3D打印技术在口腔种植修复中的应用

3D打印技术是快速成型技术之一，基于重建的三维数字模型，采用分层加工和叠加成形的方式制作实体模型的加工工艺。该技术在制作复杂的几何形态的实体上具有成型精度好，生产效率高，可重复性好等传统技术无法媲美的优势。随着科学的进步，3D打印技术在活体细胞培养和组织器官再生方面的技术突破，使其广泛应用于骨关节外科、血管外科、烧伤科和器官移植等医学领域当中。另外，3D打印能制造精准的医学模型，提高了各学科术前诊断及手术定位的准确率，有益于疾病的治疗。

目前，3D打印技术在口腔医学领域也有重要的应用，本文主要对3D打印技术的基本步骤及其在口腔种植、口腔修复方面的应用作一综述。 

3D打印的步骤

采集数据

三维数据的采集是模型制作的首要步骤。常用方式有软件设计、光学扫描、机械式扫描和放射学扫描四种方式，经计算机和软件技术处理后可成为理想的三维数据。目前常用于口腔种植修复领域的方式主要是光学扫描和放射学扫描。

处理数据

将获得的数据导入三维重建软件，并用携带相关软件的计算机来处理。以计算机辅助设计制作种植导板为例，对患者需种植部位进行CT扫描，并将其CT扫描数据保存为DICOM格式输出并导入计算机。利用相关软件读取数据进行三维重建，在此基础上结合患者的信息，使用计算机辅助种植设计相关的商业软件，制定最佳种植设计方案，最后将导板模型数据经处理后输入3D打印机加工制作。

3D打印

3D打印技术根据制造方法的种类不同大致可分为：光固化成型（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、熔融沉积成型、分层实体制造和三维喷墨打印技术。值得一提的是，选择性激光熔融（SLM）是近年来诞生的技术，其利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术，能直接成型出接近完全致密度的金属零件，克服了SLS制造金属零件工艺过程复杂的困扰，适合用于制造金属内冠和义齿支架。直接金属激光烧结技术（DMLS）则是通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体，同时烧结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠，以生成致密的几何形状的实体零件，多被应用于制作个性化种植体。

3D打印技术在口腔种植领域的应用

口腔种植导板

在种植技术还处于早期发展阶段时，种植体植入的角度和位置需要在手术中翻开黏骨膜瓣后，根据局部骨组织情况来确定，手术易出现植入位置不正等不良结果，进而影响后期的修复效果。早期压膜式手术导板，存在倒凹过大、易变形等问题。

随着三维影像成像技术和计算机技术的不断进步，数字化技术在口腔种植领域中得到极大的发展。利用计算机断层扫描或光学扫描，结合解剖结构和修复体的参数，从而获得三维数字化种植数据，便可在术前对种植区的解剖进行分析，合理设计种植体位置。根据以上设计，利用3D打印技术制作出种植导板，能克服传统压膜导板的缺点。不仅如此，将椅旁光学扫描、3D打印技术相结合，首诊时可在椅旁采集数据打印制备种植导板，复诊时便可利用导板辅助种植体准确植入，降低了手术需要的治疗和时间成本。现阶段利用3D打印技术制造的种植导板的材料多数为树脂材料。

口腔种植体

钛及其合金因具有低密度、高强度、优异的生物相容性和耐腐蚀性等优点，目前广泛应用于口腔种植体。在口腔种植中，种植体的存活率受其初期稳定性的影响，而骨结合则是初期稳定性的关键。目前多种传统的改性方法可改善种植体的表面活性，能使种植体表面产生孔隙的技术，从而优化其机械物理性能和生物相容性以提高骨结合率。但以上方法并不能完全准确控制种植体外部形态和内部的孔隙的联通性，种植体的孔隙梯度结构不能受到严格控制，无法达到最适宜尺寸以及机械强度。

随着3D打印制造技术的发展，有望克服传统改性方法的不足。利用DMLS可制造出几何形态复杂、严格的孔隙结构梯度变化的种植体。显著的种植体孔隙结构可能更利于骨的长入以及血管化，以提高骨结合力。另外，此种植体的屈服强度和弹性模量更接近种植体—骨界面的骨组织，其优势在于减少应力遮挡效应，防止新生骨的再吸收。传统的即刻种植手术中多数种植体与拔牙窝形态不一致，造成种植体与拔牙窝之间不密合，给即刻种植手术带来一定困难，进而影响即刻种植的成功率。近年来报道有学者用直接金属激光烧结技术制造出新型的个性化种植体，如根型种植以及刃状种植体，以求改进传统方法的缺陷。

3D打印技术在口腔修复领域的应用

口腔数字化印模技术现成为口腔修复技术的研究热点之一，该技术联合3D打印技术的临床应用是口腔修复一大趋势，目前主要应用于氧化锆全瓷修复体、金属类修复体、树脂临时冠、修复体蜡型、可摘局部义齿、全口义齿和颌面赝复体。

口腔固定修复

就固定修复体精度而言，3D打印出的金属冠边缘金属内冠与预备后牙体的密合度明显优于传统方法铸造金属冠。传统的桩核冠修复牙齿残根、残冠后更容易发生折裂。关于陶瓷类修复体制作方面，以计算机辅助设计和快速成型相结合为原理的直接喷墨3D打印系统可用于制作二氧化锆全瓷修复体。应用3D打印技术制造全瓷修复体，与目前为切削为主的制作方式相比，其优点是耗材少，精度高、速度快。但该项技术尚未完全成熟，在临床应用上需进一步研究及观察。

可摘局部义齿和全口义齿

由于口腔内解剖结构复杂精细，利用传统印模方法和传统修复工艺制作的义齿与口腔密合性仍有一定不足。口腔数字化印模技术联合3D打印技术有望提高义齿与口腔的密合性。随着SLM技术日趋成熟，利用该技术制作义齿的钛合金支架能获得较好的合适性。不过间接利用3D打印技术也是一个好方向，先利用3D打印技术制作蜡型，再以传统工艺铸造制作义齿支架，能减少直接制作修复体的后期加工处理，且相关机器设备更易配备，技工室成本更低。

口腔颌面赝复体

传统赝复体制备技术对复杂的缺损难以精确复模，从而影响修复效果。近年来，口腔数字化印模技术发展迅速，已被利用进行颌面部解剖形态的信息采集与三维重建。目前，3D打印技术主要应用于赝复体支架、阴模制作的主要的材料有金属粉末、树脂、树脂蜡等。数字化印模相对于传统操作规程，省去了取模准备、托盘选择、取模、灌制石膏模型、传送到技工室的过程，节省了大量时间，明显减少患者的不适感，使患者容易配合。数字化印模精度高，可利用计算机即刻重建检查外形和边缘，避免再次加工。

结语3D打印技术是种植体制造的一种革命性制造工艺，但关于种植体制造方面，如何利用这种工艺制造更精细更复杂的种植体表面微观结构需要进一步研究。另外，这种改性后的种植体表面与骨结合有关的细胞生物反应还需要进一步研究和掌握。目前可供打印的材料有限，尤其是生物打印所需要的材料，且打印设备较昂贵，限制了其在临床中的规模化应用；在口腔种植修复领域内，3D打印技术行业标准依然缺乏。相信随着国家政策和行业标准的不断完善，3D打印技术在口腔种植修复领域会有更广阔的应用发展和产业化前景。