南极熊导读：根据FDI世界牙科组织的数据，2019 年全球估计有23亿人患有蛀牙（龋齿）。其中，儿童人数超过5.3亿。这些数字清楚地表明，世界大量人口普遍存在牙齿问题，为了解决这个问题，世界各地都需要强大的牙科护理基础设施，增加服务速度，改善牙科问题。为了实现有效和快速的牙科护理解决方案的目标，牙科3D打印逐渐进入人们的视野当中。3D打印牙齿在速度、准确性、排他性和成本等方面都极具优势。现在，患者可以得到与自身完美契合的牙齿，方便快捷的同时成本比以前低 80%，由此可见，3D打印在牙科领域有巨大的发展前景。
3D打印机首次出现在1980年代，并逐渐经过了多次改造，现在已经进入了多个行业，牙科就是其中之一。3D打印机已经彻底改变了牙科诊治的工作方式，这项技术正在飞速发展。据估计，全球牙科3D打印市场预计将从 2020 年的 19 亿美元增长到 2026 年的 86 亿美元，复合年增长率超过 29.2%。
△牙科3D打印预测
为了更好的了解牙科3D打印，南极熊将比较传统牙齿治疗方式和现在牙齿治疗方式的不同：
1.牙齿模型
●传统方式：过去，牙齿印模是通过让患者咬一种叫做藻酸盐的橡胶状物质来进行的，医生在患者的嘴巴上制作一个阴模，然后在阴模中填满石膏状物质，并创建了患者牙齿的阳模。这种方式十分繁琐并且困难：首先，模具无法捕捉到口腔的微小细节，如果模具出现错误，则需要重复该过程，给正畸医生和患者带来不便。其次，整个过程会花费了很多时间。
●3D打印: 3D打印能够帮助正畸医生和患者避免上述问题。口腔内窥扫描器可以用于实时创建患者口腔的3D图像，模型精度十分高，从而节省了患者和正畸医生的时间、精力和金钱。最后，利用得到的图像进行打印，包括牙齿、牙冠和牙桥等。
2.牙齿制造
●传统方式:传统的牙齿制造方式以注塑和减材制造为主。注塑成型用于批量生产相同尺寸的产品，例如牙科设备和传感器，但对于单件定制的牙齿制造没有优势。减材制造是通过切割固体材料块获得零件，这个过程会导致大量的浪费。
●3D 打印: 3D 打印已经能够解决上述两种方法引起的问题。它不仅在大量生产物体方面非常有效，而且可以制造独一无二的牙科产品。由于它是一种增材制造工艺（通过在另一层之上添加一层来制造），因此无需担心任何浪费。
牙科3D打印的好处
牙医使用3D打印可以创建正畸模型、打印手术工具、生产修复性牙科植入物（如牙冠、牙桥、假牙等），在完成这些任务时，3D 打印具有很多的优势：
●节省时间资源：3D打印可以在几分钟内以极高的精度获得口内模型。该图像或模型以电子方式发送到实验室，技术人员可以立即开始工作。这条流程链节省了大量时间。
●降低患者和牙医的成本：3D 打印将间接成本降低了 80%。
●准确的服务：3D打印机器在工作时是高精度运行的，其制作的模型是非常准确的。
●技术的连接性和互操作性：有关 3D 打印及其打印机的数据可以存储在云网络中，以便随时访问。人工智能和机器学习将为牙科3D打印的发展奠定基础。主要市场参与者现在已经逐步进行探索了。例如，2022 年 3 月，Dentsply Sirona宣布与 Google 建立合作伙伴关系，旨在将云存储和 AI（人工智能）带入牙科数字化中。
●产品范围逐步扩大：随着 3D 打印的不断发展和制造商对机器的创新，目前开发的打印机能够和多种树脂材料进行兼容。例如在2022年9月，中国制造商 Rayshape 宣布推出其新型打印机 EDGE E1，该打印机将能够创建矫正器、研究模型、假牙、夹板和其他牙科应用，最大打印量为 192 × 120 × 190 mm，打印速度高达 40 mm/h。
随着不同类型的高效技术被纳入牙科 3D 打印，相信上述优势会更加突出！
牙科3D打印技术
●立体光刻 (SLA)
△立体光刻
SLA 是世界上第一个 3D 打印技术，发明于 1980 年代。它使用计算机引导激光束，由 CAD/CAM软件预先编程，通过光聚合过程将液态树脂固化成硬化塑料。可用于正畸矫正器、手术导板、夹板、咬合防护装置、全口义齿以及临时和永久牙冠。
●选择性激光烧结 (SLS)
△选择性激光烧结
SLS 打印机使用高功率激光器和聚合物粉末，这种聚合物粉末在打印过程中能够支撑部件。SLS是牙科行业最常见的3D打印技术，覆盖了牙科3D打印市场的最大比例。 例如，2022 年，3D Systems 推出了新的 SLS 380 打印机，该打印机使用新型算法管理八个单独校准的加热器，以控制构建室温度。
●熔融沉积(FDM)
△熔融沉积
FDM，熔丝制造打印机，通过将热塑性塑料熔化并挤出到喷嘴进行打印，然后将其逐层沉积以在构建区域形成物体。
●Polyjet/Multijet 打印 (PJP/MJP)
△Polyjet
PJP 通过喷射数千个光敏聚合物液滴，然后使用紫外光将其硬化来构建部件。Polyjet打印是该领域的新技术，并且由于具有多种优势而受到广泛关注。
牙科3D打印面临的挑战
●初始成本高：牙科3D打印机成本高昂，是一笔巨大的投资。然而，对于从业者来说，成本收益是巨大的，市场参与者现在正在大力投资推出价格略低的产品，这将使越来越多的人愿意购买打印机。例如，2021 年 9 月，Tupel 3D 发起了一项针对高质量、低价位 3D 牙科扫描仪的 Kickstarter 活动。
●更高的生物相容性和可接受度：气候变化缔约方第 26 次会议 (COP26) 于 2021 年 10 月在格拉斯哥召开，重申了《巴黎协定》设定的将全球温度限制在远低于 2°C 以下的目标工业水平，这对所有行业都有影响。可持续发展是世界之道。同样，生物相容性已成为牙科 3D 打印中使用的树脂和物质的主要要求。
●缺乏熟练的从业者：新技术在被人们采用之前总是需要时间。同样，由于拥有使用 3D 打印机的专业知识的熟练从业者人数较少，因此也存在需要克服的挑战。为了解决这一问题，多家公司成功开展了技能培训活动，并在这一领域产生积极影响。
展望未来
在市场参与者的巨额投资和未来几年不断出现的技术创新的基础上，牙科 3D 打印将继续增长。然而，其增长趋势将受到发展的影响，例如对采用生物相容性和可持续物质的需求日益增长，以及人工智能、云网络和机器学习与技术等的结合。
除此之外，应用程序和软件形式的技术可访问性的增强将反过来提高从业者使用3D打印机的能力。例如，2022 年 3 月，3D 打印公司 Formlabs 与 Medit 合作，加强3D打印的可访问性。
这些发展证明，所需的特定于消费者的牙科植入物现在可以实现在几分钟内打印出来，但如何以更加经济高效的方式制造还有很长的路要走。