3D 打印技術(shù)在口腔正畸中的應(yīng)用進(jìn)展

文王蘇平（廈門思明齒樂口腔門診部）

經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，逐漸催生出3D 打印技術(shù)，且在各行各業(yè)發(fā)揮著十分重要的作用，促使傳統(tǒng)制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)升級(jí)優(yōu)化發(fā)展。同時(shí)，3D 打印技術(shù)也與醫(yī)學(xué)口腔有著一定的聯(lián)系，并隨著三維成像技術(shù)和建模技術(shù)的完善發(fā)展，譬如口腔內(nèi)掃描技術(shù)、模型掃描，以及應(yīng)用在牙科中的計(jì)算機(jī)技術(shù)等，在一定程度上促使著3D打印技術(shù)向著更好的方向發(fā)展。在當(dāng)前數(shù)字化背景下，3D打印技術(shù)被廣泛應(yīng)用在口腔正畸中，并取得一些卓越的成就。本文詳細(xì)介紹了3D 打印技術(shù)在口腔正畸中的應(yīng)用。

通過三維數(shù)據(jù)模型將材料進(jìn)行打印而形成實(shí)物零件的技術(shù)稱之為3D 打印技術(shù)，與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，最大的區(qū)別就是前者使用增材制造方式。早在上個(gè)世紀(jì)末期就已經(jīng)流行3D 打印技術(shù)，被人們所熟知和了解，目前3D 打印技術(shù)已經(jīng)涉及航天、建筑建模等多個(gè)領(lǐng)域，尤其是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用。3D 打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)界的應(yīng)用是一門將三維掃描技術(shù)、3D 打印都能夠集為一體的科目，在醫(yī)學(xué)的組織器官再生、口腔正畸等方面有著廣闊的發(fā)展前景。

3D 打印數(shù)字化模型

在口腔正畸治療過程中，通常會(huì)使用石膏模型，將印模材料進(jìn)行取模，然后使用石膏進(jìn)行攪拌，進(jìn)而形成石膏模型，是一種應(yīng)用較為廣泛的方式。但石膏模型對(duì)空氣濕度有著嚴(yán)格的要求，若濕度超出范圍，則會(huì)出現(xiàn)受潮變形的情況，同時(shí)由于石膏模型材料剛度較低，所以在應(yīng)用過程中會(huì)受到諸多因素的影響，導(dǎo)致模型損害，進(jìn)而失去原有的意義。而現(xiàn)階段隨著3D 打印技術(shù)的日趨完善，可以通過口腔內(nèi)掃描數(shù)字化模型與光固化成型3D 模型技術(shù)聯(lián)合制制造的樹脂模型，無論是精度還是保存能力都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石膏模型，在口腔正畸治療中發(fā)揮著十分巨大的作用。數(shù)字化模型的快速發(fā)展，在一定程度上推動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其中托槽隱形矯治器就是最為經(jīng)典的代表，可以進(jìn)行細(xì)致的排牙工作，然后通過SLA 輸出排牙模型。正是由于數(shù)字化模型的快速發(fā)展，促使正畸治療水平精確度不斷提升，所以在未來數(shù)字化模型將會(huì)是大發(fā)展趨勢(shì)。

無托槽隱形矯治技術(shù)

雖然著隱形矯治器的研究成功，其完善的矯治制度被正畸醫(yī)生廣泛認(rèn)可，也憑借美觀、舒適等優(yōu)點(diǎn)被患者認(rèn)可。無托槽隱形矯治器的發(fā)展與3D 打印技術(shù)兩者之間有著密切的聯(lián)系，而無托槽隱形矯治技術(shù)則是口腔數(shù)字化醫(yī)療的重要方式，其涵蓋范圍有3D 打印技術(shù)、SLA、3D 建模等，主要工作原理為通過一定技術(shù)進(jìn)行印模操作，然后進(jìn)行3D 模型掃描，之后建立3D 數(shù)字模型并進(jìn)行數(shù)字化正畸排牙，最后進(jìn)行3D 打印模型和熱壓膜矯治器。在隱形矯治技術(shù)中應(yīng)用3D打印，可以實(shí)現(xiàn)高精度的排牙模型，使得牙齒移動(dòng)更加精細(xì)化。與傳統(tǒng)的固定式矯治器相比，隱形矯治技術(shù)以精確度的特點(diǎn)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此可以說3D 打印技術(shù)在一定程度上推動(dòng)隱形矯治技術(shù)的發(fā)展。

