曲偉平
摘要:隨著社會(huì)生活水平與科學(xué)技術(shù)發(fā)展,現(xiàn)代的人均壽命普遍提高,這彰顯著現(xiàn)代社會(huì)無論是物質(zhì)上還是精神上都比原先有了巨大的進(jìn)步。但隨之而來的問題是人口老齡化問題的嚴(yán)重,隨著時(shí)間上的推移,這種問題越來越明顯,而且老年人的身體健康問題也是當(dāng)下熱議話題,這也引起了社會(huì)各方面的廣泛關(guān)注。結(jié)合當(dāng)下尖端的科學(xué)技術(shù),3D打印制作技術(shù)在某些領(lǐng)域已取得了巨大成就。本文針對(duì)這其中的一方面即:可摘局部義齒CAD/CAM/SLM金屬3D打印制作新方法展開了討論。
關(guān)鍵詞:可摘局部;義齒;制作
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果在社會(huì)生活中的方方面面都得到了實(shí)際應(yīng)用,而且已經(jīng)取得了不小的成就,在口腔醫(yī)學(xué)方面,現(xiàn)代科學(xué)以其獨(dú)有的高效、便捷、全面等特點(diǎn)為口腔醫(yī)學(xué)注入了新的活力,是傳統(tǒng)的口腔醫(yī)學(xué)漸漸擺脫了人工方面的局限性。尤為顯著的是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制作(CAM)、選擇性激光熔化技術(shù)(SLM)金屬3D打印制作在義齒方面的實(shí)際應(yīng)用,已經(jīng)成為了現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)中不可或缺的一部分。
1背景與特點(diǎn)
1.1研究背景
口腔醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分,現(xiàn)代社會(huì)人口老齡化問題的加重,牙齒缺損是所有的老年人不可避免的口腔醫(yī)學(xué)方面的問題,此類問題事件發(fā)生率居高不下,由此造成對(duì)牙齒修復(fù)技術(shù)的需求不斷增大。雖然一部分牙齒缺損問題可以通過牙種植技術(shù)來解決,但仍有很大一部分無法運(yùn)用該技術(shù)來修復(fù)牙齒問題,這就促使了局部義齒修復(fù)技術(shù)的誕生[1]。
局部義齒修復(fù)技術(shù)由于其與其他牙齒修復(fù)技術(shù)[2]而言,具有更好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,所以得到了現(xiàn)代社會(huì)的認(rèn)可。但由于該技術(shù)起步較晚,尚處于發(fā)展階段,所以義齒構(gòu)造復(fù)雜、制作難度大等問題,限制了其在臨床實(shí)際方面的應(yīng)用。近年來,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制作的技術(shù)被提出,并在口腔醫(yī)學(xué)方面取得了飛速發(fā)展,同樣1.2特點(diǎn)
局部義齒相比較于傳統(tǒng)的義齒修復(fù)技術(shù),只能修復(fù)牙列缺損,但其在牙列缺損的修復(fù)上具有設(shè)計(jì)靈活多樣、適應(yīng)范圍廣、制作簡便等優(yōu)良特點(diǎn),但因?yàn)樗氖褂镁窒扌院桶l(fā)展較晚,其缺點(diǎn)也是非常明顯,如部件相對(duì)較多、體積大、異物感強(qiáng)、對(duì)美感發(fā)音等有一定影響等。
局部義齒技術(shù)適用于各種牙列缺損患者,可作為拔牙創(chuàng)未愈合者過渡性修復(fù),或因外傷、手術(shù)造成的缺牙,伴有牙槽骨、頜骨、軟組織缺損等口腔方面的問題。雖然它在局部口腔問題的修復(fù)上性能優(yōu)良,但其適用面只局限于部分口腔問題,非適應(yīng)性范圍面也比較廣,只能作為某一方面替代傳統(tǒng)的義齒修復(fù)。
在口腔修復(fù)學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中,3D打印技術(shù)中的選擇性激光熔化技術(shù)(SLM)在21世紀(jì)初被國外學(xué)者用來制作修復(fù)體和基底冠,隨后被引入國內(nèi)。3D打印技術(shù)不單單在這一領(lǐng)域,也同樣在其他醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、航天、科研等同樣有著廣泛的應(yīng)用,尤其是在金屬構(gòu)件制造方面更是作用顯著。
2口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
2.1SLM技術(shù)
