陶瓷正畸3D打印材料

LithaBite AO250含99.99%高纯度氧化铝，可确保正畸托槽具有生物相容性且耐用，能以极低的成本满足正畸领域的高标准。该材料与俐陶智 LCM 3D打印技术及特定的热后处理配合使用时，可生产出半透明的陶瓷托槽。LithaBite AO 250专为与天然牙齿无缝融合而设计，融合了卓越的强度和优异的摩擦特性，使其成为兼具美观和功能的正畸产品理想材料。

做正畸，只能忍受“钢牙”的不便，或是接受树脂牙套的适用范围限制吗？

俐陶智在本次TCT亚洲展上给出第三种答案——一款专为陶瓷正畸托槽研发的3D打印氧化铝材料。它兼具金属托槽的力学性能与近乎隐形的半透明外观，让轻中度正畸患者告别美观焦虑。对齿科用户而言，这款材料将以合理成本支持托槽自由定制与批量生产。

作为2026 TCT亚洲展期间的重要环节，3D科学谷与TCT亚洲展共同对参展企业展示的全球首发新品进行了系列采访。

本期是对俐陶智中国区负责人杨弘毅的专访实录。3D科学谷视频号、头条号、百度百家、B站等渠道可收看采访视频。

请介绍一款公司在本届TCT亚洲展进行首发的新品。
研发这款设备是看到了市场中的什么挑战？
公司是如何用技术来回应这些挑战的？

杨弘毅：俐陶智带来了一款全新3D打印陶瓷材料。这是一款专门应用于陶瓷正畸托槽（齿科应用）的产品。它属于一种氧化铝陶瓷材料，但针对正畸特定应用，兼顾了性能和美观的要求。

陶瓷托槽的结构类似于金属托槽，但具有美观隐形的效果。这款陶瓷材料与俐陶智陶瓷3D打印生态体系是适配的，现有设备即可兼容。它主要回应的是市场上既需要像金属一样有很好的正畸矫正效果，同时又兼顾隐形作用的需求。

该产品目前已在国内外已有客户使用，并且已经过批量生产的验证。所有俐陶智3D打印设备的用户以及新的齿科用户，都可以考虑采用这款材料来设计的正畸托槽产品。

当用户用上这款设备，他们能做哪些以前做不了的事？
这让他们在竞争中拿到什么样的“新筹码”？

杨弘毅：从齿科领域来看，托槽不属于全新的正畸产品，因为传统上也可以用模具生产。但陶瓷托槽的最大卖点，或者说用户最关注的是，其性能与金属托槽类似，同时可以做到半透明。这样用户佩戴后就不会有“钢牙”那样的美观影响。所以本身在传统的正畸托槽行业里，这也是有一定竞争力的产品。但传统上通过模具和烧结生产，整个门槛和成本都比较高，而且缺乏齿科非常关注的定制化能力，因为模具基本上只能成套生产。

现在用3D打印，我们前期克服了很多困难。比如这个产品尺寸非常小，对精度要求极高，而且有装配要求，对每一个位置的偏差要求都非常高；力学上，它不能在使用场景中发生断裂。最终，它的透度要达到基本上肉眼看不见。

综合这些要求，传统的普通陶瓷浆料已经无法实现，我们专门根据这个需求开发了一款单独的浆料。经过验证，这款浆料在精度、性能以及强度上都能媲美传统的使用效果。成本上也有节省。适配我们的工艺后，单台机器一年可以生产100万个，产能已经非常高。成本现阶段初步估算每颗在1欧元以内，行业内普遍接受并认可这个替换模式。

我们可以看到，将来陶瓷托槽的产品很可能不再需要考虑模具，因为完全可以实现自由的定制、自由的设计，同时成本和性能都能满足生产要求。这也是我们认为3D打印最终实现的使命。

齿科用户对3D打印的价值认可度是比较高的。很早以前，隐形正畸已经得到验证，包括牙模在诊所端，临床和用户都非常认可。但是陶瓷托槽这个产品还不太知名，原来因为它的加工生产难度高、门槛高，所以整个成本和推广度与其他正畸产品不在一个接受水平上。我们希望这个3D打印产品出来后，能有更多用户发现：对严重的正畸并不是只能上“钢牙”，我其实还有陶瓷托槽这样一个选择。结合其他的隐形正畸方案，就可以在很大程度上解决用户美观上的痛点。我相信这还是有很大发展潜力的。

TCT亚洲展一直是全球首发创新的风向标。从您今年的观察来看，什么“苗头”最可能成为未来一年的主流应用方向？
选择在TCT亚洲展首发新产品，希望借此传递什么信号？

杨弘毅：首先今年TCT展会非常火爆，可以看到展商和观众人数都非常多。这么多年过来，整个3D打印行业已经慢慢从技术方主导变成了用户主导的趋势。俐陶智的案例也是一样，我们不是自己在实验室里研发出来一个产品，而是倾听客户的需求，认真分析了适配我们技术特色的方向，然后根据需求定制化开发材料、开发工艺，最终验证出来客户是买单的——不只是我们的客户买单，客户的客户也认可这个方案。

不管是工业级还是消费级，越来越多的用户了解3D打印后，会有更多具体的想法和应用来驱动技术未来的发展方向。技术不一定每年都有颠覆性创新，但技术应用在不同方向落地，就是一个个创新的案例。我觉得这将让整个行业发展的更可持续。

TCT是行业风向标。很多国内用户、亚太多国用户在了解到我们的产品后，可能都会来上海考察。所以每年TCT亚洲展都是重要的宣传期。无论是现有产品的推广，还是新产品的发布，我们都希望能够借由这个平台让更多客户过来。更多时候，不一定是我们在向市场推销产品，而是客户可以定期有这么一个场合和机会来跟进了解行业，很快地把我们的最新进展以及其他客户在做的事情做一个全面了解。这也是我认为TCT亚洲展所发挥的显著价值。

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教育部科学研究优秀成果奖（自然科学和工程技术）由教育部设立，授予在自然科学研究和工程技术创新中取得优秀成果和突出成效，并对创新人才培养作出贡献的高等学校教师、科技工作者和相关单位。该奖项实行提名制，每三年提名、评审一次，每次奖励总数不超过500项。因间隔年限长、授奖比例低、专家层次高、成果水平高等特点，历年来竞争激烈，备受关注。

 工业测量
     重塑高端装备制造质量控制新范式

项目背景：“高端装备制造全过程自适应投影测量技术及其应用”项目，是由浙江大学、先临三维联合多家单位共同完成。该项目聚焦高端装备制造中精度易受环境干扰、离线检测效率低等行业共性难题，历经10余年技术攻关，成功突破了复杂结构设备的超高精度检测和测量稳定性瓶颈，形成一套可工程化应用的创新技术体系，并在机械工程测试技术、光学非接触测量、在线测量等核心方向取得系列原创性成果，相关产品被广泛应用于国内外汽车工业、航空轨交船舶、机械重工等关键领域精密检测，为先进制造提供了可靠的质量控制支撑。

当前，制造业的竞争开始从“规模扩张”走向“质量跃升”，数智化转型的提速，让“精度”与“效率”逐渐成为了企业突围的核心密码。被誉为“工业之眼”的高精度工业3D扫描技术，以其精准、全面、高效的三维数据获取能力，正嵌入工业制造的设计、仿真、数字化制造和全尺寸检测等关键环节，成为制造领域不可或缺的3D光学测量利器，帮助用户实现质量与效率的双重提升。

先临三维深耕高精度工业3D扫描领域，旗下工业计量品牌——先临天远，致力于为汽车工业、民用航空、能源重工、工程机械、电子电器等行业提供高精度3D视觉检测产品与自动化测量解决方案，主要产品包括无线一体式手持3D扫描仪、双光源手持3D扫描仪、手持式激光三维扫描仪、跟踪式激光三维扫描系统、固定式蓝光三维扫描仪、机器人智能三维检测系统等，满足用户在计量级全尺寸检测、逆向设计、增材制造及其他应用等方向测量需求。

面对复杂产品尺寸检测的精度困局与效率瓶颈，先临天远也在持续加强技术创新研发，进一步巩固与强化产品核心竞争力：技术上更先进——深化第三代无线扫描技术，推动完整尺寸检测向移动端演进，测量结果即刻呈现，技术上更全面——丰富产品技术种类，满足用户多样化3D测量需求，技术上更完整——提供软硬件一体化协同方案，助力用户实现从数据采集到分析决策的全流程完整闭环，让更多企业在数智化浪潮中加速发展。

