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口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印材料的

發(fā)布時間：2022-08-29 13:45:44瀏覽：7210點贊：

3D打印技術(shù)通常也叫做增材制造或者是增量制造（additive manufacturing）

，是建立在三維數(shù)學(xué)模型的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，主要是利用連續(xù)的分層打印并且通過一層層的疊加

，最終形成三維實體的技術(shù)

。3D打印主要優(yōu)點包括:提高制造精度

、簡化繁瑣的制作過程

、節(jié)約加工材料和人力資源，經(jīng)濟環(huán)保

，縮短生產(chǎn)時間

，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了個性化制作

。在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

，3D打印技術(shù)受到越來越廣泛的應(yīng)用以及研究

，其中口腔修復(fù)學(xué)

、口腔種植學(xué)、口腔正畸學(xué)

、口腔內(nèi)科學(xué)都有涉及

，還包括生產(chǎn)用于牙科種植導(dǎo)板、顱頜面和整形外科植入物的制造

，以及用于植入物和牙齒修復(fù)體的內(nèi)冠和骨架的制造等等

。

隨著口腔醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展

，3D打印材料的研究已成為許多研究者的研究重點

；近年來取得了較大突破

，不斷有新型3D打印材料應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本文將從金屬

，高分子

，陶瓷和生物活性材料這4大口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的3D打印材料展開綜述

。

1.材料種類

1.1金屬材料

由于純鈦的一些性能的缺陷

，例如純鈦的強度不如鈦合金大，而且純鈦的彈性模量比骨組織的要高

，很容易導(dǎo)致鈦種植體和骨組織兩者產(chǎn)生不相融和的機械應(yīng)力

。對于此，很多研究者都試圖采用各種方式來改善純鈦的性能

，例如在其表面增加涂層或者氧化純鈦的表面等。3D打印的鈷鉻合金也是口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常用的修復(fù)材料

。利用3D打印技術(shù)制造出

，再采用修復(fù)技術(shù)將人工牙添加上去，這樣的修復(fù)體進入口腔后便具有良好的密合性

。由于使用的鈷鉻合金義齒支架與添加的人工牙采用了不同的材料

，根據(jù)現(xiàn)階段的技術(shù)設(shè)施，基本上不可能一次性打印出完整修復(fù)體

。

Mangano等將激光燒結(jié)的窄直徑種植體用于患者的后牙種植修復(fù)治療，37例種植體隨訪2年后存留率為100．0%

，成功率為94.6%

。在物理機械性能、生物抗腐蝕性及相容性等方面

，需要深入研究3D打印的有關(guān)金屬產(chǎn)品是否與傳統(tǒng)工藝制造的產(chǎn)品相同

，是否按照國家的標準。目前

，新興金屬材料在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域依然處在體外研究的狀態(tài)

，尤其作為口腔植入材料的性能仍有很大的研究空間

。

目前

，3D打印技術(shù)不斷發(fā)展，不斷優(yōu)化的設(shè)備性能和多樣的金屬打印材料

，金屬3D打印技術(shù)也會更加廣泛的運用到口腔醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域中。

1.2高分子材料

PEEK材料的優(yōu)點包括

①PEEK材料彈性模量和人體骨骼相近

，修復(fù)后顱骨的應(yīng)力完整

；

②X射線透過性能好，不會產(chǎn)生金屬偽影

，不影響醫(yī)學(xué)影像

，方便檢測術(shù)后恢復(fù)情況；

③使用3D打印PEKK材料制成的結(jié)構(gòu)比用傳統(tǒng)的PEEK具有更好的抗菌性能

，可以高溫消毒再用

；

④PEEK本身具有很強的惰性，對頭皮刺激非常小

，排斥性低

，穩(wěn)定性高

。目前用于制造義齒零件

。

1.3陶瓷材料

口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的陶瓷材料要求具有良好的美觀性和生物相容性，具有低密度

、高強度

、高硬度、耐高溫

、耐腐蝕

、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良的物理化學(xué)特性

，其廣泛應(yīng)用于機械制造

、航空航天、生物醫(yī)療等行業(yè)

。因其優(yōu)良的機械性能和美觀性能

，目前也用作口腔修復(fù)材料。氧化鋯陶瓷用切削技術(shù)進行加工時會有很多材料被切除掉

，造成浪費

，導(dǎo)致全瓷冠的價格昂貴，而且還可能在義齒中有切削力造成的內(nèi)裂

。3D打印氧化鋯陶瓷義齒對材料利用率可達90%以上

，相對來說成本較低

。

1.4生物組織材料

使用3D打印材料和技術(shù)生產(chǎn)具有良好生物性功能的人體細胞

、組織以及器官等，是眾多學(xué)者一直的追求

。學(xué)者們不斷探索3D打印技術(shù)

，并且緊密結(jié)合了生物組織工程技術(shù)，制造具有生物功能性的人造細胞、組織和器官來替代需要修復(fù)的人體缺損組織

。水凝膠是一種水溶性的高分子聚合物

，其利用化學(xué)或物理的交聯(lián)而產(chǎn)生

，是一種3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

。水凝膠有優(yōu)良的生物相容性，可以構(gòu)建組織工程支架

，并且可以加工形成可控型釋放藥物的載體

。但目前，3D繪圖生物寫入制造的水凝膠具有較低的硬度

，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)崩潰或限制形狀的復(fù)雜性

，因此3D打印生物材料的最新進展將推進3D打印生物材料領(lǐng)域的進步和發(fā)展。

在種植學(xué)方面

，3D打印個性化種植體成為即刻種植的趨勢，對鈦種植體表面進行修飾

，可促進成骨細胞的生長分化

，種植體具有更優(yōu)良的特性。由于3D打印技術(shù)生成的微米表面的粗糙程度更容易被特定的細胞識別出來

。具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的種植體促進了細胞的增殖和延展

，同時更利于細胞向成骨方向分化。在微納復(fù)合結(jié)構(gòu)提供的生理三維的仿生環(huán)境中

，更利于細胞的伸展

，從而更好地增殖與分化。

2.發(fā)展前景

在口腔教學(xué)領(lǐng)域

，3D打印作為未來口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的重要技術(shù)，應(yīng)盡早讓學(xué)生接觸和了解數(shù)字化口腔技術(shù)和流程

，開闊學(xué)生思維和創(chuàng)造力

，也讓教學(xué)模式更加先進新穎。近年來

，3D打印數(shù)字化口腔技術(shù)為口腔醫(yī)學(xué)帶來了高精度

、低成本的口腔數(shù)據(jù)及產(chǎn)品。3D打印在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展也將日益增強

，因此口腔3D打印材料的研究和革新更是迫在眉睫

。雖然目前來看，口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的3D打印材料仍然存在一些問題

，比如:打印材料大多依賴進口，導(dǎo)致價格高昂；3D打印技術(shù)工藝和設(shè)備還有待提高和完善

；3D打印材料的質(zhì)量和使用情況還需要進一步調(diào)查研究

；還需建立相關(guān)規(guī)范和標準，對口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印材料的物理化學(xué)性能

，機械性能，生物安全性等等做出規(guī)范

。

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