3D打印技術應用于口腔正畸臨床診療的現狀與思考

【摘要】口腔正畸是口腔醫學的一個重要分支，隨著人們對美容觀念的不斷提高，越來越重視口腔健康和美觀，使得口腔正畸行業快速發展。3D打印技術能夠在計算機輔助下精確地再現所需模型，減少耗材，為臨床診療提供很大助力，也為口腔正畸帶來巨大改變。越來越多的專家學者注意到3D打印技術對口腔正畸的價值，同時也開展了很多相關研究，取得了一些進展。基于此，本研究旨在對3D打印技術應用于口腔正畸的現狀與思考進行綜述，以期為3D打印技術在口腔正畸臨床中的應用研究提供參考。

【關鍵詞】口腔正畸臨床診療；3D打印技術；診療

ZHANG Ye1， GU Tao2， LIU Hong1， YAN Chengdong1， JIANG Shangfei1

1.Stomatology，Jiangsu Vocational College of Medicine， Yancheng， Jiangsu 224005， China； 2.Rugao Xingye Dental Clinic， Rugao， Jiangsu 226500， China

【Abstract】Orthodontics is an important branch of stomatology.With the continuous improvement of people’s concept of beauty，people pay more and more attention to oral health and beauty，which makes the orthodontic industry develop rapidly.3D printing technology can accurately reproduce the required model with the aid of computer，reduce consumables，provide great help for clinical diagnosis and treatment，and also bring great changes to orthodontics.More and more experts and scholars have noticed the value of 3D printing technology in orthodontics，and at the same time，they have carried out a lot of related research and made some progress.Based on this，this study aims to summarize the current situation and thinking of 3D printing technology in orthodontics，with a view to providing reference for the application research of 3D printing technology in orthodonticsclinical practice.

【Key Words】Clinical diagnosis and treatment of orthodontics； 3D printing technology； Diagnosis and treatment

牙齒畸形不僅會影響面部美觀，而且會影響頜面部發育，對口腔健康構成威脅。口腔正畸臨床診療是通過各種形式解決牙齒、面部骨骼等存在的問題，促進口腔健康[1-2]。3D打印技術自20世紀90年代初開始進入人們視線，曾被命名為快速原型、分層制造、增材制造，最后命名為3D打印。3D打印是利用數字化設計數據和專用打印設備制造三維實物的一種技術，涉及很多領域。對醫學領域來講，3D打印技術融合了三維掃描、三維模型構建等技術，在多個方面（醫學模型制造、骨骼重建、組織器官再生、牙齒正畸等）應用價值均較高。基于此，本研究旨在分析3D打印技術應用于口腔正畸臨床診療中的現狀與思考，現將本次研究所得闡述如下。

1 3D打印技術概述

3D打印技術屬于快速成型技術中的一種，與傳統技術具有明顯區別，依托材料學、數字掃描、精密機械等多學科發展而來。打印機能夠根據指令按照預定軌跡打印，形成固化層，進行多層打印，進而實現實體化模型。當前階段，3D打印技術在口腔正畸臨床診療中較常用到的有光固化成型、選擇性激光燒結技術，其中光固化成型具有分辨率高、成型范圍大等優勢，但只能選擇光固化樹脂作為材料；選擇性激光燒結技術具有可選材料較多、強度大等優勢。

2 3D打印技術在口腔正畸臨床診療中的應用

2.1 數字化模型

牙頜模型是精確復制患者口腔牙周軟組織、牙齒、牙槽、牙弓、基骨等形態，方便醫生可以更加直觀、準確地制定矯正方案，是口腔正畸診療的基礎。既往常用到的模型是由石膏制成，石膏在凝固時會出現膨脹的情況，因此，精密度不夠理想，并且容易出現磨損斷裂，受潮后易變形不好保存等問題[3]。基于光固化成型和口內掃描數字化模型3D打印技術制作的樹脂模型，具有精密度高、強度大、易保存等優點，并且制作用時更短，提升了工作效率。Ko HC等[4]研究結果顯示，3D打印技術數字化模型可以替代傳統石膏模型制定治療方案，3D打印技術數字化模型與臨床實踐高度契合。

2.2 個性化舌側矯治器

舌側矯正技術開始于20世紀70年代，既往使用的托槽多是流程化生產，托槽底面非常平，精密度和穩定性都不是很好，沒有辦法和牙齒完全貼合，并且因為需要使用很多光固化劑使之貼合，擠壓口腔空間，影響發音，還可能出現多種并發癥。隨著3D打印技術的不斷發展成熟，使短時間內制作個性化托槽成為可能，3D打印技術個性化托槽只黏在牙齒舌側區域，非常薄，并且其設計是自由曲面，牙齒能夠完全和托槽吻合，因此對舌體功能、發音、牙周組織的影響較小，更具舒適度和美觀度。葛宇等[5]通過選取16例雙頜前突患者為研究對象，分析個性化舌側矯正技術對成人雙頜前突的治療效果，其研究結果顯示，個性化舌側矯正技術是成人雙頜前突矯治的有效手段，保證療效的同時更具美觀度。陳啟興等[6]研究納入因雙頜前突就診的20例成人患者，探討個性化舌側矯治技術治療雙頜前突錯畸形的療效，其結果顯示，個性化舌側矯治技術臨床療效更高。隨著技術的不斷發展革新，未來3D打印技術個性化舌側托槽也會具有更大的優勢，為口腔正畸臨床診療提供更多支持。