 数字齿科
     开启口腔修复精准高效诊疗新模式

项目背景：“口腔数字精准修复关键技术的自主创新与示范应用”项目，则是由北京大学口腔医院科研团队、先临三维联合多家单位共同完成。该项目历时16年攻关，首创大跨度牙颌高精扫描及智能设计技术、创新误差管控技术等多项专利技术，成功构建了一套全球领先的全流程数字化、精准化口腔修复技术体系，实现了从核心技术到临床应用的全面自主可控，推动我国口腔修复迈入“快、准、真”的新时代。

项目通过临床技术创新结合三维扫描、CAD智能设计、3D打印、多功能切削等数字化技术，解决了全口无牙颌患者取模难、排牙难、佩戴后调整周期长的国际性难题，不仅显著提升医生操作的效率与规范性，更依托数字化全流程管控降低生产累积误差，大幅提升全口义齿的准确性与舒适性。

随着口腔临床应用数字化技术日益成熟和普及，其跨学科的广泛应用与显著成效已获得广泛认可，为口腔诊疗的质量、效率提供了强有力的技术支撑。作为国内数字化齿科先行者之一，先临三维自2012年起便深耕口腔数字化领域，通过十余年的人才积累、技术沉淀，已成为行业知名的齿科数字化技术服务和解决方案服务提供商，不仅打破国外产品的技术垄断，演绎了从进口到替代的中国口腔智造“逆袭”，也深度布局全球数字化口腔供应链，服务于全球市场。

公司旗下口腔领域垂直行业品牌——先临齿科，致力于为口腔医疗机构提供从数据采集-设计-打印”端到端”全链条解决方案，主要产品为口腔数字印模仪、Aoralscan Elite 4D牙合重建系统、面部3D扫描仪、桌面3D扫描仪、桌面高精度3D打印机和配套设计、诊疗应用软件等，通过高精度数字化技术优化口腔医疗机构的诊疗效率和工作流程。

同时，先临齿科也在继续深化以高精度3D数据、云平台、AI技术等数字技术的整合应用，聚焦口腔诊疗服务品质的提升和效益的改善，积极推动口腔数字化做深做实，助力口腔门诊、义齿工厂更好地联接终端客户，建立持续的信任，提供高效、精准的口腔健康管理服务。

 先临三维
     持续打造高精度三维视觉技术创新高地

荣誉背后，是先临三维长期深耕技术创新、积极参与产学研协同的成果体现。多年来，公司以国家级博士后科研工作站、省级重点实验室、CNAS认可精度实验室等科研平台为支撑，在工业制造领域，与浙江省质量科学研究院等计量机构、浙江大学等高校科研院所紧密合作，致力于构建新一代三维光学精密测量技术体系；在齿科数字化领域，与北京大学口腔医学院、四川大学华西口腔医学院等知名高校开展三维扫描技术的临床转化研究，推动口腔诊疗精准化发展。

公司通过深度整合外部科研资源，构建“人才培育－技术攻坚－生态协同－产业转化”的多维产学研协同创新体系，打造出具有国际竞争力的研发生态，既为企业技术创新注入持续动力，也为高校科研成果的产业化落地提供了广阔平台，实现优势互补与精准创新。

此次两项一等奖的斩获，是对先临三维长期深耕高精度工业3D扫描和齿科数字化领域、坚持以成果落地赋能产业的高度认可。公司将继续聚焦高精度三维视觉测量技术，加大技术研发创新力度，深化产学研协同创新模式，持续推动前沿技术的产业化落地与场景化应用，让每一项科研成果都转化为推动行业升级、赋能社会发展的实际动力，以科技创新驱动产业高质量发展。

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“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

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速诚义齿成立于2005年，是集生产、研发和服务于一体的综合性企业，同时也是华东地区极具专业品质的口腔修复服务提供商和定位中高端义齿制作的数字化加工中心。在苏州、徐州均拥有智能生产基地，设立种植修复中心、CAD/CAM设计中心、3D打印中心、美学修复中心等专项科室，目前已实现全流程数字化生产。2014年其推出高端子品牌“臻美”，主推3D数字化义齿，以强化高端市场定位。

上海速诚义齿有限公司

速诚义齿与联泰科技的合作于2023年正式启动。在综合评估多家供应商后，速诚义齿果断引进了联泰科技旗下S200、D300等3D打印设备共20台，并配套使用联泰科技自研的前处理软件UnionTech ONE及专用齿科材料，成功实现了数字化智能生产转型。得益于3D打印技术的全面应用，企业产能实现明显翻倍，目前日出货量已突破900件。

联泰科技为速诚义齿颁发授权证书

联泰科技全自动化齿科专用3D打印机—D300

联泰科技高精度齿科3D打印机-S200

 超长待机的“TA”—7×24小时稳定运行

3D打印技术的引入，精准突破了传统齿科生产工艺的诸多局限。其在提升产品精度与一致性、缩短制造周期、释放设计自由度以及优化患者体验等方面，展现出极高的灵活性与柔性生产能力，与齿科智能化制造的需求高度契合。其中，针对联泰科技新品：全自动化齿科专用3D打印机—D300的应用，进一步催化了数智化生产模式的加速落地。

数字集成，流程智能

一站式数字诊疗，从扫描到打印，全程数字化管理，高效、精准、可追溯。D300的全自动化生产优势，显著缩减了生产过程中对人力的依赖，实现了从自动分板、自动队列、自动补液到自动打印、自动下机、分拣辅助等3D打印全流程的自动化生产，让“7×24小时无人值守”成为可能，全新定义口腔行业自动化生产模式。

 全流程自动化生产

• ·自动化前处理
• ·自动补液
• ·自动打印
• ·自动下机
• ·分拣辅助

高效省时，快速便捷

3D打印技术能够大幅缩短制作周期，传统流程需数日，3D打印最快几小时即可完成。而D300所配备的258x230x120mm幅面设计，使得每版打印时长＜2H，24H内产能高达180个牙模。据速诚义齿表示，在设备总量不变的前提下，D300的出现使得产量显著翻倍。

精准匹配，完美定制

D300作为一款DLP面曝光3D打印机，能够带给用户0.05mm的高精度成型体验。多版打印间隙＜0.01mm，产品一致性达新高。毫米级精度，完美贴合口腔。为每位患者量身定制，告别不适感。

复杂结构，轻松实现

齿科生产的千人千面性特征，使得速诚义齿要面临大量的复杂结构需求。相较于传统工艺生产的误差大、一致性差等问题，3D打印技术的一体成型，以及对复杂结构的精准呈现，使得以上难题迎刃而解。

降低成本，绿色环保

与传统的减材工艺相比，3D打印技术近乎零浪费的生产方式，让高品质牙科产品更经济。牙模的生产制造也更加绿色环保，为行业可持续发展提供不竭动力。

超长待机的“TA”—数字链路全域智控

专业设备的应用奠定了自动化生产的基础。除此之外，速诚义齿依托联泰科技自研的前处理软件UnionTech ONE，进一步实现了全域智控的数字化流程管理。成功打破了地域及时间上的限制，让7×24小时的无人化生产模式照进现实。

 “通用+智能+好用于一体的UnionTech ONE”

·自动化前处理流程

UnionTech ONE系统可实现全自动化前处理操作，从模型导入到打印准备完成，无需人工操作，有效提高工作效率。且系统可自动完成模型导入、切片、支撑生成等步骤，减少人工干预，降低出错概率。

·任务处理行化

UnionTech ONE系统支持任务处理并行化，多个任务可同时进行，充分利用系统资源，缩短处理时间，提升整体工作效率。

·排产队列化管理

UnionTech ONE系统采用排产队列化管理，能够合理安排打印任务顺序，确保任务有序进行，提高设备利用率。通过队列化管理，系统可自动调整任务优先级，优化打印任务安排，提升生产效率。

 超长待机的“TA”—材料革新重塑标准

在材料层面，速诚义齿选用联泰科技405L、Model V6.6等齿科专用材料后，精准赋能齿科生产需求。材料的革新升级助力打印成型品质、模型性能再次进阶，后处理操作也更加友好。