選擇性激光熔化技術(shù)(SLM)可以制作出具有隙窩溝等復(fù)雜表面形態(tài)的金屬冠橋、可摘局部義齒支架及全口義齒基托,與傳統(tǒng)鋳造法[3]相比,極大縮短制作工期,高數(shù)字化等特點(diǎn),除此之外,選擇性激光熔化技術(shù)(SLM)制作的修復(fù)體在材料的物理性能、抗腐蝕性、生物學(xué)性能方面均優(yōu)于傳統(tǒng)方法制作的修復(fù)體。據(jù)研究調(diào)查表明,選擇性激光熔化技術(shù)(SLM)制作的口腔金屬材料具有更好的生物安全性與生物相容性,而且金屬結(jié)合性也明顯強(qiáng)于普通技術(shù)。
可以準(zhǔn)確制作各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)和不規(guī)則腔隙的金屬植入物,非常適合用于顱頜面部骨硬組織缺損處植入物的設(shè)計(jì)和制作。與傳統(tǒng)實(shí)體金屬材料相比,減輕了植入物的重量,并且力學(xué)性能與人體骨質(zhì)組織更為匹配,更有利于細(xì)胞組織的附著生長。
我國的傳統(tǒng)義齒制作方法以傳統(tǒng)失蠟法鑄造工藝為主,但該技術(shù)存在加工周期長、工藝繁瑣、成品性能低下等問題。3 D打印技術(shù)一改傳統(tǒng)加工工藝,與當(dāng)下的數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合,配合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化生產(chǎn)模式,大大縮短了加工周期,有效的提高了資源配置。同時(shí),在保證成品優(yōu)良性能的前提下,更具有精確度高、人體契合度高、工藝技術(shù)簡便快捷等優(yōu)點(diǎn),尤其適用于不同受眾的牙列受損問題,因此在義齒金屬支架制作中具更好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
作為口腔活動(dòng)義齒支架材料要求具有高強(qiáng)度、良好的延伸率及加工性能,以使支架獲得足夠的固位力,保證支架堅(jiān)固、不變形,防止基托發(fā)生斷裂,減小修復(fù)體體積,同時(shí)便于義齒成型及加工。鈷鉻合金良因其優(yōu)良的機(jī)械性能和耐腐蝕性,成為修復(fù)的常用金屬材料。因此本研究針對(duì)3D打印鈷鉻合金材料性能進(jìn)行分析,以期符合金屬支架性能要求。
2.2計(jì)算機(jī)技術(shù)
CAD/CAM技術(shù)在可摘局部義齒方面主要以初期輔助為主,整個(gè)過程主要是以設(shè)計(jì)計(jì)算模型的建立,在實(shí)際操作中完全按照計(jì)算機(jī)制定的規(guī)則來進(jìn)行操作,這樣造成了材料的極大浪費(fèi),所以應(yīng)開發(fā)新型的義齒材料,這樣既節(jié)約材料,也拓寬了CAD/CAM系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
前CAD/CAM系統(tǒng)不能在臨床廣泛推廣的一個(gè)重要原因是價(jià)格昂貴。如何降低成本成為CAD/CAM系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié),隨著開放式系統(tǒng)的出現(xiàn)以及更加低廉材料的應(yīng)用其成本會(huì)有所降低。
牙科CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)取代了傳統(tǒng)的口腔修復(fù)體手工制作過程,因而被國內(nèi)外的口腔專家認(rèn)為該技術(shù)是一項(xiàng)劃時(shí)代的里程碑,是牙科技術(shù)未來的發(fā)展方向。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和系統(tǒng)自身的完善,牙科CAD/CAM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中更具有人性化特點(diǎn),會(huì)更加的貼近現(xiàn)實(shí)社會(huì)的廣大受眾群體,在人類口腔醫(yī)學(xué)健康方面做出更好的貢獻(xiàn)。
CAD/CAM在臨床應(yīng)用中的思考CAD/CAM技術(shù)在口腔領(lǐng)域的應(yīng)用大大提高了修復(fù)效率,縮短了患者治療周期,減少了患者的痛苦并且降低了技師的勞動(dòng)強(qiáng)度,使得口腔修復(fù)學(xué)取得了革命性的發(fā)展。但在臨床應(yīng)用過程中還存在以下問題:在進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì)以來,隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化處理技術(shù)、數(shù)字模擬技術(shù)等進(jìn)一步發(fā)展,越來越多的牙科CAD/CAM系統(tǒng)問世。這些牙科義齒技術(shù),可制作中間連接體、冠狀橋、基托等,廣泛應(yīng)用于全部義齒的制作,而在可摘局部義齒領(lǐng)域仍處于待開發(fā)階段,沒有建立起完整的義齒設(shè)計(jì)、制作、應(yīng)用等系統(tǒng)性處理。