2.3 無托槽隱形矯治器

無托槽隱形矯治器因具有美觀、舒適等優勢，受到很多正畸患者的青睞。由于口腔內空間較小，不方便觀察和使用工具，因此傳統口腔正畸臨床治療中非常考驗醫生對于托槽的準確定位黏貼能力。若有操作不當，可能會導致壓根外漏、骨開裂、牙根不平行等情況的出現，所以托槽黏貼是口腔正畸的關鍵，對矯治效果有很大影響。對隱形矯治技術來說，3D打印能夠輸出高精密度排牙模型，更精細地模擬牙齒移動，因此更具有個性化、精確性等優勢。李若萱等[7]選取86例口腔正畸患者為研究對象，分析定制式無托槽隱形矯治器與金屬托槽直絲弓矯治器對正畸患者牙周健康的效果，其結果顯示，應用定制式無托槽隱形矯治器正畸有效率相對較高，對牙周指標、口腔衛生均有改善作用，患者滿意度較高。霍美玲等[8]選取82例青少年口腔正畸患者為研究對象，分析對比無托槽隱形矯治器應用效果，結果表明，應用無托槽隱形矯治器正畸治療效果顯著，可改善牙周健康，控制炎癥因子水平，進而提升患者生活質量。李晶等[9]研究分析10例輕度牙列不齊患者應用數字化技術實現醫師主導下的無托槽隱形矯治器對其臨床療效，結果顯示，基于醫師自行數字化排牙和3D打印制作的無托槽隱形矯治器可以有效矯治簡單牙列不齊。

與傳統技術不同，3D打印無托槽隱形矯治器的制作是利用計算機輔助系統和3D打印模擬矯治步驟，之后將全部步驟數字化處理，經過快速成型技術制作成無托槽隱形矯治器，制作過程更為高效、準確，因此，3D打印技術實則推動了隱形矯治技術的發展。

2.4 正頜外科

3D打印技術利用數字化排牙和模型模擬，為矯正設計的準確率和效率奠定一定基礎，便于尋找出最佳的治療方案，為患者提供更為優質的醫療服務。有國外研究報道，相比傳統正頜模型外科手術，應用3D打印技術聯合虛擬手術計劃并制作導板進行手術導航，不僅能夠縮短手術所需時間，而且手術準確性得到提高。Badiali G[10]等研究表明，相比傳統固定鈦板，3D打印技術等數字化技術制作的手術導板和個性化鈦板更優。

2.5 3D打印種植體支抗導板

支抗控制貫穿正畸治療，其制作方法很是復雜，耗費時間很長，患者易出現不適感，導致配合度較低。種植釘支抗的產生解決了此項難題，但個體解剖結構不可避免地存在差異性，在植入過程中大多依靠醫生的經驗和X片，造成種植體滑脫、牙周損傷等并發癥的發生，影響整體治療效果。3D打印種植體支抗導板經過骨重建，對骨量進行準確分析，設計并做出的種植導板具有個性化的特點，植入部位、深度、方向等都能得到很好的把控。黃平等[11]收集60例連續多牙缺失患者臨床資料，探討在下頜后牙區連續多牙缺失下數字化種植導板的應用價值，其結果顯示，3D數字化種植導板輔助連續多牙缺失種植修復提高頜骨上的三維位置精準度和合理性，為后期冠修復奠定良好基礎，具有較高的應用價值。金杭穎等[12]通過選取40例上前牙區牙列缺損患者為研究對象，分析國產數字化3D打印導板應用于上前牙種植手術的精確度，其結果顯示，國產數字化3D打印導板可以明顯提高上前牙種植手術精確性。利用3D數字化模型進行上頜骨骨性擴弓器（MSE）、支抗釘、套環的選型，設計導板，通過3D打印技術生產數字化導板實體，有利于現有技術的拓展。

2.6 3D打印轉移托盤

由于口腔內空間較小，不方便觀察和使用工具，因此口腔正畸臨床治療中非常考驗醫生對于托槽的準確定位黏貼能力。若有操作不當，可能會導致牙根外漏、骨開裂、牙根不平行等情況的出現，所以托槽黏貼是口腔正畸的關鍵，對矯治效果有很大影響。目前，單層轉移托盤、雙層轉移托盤是臨床常用轉移托盤，由于其內層的樹脂收縮性和彈性較大，對托槽黏貼位置的準確性產生影響。現如今，臨床上基本開始放棄在牙頜石膏模型上手工定位，開始通過矯正軟件在數字模型上虛擬定位。數字模型托槽定位是通過直接掃描口腔或者利用對應模型間接獲取，之后通過擬向工程軟件實施轉移托盤數字化設計，導入個性化轉移托盤數據實體打印，是后續托槽黏貼的有力工具，和傳統托盤相比，3D打印轉移托盤所需制作時間實際更短，穩定性更高。

2.7 其他

目前，大部分CAD/CAM系統可以開放儲存數據，上傳數據信息到相關軟件做進一步分析處理，并可以結合多種檢查方法得到的數據，進而實現了更廣泛的科研和教學研究。3D打印技術為臨床研究提供了更為精準的手段，將靜態研究擴展為動態研究，同時更加客觀、方便。既往口腔正畸牙齒移動的相關研究多是將其治療前后差異進行比較，很少關注治療過程中牙齒的細微運動，實際上牙齒細微移動可能是提升整體治療效果的關鍵所在。

3 展望

3D打印技術在口腔正畸的臨床診療中有非常重要的意義，可縮短患者治療時間，并且更符合個體差異性需求，患者接受度高，雖然3D打印技術還存在不足之處，但不可否認其技術的發展進一步為口腔正畸學提供了解決問題的手段，有助于推動口腔正畸學的深入研究。

參考文獻

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