谷市场研究 l 看3D打印陶瓷技术如何改善隐形矫正器附件存在的现有问题

飞牙矫正 2020-11-18 15:32:18

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隐形牙齿矫正器附件(clear aligner attachments, CAA)作用是增加固位,加强对牙齿的施力作用。当前矫正器附件由树脂材料制作,制作时将这些材料注入到带有附件模具的类似于透明矫正器的托盘中,然后用粘结系统将其粘结到牙齿上。这种制造方法容易产生多余的粘结材料或“飞边”。为了保证矫正器的正确安装,牙医需要用钻头磨掉“飞边”。

在日常佩带和取下矫正器时,矫正器会磨损附件,从而改变附件形状,这样的附件通常需要进行更换。在去除附件时,牙医会使用高速钻头磨掉附件,并去除牙齿表面上残存的飞边,在此过程中牙釉质不可避免的受到磨损。

由于目前的矫正器附件制作及使用中仍存在上述不足,现有矫正器附件制造技术在准确性、定制化,安装的便利性以及耐用性方面仍需做出改进。根据3D科学谷的市场观察,牙科正畸企业LightForce Orthodontics通过陶瓷3D打印技术,开发了直接制造陶瓷隐形矫正器附件(CCAA)的应用,有望克服现有技术的不足。

由手工转向数字化定制

LightForce使用数字光处理(DLP)、材料喷射等3D打印技术和陶瓷浆料来制造陶瓷附件。在安装时,这些陶瓷3D打印附件被放置在在间接转移托盘中,然后利用树脂材料粘合到牙齿表面。

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单个附件示视图。来源:US20190377327

通过该方法所开展的应用案例中,当前基于树脂的附件制造中出现的问题得到解决。例如,可以通过陶瓷浆料3D带水印技术定制舌/唇附件,使陶瓷附件与单个隐形矫正器以及牙齿的特征相匹配。

根据LightForce ,3D打印直接制造陶瓷附件的方法具有以下优势: 1)需要去除的过量粘结剂材料大大减少,可以使用更少的填充树脂,所需树脂材料层更薄;2)产生更精确的附件形状;3)附件不会因按安装后的去除“飞边”程序而被损坏;4)由于陶瓷附件的耐磨性比传统树脂附件高,因此不会在矫正器取出与更换时受到磨损、改变形状,减少矫正过程中更换附件的需要。

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可容纳附件的矫正器视图。来源:US20190377327

LightForce 列举了具体的陶瓷3D打印矫正器附件设计与制造过程。在设计时基于患者的牙齿牙列数据与逆向工程创建患者牙齿的三维计算机辅助设计(3D CAD)模型,保存3D CAD模型,为每颗牙齿的各个部位上的一个或多个矫正器附件设计3D CAD结构模型,然后将与3D CAD 附件结构模型有关的数据导入3D打印设备。3D打印完成后,进行热脱脂和烧结。

隐形矫正器附件分为舌状附件和唇状附件,通常对于舌状CCAA,CCAA垫的厚度可以从牙齿表面延伸小于2.0mm,对于唇状CCAA 可以小于2.5mm,其中唇侧和舌状最小延伸为0.25mm。CCAA垫可以用常用的牙科粘合剂粘附到牙齿表面。

附件制造用的3D打印陶瓷浆料中的陶瓷成分可以是氧化铝(Al2O3),氧化锆(ZrO2),氧化铝增韧的氧化锆( ATZ),氧化锆增韧的氧化铝(ZTA)等。3DCAD 附件结构模型可包含以下至少一项的数据:附件基部(粘合区域),该基部在附件的粘合表面中具有自定义形状的凹部和/或底切形状,以适合于唇/舌齿表面的底面,并接触牙齿表面的特定区域;附件材料;特定牙齿的轮廓;附件导向或间接粘接夹具。

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