齿科专用材料405L

适配活动牙模、修复牙模，30mm高牙模打印耗时仅需100min

高性能种植模型材料Model V6.6

高尺寸精度、强度好，代型稳定性优越、精细成型，适用于DLP设备

速诚义齿表示，除了对联泰科技在技术层面的高度认可外，其出色的售后服务同样是双方长期合作的重要基石。面对客户提出的售后需求，联泰科技的售后团队始终能够迅速响应，并以高效专业的姿态解决问题。令人印象深刻的是，就在采访前一周，速诚义齿突然接到一项新材料加急订单，当时负责工程师不在现场，团队对该材料也缺乏了解。正当一筹莫展之际，联泰科技的售后人员凭借扎实的技术积累与丰富的经验，及时协助速诚义齿高效完成了订单需求，再次体现了其可靠的售后服务能力。

对于行业未来发展的预测，速诚义齿认为：“目前在3D打印技术的推动下，齿科制造已逐步进入数字化生产时代。后续伴随着AI智能与3D打印的深度融合，未来AI生成模型等高度智能化场景将在3D打印流程中得到成熟落地。同时，联泰科技在ONE软件层面的进阶，以及对于私人订制工艺包的开发，将会为齿科领域带来更多的应用场景。”而联泰科技将始终以用户需求为核心，通过技术的迭代与创新，推动齿科生产向更高水平的智能化迈进，为行业持续发展注入强劲动力。

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联泰科技作为增材制造领域的头部企业，始终坚持以技术创新带动口腔行业的数字化转型，并在此基础上孵化出了成熟的技术线路及专业的口腔设备。此次展会，联泰科技对标种植牙模、修复牙模两大细分应用，分别展示了齿科全自动化3D打印机D300、高精度齿科3D打印机S200等。

 联泰科技齿科全自动化3D打印机—D300

D300是联泰科技在面曝光3D打印领域再次升级研发的一款全自动化3D打印机。其采用DLP 3D打印技术，打印幅面为258x230x120mm，主要面向大中型义齿加工厂，对标修复、种植两大模型应用，实现了从自动分板、自动队列、自动补液到自动打印、自动下机、分拣辅助等3D打印全流程的自动化生产。高度自动化设计有效弥补了人工生产的缺陷，让“7×24小时无人值守”成为可能。

 联泰科技高精度齿科3D打印机—S200

S200作为一款超高精度的种植模型3D打印机，同样采用DLP 3D打印技术。其配备192 × 108 ×200 mm的 幅面设计，打印速度为40mm/h，一次可打印6-12个半口牙模，有效实现了齿科诊疗的提质增效。且其配备精密的光学结构及工业级4K光机，可精确还原牙模优秀表面质量，为口腔门诊提供了更为精准高效的数字化解决方案。

S200-技术参数

打印幅面：192×108×200mm

打印速度：40mm/h

打印精度：50μm

数据传输接口：USB / Ethernet / Wi-Fi

分辨率：4K

光源类型：UVLED

树脂槽：可换槽

外形尺寸：600×510×1450mm

层后：自适应分层

净重：120kg

 联泰科技高性能种植模型材料Model V6.6

为进一步优化增材制造技术在口腔行业的应用，联泰科技材料子公司信斯帝克不断进行齿科专用高性能材料的研发迭代。本次展会，其特别展示了针对口腔种植模型所推出的高性能材料—Model V6.6，该材料具有耐磨性高、打印精度高、稳定性高等特性。

 增材制造技术下口腔领域的多元化行业应用

增材制造技术针对小批量定制化生产的突出优势，完美契合了口腔诊疗中患者“千人千面”的诊疗需求，这也使其在口腔行业的应用中呈现出多元化的显著特征。目前，增材制造技术在口腔行业已实现种植、修复、正畸、导板、人工牙龈等多种细分应用。

增材制造技术的日新月异高效满足了齿科行业日益增长的个性化诊疗需求。未来，伴随着技术的持续精进及AI人工智能的创新融合，相信3D打印技术在口腔领域的应用将加速从辅助工具向核心生产力转变，并成为行业高质量发展的新标杆。

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第二十七届中国国际口腔器材展览会（ DenTech China 2024）始于1994年，平均每年举办一次。在中国科协的领导下、全国各地口腔院校和医学会的支持下、以及新老展商的全力配合下，上海口腔展延续了为业内前沿口腔科技交流而奋斗的精神，与中国口腔医学携手共进，为口腔事业的创新发展提供了不竭动力。

而联泰科技历经二十四年的技术沉淀，针对口腔行业早已形成专业的团队、成熟的技术及完善的服务体系。此次亮相上海口腔展的设备有齿科全自动化DLP上投影3D打印机—D300、高精度齿科专用椅旁3D打印机—E140以及齿科超高精度种植模型3D打印机—S200。三款设备完美覆盖正畸、修复、种植等各类口腔诊疗需求，配合齿科专业材料Model V6.6，为参展观众带来了全套的增材制造口腔行业应用解决方案。

 3D打印技术下的数字化口腔应用

在传统的齿科诊疗模式中，硅胶取印主要依靠医生的手动操作来完成。由于各患者口腔环境复杂且差异化严重，其整体制作周期大概要花费三天左右；期间若试戴环节出现其他问题，则需要重新比对调整，最终导致患者的诊疗周期延长，诊疗体验欠佳。而3D打印技术的融入成功扭转了这一局势，口扫结束后依据其扫描数据进行三维建模及3D打印，最快仅需2小时即可完成制作。且整个过程背靠各项专业数据，牙模可与患者实际口腔环境精准契合，无需进行多次调整，诊疗速度及诊疗效果得到双向提升。

01 齿科种植应用

种植体的加工工艺非常复杂，要求极其精确。而3D打印技术凭借其定制化、灵活性及对复杂结构的高度还原等绝对优势成功弥补了这一劣势。本次展会联泰科技带来的齿科超高精度种植模型3D打印机—S200，其作为一款超高精度的种植模型3D打印机，采用的是DLP 3D打印技术，配备192 × 108 ×200 mm 幅面设计，打印速度可达40mm/h，一次可打印6-12个半口牙模。且其拥有精密光学结构，配备工业级4K光机，能够完美呈现牙模优秀表面质量，为口腔门诊提供精准高效的数字化解决方案。

齿科超高精度种植模型3D打印机—S200

02 齿科修复应用

3D打印技术可针对各患者进行定制化模型设计，且具有小批量、定制化、灵活性等生产优势。此次联泰科技带来的齿科全自动化DLP上投影3D打印机—D300，采用DLP 3D打印技术，是联泰科技在面曝光3D打印领域再次升级研发的一款全自动化3D打印机。其主要面向大中型义齿加工厂，主要对标修复模型应用，实现了从自动分板、自动队列、自动补液到自动打印、自动下机、分拣辅助等3D打印全流程的自动化生产，让“7×24小时无人值守”成为可能，全新定义口腔行业自动化生产模式。

联泰科技齿科全自动化DLP上投影3D打印机—D300

03 齿科正畸应用

在正畸领域中，主要集中在对于牙套的制作及佩戴。3D打印技术的应用能够为患者带来更具针对性、更高效、更科学的诊疗体验及诊疗效果。此次展会，联泰科技带来的高精度齿科专用椅旁3D打印机—E140作为“元老级”齿科设备，拥有超高精度的成型品质。其对标修复、种植、正畸三大应用，打印幅面为144 x 81 x 80 mm，打印速度可达40 mm/h。小巧的机身设计在空间利用率上更具优势，医生在日常使用时也更加便捷。

联泰科技高精度齿科专用椅旁3D打印机—E140

除专业设备外，联泰科技还现场展示了多种齿科应用模型，帮助参展观众具象化了解细分应用的同时，进一步推动了增材制造与口腔行业的深度融合。

伴随着技术的革新，我国的口腔事业发展也由最初的依靠进口转变为当下的自主研发。从传统制造到3D打印，数字化口腔诊疗模式一路披荆斩棘来到了各个患者的身边。未来，联泰科技也将持续加大研发力度，不断增强企业核心竞争力，以技术壁垒推动口腔事业发展迈向全新纪元。

