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牙科3D打印：為什么3D技術(shù)會徹底改變該行業(yè)？

魔猴君知識堂 79天前

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眾所周知，增材制造影響著許多部門和行業(yè)。特別是，它在生產(chǎn)力、成本、定制和制造時間方面具有顯著的優(yōu)勢。3D打印最重要的應(yīng)用之一是牙科。在這個醫(yī)學(xué)分支中，技術(shù)有助于為每位患者提供個性化的牙科解決方案。根據(jù)Markets and Markets的研究，到2029年，全球牙科3D打印市場收入預(yù)計(jì)將達(dá)到81億美元，年復(fù)合增長率為19%。這種增長尤其可以通過3D技術(shù)和不同材料的不斷發(fā)展來解釋。

牙科3D打印涵蓋多種工藝，從立體光刻到金屬熔合再到熔融沉積。多種技術(shù)使得用樹脂、細(xì)絲、金屬等制造零件成為可能。反過來，牙科增材制造有利于手術(shù)導(dǎo)板、牙冠、夾板或假牙的制造，使每種解決方案都能非常精確地適應(yīng)患者。但最突出的3D技術(shù)是什么以及有何應(yīng)用？他們在這一領(lǐng)域有哪些優(yōu)勢以及他們的未來是什么？我們告訴你一切！

牙科行業(yè)可分為兩大類：牙科診所和假牙實(shí)驗(yàn)室。傳統(tǒng)上，他們共同生產(chǎn)定制醫(yī)療設(shè)備（排水溝、牙冠、牙橋等）。事實(shí)上，牙醫(yī)會給病人的牙齒留下印模，然后將其發(fā)送到實(shí)驗(yàn)室，然后實(shí)驗(yàn)室通常用石膏制造該裝置。這個過程需要幾天的時間，還不包括牙醫(yī)和實(shí)驗(yàn)室之間的來回行程。對于患者來說，他必須再次預(yù)約，并不能保證他的設(shè)備第一次就適合。因此，傳統(tǒng)流程耗時長、成本高且可能缺乏精度。然而，3D技術(shù)的到來正在動搖這個組織，并徹底使工作流程非物質(zhì)化。

牙科3D打印技術(shù)及其材料

在談?wù)撗揽祁I(lǐng)域的增材制造時，重要的是要了解技術(shù)的種類繁多。選擇主要取決于要執(zhí)行的應(yīng)用以及兼容的材料。BIOSUMMER Dental董事兼創(chuàng)始人Olivier Bellaton指出，每種工藝顯然都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，F(xiàn)DM將使“以幾十美分的成本生產(chǎn)零件，并且打印后無需進(jìn)行后處理”成為可能。另一方面，速度、精度和生物相容性方面都不具備。?一般來說，這項(xiàng)技術(shù)將使得在正畸中創(chuàng)建牙科模型成為可能，該模型將用于熱成型矯正器，無論是用于矯正、美白還是固位。然而，我們開始看到使用PEEK 3D打印的生物相容性牙科解決方案的出現(xiàn)。3D打印機(jī)制造商IEMAI3D指出：“PEEK局部義齒的優(yōu)點(diǎn)很多。它是一種堅(jiān)固且輕質(zhì)的材料，可提高患者的舒適度。假肢框架不含金屬，完全無味。?

PEEK 3D打印設(shè)備（照片來源：Juvora）

牙科領(lǐng)域使用的另一種工藝（可能也是主要工藝之一）是樹脂3D打印。無論是通過立體光刻(SLA)還是DLP，該技術(shù)都能提供更高的分辨率和顯著的細(xì)節(jié)水平。ETEC團(tuán)隊(duì)解釋說：“與CE/FDA批準(zhǔn)的材料相結(jié)合，光聚合可提供更精確的印模，從而產(chǎn)生更靈活的設(shè)備。精加工的復(fù)雜性要低得多，從而減少了制造時間。此外，可以很容易地更改材料和打印模型以適應(yīng)不同的應(yīng)用。牙科行業(yè)受益匪淺，因?yàn)閺臉I(yè)人員可以更快地治療患者。?

最后，金屬增材制造也是牙科領(lǐng)域廣泛使用的一種工藝，用于生產(chǎn)鎳鉻或鈦種植體、假體或牙冠。在金屬技術(shù)家族中，該領(lǐng)域最常見的是基于粉末床的技術(shù)。這些包括激光粉末床聚變和電子束聚變。BIOSUMMER Dental指出：“該技術(shù)需要持續(xù)生產(chǎn)才能攤銷投資，投資可能達(dá)到數(shù)十萬歐元，而工業(yè)界的技能比牙科行業(yè)的技能更多。”?金屬機(jī)器的成本比其他技術(shù)高得多，有時需要更多的后處理工作，從而降低了某些人的生產(chǎn)力。在與牙科修復(fù)師交談時，他向我們解釋說，機(jī)械加工制作的牙冠需要15分鐘的工作時間，而3D金屬打印則需要5個小時的打印時間。然而，就單位成本而言，增材制造要有趣得多（75美分，而7多歐元）。

