未來(lái)已來(lái)：直接3D打印隱形矯治器打開正畸“新賽道”
編輯: 肖霞來(lái)源: 經(jīng)濟(jì)晚報(bào)2025-06-18 16:53:15
? 6月9日，2025北京國(guó)際口腔展期間，“直接3D打印隱形正畸新技術(shù)研討會(huì)”備受關(guān)注。直接3D打印隱形正畸技術(shù)是隱形矯治器發(fā)展歷程中的一個(gè)革命性改變，它是基于傳統(tǒng)熱壓膜隱形矯治器工藝和設(shè)計(jì)的更新發(fā)展，依托材料的創(chuàng)新和3D打印技術(shù)，采用可逆變記憶材料，無(wú)需打印牙模、直接打印矯治器，更加精確、高效、舒適、環(huán)保。
本次會(huì)議邀請(qǐng)到了上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院房兵教授、四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院趙志河教授、空軍軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院金作林教授和金鈁教授、中山大學(xué)附屬口腔醫(yī)院蔡斌教授、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院夏倫果教授作大會(huì)演講。下面為大家總結(jié)會(huì)議期間專家分享的前沿觀點(diǎn)。
擁抱直接3D打印隱形牙套新技術(shù)，讓臨床解決方案有更多創(chuàng)新
“一項(xiàng)新技術(shù)的到來(lái)可以降低人們的時(shí)間成本，提高效率，但同時(shí)也伴隨新知識(shí)的學(xué)習(xí)和新技術(shù)的訓(xùn)練，正畸醫(yī)生面臨傳統(tǒng)知識(shí)的沖擊和挑戰(zhàn)，需要更多的學(xué)習(xí)。”上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院房兵教授在報(bào)告中講到。
面對(duì)直接3D打印隱形正畸新技術(shù)，生物力學(xué)和材料學(xué)是正畸技術(shù)發(fā)展的底層根基，對(duì)新技術(shù)的認(rèn)識(shí)和驗(yàn)證也要從這兩方面入手。
通過(guò)近期生物力學(xué)研究和臨床研究驗(yàn)證，直接3D打印隱形矯治器的新材料力學(xué)規(guī)律已經(jīng)明確，其臨床路徑和臨床步驟也已經(jīng)確定。初步的臨床研究提供的牙移動(dòng)效率研究結(jié)果為：①牙移動(dòng)單步距為0.3mm（每7天更換一副），磨牙遠(yuǎn)移效率為93.22%；②壓入步距為0.15mm，壓入效率為54.45%；③轉(zhuǎn)矩步距為1°，轉(zhuǎn)矩效率為30.32%；④扭轉(zhuǎn)糾正步距為1.5°，扭轉(zhuǎn)糾正效率為39.51%；其中磨牙遠(yuǎn)移效率和壓入效率相較于傳統(tǒng)熱壓膜矯治器有明顯提升，而轉(zhuǎn)矩和扭轉(zhuǎn)糾正無(wú)明顯差異。
由于隱形矯治器是套在牙冠上加力，而牙齒的阻抗中心更靠近根方，所以牙齒移動(dòng)中受到的都是移動(dòng)＋旋轉(zhuǎn)的力，如果不控制牙冠和牙根移動(dòng)方向相反，不可避免會(huì)造成牙齒傾斜，比如磨牙遠(yuǎn)移時(shí)牙根向近中傾斜、前牙內(nèi)收時(shí)牙根向唇側(cè)傾斜等。在應(yīng)對(duì)這類問(wèn)題時(shí)，直接3D打印隱形矯治器具有更優(yōu)秀的力學(xué)表達(dá)，可以更好地控制不必要的牙齒傾斜移動(dòng)，簡(jiǎn)化復(fù)雜的支抗附件。其主要的性能優(yōu)勢(shì)在于“精確”，體現(xiàn)在：①牙套整體厚度更均勻，且可調(diào)控局部厚度精準(zhǔn)施力；②與牙齒包裹的匹配度更好，矯治器更貼合；③與牙頸部倒凹區(qū)更貼合，固位性更好。