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基于对口腔医疗、齿科加工领域3D打印技术应用发展的市场研究，3D科学谷在2016年以来，已陆续发布了4版3D打印与牙科行业白皮书。在对这一市场持续研究与观察的过程中，3D科学谷清晰的感受到, 齿科应用端市场从早期关注3D打印设备、材料等单一维度的需求，逐渐发展为3D打印技术与口腔诊疗、齿科产品加工数字化链条进行整合，提升诊疗效率和质量的多维度需求。在这方面，3D打印口腔修复产品的性能评价成为引导数字化口腔增材制造的一条发展脉略。

▲ 增材制造医疗器械标准体系
© 3D科学谷白皮书

20世纪80年代中期，在传统减材成型原理基础上提出增材制造的分层制造、逐层叠加成型的思维模式，囊括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机数字控制、激光、精密伺服驱动和新材料，是造型技术和制作技术的一次飞跃[1]。口腔修复体因美学及功能要求，有个性化需求高、结构形态各异、精密配合性要求高的特点，所以口腔修复领域是精细化增材制造技术研究和应用重要领域之一。目前，比较成熟的增材制造技术和方法已有多种，其中最典型的有粉末材料选择性烧结增材制造（SLS）、光敏材料选择性固化增材制造（SLA）、激光选区熔化增材制造（SLM）、丝状材料选择性熔覆增材制造（FDM）几种[2]。其中，激光选区熔化以使用材料宽泛、尺寸精度相对较高、制作效率高、性价比相对较高等优点，目前在口腔修复体制备领域应用较为广泛，在口腔和活动修复体加工方面的研究和应用已逐渐成熟。以满足临床应用需求为导向，从激光选区熔化金属粉末产品概述、金属粉末制备工艺及粉末性能、口腔修复体成型及后处理工艺、制造件及临床应用形式等方面性能评价进行了思考。

 #1 产品概述

用于口腔修复体制作用激光选区熔化金属材料，一般包括钴铬合金、纯钛及钛合金金属粉末。根据《医疗器械分类目录》，产品属于口腔义齿制造材料中的义齿用金属材料及制品。管理类别为Ⅲ类，分类编码为17-06-07。

依据产品打印制件的机械性能，可将口腔修复用金属材料分为6种类型，6种类型金属材料的适用范围如下:

0型：用于承受低应力的单牙固定修复体，如小贴面单面嵌体、饰面冠；
1型：用于承受低应力的单牙固定修复体，如有贴面或无贴面的单面嵌体、饰面冠；
2型：用于单牙固定修复体，如冠或嵌体(不限制表面数量)；
3型：用于多单位固定修复体，如桥；
4型：用于承受极高应力的附有薄型部件的修复体，如可摘局部义齿、卡环、薄饰面冠、跨度大或横截面小的固定修复体、杆、附着体以及种植体的上部结构；
5型：用于需要高硬度和高强度的修复体，如薄的可摘局部义齿、横截面小的部位、卡环。

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 #2 金属粉末制备工艺及粉末性能评价

增材制造口腔修复用激光选区熔化金属材料为球形金属粉末，通过不同的制备工艺将母材加工成适用于激光选区熔化的金属粉末，粉末制备工艺主要有气雾化法、等离子旋转电极雾化法，射频等离子体球化法等。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

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因不同制备工艺方法及工艺路线存在不同优缺点，与金属粉末粒径分布、球形度、氧化层厚度、表面粗糙度和含水率等风险因素息息相关，所以需有针对性的阐明金属在制备工艺过程中的优化过程。如气雾化法作为最常用的球形粉末生产工艺之一，由于需坩埚融化，易引入杂质，同时雾化过程中易产生空心粉和卫星球等缺陷，且喷嘴的设计、雾化的工艺参数对粉末性能影响较大，需调整喷嘴直径、熔炼温度和雾化压力等雾化参数对产品性能优化。

增材制造材料风险集中于增材制造金属粉末自身性能及重复使用两方面。对于金属粉末本身性能，需结合增材制造工艺需求及口腔修复体整体要求，对粉末化学成分（氧、氢及杂质元素）、粉末形貌和球形度、粉末粒径及其分布、流动性、松装密度、振实密度进行评价。对于部分可回收、再利用的金属粉末，需就打印环境（热、氧气、湿度、紫外线等）对粉末的化学成分和物理性能（粉末流动性、粒径等）的影响进行评价，以支持重复使用对风险受益可接受。

 #3 口腔修复体成型及后处理性能评价

增材制造口腔修复体质量稳定依赖于增材制造工艺及后处理工艺的稳定性。工艺稳定包括设备稳定、打印舱室环境及材料成型关键参数稳定。针对激光选区熔化工艺稳定性验证及评价需考虑激光功率、扫描速度、光斑直径、扫描间距、扫描策略、铺粉厚度、气氛保护、支撑结构、打印方向、成型室温度。针对口腔修复用增材制造修复体，后处理可有效去除内部应力，提高产品机械性能，对于存在后处理的，需评价后处理工艺对材料和终产品的安全、有效性的影响。以热处理为例，需对热处理方法适宜性验证和评估，确定热处理参数及热处理后结果的可接受性准则。关于热处理工艺验证，需考虑该工艺对打印制件理化性能、机械性能等的影响。

 #4 制造件及临床应用形式评价

（一）打印制件理化性能研究

打印制件性能反应了金属粉末与打印工艺匹配性能，是评价产品临床使用性能的重要指标。需按照口腔修复体的临床加工需要，按申报产品加工修复体类型分别与同品种产品进行性能研究和对比，以评价增材制造金属粉末可满足加工制备修复体要求。

对打印制件的理化性能进行研究，包括化学成分（打印前后变化情况）、表面粗糙度、尺寸、翘曲变形、硬度、拉伸性能、弯曲性能、夹杂物和孔隙率、密度、耐腐蚀性、抗晦暗、显微组织、密合性、线胀系数（如适用）、金属-陶瓷体系性能—剥离/萌生裂纹强度（如适用）等。因增材制造各项异性，需对不同打印方向对性能的影响进行评价。

（二）临床应用功能性评价

增材制造口腔修复体在临床中的实际使用情况种类较多，需考虑试件断裂、磨损、对对合牙损伤等风险，选择疲劳、抗反复弯折、抗翘曲变形和耐摩擦磨损等合适的项目进行评价。若产品适用于制作固定义齿，需就牙冠牙合面摩擦磨损进行评价，对于多单位牙桥需对桥体疲劳性能进行评价；若产品适用于制作活动支架，需对卡环反复摘戴固位力及断裂情况、大连接体的疲劳性能及抗反复弯折性能进行评价。以论证增材制造金属粉末及成型工艺可满足相应对临床需求。

 #5 总结

传统口腔修复体的制作过程有制作工艺繁琐、制作周期长、加工过程以来人力操作、金属材料在制作过程中易发生变形、难以控制尺寸精度、使患者舒适度下降等问题。面对这些问题增材制造技术制造流程短、个性化强、近终成形等特点为口腔修复体制造带来新的机遇与挑战。面对增材制造口腔修复体的临床可用性，识别关键风险点，综合增材制造金属粉末性能、打印工艺研究、打印制件性能等多方面的要求，构建风险精准控制的性能评价体系，也为新材料、新工艺的有效评价提供了有效思路。

参考文献
[1]杨占尧，赵敬云.增材制造与3D打印技术及应用[M].清华大学出版社.2017.5.
[2] 张学军，唐思熠.３Ｄ打印技术研究现状和关键技术[J]. 材料工程, 2016,44(2):122-128.

