3D打印技术应用于口腔正畸临床诊疗的现状与思考

【摘要】口腔正畸是口腔医学的一个重要分支，随着人们对美容观念的不断提高，越来越重视口腔健康和美观，使得口腔正畸行业快速发展。3D打印技术能够在计算机辅助下精确地再现所需模型，减少耗材，为临床诊疗提供很大助力，也为口腔正畸带来巨大改变。越来越多的专家学者注意到3D打印技术对口腔正畸的价值，同时也开展了很多相关研究，取得了一些进展。基于此，本研究旨在对3D打印技术应用于口腔正畸的现状与思考进行综述，以期为3D打印技术在口腔正畸临床中的应用研究提供参考。

【关键词】口腔正畸临床诊疗；3D打印技术；诊疗

ZHANG Ye1， GU Tao2， LIU Hong1， YAN Chengdong1， JIANG Shangfei1

1.Stomatology，Jiangsu Vocational College of Medicine， Yancheng， Jiangsu 224005， China； 2.Rugao Xingye Dental Clinic， Rugao， Jiangsu 226500， China

【Abstract】Orthodontics is an important branch of stomatology.With the continuous improvement of people’s concept of beauty，people pay more and more attention to oral health and beauty，which makes the orthodontic industry develop rapidly.3D printing technology can accurately reproduce the required model with the aid of computer，reduce consumables，provide great help for clinical diagnosis and treatment，and also bring great changes to orthodontics.More and more experts and scholars have noticed the value of 3D printing technology in orthodontics，and at the same time，they have carried out a lot of related research and made some progress.Based on this，this study aims to summarize the current situation and thinking of 3D printing technology in orthodontics，with a view to providing reference for the application research of 3D printing technology in orthodonticsclinical practice.

【Key Words】Clinical diagnosis and treatment of orthodontics； 3D printing technology； Diagnosis and treatment

牙齿畸形不仅会影响面部美观，而且会影响颌面部发育，对口腔健康构成威胁。口腔正畸临床诊疗是通过各种形式解决牙齿、面部骨骼等存在的问题，促进口腔健康[1-2]。3D打印技术自20世纪90年代初开始进入人们视线，曾被命名为快速原型、分层制造、增材制造，最后命名为3D打印。3D打印是利用数字化设计数据和专用打印设备制造三维实物的一种技术，涉及很多领域。对医学领域来讲，3D打印技术融合了三维扫描、三维模型构建等技术，在多个方面（医学模型制造、骨骼重建、组织器官再生、牙齿正畸等）应用价值均较高。基于此，本研究旨在分析3D打印技术应用于口腔正畸临床诊疗中的现状与思考，现将本次研究所得阐述如下。

1 3D打印技术概述

3D打印技术属于快速成型技术中的一种，与传统技术具有明显区别，依托材料学、数字扫描、精密机械等多学科发展而来。打印机能够根据指令按照预定轨迹打印，形成固化层，进行多层打印，进而实现实体化模型。当前阶段，3D打印技术在口腔正畸临床诊疗中较常用到的有光固化成型、选择性激光烧结技术，其中光固化成型具有分辨率高、成型范围大等优势，但只能选择光固化树脂作为材料；选择性激光烧结技术具有可选材料较多、强度大等优势。

2 3D打印技术在口腔正畸临床诊疗中的应用

2.1 数字化模型

牙颌模型是精确复制患者口腔牙周软组织、牙齿、牙槽、牙弓、基骨等形态，方便医生可以更加直观、准确地制定矫正方案，是口腔正畸诊疗的基础。既往常用到的模型是由石膏制成，石膏在凝固时会出现膨胀的情况，因此，精密度不够理想，并且容易出现磨损断裂，受潮后易变形不好保存等问题[3]。基于光固化成型和口内扫描数字化模型3D打印技术制作的树脂模型，具有精密度高、强度大、易保存等优点，并且制作用时更短，提升了工作效率。Ko HC等[4]研究结果显示，3D打印技术数字化模型可以替代传统石膏模型制定治疗方案，3D打印技术数字化模型与临床实践高度契合。

2.2 个性化舌侧矫治器

舌侧矫正技术开始于20世纪70年代，既往使用的托槽多是流程化生产，托槽底面非常平，精密度和稳定性都不是很好，没有办法和牙齿完全贴合，并且因为需要使用很多光固化剂使之贴合，挤压口腔空间，影响发音，还可能出现多种并发症。随着3D打印技术的不断发展成熟，使短时间内制作个性化托槽成为可能，3D打印技术个性化托槽只黏在牙齿舌侧区域，非常薄，并且其设计是自由曲面，牙齿能够完全和托槽吻合，因此对舌体功能、发音、牙周组织的影响较小，更具舒适度和美观度。葛宇等[5]通过选取16例双颌前突患者为研究对象，分析个性化舌侧矫正技术对成人双颌前突的治疗效果，其研究结果显示，个性化舌侧矫正技术是成人双颌前突矫治的有效手段，保证疗效的同时更具美观度。陈启兴等[6]研究纳入因双颌前突就诊的20例成人患者，探讨个性化舌侧矫治技术治疗双颌前突错畸形的疗效，其结果显示，个性化舌侧矫治技术临床疗效更高。随着技术的不断发展革新，未来3D打印技术个性化舌侧托槽也会具有更大的优势，为口腔正畸临床诊疗提供更多支持。