左邊是通過立體光刻技術(shù)3D打印的模型；右側(cè)是用于牙科應(yīng)用的金屬零件。

3D掃描和打印：牙科領(lǐng)域的雙贏組合

可以看出，牙科3D打印更加精確并減少了制造時間。事實(shí)上，它可以從幾天的工作縮短到幾個小時，使得在某些情況下可以在一次咨詢中向患者提供解決方案。但是創(chuàng)建3D打印牙科設(shè)備的步驟是什么？第一個檢查在牙科診所進(jìn)行，在專家初步診斷后，對患者的整個口腔進(jìn)行口腔內(nèi)掃描。因此，我們獲得了數(shù)字圖像，從而可以創(chuàng)建完整形態(tài)的3D模型。值得注意的是，除了口內(nèi)3D掃描儀之外，還有旨在掃描患者口腔中獲得的部件和印模的實(shí)驗(yàn)室解決方案。

掃描階段完成后，生成的3D文件將通過安全網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)送到牙科實(shí)驗(yàn)室。然后，實(shí)驗(yàn)室將重新讀取數(shù)字印模，并在其設(shè)計(jì)軟件(CAD)中對牙冠或種植體的形態(tài)進(jìn)行建模。該建模過程將考慮牙齦的限制、對其他數(shù)字化牙齒的干擾，甚至使用面部掃描儀考慮患者微笑的形狀。最后，零件的制造由3D打印機(jī)進(jìn)行，最好是為此目的而設(shè)計(jì)。與許多標(biāo)準(zhǔn)增材制造解決方案不同，牙科3D打印機(jī)可提供該領(lǐng)域所需的卓越表面質(zhì)量、精度和速度。除了能夠使用生物相容性材料制造零件之外，它們還能夠?qū)崿F(xiàn)重要的工作流程和立即生產(chǎn)工作的能力。

正如我們所看到的，牙醫(yī)和牙科技師需要擁有適當(dāng)?shù)脑O(shè)備。無論是3D掃描儀、3D打印機(jī)，還是掌握CAD軟件，這方面都可能成為當(dāng)今許多專業(yè)人士的障礙。Formlabs牙科產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)澄清說：“這些新工作方式的基本支柱是3D掃描儀、CAD軟件和3D打印。一般來說，我們會在軟件層面觀察到一個阻力點(diǎn)，在該阻力點(diǎn)上進(jìn)行培訓(xùn)并不容易。”。

新的制造工藝包括軟件、3D掃描儀和打印機(jī)（照片來源：Shining 3D）

牙科增材制造的未來是什么？

正如我們所看到的，3D技術(shù)為牙科行業(yè)帶來了巨大的好處，因此該行業(yè)的未來令人鼓舞。然而，許多從業(yè)者在采用這些技術(shù)時仍然面臨障礙。這通常是因?yàn)樗麄冃枰碌慕M織和工作邏輯、軟件培訓(xùn)以及3D掃描儀和打印機(jī)的前期成本。如今，許多實(shí)驗(yàn)室都配備了3D掃描儀和加工機(jī)器，包括3D打印機(jī)。ETEC總結(jié)道：“大多數(shù)從業(yè)者對新的數(shù)字技術(shù)非常容易接受并且持開放態(tài)度。這只是要求臨床醫(yī)生和牙科行業(yè)專業(yè)人士充分理解和信任新的數(shù)字技術(shù)及其對他們、他們的企業(yè)和患者的好處的問題。當(dāng)然，教育和培訓(xùn)發(fā)揮著重要作用。這就是為什么許多制造公司正在該領(lǐng)域進(jìn)行投資，以更好地了解該技術(shù)及其臨床應(yīng)用。

總之，采用數(shù)字化技術(shù)的牙醫(yī)將節(jié)省時間和金錢，提高工作效率，并通過微創(chuàng)手術(shù)改善用戶體驗(yàn)。作為回報，他們將能夠提供有競爭力的服務(wù)，并吸引或留住更多患者，尤其是面對那些不了解最新技術(shù)進(jìn)步的競爭對手。

如果我們關(guān)注牙科3D打印市場，我們會發(fā)現(xiàn)它的競爭也變得越來越激烈。新參與者的到來以及老牌參與者之間對市場份額的爭奪進(jìn)一步強(qiáng)化了這一點(diǎn)。隨著公司試圖使自己與眾不同，這種競爭逐漸壓低價格。此外，材料、設(shè)備和勞動力的成本預(yù)計(jì)在未來幾年將全面增加，要求牙科公司保持盈利能力和有競爭力的價格。