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 突显个性化精准医疗优势

口腔颌面骨骼形态不规则、操作空间狭小、手术难度大、精度要求高。传统接骨板难以匹配骨面就位，是手术出现误差的主要原因，也是目前颌面骨骼手术精准实施的关键瓶颈。该产品通过3D打印技术成功实现接骨板的个性化设计与制造，创造性的解决了接骨板与颌骨的匹配问题，彻底打通了手术设计迈向精准实施的“最后一里路”；该产品同时实现全流程数字化，大幅提高手术精准度，缩短手术时间，减轻了患者的医疗负担。同时，其优异的力学性能和稳定性，显著降低了接骨板断裂、松动等风险，促进了骨断端的高效愈合，保障患者更快回归正常生活。

该项技术成果转化的直接负责人四川大学华西口腔医院祝颂松副院长：“非常高兴见证3D打印患者匹配式颌面接骨板取得重要突破，这是新赛道上的一次大胆尝试和成功实践。天齐增材与华西口腔医学院的紧密合作，展现了科教融合推动科技创新的巨大潜力，双方通过资源共享、优势互补，成功打破了国外技术垄断，填补了国内空白。这种深度融合的模式为数字经济时代下的科技成果转化和产学研一体化树立了典范。只要我们坚持科教融合、创新引领，就能在新一轮科技革命和产业变革中抢占先机，实现高质量发展。我们期待更多的科研机构和企业能够携手共创，共同推动我国未来产业的蓬勃发展。”

▲ 图1 3D打印患者匹配式颌面接骨板的特点

传统的颌面接骨板大多按照行业技术要求提前生产成不同型号的标准件，尺寸和厚度是固定的，临床使用时需要医生用工具进行手动弯折，难以满足大部分颌面手术的个性化需求。3D打印钛合金颌面接骨板先通过患者颌面形态设计制作患者匹配截骨-钻孔导板，确定截骨位置和孔位，再通过医工交互，进行接骨板的设计、成型及后处理。整个过程凸显了个性化精准医疗的优势，将数字化模拟准确转移到手术室，减少了咬合板的使用和接骨板的弯折，避开了重要的解剖结构，缩短手术时间、降低手术风险、优化手术结果，实现患者最大受益。

▲ 图2 3D打印患者匹配式颌面接骨板适用范围

天齐集团曾益伟高级副总裁：“天齐增材是天齐集团继成功打造天齐锂业 (SZ.002466)后的又一战略性布局。天齐增材依托天齐集团强大的资本实力和资源配置能力，充分发挥在新材料和3D打印技术方面的研发及产业化优势，以增材制造技术赋能精准医疗、高端制造等应用领域，致力于成为领先的精准医疗增材智造商。天齐增材与四川大学华西口腔医学院的紧密合作展示了公司在产学研用方面的资源整合和产业化实现能力，天齐增材通过全产业链的布局及战略落地，积极拥抱最新技术和研发成果，正朝着高端医疗增材制造产业的领先品牌方向稳步迈进。公司期待与更多的精准医疗团队合作，把更多先进的技术成果转化为实实在在的产品，共同造福人类健康！”

▲ 图3 智钛3D打印患者匹配式颌面内固定系统

（包括截骨导板、匹配式接骨板和定位导板，发明专利：《患者匹配式正颌手术器械系统及其制作方法》，专利号：ZL 2022 1 0599311.9）

▲ 图4 智钛3D打印患者匹配式颌面接骨板的临床应用

关于华西口腔医院与天齐增材

四川大学华西口腔医院是三级甲等口腔专科医院，是中国国家口腔医学中心。华西口腔医院正颌及关节外科是国内最早开展现代正颌外科、颞下颌关节外科及颌骨美容外科的中心之一。除开展口腔颌面外科常见病多发病的诊断与治疗外，还重点开展由于先天发育、颌骨外伤及肿瘤等因素引起的各种牙颌面畸形与组织缺损的整复、关节强直矫治及面部轮廓整形。

祝颂松教授现任华西口腔副院长、国际牙医师学院院士，美国密歇根大学牙学院访问学者，全国颞下颌关节与牙合学专委会主任委员，创伤与正颌专委会副主任委员。主要研究领域为正颌外科、颞下颌关节外科、颌面部轮廓整形等。在国内外知名学术期刊发表SCI学术论文60余篇。主持国家重点研发计划、国自然区域联合重点项目、国家自然科学基金等课题8项；获得教育部科技进步奖一等奖1项。2012年入选教育部“新世纪优秀人才计划”，2014入选四川省学术和技术带头人后备人选。

▲图5 天齐增材3D打印中心

天齐增材经过多年的积极投入和耐心沉淀，建设了一支高素质的科研力量，聚集前沿增材制造技术的研发。公司在“产学研用”方面具备系统性的资源整合和产业化实现能力。公司拥有一批毕业于北京航空航天大学、华南理工大学、四川大学等高校的高素质人才，与四川大学、华西口腔医院、四军医大、上海九院等开展了多项精准医疗骨科、齿科项目的校企研发合作，并有多个项目已进入商业化阶段。

天齐增材（Tianqi Additive) 以“科技，助爱生长”为使命，致力于成为领先的增材智造方案提供与生产商。公司拥有先进的3D打印及后处理车间，主要服务于全国牙科和骨科客户，产品已辐射全国30余省份。公司专注研发与创新，在整个增材制造业务板块拥有61件国内授权专利（其中发明专利24件），1件美国授权发明专利，多次承担和参与国家重点研发计划、四川省重点研发项目，并参与多项国家标准、行业标准和团体标准的制定工作。

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近日，联泰科技携齿科新品“全自动化3D打印机—D300”隆重亮相第二十九届华南国际口腔展，以用户思维赋能齿科应用提质增效，用技术革新推动人才价值转型升级！

联泰科技作为增材制造领域内的龙头企业，始终致力于3D打印技术在多领域的深入应用，并于2017年推出针对口腔齿科行业的子品牌—艾沃德EvoDent。通过与国内外齿科专家的深入交流及技术革新迭代，目前EvoDent围绕E系列、D系列、S系列等多款产品，为用户提供了成熟且完善的自动化齿科3D打印解决方案。

© 联泰科技

 全新定义齿科自动化生产

在华南口腔展上，联泰科技正式发布了齿科新品设备—全自动化3D打印机D300，同时现场展示了EvoDent旗下S200、E230等设备及多款齿科专用3D打印材料：

全新定义自动化生产—D300
New definition of automated production

D300采用DLP 3D打印技术，是联泰科技在面曝光3D打印领域再次升级研发的一款全自动化3D打印机。其主要面向大中型义齿加工厂，对标修复、种植两大模型应用，实现了从自动分板、自动队列、自动补液到自动打印、自动下机、分拣辅助等3D打印全流程的自动化生产，让“7×24小时无人值守”成为可能，全新定义口腔行业自动化生产模式。

 01 智能分区 辅助分拣

为解决日常应用中齿科模型易混淆、分拣困难等痛点，D300全新升级智能分区设计并配备分拣辅助功能。这一技术升级可支持多种类模型同批打印及打印任务的分区收集。尤其是面向修复端应用时，模型&基牙的牵手设计进一步保障了成套牙模的关联性，有效节约了后处理环节中人力成本的投入，在简化生产流程的同时助力人才价值实现转型升级。

02 高度自动 稳定打印

就市场环境分析，自动化生产已成为齿科加工的主要风向标。D300围绕3D打印全流程进行了高度自动化升级。在面对连续打印任务时可自动开启任务执行，且连续多版打印时，间隙变动可保证小于0.01mm，整体维护周期长、工作稳定性极强。配合自动分板、自动队列、自动补液、自动打印、自动下机、自动分拣的全闭环运行模式，可成功助力用户全天候持续生产。

 03 精度速度 双向均衡

D300内置上投影双4K光机，配合258x230x120mm的成型幅面，在打印精度及速度上实现了新一轮突破。D300在24小时内的产能输出可高达180个牙模，且相较于D800偏差小于0.07mm的精准度，D300可实现0.05mm的高精度成型，同时每版打印环节严格控制在2小时以内，有效实现了速度、精度的双向均衡。
※以上均为联泰实验室数据

赋能高精度智慧生产—S200

Empowering high-precision intelligent production

S200是一款超高精度种植模型3D打印机，采用DLP 3D打印技术，配备192 × 108 ×200 mm 幅面设计，打印速度40mm/h，一次可打印6-12个半口牙模。且其拥有精密光学结构，配备工业级4K光机，完美呈现牙模优秀表面质量，为口腔门诊提供精准高效的数字化解决方案。

激活椅旁全应用生产—E230

Activate chair side full application production

E230采用联泰科技最新LCD 3D打印技术，219×124×190mm的大幅面成型设计，可满足牙科全应用打印需求。E230同时适用于门诊&技工所使用。且其成型舱所配备的加热系统，有效降低了打印过程中对于外界温度的依赖性，使打印稳定性再度升级。

 行业专家 现场答疑

除设备亮相外，此次华南口腔展上，联泰科技口腔事业部专家为国内外参展观众现场进行答疑解惑，并在线分享齿科3D打印最新解决方案。软件&硬件的双重输出，进一步深化了观众对增材制造技术及口腔领域应用的解读。

