3D打印技術|香港大學牙醫學院

牙科(醫生博客)

217

3D打印技術是利用三維(3D)工程軟件設計物體,通過控制打印噴嘴,讓材料層層堆疊,形成與設計相一致的三維實體,又稱立體打印、增材製造(Additive Manufacturing)。隨著技術的發展和新材料的開發,3D打印技術不僅是指通過打印噴嘴擠出材料,還涵蓋了光聚合、激光燒結、噴射粘接等多種範疇,在許多領域有著廣泛的應用。3D打印技術最明顯的優點是用於製造各種形狀的物體,這正正適用於每個牙科病人高度個人化的需求。

港大牙醫學院使用的打印機和打印中的咬合夾板。
利用選擇性激光熔融技術打印的個性化純鈦內固定板。參考: https://www.ijoms.com/article/S0901-5027(19)31441-9/fulltext

近年來,3D打印概念越來越普及,技術的發展也令各種便宜易用的機型廣泛流行。坊間網絡常可見到3D打印的蹤影,最便宜的機型價格在千元以內。我們不時在網絡看到一些影片,人們利用3D打印手辦模型,頗受網民歡迎。然而,與坊間流行的入門機不同,牙科3D打印對設備和材料的要求明顯高許多,包括打印精確度、打印速度、材料強度、能否高溫消毒、有否毒性和臨床使用批文等。

目前牙科應用最廣泛的3D打印材料為樹脂類。當中,牙科用樹脂3D打印機比較常用數碼光處理(Digital Light Processing, DLP)技術,利用微鏡片矩陣投射光線,使被照射的光敏性液態樹脂層層聚合,固化成臨床應用的牙科模型。兩種機型均配有多款樹脂材料,可根據臨床需求選擇不同材料顏色和性能,能用於加工牙齒模型、塑膠假牙、假牙基托、箍牙後的固定器、可消毒的植牙導航等。3D打印技術可為不同患者作個人化設計,縮短假牙的生產和交付時間,甚至可當日為患者提供臨時假牙,避免因缺牙所帶來的社交尷尬,改善患者的看牙體驗。

樹脂3D打印最成熟的應用方向是用於製造植牙手術導航。牙醫可根據患者情況預先在電腦製定植牙方案,以三維軟件設計導板,3D打印並消毒後用於引導植牙手術。這種個人化的植牙手術導航可精確引導牙科鑽頭的方向和深度,尤其適合複雜病例,如多隻牙齒種植、靠近重要身體結構如鼻竇和神經線、複雜骨型等情況,可大大提高植牙效率和精確度,從而加強治療效果。

另一類3D打印技術是金屬材料的選擇性激光熔融(Selective Laser Melting, SLM)技術,通過精確控制激光束逐層掃描,可以使金屬粉末熔化並凝固為整體。SLM技術最先進的應用方向是用於打印純鈦植入體,可結合電腦輔助手術(Computer-Assisted Surgery, CAS)技術,製作口腔頜面外科使用的個人化純鈦內固定板、牙骹人造關節等。SLM技術製作的純鈦植入體具有優良的物理特性,身體亦絕少會排斥,而高精確度可以使植入體與病人的骨骼形態高度貼合,從而節省手術時間,提高手術精準度,並改善手術成效。此外,SLM技術還可用於製作金屬假牙、活動假牙的金屬支架等。

總括而言,3D打印技術不斷發展,在口腔領域的應用上正蓬勃發展。隨著技術的改良,3D打印有望在不久的將來拓展到陶瓷材料和生物材料的打印,令技術可以有更多的臨床應用。但任何技術的大規模臨床應用都需要建立在安全有效的實證證據上,病人的臨床需求要經由牙醫仔細評估,根據牙齒狀況,作出妥當合適的選擇。

Text by 香港大學牙醫學院口腔頜面外科臨床副教授蘇宇雄和 楊偉發博士後研究員

Subscribe to Medical Inspire Telegram for instant news and information : 
http://bit.ly/2sm3Zve

Subscribe to Medical Inspire Youtube channel for professional medical information :
http://bit.ly/2Fd1JPu

FACEBOOK
HOT PICK