3D打印如何改变整牙生意

    时下风靡的3D打印似乎已到了无所不能打的地步，上至航天飞船，下到一幢完整的建筑、一尊具体的人像……成为诸多潮流人士眼中的神器。但如果现在告诉你，3D打印最早是从为钢牙妹服务开始发展起来的你会信吗？其实在专业人士眼里，这个时髦的玩意只是一项普通的快速成型技术罢了。

3D打印

整牙前后对比照

“现在市场上主流的3D打印人像、物品的模具甚至是建筑，其实在具体操作时都太容易了，我们早在10多年前就已经做过了。在3D打印概念还没有形成之前，这就是一个快速成型的技术。”说这话的是时代天使生物科技有限公司（下称“时代天使”）董事长李华敏。这是一家做隐形矫治器生产及销售的企业，简而言之，就是生产一种隐形矫治器来代替传统的钢丝牙箍牙套，来更好地达到矫治牙齿的目的。

李华敏告诉记者：“其实早在3D打印技术还没有爆红的2003年，隐形矫治就已经在运用3D打印技术制造模具。”

时代天使可以利用3D打印技术形成矫治器的批量化大规模生产，据说这也是国内现在唯一一家。事实上，隐形矫治技术也是地球上最早实现批量化生产的3D打印商品。

何为批量化大规模生产，这在时代天使位于无锡2000平方米的生产厂房内可以找到答案，在这里3D打印是整个产品工艺流程中重要的一环。

数十台3D打印机全天24小时工作，每8个小时后被时代天使首席运营官陈锴称之为“一锅”的用高伸缩复合高分子材料打印出的牙模整整齐齐地排列“出锅”，再通过热压成型技术获得成品。每天从这里成型的模具数量以万来计算，一眼望去密密麻麻。

“3D打印其实最难打印的就是牙齿，因为牙齿最不规则，且对精度的要求最高，对打印参数的调校及设备的精度都要绝对地精确。”李华敏说。为此，甚至在生产厂房内都需严格规定恒温恒湿，目的就是在于确保设备的稳定性及精确性。

3D打印

据李华敏透露，目前3D打印出的牙齿磨具工艺精度可以达到0.02mm。“人对于牙齿的变化太敏感了，即便有细微的偏差都会感觉到不舒服，必须要精细。而3D打印一般的物品因为对精度要求不高，就很容易实现。”李华敏说。

传统的口腔学科瞄上3D打印，背后其实是基于对技术的判断。早在2003年，一次偶然的机会，李华敏与父亲在北京接触了首都医科大学和清华大学共同研发的隐形矫治技术，这是他们第一次接触隐形牙齿矫治。

当时的技术只是一项实验室成果，虽然申请了专利，但没有产品，只有一个三维软件和一台简陋的激光快速成型机。但李华敏觉得概念特别好，她想试一把。于是就和父亲出资将这项技术买断，开始探索从实验室走向商业化的可能性。

上手之后她才发现，用隐形矫治替代传统的做法来矫齿这一看似简单的创意，其背后的门道远比想象要复杂。

李华敏说，常规牙齿矫治普遍采用托槽和钢丝，医生个人的能力水平往往决定了矫治的最终结果。比如，医生大多靠过往的经验来掌握钢丝的力度，这使得传统的固定矫治很难和患者沟通将来牙齿可以达到的效果。

但时代天使在做的是通过软件直观地向患者展示牙齿完整的治疗过程。李华敏想要颠覆传统的做法，给医生解决这一过程中大量不可预知的问题。

3D打印

“现在我们运用3D影像科技来设计整个疗程计划。”陈锴向记者详细介绍道，在从医生处获得个案的牙齿模型后，借助高精度CT扫描技术对其模型进行数字化处理，之后运用计算机软件来进行诊断与设计，即模拟整个矫正过程，从矫治前的原始模型到矫治后的最终状态模型的整个过程都能在电脑上被一一呈现，个性化的矫治方案变成了一组组的3D模型。

之后再采用高伸缩复合高分子材料为每一个过程以3D打印的方式制作一个矫治器，这些隐形矫治器可以通过在牙齿上施加适当的、可控制的力来使牙齿移动，借此牙齿矫治的过程就变成了通过换用一系列的矫治器来实现。

但李华敏直言，在矫治器完成前的整个设计生产制作流程涉及口腔医学、计算机科学、生物力学、3D打印、材料学这五大交叉学科，在技术研发方面绝对是块难啃的硬骨头。

她举例，临床医学和三维软件的设计都无先例可参考，完全需要团队自己来研发。而如何通过三维设计精确计算及实现每一步牙齿矫治过程中的位置移动也是个难点。此外，在后端3D打印时，使用的打印材料的衰变程度、刚性、力度不同，这些材料特性因素都需要在设计个性化的矫治方案时被考虑进去，还有在3D打印的生产过程中越到牙尖，对精度的要求就越高。

在欧美有大约25%的患者会佩戴隐形矫治器来矫治牙齿，但在中国现有的比例只有2%，李华敏看到了行业巨大的发展空间。事实上，从2010年开始时代天使的收入都以每年300%的速度增长，目前的客户累计超过3.6万人，合作的医疗机构在全国超过6000家。

案例积累带来的直接好处是，时代天使现拥有亚洲最大的东方人牙齿隐形矫治数据库，这不仅可以为后续矫治方案提供丰富的研究数据，同时在未来有可能极大地缩短整个流程时间。

据介绍，时代天使目前的响应速度是，在拿到病患案例后，24小时内可以出方案，15~20天左右患者可以拿到成品。但随着数据的积累以及技术能力的进一步突破，李华敏在预想，未来可能只要直接扫描患者的牙齿，将其传到电脑后便能自动形成矫治方案，5分钟后3D打印的牙模可能就已经拿在手上了。