影响3D打印的口腔修复体精密度的因素
2.修复体的数字化设计
数字化印模采集是为了精确获取牙或牙模表面数据,而口腔修复CAD软件则是对获取的表面数据进行数字化设计以满足临床口腔修复需求。根据使用人群不同,将其分为椅旁CAD设计软件和技术室CAD设计软件。椅旁CAD设计软件使用人群多为临床医师及助手,适合设计简单的贴面、嵌体、冠桥及种植基台;而技术室CAD设计软件使用人群为专业的修复技师,功能更加完善,适合于设计精度要求高的修复体。目前口腔修复CAD软件设计涵盖临床上常用的固定修复体类型,包括全解剖型冠桥、内冠、嵌体、高嵌体、贴面、咬合贴面、套筒冠、桩核冠、临时冠等。
全冠和全冠桥数字化设计是其他类型修复体数字化设计的基础,其关键技术将决定CAD软件系统的整体质量。当前国外成熟商业化的口腔修复软件基本能够满足固定修复体个性化设计需求,而国内产品方面则需尽快取得对关键技术的突破,形成具有完全知识产权的口腔修复软件系统。在固定修复体设计过程中,其全冠解剖形态生成方面主要来源有标准牙数据库、生物再造和生物复制与参照三种。
标准牙数据库是CAD软件内置的一系列预先设计好的标准牙冠的三维数据,设计时供用户选择使用,市面上绝大多数的CAD软件都属于此类。此功能生成的牙冠需经后续繁琐的手动调整,操作较为复杂,且高度依赖于口腔修复技师个人水平。当前市面上还可见成熟的可摘局部义齿(3 shape dental system、Geramill)和全口义齿(avadent、Dentca)的CAD设计软件,但可摘局部义齿和全口义齿的修复无法实现全程数字化,其修复体精度仍然依赖于传统功能性印模的准确性;另外,在设计过程中高度依赖于口腔修复技师的专业知识。如今通用的口腔修复CAD软件几乎可设计全部临床上常见的修复体,在数字化设计环节上,修复体的精度似乎取决于设计软件的选择以及设计者的技术水平。
3.修复体类型本身与3D打印的精度的关系
3.1固定义齿修复体
就金属类固定义齿修复体精度而言,3D打印出的金属冠边缘、金属内冠与预备后牙体的精度明显优于传统方法铸造金属冠。Bindl等的研究结果显示3D打印的金属冠边缘与预备后牙体之间的间隙相较于铸造金属冠与牙体的间隙平均小65μm。Ortorp等利用四种不同的技术制作三单位钴铬合金固定修复体,比较其冠边缘、内冠与牙体的密合度,发现利用直接金属激光烧结技术(DLMS)制作的修复体密合性最佳;李美康采用三种不同工艺制作下颌第一前磨牙钴铬合金基底冠,边缘适合性最好的为直接金属激光烧结组基底冠,内部适合性最好的为CAD/CAM切削钴铬金属组,传统铸造组基底冠边缘及内部适合性均最差。以上三者的研究均证明3D打印出的金属冠边缘、金属内冠精密度较高,该技术在金属材料的修复体上应用较成熟。
有关桩核体方面,通过SLA直接制作出树脂型实体桩核,相对于常规失蜡精密铸造法具有更好的边缘适合性和内部适应性。利用计算机辅助设计和3D打印技术可制造全瓷修复体。3D打印陶瓷技术的起源于喷墨打印技术(ink jet printing,IJP),发展至今已经比较成熟。目前制约3D陶瓷喷墨打印技术发展的因素主要有两方面:一是墨水的微方向性及形状、浓度一致性不能精确控制,在一定程度上影响了打印的精度和质量;二是喷墨打印头的堵塞问题,无论是降低陶瓷墨水的粘度还是增大喷头毛细管的直径,都将使打印效果大大降低,成品精密度下降。
陶瓷3D打印技术除了喷墨打印技术还有熔化沉积成型技术(fused deposition modeling,FDM)、光固化成型技术(stereolithography,SLA)、分层实体制造技术(laminated object manufacturing,LOM)和激光选区烧结技术(selective lasers intering,SLS),根据成型方法和使用原料的不同,每种打印技术都有自己的优缺点。
总体而言,3D打印用陶瓷材料稀缺,面临材料配比、后期加工等一系列技术难题,目前打印制造全瓷修复体打印成本高、效率低、精度有限。
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