2022年7月21日获悉，日本东北大学牙科研究生院的研究人员最近发布的一项研究表明，数字光处理（DLP）3D打印是一种比传统铣削更有效的生产牙冠手段。
在这项研究中，牙医们依据相同的数据模型分别采用3D打印法和湿法研磨法制作牙冠，然后将他们的初始设计叠加到所产生的模型上。在通过几次测试后，该团队发现他们的3D打印牙齿修复体要比铣削的替代品显示出"更高的精度 "和"更少的边缘差异"，因此他们认为DLP是一种在永久性牙冠的制作上更有前景的技术。
△臼齿牙冠的设计和扫描数据之间的整体偏差的彩图。图片来自东北大学。
传统铣削制牙模式将迎来变革？
随着牙科材料的耐磨性和颜色稳定性的不断提高，一些牙医正在转向铣制的树脂复合牙冠，而不是传统的金属修复体。这种方法可以开发出定制的植入物，它首先使用CAD设计软件和病人牙齿的印模，然后再使用铣床从陶瓷块上磨出植入物。
然而，东北大学的团队说，这项技术面临着一些问题，如铣削棒的退化和材料的浪费。研究人员还强调，铣削通常迫使牙医遵守严格的准备要求，即使他们坚持这些要求，也会在牙冠的内表面形成凹槽，导致其在移植到患者口腔时不能完美的贴合。
相比之下，随着新的牙科3D打印树脂的不断地被开发出来，包括那些拥有高耐久性和能够分散咬合应力的树脂，研究团队开始意识到3D打印技术在创建模型、基底和夹板方面的巨大潜力。
在他们开始研究之前，研究人员还推测，3D打印可以产生具有卓越尺寸精度的永久性牙冠。然而，尽管事实上3D打印和铣削的牙科修复体经常被比较，但牙医们仍然表示不清楚哪种工艺更适合这项工作，因此他们开始展开研究，试图通过一系列的实验来明确增材工艺的实际效果。
△用每个偏移参数设计的磨牙牙冠的STL文件，以及非偏移和偏移牙冠之间的整体偏差。图片来自东北大学。
对3D打印牙冠进行测试
研究人员的测试样本是根据基牙模型的3D扫描制作的，然后分别从混合树脂复合材料块中铣出，并使用Asiga Max系统3D打印。一旦准备就绪，这些原型都会与他们的原始设计模型进行比较，利用工业三维数字化仪，收集必要的数据以帮助识别任何偏差。
初步结果显示，为适应模型的线角而设计的牙冠与未偏移的修复体之间存在明显差异，观察到的差距为100-200微米。其中打印的模型显示出较高的数值真实性，这种偏差在铣削的部件中更为明显。研究小组在其中观察到明确的内部沟槽，他们将此归因于牙冠的脆性基础材料。
有趣的是，研究人员还发现他们的打印机的62微米的像素分辨率小于未偏移的牙冠的内部尖角区域。这使得打印系统足够精确，可以实现精确的模型，而在铣削时，他们发现它在牙冠内表面留下的凹槽可能导致较差的配合，这是技术本身的缺陷导致的。
然而，尽管日本团队得出结论，认为他们的结果支持DLP比铣削更适合生产牙冠的想法，但他们说还需要对不同的系统和参数进行进一步研究。同样，牙医们呼吁对3D打印植入物的抗断裂性和生物相容性进行更多的研究，他们认为现在可以用来修复门牙等尖牙。
△用SaremcoCROWNTEC树脂打印的牙齿修复体。照片来自萨雷姆科公司。
牙科3D打印的商业化
正如该团队在其研究中所提到的，3D打印已经在牙科修复体的生产中得到了认可，围绕它发展起来的行业不断有新的材料问世，以加强其应用。今年早些时候，3D Systems公司与Saremco公司合作，使用CROWNTEC树脂和NextDent 5100 3D打印机来定制牙冠。
此前，Desktop Health公司推出了Einstein 3D打印机和Flexcera Smile Ultra+树脂，这些产品旨在促进高强度、美观的牙科修复体的生产。虽然前者的DLP架构与Desktop Metal 3D打印公司的ETEC的系统相似，但其性能因 "HyperPrint "而得到提升，这项技术使其速度提高了50%。
最近，Dentsply Sirona也扩大了其牙科植入物产品组合，他们推出了Primeprint 3D打印机和后处理装置。这款新发布的打印机由385nm光源提供动力，能够使牙医轻松地生产出精确的模型、指南、预制件或夹板。
关于这项研究的更多信息详见他们的论文，题为 "用三维打印和铣削方法制作的树脂复合冠的精确性比较/omparison of the accuracy of resin-composite crowns fabricated bythree dimensional printing and milling methods"，该论文由Hiroaki Kakinuma, Kuniyuki Izumita, Nobuhiro Yoda, Hiroshi Egusa和Keiichi Sasaki共同撰写。
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