 多元应用 一触即发

同时，为带给参展观众更具象化的体验，联泰科技现场陈列了一众由3D打印设备生产而成的口腔模型，全方位的展现了该技术在齿科领域的多元化应用。

自动化生产俨然成为了齿科发展的新态势，作为深耕增材制造领域数十年的优质服务商，联泰科技所提供的不仅仅是一台设备，更是一套基于自动化的行业全流程解决方案。这一战略的实施有效响应了齿科数字化发展的前沿趋势，未来也将持续赋能齿科智造升级迭代。

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全面走向数字化是国际上口腔加工行业的稳定发展趋势。3D打印技术作为一种带有显著数字化特征的制造技术，不仅成为口腔数字化加工链条中的一环，还通过数据流将口腔诊断、设计、生产流程串在了一起，形成了牙科产品加工的全数字化流程。

本期，通过节选近期国内口腔3D打印领域方面的实践与研究，3D科学谷与谷友一起来领略快速发展的口腔医疗3D打印。

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 不同构建角度对3D打印
     牙预备体代型表面特征的影响

许顺吉1周嘉陵2颜杉2谭发兵2

重庆医科大学附属第一医院口腔科2. 重庆医科大学附属口腔医院口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室

摘要：

目的:评估不同构建角度对3D打印牙预备体代型表面特征的影响。方法:构建标准牙预备体参考数据将其导入object 3D打印机中得到0°、45°及90°3组牙预备体代型(n=20)并完成后处理。采用模型扫描仪分别在打印后当天(第0天)、1、3、7、14、28 d将3组牙预备体代型扫描得到测试数据。分析牙预备体代型表面粗糙度(n=5)后，用Geomagic软件最佳拟合配准方式获得其准确度(正确度和精密度)和尺寸稳定性(n=15)的均方根误差值(RMSE)。用单因数方差分析和Tukey’s或Kruskal-Wallis H检验对数据进行统计分析(α=0.05)。

结果:0°或45°组的面和近远中面，90°组的近远中面和颊舌面较0°或45°组的颊舌面、90°组的面更粗糙(P<0.05)。3组代型正确度的RMSE值为:0°组(37.23±2.80)μm,>45°组(32.79±4.00)μm,>90°组(24.90±3.71)μm(P<0.05)，而3组精密度(范围18.46～18.73)μm或尺寸稳定性的RMSE值(最大变化值<2μm)比较均无显著差异(P>0.05)。

结论:构建角度对预备体代型表面粗糙度和正确度有显著影响，但对精密度和尺寸稳定性没有影响。所有牙预备体代型的准确度以及观察期内的尺寸稳定性都在临床可接受范围内。

 3D打印在口腔
     正畸领域的应用进展

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许嘉宁1,2金作林2,3刘佳2,3

1. 空军军医大学口腔医学院2. 军事口腔医学国家重点实验室,口腔疾病国家临床医学研究中心,陕西省口腔医学重点实验室3. 空军军医大学第三附属医院正畸科

摘要：3D打印技术契合了口腔正畸个性化强、精度高和器械结构复杂的需求，近年来受到高度关注并成为该领域的研究热点。在概括介绍口腔正畸常用3D打印技术的基础上，就其近年来在口腔正畸的应用及相关问题研究的进展作了综述。牙颌模型、微型种植体导板、咬合板、下颌前伸类口腔矫治器和扩弓装置已可通过数字化流程结合3D打印进行制作，并展现出独有的显著优势，新材料的问世使得3D打印热塑性矫治器正成为可能。然而，3D打印间接粘接托盘口内放置托槽的准确性还需更多临床研究进行验证。

 孔表面结构对立体光固化成型
     氧化锆疲劳强度的影响

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赵健霄1丁茜1李文锦1马全诠1兰一笑2张磊1韩建民2

1. 北京大学口腔医学院·口腔医院修复科2. 北京大学口腔医学院·口腔医院材料研究室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心国家药品监督管理局口腔材料重点实验室

摘要：

目的：研究多孔表面结构对立体光固化成型氧化锆疲劳强度的影响，为3D打印氧化锆种植体表面优化设计提供参考。

方法：通过立体光固化成型技术制备氧化锆试件，根据表面结构分为无孔组、200μm孔组、400μm孔组。通过三维激光形貌显微镜及扫描电镜观察其表面微观形貌，测定表面粗糙度、孔隙参数、晶粒尺寸。通过三点弯曲试验检测试件弯曲强度，并进行Weibull分析；通过疲劳试验检测试件的疲劳强度，扫描电镜观察断口，采用X射线衍射仪对疲劳试验前后的试件进行晶相分析，分析疲劳机制。结果：立体光固化成型无孔组、200μm孔组及400μm孔组试件表面孔间粗糙度分别为（0.79±0.09）μm、（0.81±0.16）μm、（0.81±0.09）μm，组间差异无统计学意义；表面晶粒尺寸分别为（324.11±21.38）nm、（308.06±11.34）nm、（311.62±15.02）nm，组间差异无统计学意义。三点弯曲试验结果显示，无孔组三点弯曲强度[（1030.70±111.71）MPa]显著高于两组多孔组（P＜0.001），200μm孔组[（272.04±61.16）MPa]显著高于400μm孔组[（201.21±25.58）MPa]，P＜0.01。疲劳试验结果显示，无孔组疲劳强度[（702.29±21.62）MPa]显著高于两组多孔组（P＜0.001），200μm孔组[（159.57±9.30）MPa]显著高于400μm孔组[（125.36±6.11）MPa]，P＜0.001。断口分析结果显示，疲劳裂纹源主要为材料内部缺陷、气孔、夹杂及打印层结合处等。疲劳试验前后各组试件之间相比，氧化锆单斜相含量差异均无统计学意义。

结论：表面多孔微观结构会显著降低立体光固化成型氧化锆试件的疲劳强度，且孔径增大可造成疲劳强度下降；未来应着重改进3D打印氧化锆的材料及打印工艺，进一步优化表面结构设计，以提升3D打印氧化锆的力学性能。

 3D打印全瓷嵌体技术
     修复牙体缺损的临床疗效观察

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李戎、周麟、徐旺

新疆四七四医院口腔科

摘要：

目的：探讨3D打印全瓷嵌体技术修复牙体缺损的临床效果。

方法：回顾性收集2017年1月-2021年1月笔者医院收治的进行牙体缺损修复患者的临床资料，共94例（108颗患牙）。依据治疗方式分为试验组（n=50）和对照组（n=44）。试验组采用数字化3D打印全瓷嵌体修复术，对照组采用树脂充填术。比较两组患者修复术后即刻的满意度，包括修复体颜色、修复体外形以及修复体舒适度；随访1年，比较两组患者的修复后的临床效果，包括修复体形态、修复体颜色、修复体边缘密合、修复体折裂数、食物嵌塞以及基牙继发龋。

结果：术后即刻，试验组患者的修复体颜色、修复体外形以及修复体舒适满意率均显著高于对照组，差异均具有统计学意义（P<0.05）。术后1年，试验组患者的修复体形态、修复体颜色、修复体边缘密合、修复体折裂数、食物嵌塞以及基牙继发龋的达标率均显著高于对照组，差异均具有统计学意义（P<0.05）。

结论：牙体缺损应用3D打印全瓷嵌体技术的修复效果理想，值得临床推广应用。

 层厚对3D打印
     临时冠精度的影响研究

张杰1林欣芳2杨雲夫2李风兰3

山西医科大学口腔医学院口腔医院2. 口颌系统重建与再生全国重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心陕西省口腔医学重点实验室空军军医大学第三附属医院数字化中心3. 山西医科大学附属省人民医院口腔修复科

摘要：

目的:评价层厚对3D打印临时冠精度(正确度和精密度)的影响。

方法:对标准下颌石膏模型的46进行基牙预备，用模型扫描仪扫描基牙并将模型导入牙科CAD软件，在软件中设计临时冠并将临时冠STL作为参考模型导出。在3D打印机中分别用50、100μm层厚打印临时冠(n=10)并完成后处理，然后用模型扫描仪扫描临时冠获得实验模型。Geomagic软件对模型进行编辑、配准后执行3D偏差分析获得其精度偏差。独立样本t检验对数据进行分析(α=0.05)。

结果:50μm层厚组打印临时冠在内表面、内部区域的正确度高于100μm层厚组，在边缘区域的正确度低于100μm组(P<0.05)。100μm层厚组打印临时冠内表面精密度高于50μm组(P<0.05)。100μm层厚组打印临时冠所需时间约为50μm组的一半。