3D 打印制作個(gè)性化舌側(cè)矯治器

在相當(dāng)長(zhǎng)久的一段時(shí)間內(nèi)，舌側(cè)矯治器由于費(fèi)用高、影響舌體運(yùn)動(dòng)等缺點(diǎn)，臨床應(yīng)用率較低，使得諸多口腔正畸醫(yī)生逐漸放棄使用該方法。隨著醫(yī)療技術(shù)的額完善發(fā)展，促使舌側(cè)矯治器得到完善，但仍舊避免不了底面與牙體舌側(cè)組織不密切、穩(wěn)定性不佳等問題，大多數(shù)時(shí)候需要依托粘結(jié)材料才可以實(shí)現(xiàn)牙面的精密度，但對(duì)患者的身體運(yùn)動(dòng)、語言發(fā)音等方面仍舊存在影響。而3D 打印技術(shù)的出現(xiàn)，在一定程度上妥善解決了上述存在的問題，相關(guān)學(xué)者專家通過選擇性激光熔覆技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造相結(jié)合，打印出富有個(gè)性化的舌側(cè)矯治托槽，并對(duì)其深入觀察和分析發(fā)現(xiàn)，底板與牙面吻合度得到大幅度提升，粘結(jié)劑使用量有所減少，并且厚度與其他舌側(cè)托槽相比也變得更薄，進(jìn)而可以達(dá)到理想的應(yīng)用效果。3D 打印個(gè)性化設(shè)計(jì)的舌側(cè)托槽與傳統(tǒng)的舌側(cè)矯治托槽對(duì)比發(fā)現(xiàn)，無論在粘接或者脫落后的粘接方面，都能夠與牙面吻合，對(duì)患者牙周組織刺激相對(duì)較小，患者有著良好的體驗(yàn)感，同時(shí)對(duì)患者的舌體運(yùn)動(dòng)和發(fā)音影響也有所下降。伴隨著3D 打印技術(shù)的日趨完善，3D 打印的舌側(cè)托槽會(huì)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在口腔正畸治療中，進(jìn)而達(dá)到理想的治療效果。

3D 打印種植體支抗導(dǎo)板

支抗控制在口腔正畸治療中有著十分重要的作用。傳統(tǒng)的支抗制造方法過于繁瑣，并且椅旁操作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，也需要患者的高度配合。而種植支抗的出現(xiàn)有效填補(bǔ)了傳統(tǒng)支抗中存在的不足。有關(guān)專家學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在正畸支抗中應(yīng)用螺紋釘種植體，能夠?qū)崿F(xiàn)牙齒的移動(dòng)。隨后經(jīng)過漫長(zhǎng)的研究，逐漸研究出正畸專用微小種植體支抗，而在當(dāng)前微小種植體支抗種類豐富多彩，但大多數(shù)時(shí)候需要根據(jù)患者的X 線片、患者口內(nèi)情況等，否則會(huì)導(dǎo)致諸多并發(fā)癥的發(fā)生，譬如牙周和牙根的損傷、種植體的脫落等。因此，專家學(xué)者通過對(duì)口腔種植導(dǎo)板思路的深入研究，并結(jié)合患者手術(shù)之前的前錐形束CT，使用Rapidform 軟件為患者繪制種植體三維圖形，并建立三維立體模型，將其導(dǎo)入Mim-icsl 1.01 軟件中，然后明確種植體植入方向，通過3D 打印技術(shù)，設(shè)置具有針對(duì)性的正畸微小種植體導(dǎo)板，從而達(dá)到理想的植入效果，同時(shí)并發(fā)癥也會(huì)有所減弱。傳統(tǒng)植入種植釘過程中，往往都是醫(yī)生根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)和對(duì)曲面斷層片的理解開展此項(xiàng)工作，所以導(dǎo)致植入之后的發(fā)病率較高。而應(yīng)用3D 打印種植體支抗導(dǎo)板，可以使用CT 圖像對(duì)骨進(jìn)行重建，并對(duì)骨量進(jìn)行分析，通過3D 打印直接設(shè)計(jì)制作個(gè)性化種植導(dǎo)板，從而對(duì)深度、方向等進(jìn)行精確控制。實(shí)際上，3D 打印種植支抗導(dǎo)板是正畸準(zhǔn)確治療的典型代表，能夠?qū)^為特殊的植入位置，進(jìn)行合理的控制。

