馬宏斌 郭晶潔 呂品 張?chǎng)┾?/p>

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人類進(jìn)入了數(shù)字化快速發(fā)展時(shí)代，數(shù)字化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛的使用。3D技術(shù)與口腔醫(yī)學(xué)具有密切的相關(guān)性，三維成像技術(shù)發(fā)展推動(dòng)著3D等技術(shù)的發(fā)展，使3D技術(shù)在口腔疾病治療中得到廣泛使用。分析在牙科疾病治療中使用3D技術(shù)的情況。

關(guān)鍵詞：牙科;口腔疾病;3D打印技術(shù);精準(zhǔn)醫(yī)療;綜述

3D技術(shù)是一種利用三維數(shù)據(jù)模型，通過(guò)把打印材料組成累加構(gòu)建成一種實(shí)體產(chǎn)品的新型技術(shù)。隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛使用，數(shù)字化口腔醫(yī)療正是3D技術(shù)的體現(xiàn)。3D打印技術(shù)特別適合于口腔牙齒修復(fù)，該技術(shù)根據(jù)患者的特性制作相應(yīng)的模型，使治療精準(zhǔn)度更高。

1 3D打印技術(shù)的概述

1.1 3D打印成型技術(shù)

3D打印的成型方式可分為多種，與口腔學(xué)科關(guān)系比較密切的為三維印刷（3DP）、熔融沉積成型（FDM）以及激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）等，其中SLS常用于制作手術(shù)導(dǎo)板、修復(fù)樹(shù)脂熔模、制作種植體等，在牙列缺失等病例中使用較多。

1.2 打印材料

3D打印技術(shù)所應(yīng)用的材料一般為粉末及液體。從化學(xué)角度來(lái)看，可分為金屬、高分子以及無(wú)機(jī)非金屬。義齒、可摘局部義齒的制作一般會(huì)使用金屬、陶瓷等材料，生物相容性較高，且耐磨性理想。種植體較多應(yīng)用純鈦，可與周圍的骨結(jié)合，進(jìn)行CT等檢查時(shí)不會(huì)因?yàn)榉N植體材料受到過(guò)多的放射干擾，安全性比較高[1]。

1.3 3D打印制作工藝

3D打印模式基于一種“降維制造”思想，使用軟件將三維模型細(xì)化為二維層片，分層堆積成一個(gè)三維實(shí)體。制作流程需進(jìn)行模型構(gòu)建、生成打印格式、切片處理模型、成型加工以及模型的光整處理。在三維模型構(gòu)建中，需要解除其他的繪畫模型將其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，比較常用的有CAD或CAM軟件;軟件繪制后獲得相應(yīng)的模型，然后進(jìn)行打印，以上操作是為了格式的轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為STL，從而獲得更加明確的模型，并將該數(shù)據(jù)與3D打印機(jī)匹配聯(lián)通，獲得最后的結(jié)果。通過(guò)以上一系列操作后，獲得的模型精準(zhǔn)度比較高且分辨率理想[2]。

2 3D打印在牙科領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 口腔正畸治療

口腔正畸治療中經(jīng)常使用石膏模型，使用石膏進(jìn)行取模，根據(jù)情況制作相應(yīng)的對(duì)應(yīng)材料。但該制作對(duì)空氣的濕度要求較高，如果保存區(qū)域濕度較大，容易受潮變形;此外，該種材料密度較低，應(yīng)用過(guò)程中容易損壞?；诳趦?nèi)數(shù)字掃描模型及光固化成型3D打印技術(shù)獲得的樹(shù)脂模型，在精密度、強(qiáng)度以及容易保存等方面均有了較大的改進(jìn)。3D打印技術(shù)應(yīng)用于正畸治療可改善牙列整齊度，且該種技術(shù)制作的正畸矯正模型可與患者牙周等組織精密契合，避免戴入后造成牙周組織損傷，具有較高的臨床應(yīng)用安全性。

