陶瓷3D打印在牙科領域的應用案例

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

1、3D打印陶瓷牙冠

近日，上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院口腔修復科在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性進行了分析，文章結論表示，3D打印陶瓷牙冠的高尺寸精度和邊緣適應性均在臨床可接受范圍內，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�！ゑR克西米連大學慕尼黑分校齒科醫(yī)院的Josef Schweiger醫(yī)生，維也納總醫(yī)院口腔和頜面外科大學醫(yī)院的Günter Russmüller博士以及蘇黎世大學牙醫(yī)學中心固定和可移動義齒和牙科材料科學診所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性能進行了分析測試。

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

△使用Lithoz設備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聯合維也納總醫(yī)院、路德維希•馬克西米連大學慕尼黑分校齒科醫(yī)院和蘇黎世大學牙醫(yī)學中心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，內部填充體是由TCP制成的三維互聯的孔隙網絡結構。在損傷愈合過程中，氧化鋯外殼提供了適當的支撐，而可再吸收的TCP，其幾何形狀設計遵循小梁骨結構，可以促進新的活骨的生長，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度、適配良好和幾乎沒有設計限制的優(yōu)勢

△使用Lithoz設備3D打印的陶瓷種植體

△Lithoz的CeraFab7500陶瓷3D打印機

奧地利Lithoz公司是全球頂尖陶瓷3D打印設備及材料的供應商，由Lithoz陶瓷3D打印機生產的產品，表面光潔度可達0.4-0.6 μm，致密度高達99.4%以上，產品物理化學性能與傳統(tǒng)工藝產品相當。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，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品，需要對其力學性能進行分析驗證。博瑞科全三維體系中的DIC技術（3D數字圖像相關系統(tǒng)）可以非常直觀的測量3D打印牙科陶瓷產品的力學性能，尤其是疲勞力學問題。通過DIC技術可以測量幾乎所有材料和結構的變形、振動和應變，從而對打印工藝進行驗證，以達到修改和完善新產品的目的。運用與DIC相關的3D光學掃描技術可以很容易的對3D打印試制產品進行結構力學和材料力學上的分析研究，以檢驗其是否達到預期的質量和效果。

△圖為骨盆的壓縮強度試驗