3D打印钛及钛合金医疗器械的优势及临床应用研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 医药 44 3D 打印钛及钛合金医疗器械的优势及临床应用研究 王 静 李 琦 杨 静 唐 琳 沧州医学高等专科学校,河北 沧州 061001 摘要:摘要:目的 3D 打印钛及钛合金医疗器械在口腔医学中的临床应用研究,进一步推动我国口腔医学的发展。方法 采用 3D 打印技术打印钛及钛合金医疗器械,并将其应用于口腔医学中。结果 经过临床观察和对比,发现 3D 打印钛及钛合金医疗器械与传统金属医疗器械相比具有以下特点:生产效率高、周期短、成本低;材料密度小,生物相容性好,无明显的过敏反应;与其他金属相比,抗腐蚀性能好,适用于口腔疾病的治疗。结论 3D 打印钛及钛合金医疗器械具有结
2、构简单、操作方便、加工速度快等特点,为口腔疾病治疗提供了新的方法和思路,且具有广阔的发展前景。但其仍需进一步完善和改进,如材料表面处理、表面功能化等。关键词:关键词:3D 打印钛;钛合金医疗器械;应用优势;临床研究 中图分类号:中图分类号:R19 0 引言 随着口腔医学技术的进步和发展,传统的牙科治疗手段已无法满足临床需求,而 3D 打印技术的出现为口腔医学提供了新的发展思路,其具有以下优势:满足个性化医疗需求,通过 3D 打印可以获得精确的个性化牙模,使患者得到更好的治疗效果;可将复杂结构进行分解,使之变为简单、易加工、易保存的产品,使患者获得更好的体验;通过 3D 打印可以对材料进行精确加
3、工和优化,以实现复杂结构在更短时间内制作完成,从而缩短生产周期。然而,3D 打印技术仍存在一些局限性:打印精度较低;对材料性能要求较高;对于复杂结构的打印往往无法实现。基于以上问题,本研究采用 3D 打印技术打印钛及钛合金医疗器械,并将其应用于口腔医学中。经过临床观察和对比发现:3D 打印钛及钛合金医疗器械与传统金属医疗器械相比具有以下特点:生产效率高、周期短、成本低;材料密度小,生物相容性好,无明显的过敏反应;与其他金属相比,抗腐蚀性能好。此外,本研究还对 3D 打印钛及钛合金医疗器械在口腔医学中的应用效果进行了观察和对比研究。综上可知:3D 打印钛及钛合金医疗器械具有较高的临床价值和广阔的
4、发展前景,为口腔疾病治疗提供了新方法和思路。1 3D 打印技术的发展 自 20 世纪 50 年代以来,随着计算机技术、材料科学等领域的快速发展,3D 打印技术也不断得到改进和完善,使其在多个领域得到广泛应用。目前,3D 打印技术主要用于医疗器械的制作,并可以根据不同需求进行个性化设计。快速成型技术(rapid process)是一种通过逐层堆积成形的方法,常用于制造复杂的零件。传统制造工艺的复杂性和成本相对较高,因此 3D 打印技术在很大程度上弥补了传统制造工艺的不足。快速成型技术主要分为 3 种类型:(1)选择性激光烧结(Selective laser based melting,SLA):
5、通过激光扫描后选择性地将金属粉末烧结成实体,但由于其工艺复杂,制备周期长,不适合用于小批量生产。(2)熔融沉积(Fused deposition):将熔融金属通过喷嘴喷出到承印物表面后进行冷却凝固成型;打印时,金属粉末被加热至熔融状态,并在喷嘴处挤出,通过逐层堆积的方式形成实体。(3)选择性激光烧结(Selective laser based smelting,SLS):通过逐层激光扫描将粉末状金属加热至熔融状态并进行冷却凝固成型。数字光处理技术(Digital Light Processing,DLP)是一种将光固化技术与数字控制相结合的3D打印技术。光敏树脂固化后的固化程度、光学特性和机械