邱勇等[3]在CBCT重建下利用3D打印技術(shù)對(duì)青少年正畸治療，將46例患者分為對(duì)照組及觀察組，對(duì)照組采取傳統(tǒng)的舌側(cè)托槽與黏連，觀察組利用3D技術(shù)制作個(gè)體化的舌側(cè)托槽，治療后觀察組鼻唇角、上唇上、下唇厚、美觀等方面均優(yōu)于對(duì)照組。該結(jié)果說(shuō)明3D打印技術(shù)應(yīng)用于正畸治療，可獲得理想效果，其托槽準(zhǔn)確、不容易脫落，對(duì)于患者的牙齦損傷程度低，符合美觀學(xué)要求。馮全勝等[4]將接受正畸治療的40例患者分為兩組，一組使用石膏模型，一組使用3D打印模型，結(jié)果3D打印模型的測(cè)量精準(zhǔn)度明顯高于石膏模型組，該結(jié)果說(shuō)明正畸治療中使用3D打印技術(shù)可精準(zhǔn)獲得模型，對(duì)治療具有積極意義。

2.2 種植牙

隨著人們對(duì)美的要求更高，種植牙的需求量也明顯提升。種植牙技術(shù)是將人工制作的模型種植進(jìn)入缺位的牙齦中，替代原有牙齒的功能，是一種有效的鑲?cè)肽Ｊ?。在傳統(tǒng)的種植牙治療中，需要進(jìn)行拔牙、預(yù)備植牙孔、植入骨粉、覆蓋、埋入等多個(gè)步驟，一般需要8 h，治療周期長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月，治療費(fèi)用在1萬(wàn)元以上。我國(guó)口腔種植技術(shù)發(fā)展較晚，種植體均需從國(guó)外購(gòu)入，缺乏自我特色，且受到的制約因素較多，治療費(fèi)用較高，臨床應(yīng)用受到限制。

3D種植牙可將種植體植入原有的缺口的牙齦中，治療方式簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)原有壓槽的無(wú)縫結(jié)合，可明顯減輕對(duì)周圍組織的損傷，安全性較高，治療周期為1～2 h，完成該項(xiàng)治療需0.5 h，可明顯降低臨床治療費(fèi)用，且治療費(fèi)用不會(huì)超過(guò)1萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，廣受患者歡迎[5]。

種植牙為牙冠和植入體組成，使用的材料一般為純鈦金屬銀，該種物質(zhì)具有較多的優(yōu)勢(shì)，如力學(xué)性能、抗腐蝕性能，臨床應(yīng)用比較廣泛。種植體材料類型比較多，如陶瓷類種植體及復(fù)合材料等種植;牙冠材料也具有多樣性，有黃金、鎳鉻合金等。張秀琴[6]等將42例種植牙患者分為常規(guī)組以及3D組，經(jīng)過(guò)不同的臨床治療后，3D組患者的修復(fù)成功率、咀嚼效率等均優(yōu)于常規(guī)組（P<0.05）。李偉[7]研究表明，利用3D技術(shù)進(jìn)行口腔種植牙，經(jīng)過(guò)3～6個(gè)的骨整合期，種植體與牙槽骨可以牢固地粘合在一起，療效理想;同時(shí)提出在使用過(guò)程中需注意以下問(wèn)題：（1）醫(yī)生需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的種植理念。傳統(tǒng)種植技術(shù)依靠口腔醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)，治療過(guò)程中根據(jù)二維資料分析牙體位置、角度等參數(shù)，具有較大的主觀性，容易出現(xiàn)偏差，影響周圍重要的組織結(jié)構(gòu)，醫(yī)生采取3D種植技術(shù)需轉(zhuǎn)變理念，在高端修復(fù)材料的基礎(chǔ)上為患者提供高端和精準(zhǔn)的治療服務(wù)，并掌握高端技術(shù)。（2）體現(xiàn)個(gè)性化的種植方案。每個(gè)患者的牙槽骨均不一樣，這就對(duì)治療的精準(zhǔn)度提出了更高的要求。目前，個(gè)性化的種植體大多數(shù)為SLS打印，制作出來(lái)的種植體強(qiáng)度和精準(zhǔn)度較高，且可減少使用進(jìn)口材料的費(fèi)用，醫(yī)生根據(jù)患者的情況而定，選取舒適且合適的修復(fù)方法。李賽娜等[8]研究顯示，膠原涂層對(duì)3D打印種植體表面的生物相容性是有影響的，臨床使用中需根據(jù)患者的情況進(jìn)行選擇。