目前,口腔CAD/CAM系統(tǒng)通常由模擬觀測、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制作(CAM)三部分組成,雖然這類系統(tǒng)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制作方法相比簡便快捷,但在局部可摘義齒方面的實(shí)際操作卻是不容樂觀,如果這一門新興的口腔修復(fù)技術(shù)開始建立完整的應(yīng)用模式,那將意味著CAD/CAM系統(tǒng)使口腔修復(fù)學(xué)跨入了現(xiàn)代高科技領(lǐng)域。
3研究方法
3.1模型觀測
3D打印技術(shù)可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行自主的模型觀測,并在觀測過程中可以針對(duì)部分進(jìn)行局部調(diào)整,建立一個(gè)與患者牙列缺損情況一致的數(shù)字化模型。
3.2輔助設(shè)計(jì)
CAD/CAM技術(shù)可以遵循義齒的連接原則,自動(dòng)將數(shù)據(jù)模型進(jìn)行連接,構(gòu)建出完整的可摘義齒結(jié)構(gòu),根據(jù)牙列缺損和牙槽牢固程度進(jìn)行最優(yōu)化的調(diào)整義齒模型結(jié)構(gòu)。通過對(duì)義齒主體、基托、連接體的數(shù)據(jù)化設(shè)計(jì),在進(jìn)行模擬制作,可以更好的研究出可摘局部義齒的適應(yīng)性。
3.3模型制作
通過計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)出義齒模型結(jié)構(gòu)[4],在通過3D打印中的SLM技術(shù)將完整的義齒結(jié)構(gòu)實(shí)際化操作,建立完整的以支架為結(jié)構(gòu)支撐的義齒實(shí)體。再結(jié)合數(shù)字化模型結(jié)構(gòu)通過切割技術(shù)將義齒實(shí)體制作成與模型一致的義齒。
3.4實(shí)體安裝
將可摘局部義齒的支架結(jié)構(gòu)與義齒實(shí)體相組合,把義齒安裝與患者的牙列缺損部位,確定實(shí)物的使用性,可根據(jù)需要作出局部微調(diào)整,完成后供于患者佩戴使用。
3D打印技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合將可摘局部義齒制作具現(xiàn)化,在很大程度上促進(jìn)了現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)的發(fā)展,作為傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代化技術(shù)手段共同完成的新型技術(shù),體現(xiàn)了創(chuàng)新性科技為當(dāng)代人類的社會(huì)生活帶了來極大便利。
3D打印義齒作為新興的牙科技術(shù),因?yàn)槠浔旧淼木窒扌院推鸩捷^晚,在發(fā)展中難免會(huì)存在一定的不足,但是隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)、3D打印義齒的實(shí)際應(yīng)用,3D可摘局部義齒CAD/CAM/SLM金屬3D打印制作將會(huì)更多的惠及大眾。由于牙科自身市場規(guī)模龐大,市場潛力巨大,現(xiàn)階段企業(yè)通過嚴(yán)抓新型技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品性能優(yōu)化將會(huì)逐步提高市場占有率,必然會(huì)使企業(yè)提升起足夠品牌形象和市場競爭力,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
4、結(jié)語
總體來說摘局部義齒CAD/CAM/SLM金屬3D打印制作是在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域方面一個(gè)新型的義齒制作手段,為傳統(tǒng)的口腔醫(yī)學(xué)在與新興科技的結(jié)合方面打開了具有意義的一個(gè)方向,‘取其精華、棄其糟粕是當(dāng)今社會(huì)迅速發(fā)展的必然趨勢,將傳統(tǒng)與尖端技術(shù)組成新的科研方向,是現(xiàn)代化建設(shè)的重要一步。
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