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3D 打印技术在口腔正畸中的应用进展

2020-12-12文王苏平厦门思明齿乐口腔门诊部

保健文汇 2020年10期
关键词:导板矫治器种植体

文王苏平(厦门思明齿乐口腔门诊部)

经济的繁荣发展,科学技术的不断进步,逐渐催生出3D 打印技术,且在各行各业发挥着十分重要的作用,促使传统制造行业实现升级优化发展。同时,3D 打印技术也与医学口腔有着一定的联系,并随着三维成像技术和建模技术的完善发展,譬如口腔内扫描技术、模型扫描,以及应用在牙科中的计算机技术等,在一定程度上促使着3D打印技术向着更好的方向发展。在当前数字化背景下,3D打印技术被广泛应用在口腔正畸中,并取得一些卓越的成就。本文详细介绍了3D 打印技术在口腔正畸中的应用。

通过三维数据模型将材料进行打印而形成实物零件的技术称之为3D 打印技术,与传统加工技术相比,最大的区别就是前者使用增材制造方式。早在上个世纪末期就已经流行3D 打印技术,被人们所熟知和了解,目前3D 打印技术已经涉及航天、建筑建模等多个领域,尤其是在医学领域有着至关重要的作用。3D 打印技术在医学界的应用是一门将三维扫描技术、3D 打印都能够集为一体的科目,在医学的组织器官再生、口腔正畸等方面有着广阔的发展前景。

3D 打印数字化模型

在口腔正畸治疗过程中,通常会使用石膏模型,将印模材料进行取模,然后使用石膏进行搅拌,进而形成石膏模型,是一种应用较为广泛的方式。但石膏模型对空气湿度有着严格的要求,若湿度超出范围,则会出现受潮变形的情况,同时由于石膏模型材料刚度较低,所以在应用过程中会受到诸多因素的影响,导致模型损害,进而失去原有的意义。而现阶段随着3D 打印技术的日趋完善,可以通过口腔内扫描数字化模型与光固化成型3D 模型技术联合制制造的树脂模型,无论是精度还是保存能力都要远远高于石膏模型,在口腔正畸治疗中发挥着十分巨大的作用。数字化模型的快速发展,在一定程度上推动其他相关产业的发展,其中托槽隐形矫治器就是最为经典的代表,可以进行细致的排牙工作,然后通过SLA 输出排牙模型。正是由于数字化模型的快速发展,促使正畸治疗水平精确度不断提升,所以在未来数字化模型将会是大发展趋势。

无托槽隐形矫治技术

虽然着隐形矫治器的研究成功,其完善的矫治制度被正畸医生广泛认可,也凭借美观、舒适等优点被患者认可。无托槽隐形矫治器的发展与3D 打印技术两者之间有着密切的联系,而无托槽隐形矫治技术则是口腔数字化医疗的重要方式,其涵盖范围有3D 打印技术、SLA、3D 建模等,主要工作原理为通过一定技术进行印模操作,然后进行3D 模型扫描,之后建立3D 数字模型并进行数字化正畸排牙,最后进行3D 打印模型和热压膜矫治器。在隐形矫治技术中应用3D打印,可以实现高精度的排牙模型,使得牙齿移动更加精细化。与传统的固定式矫治器相比,隐形矫治技术以精确度的特点占有绝对优势。因此可以说3D 打印技术在一定程度上推动隐形矫治技术的发展。

3D 打印制作个性化舌侧矫治器

在相当长久的一段时间内,舌侧矫治器由于费用高、影响舌体运动等缺点,临床应用率较低,使得诸多口腔正畸医生逐渐放弃使用该方法。随着医疗技术的额完善发展,促使舌侧矫治器得到完善,但仍旧避免不了底面与牙体舌侧组织不密切、稳定性不佳等问题,大多数时候需要依托粘结材料才可以实现牙面的精密度,但对患者的身体运动、语言发音等方面仍旧存在影响。而3D 打印技术的出现,在一定程度上妥善解决了上述存在的问题,相关学者专家通过选择性激光熔覆技术与计算机辅助设计、辅助制造相结合,打印出富有个性化的舌侧矫治托槽,并对其深入观察和分析发现,底板与牙面吻合度得到大幅度提升,粘结剂使用量有所减少,并且厚度与其他舌侧托槽相比也变得更薄,进而可以达到理想的应用效果。3D 打印个性化设计的舌侧托槽与传统的舌侧矫治托槽对比发现,无论在粘接或者脱落后的粘接方面,都能够与牙面吻合,对患者牙周组织刺激相对较小,患者有着良好的体验感,同时对患者的舌体运动和发音影响也有所下降。伴随着3D 打印技术的日趋完善,3D 打印的舌侧托槽会占有绝对优势被广泛应用在口腔正畸治疗中,进而达到理想的治疗效果。