2.3 可摘義齒

傳統(tǒng)義齒在加工過(guò)程中很大程度上需要依賴加工技師的技術(shù)水平，對(duì)技師的經(jīng)驗(yàn)依靠性較大，誤差率較高，因此制作出來(lái)的義齒具有較高返工率，治療效果較差，患者使用舒適度較低，滿意度不高。隨著數(shù)據(jù)化計(jì)數(shù)的發(fā)展，特別是3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，牙科產(chǎn)業(yè)開(kāi)始教學(xué)轉(zhuǎn)變，形成高技術(shù)的現(xiàn)代化科技企業(yè)。

手工制作的義齒金屬內(nèi)冠在加工過(guò)程中容易出現(xiàn)變形，該種情況會(huì)使佩戴者出現(xiàn)不適，需要返工修正，不僅增加時(shí)間成本，還會(huì)影響患者的使用。相關(guān)研究顯示[9]，通過(guò)光學(xué)的掃描模式可獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，將計(jì)算機(jī)輔助與3D打印技術(shù)結(jié)合形成的局部義齒，與傳統(tǒng)的印模技術(shù)對(duì)比，結(jié)構(gòu)特性理想，與口腔的解剖結(jié)構(gòu)比較貼合，貼合緊密后可有效降低患者使用的疼痛程度，對(duì)緩解壓槽骨重吸收具有重要意義。此外，給予3D技術(shù)制作并加入后期的修飾工藝，整個(gè)義齒支架制作時(shí)間明顯縮短，且緊密度提升，明顯降低返工率，對(duì)降低成本、縮短患者等待時(shí)間具有積極意義。

喬建勛等[10]研究報(bào)道，采用3D打印技術(shù)制作的活動(dòng)義齒偏差率明顯低于失蠟鑄造技術(shù)制作的活動(dòng)義齒，進(jìn)一步說(shuō)明了3D打印技術(shù)在義齒制作中的優(yōu)勢(shì)。張倩等[11]研究認(rèn)為，可摘全部義齒的制作過(guò)程中，使用3D打印鈷鉻合金抗拉強(qiáng)度為（997±14）MPa，屈服強(qiáng)度為（996.7±16.8）MPa，延伸率為（20.86±1.5）%，維氏硬度為（345±3.9）HV，說(shuō)明該制作方式可有效滿足口腔可摘局部義齒支架制作的要求，適合臨床推廣應(yīng)用。

3結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，3D打印技術(shù)獲得快速發(fā)展，在航天、軍工、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域均有廣泛使用。2018年，我國(guó)佛山市安齒生物科技有限公司宣布3D打印牙齒成功，標(biāo)志著3D打印技術(shù)在我國(guó)口腔學(xué)科中開(kāi)始推廣使用。隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)發(fā)展及人們對(duì)口腔健康的關(guān)注，3D打印技術(shù)獲得更加快速的發(fā)展[12]。

3D打印與口腔疾病治療有著天然的匹配性。首先，3D打印技術(shù)具有比較精準(zhǔn)和個(gè)性化的特點(diǎn)，每個(gè)人的牙齒情況不一樣，會(huì)匹配一個(gè)唯一的三維數(shù)據(jù)，符合個(gè)性化的治療原則。其次，人類的牙齒結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的人工制作模型使得產(chǎn)品的精密度不高，匹配性差，導(dǎo)致患者使用過(guò)程中出現(xiàn)明顯不適，甚至?xí)鸩涣挤磻?yīng);而3D打印技術(shù)可滿足牙齒的精準(zhǔn)、個(gè)性化定制等要求。最后，牙齒治療周期一般較長(zhǎng)，如種植牙，3D打印技術(shù)可明顯縮短模型制作及修改等時(shí)間，符合患者的需求。

雖然3D打印技術(shù)在牙科應(yīng)用中獲得理想的效果，但同時(shí)也出現(xiàn)了發(fā)展瓶頸，如目前牙科市場(chǎng)使用比較廣泛的材料為陶瓷、樹(shù)脂、鈦合金等，但還有未知和人體牙齒各項(xiàng)性能均能比較匹配的材料需要我們加大研究，突破瓶頸，獲得更多生物相容性好的材料是當(dāng)下需要開(kāi)展的研究課題。

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