3D 打印技術在口腔正畸中的應用進展

文王蘇平（廈門思明齒樂口腔門診部）

經濟的繁榮發展，科學技術的不斷進步，逐漸催生出3D 打印技術，且在各行各業發揮著十分重要的作用，促使傳統制造行業實現升級優化發展。同時，3D 打印技術也與醫學口腔有著一定的聯系，并隨著三維成像技術和建模技術的完善發展，譬如口腔內掃描技術、模型掃描，以及應用在牙科中的計算機技術等，在一定程度上促使著3D打印技術向著更好的方向發展。在當前數字化背景下，3D打印技術被廣泛應用在口腔正畸中，并取得一些卓越的成就。本文詳細介紹了3D 打印技術在口腔正畸中的應用。

通過三維數據模型將材料進行打印而形成實物零件的技術稱之為3D 打印技術，與傳統加工技術相比，最大的區別就是前者使用增材制造方式。早在上個世紀末期就已經流行3D 打印技術，被人們所熟知和了解，目前3D 打印技術已經涉及航天、建筑建模等多個領域，尤其是在醫學領域有著至關重要的作用。3D 打印技術在醫學界的應用是一門將三維掃描技術、3D 打印都能夠集為一體的科目，在醫學的組織器官再生、口腔正畸等方面有著廣闊的發展前景。

3D 打印數字化模型

在口腔正畸治療過程中，通常會使用石膏模型，將印模材料進行取模，然后使用石膏進行攪拌，進而形成石膏模型，是一種應用較為廣泛的方式。但石膏模型對空氣濕度有著嚴格的要求，若濕度超出范圍，則會出現受潮變形的情況，同時由于石膏模型材料剛度較低，所以在應用過程中會受到諸多因素的影響，導致模型損害，進而失去原有的意義。而現階段隨著3D 打印技術的日趨完善，可以通過口腔內掃描數字化模型與光固化成型3D 模型技術聯合制制造的樹脂模型，無論是精度還是保存能力都要遠遠高于石膏模型，在口腔正畸治療中發揮著十分巨大的作用。數字化模型的快速發展，在一定程度上推動其他相關產業的發展，其中托槽隱形矯治器就是最為經典的代表，可以進行細致的排牙工作，然后通過SLA 輸出排牙模型。正是由于數字化模型的快速發展，促使正畸治療水平精確度不斷提升，所以在未來數字化模型將會是大發展趨勢。

無托槽隱形矯治技術

雖然著隱形矯治器的研究成功，其完善的矯治制度被正畸醫生廣泛認可，也憑借美觀、舒適等優點被患者認可。無托槽隱形矯治器的發展與3D 打印技術兩者之間有著密切的聯系，而無托槽隱形矯治技術則是口腔數字化醫療的重要方式，其涵蓋范圍有3D 打印技術、SLA、3D 建模等，主要工作原理為通過一定技術進行印模操作，然后進行3D 模型掃描，之后建立3D 數字模型并進行數字化正畸排牙，最后進行3D 打印模型和熱壓膜矯治器。在隱形矯治技術中應用3D打印，可以實現高精度的排牙模型，使得牙齒移動更加精細化。與傳統的固定式矯治器相比，隱形矯治技術以精確度的特點占有絕對優勢。因此可以說3D 打印技術在一定程度上推動隱形矯治技術的發展。

3D 打印制作個性化舌側矯治器

在相當長久的一段時間內，舌側矯治器由于費用高、影響舌體運動等缺點，臨床應用率較低，使得諸多口腔正畸醫生逐漸放棄使用該方法。隨著醫療技術的額完善發展，促使舌側矯治器得到完善，但仍舊避免不了底面與牙體舌側組織不密切、穩定性不佳等問題，大多數時候需要依托粘結材料才可以實現牙面的精密度，但對患者的身體運動、語言發音等方面仍舊存在影響。而3D 打印技術的出現，在一定程度上妥善解決了上述存在的問題，相關學者專家通過選擇性激光熔覆技術與計算機輔助設計、輔助制造相結合，打印出富有個性化的舌側矯治托槽，并對其深入觀察和分析發現，底板與牙面吻合度得到大幅度提升，粘結劑使用量有所減少，并且厚度與其他舌側托槽相比也變得更薄，進而可以達到理想的應用效果。3D 打印個性化設計的舌側托槽與傳統的舌側矯治托槽對比發現，無論在粘接或者脫落后的粘接方面，都能夠與牙面吻合，對患者牙周組織刺激相對較小，患者有著良好的體驗感，同時對患者的舌體運動和發音影響也有所下降。伴隨著3D 打印技術的日趨完善，3D 打印的舌側托槽會占有絕對優勢被廣泛應用在口腔正畸治療中，進而達到理想的治療效果。