房兵教授表示，正畸治療中的“個(gè)性化設(shè)計(jì)”是一個(gè)重要理念，但目前不同的患者采用的還是外形設(shè)計(jì)類似的牙套形狀，尚未完全滿足臨床多種多樣的病例要求。未來(lái)通過(guò)直接3D打印牙套技術(shù)，有機(jī)會(huì)按照醫(yī)生自己的設(shè)想實(shí)現(xiàn)更加自由的“個(gè)性化設(shè)計(jì)”，比如，①針對(duì)牙列擁擠、Ⅱ類和Ⅲ類患者，采用不同的矯治器結(jié)構(gòu)，從而釋放不同的力學(xué)性能；②可以嘗試研究針對(duì)牙槽骨薄弱的病例把矯治器做薄些、減小施加力量，而對(duì)牙槽骨厚的病例探索把矯治器做厚些加大力量施加；不同的牙移動(dòng)方式設(shè)計(jì)不同的牙套形狀等等；③相較于兒童替牙期病例，直接3D打印還可以做出半包裹或網(wǎng)狀包裹的局部結(jié)構(gòu)，或通過(guò)不同厚薄設(shè)計(jì)局部加力點(diǎn)等，就像固定正畸的粘接托槽一樣給牙齒加力更精準(zhǔn)，同時(shí)不阻礙恒牙萌出中咬合接觸的重建，不阻礙咬合力對(duì)咬合的引導(dǎo)，有早期矯正和咬合生長(zhǎng)發(fā)育的雙重治療作用。
目前，已有一類設(shè)想落地實(shí)現(xiàn)——“替牙期的間隙問(wèn)題矯正和咬合發(fā)育的同步重建”，在未萌恒牙部位做出鏤空設(shè)計(jì)，不妨礙牙齒的發(fā)育、不阻礙萌出力量，不隔斷咬合力刺激建牙合（點(diǎn)擊回顧既往文章中的相關(guān)介紹正畸醫(yī)生的技術(shù)革新：直接3D打印隱形矯治器）。
作為一項(xiàng)在國(guó)內(nèi)外剛剛起步的新技術(shù)，上海九院口腔正畸科還將在國(guó)家口腔醫(yī)學(xué)中心（上海）的牽頭下進(jìn)行多中心的臨床研究，進(jìn)一步探索牙齒移動(dòng)規(guī)律和臨床應(yīng)用效率，明確更充分的循證依據(jù)，為復(fù)雜的錯(cuò)牙合畸形問(wèn)題找到微創(chuàng)舒適高效的解決方案。房兵教授表示，自己作為一名口腔正畸醫(yī)生將保持不斷學(xué)習(xí)擁抱新技術(shù)，打開新思路，積極地創(chuàng)新研究，為口腔健康的維護(hù)和錯(cuò)牙合畸形的治療保駕護(hù)航。
直接3D打印隱形肌激動(dòng)器，個(gè)性化設(shè)計(jì)滿足多個(gè)臨床場(chǎng)景
四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院趙志河教授在談及直接3D打印透明矯治器時(shí)講到了馬云的一句話：“打敗你的不是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而是你根本不知道的對(duì)手”。也就是說(shuō)，真正具有威脅的往往不是那些已知的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而是你未曾察覺(jué)、甚至不知道其存在的新興力量。新模式的出現(xiàn)不是憑空創(chuàng)造的，更多的是基于對(duì)傳統(tǒng)模式的“降維打擊”。直接3D打印隱形正畸技術(shù)或?qū)?huì)給正畸業(yè)內(nèi)帶來(lái)不可估量的顛覆性變革。
當(dāng)前，這一新技術(shù)已經(jīng)給許多臨床應(yīng)用場(chǎng)景帶來(lái)了革新性的變化。
其一，減少附件的使用：附件主要用于幫助透明矯治器固位及精準(zhǔn)施力，但具有取戴不便、影響美觀、延長(zhǎng)臨床操作時(shí)間等缺點(diǎn)，如果附件脫落還影響矯治效率。直接3D打印透明矯治器因其更緊密地包裹牙齒，更貼合牙頸部倒凹設(shè)計(jì)，從而增強(qiáng)固位，減少附件的使用。