结论:100μm和50μm层厚3D打印临时冠的精度均在临床可接受范围内。100μm层厚打印临时冠的正确度低于50μm层厚，但精密度更高; 100μm层厚参数打印临时冠耗时少。

 3D打印铝合金种植
     手术导板准确度的体外评价

© 3D科学谷白皮书

余润平、袁芸、张洪铭、黄慧

上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔修复科,上海交通大学口腔医学院,国家口腔医学中心,国家口腔疾病临床医学研究中心,上海市口腔医学重点实验室,上海市口腔医学研究所

摘要：

目的：在体外树脂模型上设计并模拟种植体植入实验，分析比较一种新型铝合金材质种植导板与传统树脂导板的准确度差异。

方法：选取一名肯氏III类牙列缺损患者并制取硅橡胶印模，灌制超硬石膏模型后使用口内扫描仪扫描，设计并打印20个树脂模型。将患者的锥束计算机断层扫描（CBCT）数据导入软件（3Shape Implant Studio 2019）并规划该患者的种植方案，设计种植导板。使用3D打印机分别制作树脂与铝合金材质手术导板各一个。通过全程引导手术将种植体植入模型中，植入后拍摄术后CBCT。在软件中测量术后CBCT图像与原治疗计划图像，在近远中面和唇腭面分析种植体相对于原设计在三维线性以及角度上的准确度差异。

结果：种植体在金属导板引导下的线性偏差分别为近中（0.51±0.63）mm，远中（0.49±0.58） mm，唇向（1.14±1.40） mm，腭向（1.15±1.42） mm；垂直向（2.09±0.84） mm。近远中角度和唇腭侧角度的角度偏差分别为（1.41°±0.81°）和（1.78°±1.03°）。种植体在垂直向的偏差与近远中角度、唇腭侧角度偏差与树脂导板引导下的种植体偏差有统计学差异（P<0.05），金属材质导板表现出更好的准确度，而两种材质导板在近远中向和唇腭向上的偏差无统计学差异。

结论：通过3D打印技术制作的铝合金材质导板的线性和角度偏差均在临床可接受范围内，且相较于传统树脂导板，铝合金材质导板由于其高强度、形态小巧的特性，具有更良好的手术视野和散热能力，能够有效提高种植手术的准确度和成功率。

 均一与梯度孔隙率Gyroid结构
     力学性能研究及多孔种植体增材制造

宋颐函1,2郑晓晓1,2孙子惠1,2张岩1,2韩泽奎1,2宿玉成2,3,4王心彧1,2

1. 佳木斯大学2. 佳木斯大学口腔医学院佳木斯大学口腔医学工程实验中心黑龙江省口腔生物材料与临床应用重点实验室3. 北京瑞城口腔医院北京口腔种植培训中心4. 中国医学科学院北京协和医院口腔种植中心

摘要：

目的：研究不同孔隙率及梯度孔隙率Gyroid结构力学性能，设计并制备新型多孔种植体。

方法：通过MSLattice和Magics软件建立均一孔隙率为60%、65%、70%、75%、80%和60%～80%梯度的Gyroid结构模型，分别通过有限元分析及力学压缩试验对比不同孔隙率Gyroid结构力学性能，设计并通过激光选区熔融技术（selective laser melting, SLM）3D打印新型多孔种植体。结果 随着孔隙率的上升，Gyroid结构的弹性模量和抗压强度下降。同一孔隙率下，SLA前后Gyroid结构的弹性模量差异不具有统计学显著性（P>0.05），梯度Gyroid结构的最大抗压应变均低于各均一孔隙率Gyroid结构。

结论：梯度Gyroid结构匹配了骨皮质及骨松质的弹性模量，且强度与人骨相近，具有优异的力学性能,有望应用在口腔种植体上。

 PEEK/TiO2组配式假体的
     增材制造工艺及结构设计研究

© 3D科学谷白皮书

胡镔

华中科技大学

摘要：增材制造的高定制化特点推动了骨科匹配式、定制式假体制造技术发展,为精准治疗带来了新希望。目前钛、钽金属为主的增材制造假体,存在伪影、应力遮蔽等弊端。非金属假体,如聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK),具有良好的生物性和模量水平,是增材制造假体技术的关键领域之一。然而目前非金属增材制造易产生翘曲、裂纹等缺陷且假体孔隙结构的多功能平衡控制困难,是限制其发展的重要因素。

故本文以组配式椎间融合器为例,展开了PEEK/TiO2组配式假体的增材制造技术和多孔设计方法的技术研究,主要面临以下问题:

(1)PEEK材料的高熔点、高粘度导致的难成型、强度低的问题;

(2)多孔TiO2复合陶瓷光固化成型中烧结缺陷及强度低的问题;

(3)假体制件多功能孔隙结构的高成本设计问题。

针对上述问题,展开了以下研究工作:

(1)构建了具有集热机制的熔融沉积成型平台,达到了稳定成型域温度梯度变化的效果,缓解了结构分层翘曲问题,其平均翘曲率从20.4%降低到5.0%。同时,通过对制件强度和结晶性的表征分析,发现集热机制减缓温度梯度的效果作用于PEEK制件冷却结晶过程,达到了近热处理后的结晶状态,实现了制件强度的提升。进一步,通过对成型温度、喷嘴直径和填充角度等关键参数的研究,发现了工艺参数对制件微观形貌及宏观强度的作用机制,最终实现了PEEK及其短碳纤复合材料的快速成型,强度较改良前提升近一倍。

(2)发展了以MgO为多效助剂的TiO2复合陶瓷增材制造方法。通过在浆料中引入MgO和复合引发剂,改善了浆料固化成型及素坯脱脂过程。进一步,基于MgO与TiO2间固相反应引入了反应烧结过程,结合微波烧结工艺的体相热源优势,实现了陶瓷的快速致密化和烧结温度的降低,其烧结温度有效降低约200°C。同时,反应生成的新相Mg Ti2O5,在形成过程中弥补了结构微观晶粒间间隙等缺陷,实现了最终整体多孔制件的宏观性能提升,比报道TiO2多孔陶瓷的强度提升近一个数量级。

(3)提出了基于贝叶斯理论结合有限元仿真的快速设计方法,实现了三周期极小曲面结构的传质性与强度性能的多目标快速设计。通过隐函数的参数化建模方法与实验验证的有限元模型,探究了主要参数(厚度参数Pt,阵列数Pa,常数项Pc)对性能的独立作用机制。并利用贝叶斯理论加速了设计过程,仅经9次迭代获得了Pareto前沿,其最佳的结构组合(Pt=0.28,Pc=-0.49,Pa=3.5)的模量和渗透率分别达到1.21GPa和4.03×10-9 m-2满足设计需求。进一步,结合两种材料特性设计了内嵌多孔陶瓷的PEEK/TiO2组配式假体,通过压缩强度测试验证了假体的关键抗压性能符合需求,同时通过细胞毒性实验证明了其对骨组织无毒副作用。

 连续纤维增强PEEK增材制造
     力学性能与成型质量优化

陈意伟1,2单忠德2,3杨旭静1张丽娇4李明高4

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室2. 机械科学研究总院先进成形技术与装备国家重点实验室3. 南京航空航天大学4. 中车工业研究院有限公司

摘要：针对连续纤维增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料增材制造中的界面结合差、制件精度不高等技术瓶颈，基于多热力场耦合作用下的连续纤维增材制造成型工艺，实现了典型样件的3D打印制备。基于正交实验设计，并通过微观形貌表征和力学性能测试，探究了喷头温度、打印速度和分层厚度对打印制件的表面粗糙度和弯曲性能的影响规律，获得连续纤维增强PEEK复合材料增材制造成型优化工艺参数。

结果表明，分层厚度对表面粗糙度、弯曲强度和弯曲弹性模量具有显著影响，而打印速度和喷头温度对力学性能和成型精度影响较小。分层厚度越小，打印道间结合质量越好，成型制件表面粗糙度越小，弯曲弹性模量和弯曲强度越高。最优工艺参数为喷头温度390℃、打印速度2 mm/s和分层厚度0.4 mm。经试验验证，最优工艺参数下表面粗糙度达到最小为24.99 μm，弯曲弹性模量和弯曲强度分别达到最大为57.05 GPa和355.07 MPa。

