牙齒模型
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-15
牙齒模型的實例教程
本案例三維重建了人臉及牙齒三維數值模型，牙齒模型中包含了牙冠、牙根、牙周膜、牙槽骨，數值仿真計算得到了牙齒移動過程中人臉臉型的變化情況，如下圖所示：
感興趣的朋友，歡迎進行交流！
圖 1：定制的錯字牙 (T) 第21顆為錯位牙、4D 打印的矯正器 (A) 和灰色夾板 (S)用于調整矯正器
研究材料、方法和結果
首先，研究人員使用樹脂和丙烯酸牙齒制作了一個定制的牙齒模型。左上中切牙（第 21 顆牙齒）為錯位牙，總錯位為 3 mm，并通過嵌入模型中的粉色蠟中可以實現活動，而其他牙齒則由樹脂固定（圖 1）。
然后，研究小組利用一臺標準的Asiga Max 3D打印機和ClearX樹脂，這種樹脂號稱是 "變型矯正器 "的理想材料，制造了六副4D打印矯正器。
這些矯正器被應用于帶有錯位牙齒的模型上，并浸泡在熱水中。在這個過程中，錯位牙齒周圍的蠟變軟了，允許它被矯正器塑形，之后被冷卻以捕捉數據結果。（具體的流程更加復雜，感興趣請閱讀論文原文。）
結果表明，形狀記憶矯正器成功地實現了牙齒 21 的顯著移動，并且在正畸測量和模擬系統 （ OMSS ）中也測量了一致的移動。但沒有達到3.00mm的移動對齊目標，僅實現了 2.06-2.82 毫米。盡管如此，結果還是令人滿意的，一個形狀記憶矯正器實現的錯牙移動量幾乎等于 10 個傳統矯正器可以實現的移動量。
目前，4D打印矯正器還處于科研階段，尚未進行臨床試驗，期待早日被商業化應用。
△用于評估該團隊4D矯正器療效的正畸測量和模擬系統（OMSS）
商業化的牙科3D打印正在爆發
在過去的幾個月里，3D打印在牙科行業的日益普及，促使一大批制造商推出新的材料和機器，每一種都是為了高產量的矯正器生產，因為他們都希望在這個高利潤的市場中開辟出一片天地。
本月，3D打印機制造商Desktop Metal的醫療業務部門Desktop Health發布了新的‘Einstein’ 系列牙科系統。
展開 目前3D打印牙齒從最初的簡單材料打印牙齒模型的階段，到性能優化打印階段，到進一步混合活性細胞、抗菌材料、生長因子等功能打印階段，其打印精度和效果在不斷地提高，但也并未復刻天然牙齒的各項性能，離臨床應用還有較遠的距離。
圖1. 多尺度、高精度牙冠的3D打印
東華大學纖維材料改性國家重點實驗室朱美芳院士、張耀鵬教授受到天然牙齒中牙釉質多階段生長的啟發，基于單分散的“超重力+”HAp基齒科修復樹脂材料，采用擠出成型3D打印技術，開發了一種自下而上的逐步組裝策略，利用剪切誘導構建了多尺度高度有序HAp結構的高精度仿生牙冠（圖1），實現了天然牙的成分（HAp）、結構（緊密有序）以及性能（力學及再礦化）仿生。相關成果以題為3D Printed Strong Dental Crown with Multi-Scale Ordered Architecture, High-Precision, and Bioactivity發表在Advanced Science上，博士生趙夢露為第一作者，北京化工大學博士生楊丹蕾、范蘇娜博士、姚響副教授和北京化工大學王潔欣教授為共同作者，張耀鵬教授和朱美芳院士為共同通訊作者。部分實驗完成于上海光源BL19U2線站，北京化工大學合作制備“超重力+”羥基磷灰石。
圖2. 基于高度有序HAp基復合樹脂牙冠的3D打印流程示意圖
圖3. 3D打印牙冠的個性化修復
本工作制備了單分散的“超重力+”HAp基齒科修復樹脂材料，使HAp納米棒均勻且穩定地分散在樹脂基體中。
展開 南極熊導讀：口腔是一個數千億近萬億元的大市場，3D打印技術憑借個性化快速生產的能力，滿足患者個人每顆不同牙齒/牙冠/牙橋等方面的定制需求，已經顯示出強大的應用潛力。一批3D打印廠商紛紛瞄準這個領域，推出相應的設備、材料解決方案，滿足口腔醫院診所醫生的需求。