6、性能都可通过调节光强和波长来控制。DLP 技术被广泛应用于医疗领域。常用的3D打印材料包括:聚酯(Polyester)、聚酰胺(Polyamide)、聚乙烯(Polyethylene)、聚丙烯(Polypropylene)等。中国科技期刊数据库 医药 45 金属打印技术(Metal printing technology)是一种将金属粉末和其他材料通过逐层堆积的方式制备成实体的方法。金属打印技术在医疗领域的应用主要集中在牙齿修复和骨骼成形两个方面。2 口腔疾病的治疗 钛及钛合金作为一种新型的金属材料,在口腔医学领域中具有广阔的应用前景。采用 3D 打印技术制作的义齿,不仅具有良好的力学性能、抗
7、腐蚀性和生物相容性等优点,而且还能够制作出与人体牙齿相似的外观和功能,极大地满足了患者个性化需求,使得义齿更加舒适美观。3D 打印义齿在临床上的应用主要是针对牙齿缺失、牙列不齐、口腔颌面部畸形等问题进行修复。随着 3D打印技术的不断发展,其在义齿制作中也取得了突破性进展,目前已能实现钛及钛合金义齿制作的全自动化生产,大大提高了生产效率。3D 打印技术还能够将不同形状和大小的义齿进行快速、精准制作,为患者提供更加优质、高效的服务。综上所述,3D 打印技术在口腔医学中的应用研究已取得了一定进展,但仍存在一些问题。目前 3D 打印钛及钛合金医疗器械在口腔医学中的应用主要集中于制作固定义齿、活动义齿等
8、方面。但随着对其研究的深入和对其材料、结构、性能等方面的不断改进,其在口腔医学中必将发挥出更大的作用。2.1 固定义齿 固定义齿是指利用基托、固位体、牙槽骨以及粘膜等作为支撑结构,利用金属或陶瓷等修复体与天然牙列的缺失,并进行固位的全口义齿。传统义齿制作方法包括模压法、铸造法以及金属铸造等,其缺点在于制作时间长,效率低,并且不易与天然牙列进行美学融合。随着 3D 打印技术的发展,其在固定义齿制作中的应用日益广泛。3D 打印技术不仅可以使义齿实现快速制造,还可以根据患者牙槽骨的高度、宽度以及解剖结构等制作出适合患者需求的义齿。李少玉等在进行 3D 打印固定义齿后,进行了临床治疗效果研究,发现3D
9、打印固定义齿治疗后患者牙槽骨吸收量与传统修复方式相比较小,并且对患者口腔颌面部美观无影响。目前 3D 打印固定义齿已广泛应用于临床中,其治疗效果良好,为口腔医学领域发展提供了新思路。但由于其在制作过程中需要对牙体进行加工处理,且由于制作材料的不同,使得其临床应用效果存在差异。因此对于3D打印固定义齿的临床应用还需进一步深入研究。2.2 活动义齿 在义齿修复中,活动义齿是一种常见的修复方式。通过固定、可摘、活动等多种方式,可以解决牙齿缺失的问题,恢复患者咀嚼功能和美观。由于活动义齿属于定制类修复,无法通过传统方法进行精确制作,因此常常需要采用 3D 打印技术进行个性化制作。在义齿制作中,3D 打
10、印技术主要用于个性化定制以及个性化义齿的制作。在种植牙领域,3D 打印技术已经可以实现人工牙、种植体的快速精准制作。同时,通过 3D打印技术制作的人工牙,其形态和功能与天然牙非常接近。3D 打印义齿可以实现精确的三维复制,使患者获得更好的使用体验。在固定义齿修复领域中,3D 打印技术也发挥了重要作用。一些研究发现,采用 3D 打印技术制作的可摘局部义齿相比传统义齿更舒适、更美观、更稳定。因此在固定义齿修复中采用3D打印技术可大大提高义齿修复效果和患者满意度。近年来,随着计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)技术的不断发展及 3D 打印技术在临床中的应用,使得活动义齿也能够采用 3D
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