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Align Technology成立于1997年，是全球牙科巨头，同时也是知名品牌隐适美的母公司。在过去的27年里，Align在创新上投入了数十亿美元，包括用于加工高性能聚合物的下一代3D打印技术，已与Cubcure合作多年。

2023年9月，其宣布收购Cubicure 。此次完成收购，将进一步增强其在直接3D打印牙齿矫正器等领域的核心竞争力，并为长期增长战略提供支持。同时，有助于拓展Align Technology在数字牙科技术领域的创新能力，并为患者提供更先进、个性化的治疗方案。成交价格约为 7900 万欧元，但需进行最终成交调整和 Align 对 Cubicure 现有股本所有权的调整。

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加大3D打印布局

完成收购多年合作伙伴

资料显示，Cubicure 公司自2015年以来，就一直专注于开发、生产和销售用于塑料部件工业 3D 打印的系统解决方案。以数字系列生产设定方向，帮助塑造工业的数字化未来；所采用的热光刻工艺能够实现前所未有的耐久精密部件增材制造。

通过增材制造，Cubicure可以更轻松、更廉价地生产具有复杂几何形状的部件。具有灵活、免工具和个性化生产的生产优势。

作为全球领先的医疗器械公司，Align Technology（隐适美母公司）在过去的27年里，Align在创新上投入了数十亿美元，包括用于加工高性能聚合物的下一代3D打印技术。在3D打印领域，其与Cubicure 公司已经合作多年。

2023年9月8日，Align Technology宣布收购奥地利聚合物3D打印先行者Cubicure GmbH。这项收购协议的金额约为7900万欧元（约为6.2亿人民币），目的是进一步增强Align Technology在直接3D打印牙齿矫正器领域的核心竞争力，并为长期增长战略提供支持。Align Technology表示，收购将有助于拓展其在数字牙科技术领域的创新能力，并为患者提供更先进、个性化的治疗方案。

时隔数月，Align Technology于2024年1月2日以约 8650 万美元（7900 万欧元）的价格完成了交易。但需进行最终成交调整和 Align 对 Cubicure 现有股本所有权的调整。

收购完成后， Cubicure 的加入将支持和扩展 Align 的战略创新路线图，并加强Align数字平台™。Cubicure 还将扩展Align的3D打印产品组合的打印、材料和制造能力。现在3D打印产品组合包括 IInvisalign Palatal Expander系统，这是一款腭扩张器，也是Align首款直接3D打印的正畸设备。根据3D科学谷的了解，该系统已在加拿大除魁北克省以外的区域向市场有限提供，预计从2024年开始面向其他市场销售。

Cubicure的专利热光刻技术使用特殊的加热和涂层机制，能够加工高粘度树脂，以生产出特别坚韧和耐高温的聚合物。这种高精度的3D打印工艺促进了前所未有的弹性部件增材制造，具有优秀的材料质量性能。

Align Technology 总裁兼首席执行官Joe Hogan 表示：收购 Cubicure 为 Align 带来了一支才华横溢的团队和独特的尖端技术，并将使我们能够扩展我们的 3D 打印业务，最终每天直接打印数百万台定制正畸设备。直接3D打印使 Align 能够创建 3D打印解决方案，而无需先创建模具，从而使 3D 打印更具可持续性和效率。我很高兴能在我们与Cubicure的关系中迈出这一重要一步。

Align产品研发高级副总裁Srini Kaza表示。“我很高兴他们（Cubicure）现在是Align的正式员工和我们研发组织的成员。我们正处于下一波直接3D打印增材制造浪潮的开始，我相信我们准备凭借前所未有的直接打印设备能力再次改变正畸行业。”

全球

口腔器械巨头

Align Technology成立于1997年，美国一家提供牙齿矫正医疗器械的公司，产品主要包括Invisalign（中文名：隐适美）品牌的隐形牙套、iTero品牌的口内扫描仪，市场份额位居行业第一。于2001年1月首次公开发行1000万股普通股，在纳斯达克全国市场进行交易，股票代码为ALGN。

1997 年，加利福尼亚州红木城一间小型复式公寓的五名员工创立了 Align Technology，他们的致力于如何利用技术来矫正牙齿。仅仅几年后的1999 年，Align Technology 推出了 Invisalign 隐适美系统，开创了隐形正畸市场，并很快在美国发起了一场大型的全国性广告活动。

到 2001 年，Align 已经制造了 100万个独特的透明矫治器，帮助治疗了数百名患者，并培训了一万多名医生。

在3D打印领域，Align Technology从一开始成立以来，就一直与3D Systems紧密合作，双方合作开发了一个定制的解决方案，该方案使用3D Systems的ProX SLA 3D打印技术、材料和软件作为其隐形矫治器的工作流程，能够满足Align的长期业务战略和目标。增材制造解决方案被用来进行熔模铸造，从而制作符合病人需求的矫治器。其端到端制造工作流程每天生产超过320,000个独特的医疗装置(隐适美隐形矫治器)。

自2009年以来，Align Technology利用了3D打印的精确性和可扩展性，使其病人增加了近6倍，全球治疗的病人超过580万人，每个病人都有一组多个牙齿隐形矫治器。2018年，Align Technology与3D Systems公司的合作，已实现高度定制的生产解决方案每周为超过160万个隐适美隐形矫治器提供支持。

I 收购iTero口腔扫描仪

2011年，Align Technology出手收购了iTero口腔扫描仪，实现了隐适美系统数字治疗流程的自然延伸，以增强患者扫描并改善患者体验。同年，收购Cadent Holdings，并对其正畸全牙弓扫描过程进行了认证，为医生提供准确性更高的数字印模。彼时，隐适美也开始进入中国市场，随后陆续开设了工厂、方案设计中心和多家办事处。

2013年，收购亚太地区分销商，进一步扩大了Align Technology在亚太地区的把控即市场占有率，2017年，该公司又收购巴西经销商，不断扩大其对市场的把控。

I  收购Exocad公司

到了2020年，Align Technology又出手收购Exocad公司，开发了CAD/CAM平台软件，进一步完善了Invisalign数字化诊疗流程，改善患者体验，增强设计制定效率。同年6月，Align宣布与MedTech Innovator Asia Pacific建立合作关系。

通过将数字治疗计划和大规模定制与基于生物力学原理的形状工程相结合，Align Technology彻底改变了正畸行业。在过去的 二十多年里，隐适美系统不断发展。该公司旗下旗下拥有世界上最先进的清晰对准器系统隐适美系统、iTero口内扫描仪和服务以及exo CAD CAD/CAM软件等产品矩阵。

目前，Align Technology在全球主要的发达和发展中国家地区均布局了专利（包括外观设计），例如美国、欧洲、澳大利亚、新西兰、日本、中国、韩国、以色列和印度等，并在超过85个国家拥有Invisalign系统的独家经销权。其已经帮助治疗了大约 15 万名患者，并使用 iTero 口内扫描仪推动了数字牙科的发展，通过增强的数字正畸和修复工作流程来帮助改善患者的治疗效果和实践效率。

I 10亿美元回购计划

值得一提的是，2023年10月27日，Align Technology（爱齐科技）还宣布，加速了与花旗银行的股权回购协议，将回购2.5亿美元（约合18亿元人民币）的股份。据悉，该股权回购计划曾在2023年1月提出，计划回购金额为10亿美元（约合73亿人民币）。

此次交易将根据股票回购计划的条款，包括指定的价格、数量和时间条件而受到影响。截至2023年6月30日，Align拥有约7650万股流通股和 10亿美元现金、现金等价物以及短期和长期有价证券。

根据加速股份回购协议，花旗银行将使用商业上合理的努力，通过一个或多个指定经纪人进行购买，包括CastleOak Securities LP、 Drexel Hamilton, LLC、 Siebert Williams Shank & Co. LLC.。此外，Align Technology总裁兼首席执行官Joe Hogan也计划亲自购买100万美元的普通股。
Align Technology作为全球医疗器械巨头，在牙科领域有着根深蒂固的市场地位，在3D打印领域，以往多与行业头部企业3D Systems公司合作。此次其收购Cubicure公司，纳入创新的3D打印技术，能够更好的应对市场变化；在进一步增强核心竞争力的同时，拓展了自身产业布局。

来源 l 器械之家

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