2.3 无托槽隐形矫治器

无托槽隐形矫治器因具有美观、舒适等优势，受到很多正畸患者的青睐。由于口腔内空间较小，不方便观察和使用工具，因此传统口腔正畸临床治疗中非常考验医生对于托槽的准确定位黏贴能力。若有操作不当，可能会导致压根外漏、骨开裂、牙根不平行等情况的出现，所以托槽黏贴是口腔正畸的关键，对矫治效果有很大影响。对隐形矫治技术来说，3D打印能够输出高精密度排牙模型，更精细地模拟牙齿移动，因此更具有个性化、精确性等优势。李若萱等[7]选取86例口腔正畸患者为研究对象，分析定制式无托槽隐形矫治器与金属托槽直丝弓矫治器对正畸患者牙周健康的效果，其结果显示，应用定制式无托槽隐形矫治器正畸有效率相对较高，对牙周指标、口腔卫生均有改善作用，患者满意度较高。霍美玲等[8]选取82例青少年口腔正畸患者为研究对象，分析对比无托槽隐形矫治器应用效果，结果表明，应用无托槽隐形矫治器正畸治疗效果显著，可改善牙周健康，控制炎症因子水平，进而提升患者生活质量。李晶等[9]研究分析10例轻度牙列不齐患者应用数字化技术实现医师主导下的无托槽隐形矫治器对其临床疗效，结果显示，基于医师自行数字化排牙和3D打印制作的无托槽隐形矫治器可以有效矫治简单牙列不齐。

与传统技术不同，3D打印无托槽隐形矫治器的制作是利用计算机辅助系统和3D打印模拟矫治步骤，之后将全部步骤数字化处理，经过快速成型技术制作成无托槽隐形矫治器，制作过程更为高效、准确，因此，3D打印技术实则推动了隐形矫治技术的发展。

2.4 正颌外科

3D打印技术利用数字化排牙和模型模拟，为矫正设计的准确率和效率奠定一定基础，便于寻找出最佳的治疗方案，为患者提供更为优质的医疗服务。有国外研究报道，相比传统正颌模型外科手术，应用3D打印技术联合虚拟手术计划并制作导板进行手术导航，不仅能够缩短手术所需时间，而且手术准确性得到提高。Badiali G[10]等研究表明，相比传统固定钛板，3D打印技术等数字化技术制作的手术导板和个性化钛板更优。

2.5 3D打印种植体支抗导板

支抗控制贯穿正畸治疗，其制作方法很是复杂，耗费时间很长，患者易出现不适感，导致配合度较低。种植钉支抗的产生解决了此项难题，但个体解剖结构不可避免地存在差异性，在植入过程中大多依靠医生的经验和X片，造成种植体滑脱、牙周损伤等并发症的发生，影响整体治疗效果。3D打印种植体支抗导板经过骨重建，对骨量进行准确分析，设计并做出的种植导板具有个性化的特点，植入部位、深度、方向等都能得到很好的把控。黄平等[11]收集60例连续多牙缺失患者临床资料，探讨在下颌后牙区连续多牙缺失下数字化种植导板的应用价值，其结果显示，3D数字化种植导板辅助连续多牙缺失种植修复提高颌骨上的三维位置精准度和合理性，为后期冠修复奠定良好基础，具有较高的应用价值。金杭颖等[12]通过选取40例上前牙区牙列缺损患者为研究对象，分析国产数字化3D打印导板应用于上前牙种植手术的精确度，其结果显示，国产数字化3D打印导板可以明显提高上前牙种植手术精确性。利用3D数字化模型进行上颌骨骨性扩弓器（MSE）、支抗钉、套环的选型，设计导板，通过3D打印技术生产数字化导板实体，有利于现有技术的拓展。

2.6 3D打印转移托盘

由于口腔内空间较小，不方便观察和使用工具，因此口腔正畸临床治疗中非常考验医生对于托槽的准确定位黏贴能力。若有操作不当，可能会导致牙根外漏、骨开裂、牙根不平行等情况的出现，所以托槽黏贴是口腔正畸的关键，对矫治效果有很大影响。目前，单层转移托盘、双层转移托盘是临床常用转移托盘，由于其内层的树脂收缩性和弹性较大，对托槽黏贴位置的准确性产生影响。现如今，临床上基本开始放弃在牙颌石膏模型上手工定位，开始通过矫正软件在数字模型上虚拟定位。数字模型托槽定位是通过直接扫描口腔或者利用对应模型间接获取，之后通过拟向工程软件实施转移托盘数字化设计，导入个性化转移托盘数据实体打印，是后续托槽黏贴的有力工具，和传统托盘相比，3D打印转移托盘所需制作时间实际更短，稳定性更高。

2.7 其他

目前，大部分CAD/CAM系统可以开放储存数据，上传数据信息到相关软件做进一步分析处理，并可以结合多种检查方法得到的数据，进而实现了更广泛的科研和教学研究。3D打印技术为临床研究提供了更为精准的手段，将静态研究扩展为动态研究，同时更加客观、方便。既往口腔正畸牙齿移动的相关研究多是将其治疗前后差异进行比较，很少关注治疗过程中牙齿的细微运动，实际上牙齿细微移动可能是提升整体治疗效果的关键所在。

3 展望

3D打印技术在口腔正畸的临床诊疗中有非常重要的意义，可缩短患者治疗时间，并且更符合个体差异性需求，患者接受度高，虽然3D打印技术还存在不足之处，但不可否认其技术的发展进一步为口腔正畸学提供了解决问题的手段，有助于推动口腔正畸学的深入研究。

参考文献

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[8] 霍美玲，辛欣，张颖，等.无托槽隐形矫治器与传统固定矫治器对青少年正畸患者牙周健康影响的对比分析[J].医学综述，2022，28（5）：1014-1018.

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