3D 打印個(gè)性化鈦板

由于兒童處于不斷成長(zhǎng)和發(fā)育階段，若上頜骨發(fā)育不佳會(huì)產(chǎn)生骨性Ⅲ類錯(cuò)頜，而現(xiàn)階段通常會(huì)使用上頜骨前方牽引治療方法。但由于傳統(tǒng)的前方牽引治療方法主要是作用在牙齒上，雖然會(huì)獲得良好的側(cè)貌，但卻會(huì)導(dǎo)致牙齒移動(dòng)不利。所以，相關(guān)專家學(xué)者研究使用術(shù)前CBCT，有效避開恒牙胚和牙根，在骨質(zhì)相對(duì)較厚位置，使用數(shù)字化模型設(shè)置鈦板，然后利用3D 打印技術(shù)打印成品，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)骨性前方牽引治療，之后可以達(dá)到正常的覆頜覆蓋，牙列無擁擠情況。

3D 打印轉(zhuǎn)移托盤

由于舌側(cè)托槽的粘結(jié)位置相對(duì)特殊，又受到口腔內(nèi)環(huán)境復(fù)雜和牙齒形態(tài)不規(guī)則因素的影響，若直接在口內(nèi)進(jìn)行定位和粘接是十分困難的。而在現(xiàn)階段通常會(huì)應(yīng)用轉(zhuǎn)移托盤中的單層轉(zhuǎn)移托盤和雙層轉(zhuǎn)移托盤，由于其內(nèi)層的Bioplast 樹脂有著很好的收縮性和彈性，會(huì)對(duì)托槽粘接位置的準(zhǔn)確定位產(chǎn)生影響。所以，對(duì)于舌側(cè)托槽經(jīng)常會(huì)使用間接粘接方法，其主要工作原理是在模型上對(duì)托槽精準(zhǔn)定位，之后通過模型掃描建立數(shù)字化模型，通過逆向復(fù)制模型的方式制作轉(zhuǎn)移托盤，并將托槽間接粘接在口腔內(nèi)。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)移托盤受到樹脂物理特點(diǎn)因素的影響，在準(zhǔn)確度和可靠性方面存在一定的局限性。而3D 打印的轉(zhuǎn)移托盤受到排牙和粘接托槽為數(shù)字化模型轉(zhuǎn)化而來的影響，會(huì)直接將模型上預(yù)粘接步驟，大大減少操作時(shí)間，進(jìn)而促使應(yīng)用效果和粘接準(zhǔn)確度的提升。

3D 打印個(gè)性化活動(dòng)矯治器

在當(dāng)前臨床治療口腔正畸過程中，會(huì)使用到各種種類的活動(dòng)矯治器，這就需要技工在石膏模型上設(shè)置各種卡環(huán)進(jìn)行固定。同時(shí)，在活動(dòng)矯治器的施力部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，需要在患者口腔試戴還是之后進(jìn)行調(diào)磨工作。相關(guān)學(xué)者通過3D 打印技術(shù)，與CAD/CAM、數(shù)字化模型等相結(jié)合，設(shè)計(jì)并制作出Hyeax 活動(dòng)矯治器，得到了較好的治療效果。傳統(tǒng)的活動(dòng)矯治器制作過程十分復(fù)雜，而3D 打印個(gè)性化活動(dòng)矯治器，具有制作周期短、精確度高等特點(diǎn)，在臨床被廣泛應(yīng)用和使用，對(duì)個(gè)性化治療和精確治療無疑起到巨大的推動(dòng)作用。

結(jié)束語

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)常態(tài)化發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，3D 打印技術(shù)在口腔正畸治療過程中發(fā)揮著十分重要的作用。不僅可以大大減少治療周期，而且由于擁有個(gè)性化制定的特點(diǎn)，患者的滿意度和舒適度得到提升，深受患者的喜愛，患者可以享受到個(gè)性化治療的方便，同時(shí)無論是3D 打印準(zhǔn)儀托盤還是個(gè)性化活動(dòng)矯治器等，在一定程度上促使了醫(yī)生治療效率和質(zhì)量的提升，為口腔正畸治療的快速發(fā)展提供了巨大的幫助和支持。但3D 打印技術(shù)也存在諸多的局限性，具體而言：（1）有些3D 打印技術(shù)生物兼容性相對(duì)較差，通常會(huì)表現(xiàn)在SLA 光敏樹脂材料上。（2）3D 打印產(chǎn)品的表面處理，不同的3D 打印機(jī)在加工精度方面也存在不同，導(dǎo)致對(duì)表面精確度的要求也會(huì)有所不同，進(jìn)而在3D 打印產(chǎn)品表面處理方面較為容易。（3）3D 打印成本費(fèi)用相對(duì)較高，是一個(gè)不可忽視的問題。上述問題，會(huì)隨著3D 打印技術(shù)的日趨完善，得到妥善的解決，從而可以更好地應(yīng)用在口腔正畸治療中，促使治療質(zhì)量和效率的提升，推動(dòng)醫(yī)學(xué)正畸治療水平的提升。