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陶瓷3D打印技术在齿科应用的探索

来源:admin 时间:2020-04-22 阅读量:

      由于陶瓷材料具有出色的生物相容性,因此经常被应用于牙齿修复、植入物和骨替代材料。与金属相比,陶瓷没有关于离子释放或腐蚀的争论,它们在软组织和硬组织中都具有长期稳定性。此外,陶瓷材料在制作长期、自然的仿牙修复体时也显示出显著的优势。

     氧化锆通常被称为“陶瓷钢”,被大量应用在义齿领域,通过牙齿支撑的牙冠,固定义齿(FDP)和面向缺陷的修复物(如咬合贴面)来修复丢失的牙齿或牙齿物质。当通过牙科植入物和植入物支撑的假体替换缺牙时,也可以使用氧化锆。

      传统义齿通常由CNC切割技术制造,在切割阶段中许多材料可能被不必要地切断,导致低效率、高成本的工艺。这也可能由于切割力而导致义齿内部裂纹。3D打印氧化锆陶瓷义齿不受这些裂纹的影响,且能显著提高材料利用率。

光固化(SLA)陶瓷3D打印原理


3D打印陶瓷产品尺寸精度表征


3D打印陶瓷产品表面粗糙度表征


3D打印陶瓷产品显微结构表征


常规的义齿加工流程


3D打印与CAD/CAM制备陶瓷牙冠对比

       利用相同的牙冠数据模型,分别用3D打印和CAD/CAM机加工方式制备了氧化锆陶瓷牙冠,利用齿科扫描仪分别测量精度,并将整个牙冠划分为四个区域逐个对比(外表面、内表面、边缘区以及咬合面)。


实验结果——扫描结果

左图A为3D打印加工牙冠四个部分的扫描结果,右为CAD-CAM加工得到牙冠四个部分的扫描结果



实验结果——精度统计结果

以均方根值和标准差对比两种方式制得的牙冠精度和分散状态。


实验结论

利用3D打印制备氧化锆牙冠可以满足精度要求;3D打印是潜在的制备牙冠的有效方式。


3D打印氧化锆牙冠与氧化锆基台结合强度

实验方法:
分别利用机加工制备氧化锆陶瓷牙冠、机加工二硅酸锂玻璃陶瓷牙冠以及3D打印氧化锆牙冠,上述三种牙冠与同样的氧化锆基台连接,并安装到聚氨酯的块上。利用通用设备以十字头速度2mm/分,测量垂直方向力用以表征结合强度。


实验结果——结合强度

       MZr组(机加工氧化锆)有着最高的强度(1292±189N),其次为MLD组(1289±142N),我们所关注的AMZR强度为1243.5±265.5N。结果表面,虽然3D打印技术所制备的氧化锆牙冠的强度低于传统的方式,但是其差距在实际使用过程中已经可以忽略。随着技术的进一步探索,我们有理由想象3D打印技术在齿科的应用有着很大的潜力.


义齿3D打印全套解决方案



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