中的材料不同
，但
3D打印的牙齒在力學(xué)上可以與人類牙齒相當(dāng)。材料的彈性模量和硬度的多參數(shù)變量被證明可以描述人類和仿生牙時(shí)的觸覺(jué)反應(yīng)，證明了材料機(jī)械性能的比率是決定切割力作用下的牙齒機(jī)械性能方面的關(guān)鍵因素
。
更多內(nèi)容請(qǐng)查看原文：https://doi.org/10.1038/s41598-022-11658-y
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