其二，減少過(guò)矯治設(shè)計(jì)：透明矯治器會(huì)在拔牙部位制作假牙空泡，導(dǎo)致應(yīng)力中斷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)前牙轉(zhuǎn)矩和打開咬合的過(guò)矯治設(shè)計(jì)，這也是很多拔牙病例出現(xiàn)過(guò)山車效應(yīng)的原因，使覆牙合加深、前牙發(fā)生內(nèi)傾、后牙發(fā)生開牙合。直接3D打印透明矯治器可以在拔牙部位通過(guò)實(shí)心空泡設(shè)計(jì)加強(qiáng)力量，更充分地實(shí)現(xiàn)前牙轉(zhuǎn)矩和打開咬合的力學(xué)表達(dá)。
其三，直接3D打印隱形肌激動(dòng)器：通過(guò)把傳統(tǒng)肌激動(dòng)器與直接3D打印技術(shù)相結(jié)合，在延續(xù)功能矯治器理念的基礎(chǔ)上，克服金屬＋樹脂基托矯治器的缺點(diǎn)，可以制作出更加符合臨床需求的新型隱形前導(dǎo)矯治器——iActivator.i是指intelligence，意味著是更加智能的3D打印隱形肌激動(dòng)器，具有以下三點(diǎn)突出優(yōu)勢(shì)：①穩(wěn)定頜位：矯治器上下連體結(jié)構(gòu)，鎖定下頜到前伸位，顱頜面肌群即產(chǎn)生反射性肌張力，持續(xù)促進(jìn)下頜骨生長(zhǎng)發(fā)育，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的頜位關(guān)系。②穩(wěn)定咬合：基于理想的頜位關(guān)系，依托AI算法和專家方案，實(shí)現(xiàn)合理的牙移動(dòng)，最終獲得穩(wěn)定的咬合關(guān)系。③通過(guò)矯治器厚度和前牙唇側(cè)全包裹設(shè)計(jì)，減少下頜前導(dǎo)過(guò)程中前牙唇傾副效應(yīng)；④針對(duì)不同生長(zhǎng)型，個(gè)性化設(shè)計(jì)相應(yīng)矯治器：針對(duì)低角病例，后牙鏤空設(shè)計(jì)，后牙自然伸長(zhǎng)，不會(huì)造成后牙開牙合；對(duì)于高角開牙合病例常見的下頜順旋問(wèn)題，制作矯治器時(shí)后牙全包裹連體設(shè)計(jì)，使下頜逆旋，在牙齒矯正的同時(shí)改善面型。未來(lái)還有望將下頜前導(dǎo)和常規(guī)矯治同時(shí)進(jìn)行，將縮短整體矯治時(shí)間。
暢想直接3D打印隱形正畸的未來(lái)
對(duì)于直接3D打印隱形矯治器的未來(lái)設(shè)想，專家們主要聚焦在材料性能的改進(jìn)提升、矯治器技術(shù)的精細(xì)化發(fā)展、臨床應(yīng)用的廣泛拓展等方面。
空軍軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院金作林教授表示，直接3D打印隱形矯治器的出現(xiàn)是一次革新性的技術(shù)進(jìn)步，通過(guò)膜片設(shè)計(jì)變化，實(shí)現(xiàn)局部牙齒移動(dòng)而其他牙齒完全不動(dòng)，這是熱壓膜矯治器做不到的，未來(lái)也一定會(huì)改變整個(gè)正畸診療格局。實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)革新的根本在于材料，材料的發(fā)展推動(dòng)了技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)的走向也會(huì)受益于或受制于材料的性能。我們正在大力發(fā)展直接3D打印材料，新材料的生物力學(xué)性能還需要反復(fù)研究驗(yàn)證，應(yīng)用于隱形矯治器上符合不同功能區(qū)的生物力學(xué)特點(diǎn)，才能實(shí)現(xiàn)更精確的局部設(shè)計(jì)和更高效的牙齒移動(dòng)效率。
