牙科 3d 打印的 3 种最佳材料

2024-12-28

与传统的减材制造工艺相比,3d 打印借助成型技术和材料的进步,能够以高效且经济高效的方式创建具有更高精度、准确度和定制化的最终产品的复杂几何形状。

在定制化需求较高的牙科领域,3d打印技术和材料的进步改变了临床治疗方法和途径,改善了临床治疗周期和结果。由于 3d 打印技术的精度、效率和可用性不断提高,3d 打印正迅速成为牙科计算机辅助制造 (cad) 的首选方法。

从3d打印技术方案和材料主要成分来看,牙科3d打印材料可分为聚合物、金属和陶瓷三大类。

1. 聚合物

聚合物是牙科3d打印应用中最常用的材料,具有应用范围广、成本低、易于制造等特点。

聚合物类型包括聚醚醚酮(peek)、聚己内酯(pcl)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚乳酸(pla)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(plga)和紫外线(uv)敏感树脂。

由于3d打印采用逐层打印、累积堆叠的方式固化成型,因此需要在材料中添加添加剂(光固化方案中,材料中需要添加固化所需的引发剂、单体和预聚物)和成型),且材料的机械性能通常低于传统方法生产的材料。尽管与传统的注塑方法(聚合和注射压制)相比,耐磨性和机械性能存在显着差异,但它们仍然符合各种牙科应用的 iso 标准。

在聚合物中,紫外光敏树脂因其精度高、速度快而在牙科中应用最为广泛,其技术解决方案正在迅速发展,在正畸、修复和种植三大主要领域不断出现不同的新材料和应用。修复体的永久冠、全口种植的all-on-x、直接打印正畸矫治器和具有记忆功能的保持器是近两年出现的新解决方案,逐渐被国内医生和患者接受和认可和国外。

与传统牙科树脂相比,3d打印光敏树脂已被证明具有优越的生物相容性,并且这种生物相容性可以通过清洗、后固化等后处理方法进一步提高。

2. 金属

用于牙科 3d 打印的合金金属包括钛 (ti) 和钴铬 (co-cr),这些合金的机械性能非常适合许多牙科应用。与传统铸造方法相比,3d 打印合金具有卓越的机械性能,但 3d 打印金属和陶瓷配合之间的界面需要改进,以匹配使用传统铸造方法获得的精度。与传统铸造方法相比,3d打印的钴铬合金具有更高的硬度值(371±10hv)、更高的精度和一致性、以及更好的贴合性。

金属 3d 打印目前在牙科应用中用于在烤瓷牙(牙冠或牙桥)内创建金属层、用于正畸或修复目的的金属托槽以及全口种植牙中的金属框架(条),这是一个更快、更高效的过程与使用减材铣削技术相比,经济且更容易实现各种单独的几何形状。

3.陶瓷

陶瓷材料因其优异的机械性能、生物相容性、不存在离子释放或腐蚀等争议、良好的耐磨性和耐腐蚀性(长期稳定性)以及美观特性而被认为是牙科修复的最佳材料。

陶瓷材料根据基体又可分为玻璃陶瓷、氧化锆陶瓷和氧化铝陶瓷。

在实践中,氧化锆是使用最广泛的材料,通常被称为“陶瓷钢”。它通常用于修复领域,通常用于生产牙冠、固定修复体 (fdp) 和缺陷导向修复体(例如咬合贴面),以及用于生产牙种植体和种植体支持的修复组件。

此外,陶瓷 3d 打印还可用于制造复杂的、针对患者的植入物;它在颅颌面手术和颌骨缺损的治疗领域有许多应用。

打印陶瓷的3d打印技术解决方案面临的最大挑战是其高熔点和冷却过程中产生的裂纹。此外,原材料的性能影响其孔隙率和最终的机械性能。由于陶瓷材料基材类型的不同、3d打印机技术和光源的差异、目标修复体形状的多样性以及打印控制和参数的差异,最终产品的力学性能不一致。

目前,陶瓷材料以及印刷技术还需要进一步的研究、探索和测试。

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