陶瓷3D打印在牙科领域的应用案例

陶瓷材料是牙科领域应用最为广泛的材料之一，随着3D打印技术的发展，陶瓷3D打印在牙科领域的应用也愈加成熟和广泛。本文我们来介绍几个陶瓷3D打印在牙科领域的应用案例：

1、3D打印陶瓷牙冠

近日，上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔修复科在THE JOURNAL OF PROSTHETIC DENTISTRY上发表了一篇文章，对3D打印陶瓷牙冠的尺寸精度和临床适应性进行了分析，文章结论表示，3D打印陶瓷牙冠的高尺寸精度和边缘适应性均在临床可接受范围内，同时表明3D打印的陶瓷牙冠很有前景。

△3D打印的陶瓷牙冠（图中为使用Lithoz-CeraFab7500设备打印）

图片来源：上海九院

△3D打印陶瓷牙冠的尺寸精度和边缘适应性分析

图片来源：上海九院

此外，与博瑞科紧密合作的奥地利Lithoz公司的Daniel Bomze博士和Martin Schwentenwein博士，路德维希·马克西米连大学慕尼黑分校齿科医院的Josef Schweiger医生，维也纳总医院口腔和颌面外科大学医院的Günter Russmüller博士以及苏黎世大学牙医学中心固定和可移动义齿和牙科材料科学诊所Alexis loannidis博士共同在CERAMIC APPLICATIONS期刊上发表了一篇文章，对3D打印陶瓷牙冠的微观形貌和力学性能进行了分析测试。

材料为Lithoz研发的牙科专用氧化锆材料，四点弯曲强度可达1000Mpa，最小壁厚可达100μm。

△使用Lithoz设备3D打印的牙冠及微观SEM图

2、3D打印陶瓷口腔骨骼支架

除牙冠外，Lithoz联合维也纳总医院、路德维希•马克西米连大学慕尼黑分校齿科医院和苏黎世大学牙医学中心3D打印了陶瓷口腔骨骼支架。该口腔骨骼支架均使用Lithoz高精度陶瓷3D打印而成，下颌是支架外壳由氧化锆材料制成，内部填充体是由TCP制成的三维互联的孔隙网络结构。在损伤愈合过程中，氧化锆外壳提供了适当的支撑，而可再吸收的TCP，其几何形状设计遵循小梁骨结构，可以促进新的活骨的生长，并且用钛螺钉将壳体固定于人工颌骨模型上。

3、3D打印陶瓷种植体

3D打印的陶瓷种植体具有高强度、适配良好和几乎没有设计限制的优势

△使用Lithoz设备3D打印的陶瓷种植体

△Lithoz的CeraFab7500陶瓷3D打印机

奥地利Lithoz公司是全球顶尖陶瓷3D打印设备及材料的供应商，由Lithoz陶瓷3D打印机生产的产品，表面光洁度可达0.4-0.6 μm，致密度高达99.4%以上，产品物理化学性能与传统工艺产品相当。目前，可打印氧化铝、氧化锆、磷酸三钙、氮化硅、硅基材料、金属陶瓷等20余种材料。

3D打印高精度牙冠不仅仅需要高精度陶瓷3D打印机，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扫描仪，而三维扫描仪的鼻祖是博尔科曼公司，德国博尔科曼公司1999年推出了最高精度的珠穆朗玛牙科扫描系统，是卡瓦公司的主流。最新的牙科扫描仪D-STATION最高精度5微米，可以快速高效的扫描牙科模型。下图是博尔科曼的高精度三维扫描系统。

3D打印完成的牙科陶瓷产品，需要对其力学性能进行分析验证。博瑞科全三维体系中的DIC技术（3D数字图像相关系统）可以非常直观的测量3D打印牙科陶瓷产品的力学性能，尤其是疲劳力学问题。通过DIC技术可以测量几乎所有材料和结构的变形、振动和应变，从而对打印工艺进行验证，以达到修改和完善新产品的目的。运用与DIC相关的3D光学扫描技术可以很容易的对3D打印试制产品进行结构力学和材料力学上的分析研究，以检验其是否达到预期的质量和效果。

△图为骨盆的压缩强度试验