3D 打印种植体支抗导板

支抗控制在口腔正畸治疗中有着十分重要的作用。传统的支抗制造方法过于繁琐,并且椅旁操作时间相对较长,也需要患者的高度配合。而种植支抗的出现有效填补了传统支抗中存在的不足。有关专家学者研究发现,在正畸支抗中应用螺纹钉种植体,能够实现牙齿的移动。随后经过漫长的研究,逐渐研究出正畸专用微小种植体支抗,而在当前微小种植体支抗种类丰富多彩,但大多数时候需要根据患者的X 线片、患者口内情况等,否则会导致诸多并发症的发生,譬如牙周和牙根的损伤、种植体的脱落等。因此,专家学者通过对口腔种植导板思路的深入研究,并结合患者手术之前的前锥形束CT,使用Rapidform 软件为患者绘制种植体三维图形,并建立三维立体模型,将其导入Mim-icsl 1.01 软件中,然后明确种植体植入方向,通过3D 打印技术,设置具有针对性的正畸微小种植体导板,从而达到理想的植入效果,同时并发症也会有所减弱。传统植入种植钉过程中,往往都是医生根据自身经验和对曲面断层片的理解开展此项工作,所以导致植入之后的发病率较高。而应用3D 打印种植体支抗导板,可以使用CT 图像对骨进行重建,并对骨量进行分析,通过3D 打印直接设计制作个性化种植导板,从而对深度、方向等进行精确控制。实际上,3D 打印种植支抗导板是正畸准确治疗的典型代表,能够对较为特殊的植入位置,进行合理的控制。

3D 打印个性化钛板

由于儿童处于不断成长和发育阶段,若上颌骨发育不佳会产生骨性Ⅲ类错颌,而现阶段通常会使用上颌骨前方牵引治疗方法。但由于传统的前方牵引治疗方法主要是作用在牙齿上,虽然会获得良好的侧貌,但却会导致牙齿移动不利。所以,相关专家学者研究使用术前CBCT,有效避开恒牙胚和牙根,在骨质相对较厚位置,使用数字化模型设置钛板,然后利用3D 打印技术打印成品,进而实现骨性前方牵引治疗,之后可以达到正常的覆颌覆盖,牙列无拥挤情况。

3D 打印转移托盘

由于舌侧托槽的粘结位置相对特殊,又受到口腔内环境复杂和牙齿形态不规则因素的影响,若直接在口内进行定位和粘接是十分困难的。而在现阶段通常会应用转移托盘中的单层转移托盘和双层转移托盘,由于其内层的Bioplast 树脂有着很好的收缩性和弹性,会对托槽粘接位置的准确定位产生影响。所以,对于舌侧托槽经常会使用间接粘接方法,其主要工作原理是在模型上对托槽精准定位,之后通过模型扫描建立数字化模型,通过逆向复制模型的方式制作转移托盘,并将托槽间接粘接在口腔内。传统的转移托盘受到树脂物理特点因素的影响,在准确度和可靠性方面存在一定的局限性。而3D 打印的转移托盘受到排牙和粘接托槽为数字化模型转化而来的影响,会直接将模型上预粘接步骤,大大减少操作时间,进而促使应用效果和粘接准确度的提升。

3D 打印个性化活动矫治器

在当前临床治疗口腔正畸过程中,会使用到各种种类的活动矫治器,这就需要技工在石膏模型上设置各种卡环进行固定。同时,在活动矫治器的施力部分进行设计时,由于时间相对较长,需要在患者口腔试戴还是之后进行调磨工作。相关学者通过3D 打印技术,与CAD/CAM、数字化模型等相结合,设计并制作出Hyeax 活动矫治器,得到了较好的治疗效果。传统的活动矫治器制作过程十分复杂,而3D 打印个性化活动矫治器,具有制作周期短、精确度高等特点,在临床被广泛应用和使用,对个性化治疗和精确治疗无疑起到巨大的推动作用。

结束语

总而言之,随着经济常态化发展,科学技术的日益进步,3D 打印技术在口腔正畸治疗过程中发挥着十分重要的作用。不仅可以大大减少治疗周期,而且由于拥有个性化制定的特点,患者的满意度和舒适度得到提升,深受患者的喜爱,患者可以享受到个性化治疗的方便,同时无论是3D 打印准仪托盘还是个性化活动矫治器等,在一定程度上促使了医生治疗效率和质量的提升,为口腔正畸治疗的快速发展提供了巨大的帮助和支持。但3D 打印技术也存在诸多的局限性,具体而言:(1)有些3D 打印技术生物兼容性相对较差,通常会表现在SLA 光敏树脂材料上。(2)3D 打印产品的表面处理,不同的3D 打印机在加工精度方面也存在不同,导致对表面精确度的要求也会有所不同,进而在3D 打印产品表面处理方面较为容易。(3)3D 打印成本费用相对较高,是一个不可忽视的问题。上述问题,会随着3D 打印技术的日趋完善,得到妥善的解决,从而可以更好地应用在口腔正畸治疗中,促使治疗质量和效率的提升,推动医学正畸治疗水平的提升。

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