中山大學(xué)附屬口腔醫(yī)院蔡斌教授表示，數(shù)字化正畸技術(shù)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)正畸的思維、工作內(nèi)容和模式，“精準(zhǔn)”二字在數(shù)字化正畸領(lǐng)域尤為重要。為了不斷提高矯治器產(chǎn)品的精準(zhǔn)性，盡可能地消除產(chǎn)品本身帶來(lái)的誤差，材料和工藝不斷迭代升級(jí)，直接3D打印隱形矯治器應(yīng)運(yùn)而生。近期看到這樣的研究成果是令人欣喜的，未來(lái)的中期和遠(yuǎn)期發(fā)展同樣值得我們期待。其中矯治器材料的進(jìn)步是一個(gè)根本因素，還需要研究人員投入更多精力去探索彈性和剛性的平衡，優(yōu)化表達(dá)效率，減少工藝誤差；在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步改良技術(shù)和設(shè)計(jì)，讓材料和技術(shù)很好地融合，覆蓋更多臨床使用場(chǎng)景。
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院夏倫果教授對(duì)于直接3D打印無(wú)附件隱形矯治器在扭轉(zhuǎn)牙糾正方面已經(jīng)有了初步探索成果：對(duì)于扭轉(zhuǎn)牙糾正的病例通常需要加入交互牽引，如果沒(méi)有輔助裝置，即便使用附件，臨床實(shí)現(xiàn)率也僅有36%，而且需要掛橡皮筋，復(fù)診次數(shù)增加，舒適感降低，患者配合度影響矯治效果。直接3D打印隱形矯治器更加均勻、貼合，卡抱力更好，直接3D打印可實(shí)現(xiàn)在扭轉(zhuǎn)牙近遠(yuǎn)中設(shè)計(jì)局部加厚形成力偶，同時(shí)在非受力區(qū)設(shè)計(jì)緩沖，剛好達(dá)到扭轉(zhuǎn)這顆牙齒所需要的力的大小；可以減少或無(wú)需使用交互牽引。此外，他也表示，隨著正畸新產(chǎn)品的臨床應(yīng)用，必然會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)材料和技術(shù)方面的新問(wèn)題，進(jìn)一步針對(duì)性地做出改良優(yōu)化，這是一個(gè)反復(fù)探索、反復(fù)驗(yàn)證的過(guò)程，需要多方面的緊密合作與反饋。未來(lái)團(tuán)隊(duì)也將繼續(xù)深入研究，優(yōu)化矯治器設(shè)計(jì)，拓展臨床應(yīng)用場(chǎng)景，相信直接3D打印隱形矯治器將會(huì)成為未來(lái)正畸診療的重要發(fā)展方向。
最后，隨著直接3D打印隱形正畸技術(shù)在隱形矯治器領(lǐng)域的不斷發(fā)展，其在生物力學(xué)性能、臨床應(yīng)用革新以及材料改進(jìn)等方面的潛力正逐步顯現(xiàn)，不僅提升了矯治器的精準(zhǔn)化和個(gè)性化設(shè)計(jì)水平，還為臨床治療帶來(lái)了諸多革新性的變化。放眼全球正畸技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)格局，中國(guó)正畸行業(yè)正以直接3D打印技術(shù)為跳板，加速實(shí)現(xiàn)“換道超車”，在技術(shù)研發(fā)、材料創(chuàng)新和臨床應(yīng)用上不斷突破，部分成果已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，助力中國(guó)正畸行業(yè)在全球市場(chǎng)中搶占先機(jī)，引領(lǐng)正畸診療從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)驅(qū)動(dòng)，為許多正畸難題帶來(lái)更高效、更精準(zhǔn)的解決方案，推動(dòng)正畸診療格局的全新變革。
（據(jù)《信陽(yáng)日?qǐng)?bào)》）