陶瓷3D打印在牙科領(lǐng)域的應(yīng)用案例

陶瓷材料是牙科領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的材料之一，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，陶瓷3D打印在牙科領(lǐng)域的應(yīng)用也愈加成熟和廣泛。本文我們來介紹幾個陶瓷3D打印在牙科領(lǐng)域的應(yīng)用案例：

1、3D打印陶瓷牙冠

近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院口腔修復(fù)科在THE JOURNAL OF PROSTHETIC DENTISTRY上發(fā)表了一篇文章，對3D打印陶瓷牙冠的尺寸精度和臨床適應(yīng)性進(jìn)行了分析，文章結(jié)論表示，3D打印陶瓷牙冠的高尺寸精度和邊緣適應(yīng)性均在臨床可接受范圍內(nèi)，同時表明3D打印的陶瓷牙冠很有前景。

△3D打印的陶瓷牙冠（圖中為使用Lithoz-CeraFab7500設(shè)備打印）

圖片來源：上海九院

△3D打印陶瓷牙冠的尺寸精度和邊緣適應(yīng)性分析

圖片來源：上海九院

此外，與博瑞科緊密合作的奧地利Lithoz公司的Daniel Bomze博士和Martin Schwentenwein博士，路德維希·馬克西米連大學(xué)慕尼黑分校齒科醫(yī)院的Josef Schweiger醫(yī)生，維也納總醫(yī)院口腔和頜面外科大學(xué)醫(yī)院的Günter Russmüller博士以及蘇黎世大學(xué)牙醫(yī)學(xué)中心固定和可移動義齒和牙科材料科學(xué)診所Alexis loannidis博士共同在CERAMIC APPLICATIONS期刊上發(fā)表了一篇文章，對3D打印陶瓷牙冠的微觀形貌和力學(xué)性能進(jìn)行了分析測試。

材料為Lithoz研發(fā)的牙科專用氧化鋯材料，四點彎曲強(qiáng)度可達(dá)1000Mpa，最小壁厚可達(dá)100μm。

△使用Lithoz設(shè)備3D打印的牙冠及微觀SEM圖

2、3D打印陶瓷口腔骨骼支架

除牙冠外，Lithoz聯(lián)合維也納總醫(yī)院、路德維希•馬克西米連大學(xué)慕尼黑分校齒科醫(yī)院和蘇黎世大學(xué)牙醫(yī)學(xué)中心3D打印了陶瓷口腔骨骼支架。該口腔骨骼支架均使用Lithoz高精度陶瓷3D打印而成，下頜是支架外殼由氧化鋯材料制成，內(nèi)部填充體是由TCP制成的三維互聯(lián)的孔隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在損傷愈合過程中，氧化鋯外殼提供了適當(dāng)?shù)闹�撐，而可再吸收的TCP，其幾何形狀設(shè)計遵循小梁骨結(jié)構(gòu)，可以促進(jìn)新的活骨的生長，并且用鈦螺釘將殼體固定于人工頜骨模型上。

3、3D打印陶瓷種植體

3D打印的陶瓷種植體具有高強(qiáng)度、適配良好和幾乎沒有設(shè)計限制的優(yōu)勢

△使用Lithoz設(shè)備3D打印的陶瓷種植體

△Lithoz的CeraFab7500陶瓷3D打印機(jī)

奧地利Lithoz公司是全球頂尖陶瓷3D打印設(shè)備及材料的供應(yīng)商，由Lithoz陶瓷3D打印機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品，表面光潔度可達(dá)0.4-0.6 μm，致密度高達(dá)99.4%以上，產(chǎn)品物理化學(xué)性能與傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品相當(dāng)。目前，可打印氧化鋁、氧化鋯、磷酸三鈣、氮化硅、硅基材料、金屬陶瓷等20余種材料。

3D打印高精度牙冠不僅僅需要高精度陶瓷3D打印機(jī)，也需要高精度的3D模型，高精度的3D模型需要高精度的牙科3D掃描儀，而三維掃描儀的鼻祖是博爾科曼公司，德國博爾科曼公司1999年推出了最高精度的珠穆朗瑪牙科掃描系統(tǒng)，是卡瓦公司的主流。最新的牙科掃描儀D-STATION最高精度5微米，可以快速高效的掃描牙科模型。下圖是博爾科曼的高精度三維掃描系統(tǒng)。

3D打印完成的牙科陶瓷產(chǎn)品，需要對其力學(xué)性能進(jìn)行分析驗證。博瑞科全三維體系中的DIC技術(shù)（3D數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)）可以非常直觀的測量3D打印牙科陶瓷產(chǎn)品的力學(xué)性能，尤其是疲勞力學(xué)問題。通過DIC技術(shù)可以測量幾乎所有材料和結(jié)構(gòu)的變形、振動和應(yīng)變，從而對打印工藝進(jìn)行驗證，以達(dá)到修改和完善新產(chǎn)品的目的。運用與DIC相關(guān)的3D光學(xué)掃描技術(shù)可以很容易的對3D打印試制產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)上的分析研究，以檢驗其是否達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量和效果。

△圖為骨盆的壓縮強(qiáng)度試驗