3D 打印種植體支抗導板

支抗控制在口腔正畸治療中有著十分重要的作用。傳統的支抗制造方法過于繁瑣，并且椅旁操作時間相對較長，也需要患者的高度配合。而種植支抗的出現有效填補了傳統支抗中存在的不足。有關專家學者研究發現，在正畸支抗中應用螺紋釘種植體，能夠實現牙齒的移動。隨后經過漫長的研究，逐漸研究出正畸專用微小種植體支抗，而在當前微小種植體支抗種類豐富多彩，但大多數時候需要根據患者的X 線片、患者口內情況等，否則會導致諸多并發癥的發生，譬如牙周和牙根的損傷、種植體的脫落等。因此，專家學者通過對口腔種植導板思路的深入研究，并結合患者手術之前的前錐形束CT，使用Rapidform 軟件為患者繪制種植體三維圖形，并建立三維立體模型，將其導入Mim-icsl 1.01 軟件中，然后明確種植體植入方向，通過3D 打印技術，設置具有針對性的正畸微小種植體導板，從而達到理想的植入效果，同時并發癥也會有所減弱。傳統植入種植釘過程中，往往都是醫生根據自身經驗和對曲面斷層片的理解開展此項工作，所以導致植入之后的發病率較高。而應用3D 打印種植體支抗導板，可以使用CT 圖像對骨進行重建，并對骨量進行分析，通過3D 打印直接設計制作個性化種植導板，從而對深度、方向等進行精確控制。實際上，3D 打印種植支抗導板是正畸準確治療的典型代表，能夠對較為特殊的植入位置，進行合理的控制。

3D 打印個性化鈦板

由于兒童處于不斷成長和發育階段，若上頜骨發育不佳會產生骨性Ⅲ類錯頜，而現階段通常會使用上頜骨前方牽引治療方法。但由于傳統的前方牽引治療方法主要是作用在牙齒上，雖然會獲得良好的側貌，但卻會導致牙齒移動不利。所以，相關專家學者研究使用術前CBCT，有效避開恒牙胚和牙根，在骨質相對較厚位置，使用數字化模型設置鈦板，然后利用3D 打印技術打印成品，進而實現骨性前方牽引治療，之后可以達到正常的覆頜覆蓋，牙列無擁擠情況。

3D 打印轉移托盤

由于舌側托槽的粘結位置相對特殊，又受到口腔內環境復雜和牙齒形態不規則因素的影響，若直接在口內進行定位和粘接是十分困難的。而在現階段通常會應用轉移托盤中的單層轉移托盤和雙層轉移托盤，由于其內層的Bioplast 樹脂有著很好的收縮性和彈性，會對托槽粘接位置的準確定位產生影響。所以，對于舌側托槽經常會使用間接粘接方法，其主要工作原理是在模型上對托槽精準定位，之后通過模型掃描建立數字化模型，通過逆向復制模型的方式制作轉移托盤，并將托槽間接粘接在口腔內。傳統的轉移托盤受到樹脂物理特點因素的影響，在準確度和可靠性方面存在一定的局限性。而3D 打印的轉移托盤受到排牙和粘接托槽為數字化模型轉化而來的影響，會直接將模型上預粘接步驟，大大減少操作時間，進而促使應用效果和粘接準確度的提升。

3D 打印個性化活動矯治器

在當前臨床治療口腔正畸過程中，會使用到各種種類的活動矯治器，這就需要技工在石膏模型上設置各種卡環進行固定。同時，在活動矯治器的施力部分進行設計時，由于時間相對較長，需要在患者口腔試戴還是之后進行調磨工作。相關學者通過3D 打印技術，與CAD/CAM、數字化模型等相結合，設計并制作出Hyeax 活動矯治器，得到了較好的治療效果。傳統的活動矯治器制作過程十分復雜，而3D 打印個性化活動矯治器，具有制作周期短、精確度高等特點，在臨床被廣泛應用和使用，對個性化治療和精確治療無疑起到巨大的推動作用。

結束語

總而言之，隨著經濟常態化發展，科學技術的日益進步，3D 打印技術在口腔正畸治療過程中發揮著十分重要的作用。不僅可以大大減少治療周期，而且由于擁有個性化制定的特點，患者的滿意度和舒適度得到提升，深受患者的喜愛，患者可以享受到個性化治療的方便，同時無論是3D 打印準儀托盤還是個性化活動矯治器等，在一定程度上促使了醫生治療效率和質量的提升，為口腔正畸治療的快速發展提供了巨大的幫助和支持。但3D 打印技術也存在諸多的局限性，具體而言：（1）有些3D 打印技術生物兼容性相對較差，通常會表現在SLA 光敏樹脂材料上。（2）3D 打印產品的表面處理，不同的3D 打印機在加工精度方面也存在不同，導致對表面精確度的要求也會有所不同，進而在3D 打印產品表面處理方面較為容易。（3）3D 打印成本費用相對較高，是一個不可忽視的問題。上述問題，會隨著3D 打印技術的日趨完善，得到妥善的解決，從而可以更好地應用在口腔正畸治療中，促使治療質量和效率的提升，推動醫學正畸治療水平的提升。