3D打印陶瓷牙冠的長期穩定性研究
魔猴君 行業資訊 1614天前
陶瓷是一種美觀度高的牙齒修復材料。由于不含金屬內冠，陶瓷義齒的顏色通透性更好，是與天然牙外觀最相似的牙冠修復材料，并且不會引起牙齦變色。目前的全瓷冠（如氧化鋯）CAM 銑削加工中，陶瓷零件是由預制毛坯在預燒結狀態下加工而成的，由于陶瓷固有強度較低，銑削加工中薄邊框可能會出現斷裂，從而導致設計和制造出來的零件之間出現明顯的差異。基于這個原因，薄邊框和邊緣通常需要在這些區域進行過度的輪廓設計，以防止加工過程中邊緣斷裂。然而，這也導致這些區域中大量的后處理工作。陶瓷3D打印技術為牙冠修復提供了新的設計自由度，同時有望克服標準陶瓷牙冠加工的技術限制。[1]
從3D打印在義齒加工領域的應用價值來看，金屬3D打印技術在烤瓷牙金屬內冠制造中的應用獲得了快速發展。與其他工業領域將金屬3D打印設備用于制造高附加值產品的情況不同，目前烤瓷牙內冠3D打印的應用已成為該領域一種基本的加工手段。雖然在產品性能和生物相容性方面有所提升，但仍無法改變烤瓷牙產品的本質。長期來看，3D打印技術的應用發力點應著眼于更高附加值的產品，例如，通過金屬3D打印技術制造純鈦支架、種植體、個性化基臺。除此之外，基于光固化工藝的3D打印技術，還有望在能夠滿足更高的美學和性能要求的陶瓷義齒修復產品的加工中成為常規方式。
齒科制造商Bego推出了一種用于光固化3D打印的陶瓷復合材料，該材料可用于制造永久性單冠、嵌體、高嵌體、貼面。近日，Bego 公開了通過這一材料制造的3D打印陶瓷牙冠的長期穩定性研究結果。通過這一研究結果，我們可以對3D打印陶瓷義齒的性能進行初步了解。
來源：《3D打印與牙科行業白皮書3.0》
穩定性與持久性研究
Bego 針對陶瓷填充混合材料3D打印牙冠，開展了長期穩定性研究。旨在類似應用條件下，提供有關膠結的長期穩定性、脫粘行為以及咀嚼復雜下微滲漏的趨勢（形成邊際間隙）。
l 材料與方法
VarseoSmile Crown plus 材料3D打印的陶瓷復合材料牙冠被粘合在經過研磨的Trinia * 牙齒殘端上，材料的彈性模量為18.8 GPa，可與天然牙本質相媲美。內表面沒有進行噴砂預處理。Bego 開展的研究設計基于臨床用途，在50 N負荷下進行了120萬次咀嚼循環（1.2 Hz）和10,000個熱循環的咀嚼仿真，并進行了階梯仿真[2]，每次具有40萬次咀嚼循環和10,000次熱循環（5°C / 55°C）。
μCT圖像：冠邊緣區域沒有沖洗掉粘合劑。來源：Bego
仿真完成后，膠合冠被從殘端移出，研究人員測量了完成移除所需的力，并分析了損壞情況。研究人員使用微型計算機斷層掃描（μCT）檢查邊緣間隙，并使用基于計算機的有限元分析（FEA）最終驗證了結果的有效性。
l 結果
確定的所有BEGO VarseoSmile Crown plus 3D打印牙冠的值都在非常高的范圍內，這表明牙冠有較長的臨床保留時間。
可視化有限元分析：分析冠緣區域中很小的變形載荷。來源：Bego
平均而言，沒有進行咀嚼仿真的退出力大約為800 N，經過咀嚼仿真后約為1000N。這些高值是在50 N的咀嚼仿真之后和樓梯的咀嚼仿真之后確定的，這表明抽出力本身落在較高的范圍內，甚至隨著磨損時間的增加而增加。從臨床的角度來看，施加如此高的力可能會由于粘合失敗而導致牙齒拔出。
檢查的牙冠對骨折的抵抗力大于生理上的咀嚼力。
在整個測試過程中未檢測到脫粘。
既沒有觀察到冠緣的抬起，也沒有觀察到復合材料從邊緣間隙被沖刷掉。μCT表明，在任何一種測試情況下，邊緣間隙都沒有增加，鍵合區域沒有受到破壞，并且胎冠也沒有由于機械載荷而發生移動。
FEA分析表明，在VarseoSmile Crown plus 材料3D打印牙冠邊緣區域，沒有可檢測到的或沒有臨床相關的張力或變形。這一結果保證了3D打印牙冠與殘端之間穩定、持久的邊緣閉合。
來源：3D科學谷