2021年6月10日，南極熊參觀了2021北京國際口腔展，發現了近30款齒科3D打印機。多數為DLP/LCD光固化3D打印機（生產牙齒模型甚至直接生產透明牙套），也有SLM 金屬3D打印機（生產牙齒金屬內冠、牙橋等）。齒科行業，應該算得上3D打印技術最民用的領域之一，在齒科工藝流程中成為重要一環。
△牙齒橋冠工作流程，需要用到3D打印
△數字化牙齒種植中，需要用到3D打印
齒科光固化3D打印
在不少口腔領域大廠的展位上，南極熊看到了各式各樣的光固化3D打印機，一般價格都在8萬左右一臺，低的也有1.5萬；國外進口的貴點，20多萬一臺。國產光固化齒科3D打印機遠遠多于國外產品。另外，其中不少機器都是貼牌，口腔行業大公司把3D打印機廠商生產的設備，貼上自己的牌子。
△中國齒科三維數字化領先廠商先臨三維，好幾年前已經布局了齒科3D掃描儀產品，并且取得相當的市場占有率。
展開 3D打印 VS 傳統（鑄造）方式
每個人的牙齒狀況都不盡相同，所遇到的牙齒問題更是形色各異，因此，傳統的醫療手段很難針對每一位患者進行量身定制的治療。而3D打印與生俱來的個性化、小批量優勢則恰恰解決了這一問題，并且能為患者帶來了遠超傳統的治療效果和體驗。
就比如3D打印技術應用于時下流行的隱形矯正牙齒中，正畸醫生可以利用根據每個人的實際牙況設計定制化的矯正軌跡和方案，并用3D打印機打印出不同階段的牙齒模型制成隱形牙套，以此幫助患者將牙齒逐步矯正到理想位置。通過3D打印的私人定制服務，不僅提升了患者佩戴的舒適度，也能縮短治療周期，保證最佳的治療效果！
成本低廉，質量更優！
展開 
牙齒模型的最新內容
本案例對牙齒牙模模型進行壓膜荷載工況下的力學分析，并通過自動壓膜算法生成矯治器模型。仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
圖 1：定制的錯字牙 (T) 第21顆為錯位牙、4D 打印的矯正器 (A) 和灰色夾板 (S)用于調整矯正器
研究材料、方法和結果
首先，研究人員使用樹脂和丙烯酸牙齒制作了一個定制的牙齒模型。左上中切牙（第 21 顆牙齒）為錯位牙，總錯位為 3 mm，并通過嵌入模型中的粉色蠟中可以實現活動，而其他牙齒則由樹脂固定（圖 1）。
本案例三維重建了人臉及牙齒三維數值模型，牙齒模型中包含了牙冠、牙根、牙周膜、牙槽骨，數值仿真計算得到了牙齒移動過程中人臉臉型的變化情況，如下圖所示：
感興趣的朋友，歡迎進行交流！
目前3D打印牙齒從最初的簡單材料打印牙齒模型的階段，到性能優化打印階段，到進一步混合活性細胞、抗菌材料、生長因子等功能打印階段，其打印精度和效果在不斷地提高，但也并未復刻天然牙齒的各項性能，離臨床應用還有較遠的距離。
圖1.
就比如3D打印技術應用于時下流行的隱形矯正牙齒中，正畸醫生可以利用根據每個人的實際牙況設計定制化的矯正軌跡和方案，并用3D打印機打印出不同階段的牙齒模型制成隱形牙套，以此幫助患者將牙齒逐步矯正到理想位置。
多數為DLP/LCD光固化3D打印機（生產牙齒模型甚至直接生產透明牙套），也有SLM 金屬3D打印機（生產牙齒金屬內冠、牙橋等）。齒科行業，應該算得上3D打印技術最民用的領域之一，在齒科工藝流程中成為重要一環。
多數為DLP/LCD光固化3D打印機（生產牙齒模型甚至直接生產透明牙套），也有SLM 金屬3D打印機（生產牙齒金屬內冠、牙橋等）。齒科行業，應該算得上3D打印技術最民用的領域之一，在齒科工藝流程中成為重要一環。
流動型齒科修復樹脂可通過光固化3D打印技術實現超精準、有效地打印牙齒模型，但由于其打印方式對材料的局限性，此類材料粘度較低，因此其力學強度達不到對修復樹脂彎曲強度 80 MPa的最低要求。
結果 :建立的有限元模型包括牙齒、牙槽骨、牙周膜在內 ,共 4983個節點 ,42 81個單元。結論 :該模型所包含的數據量大 ,可以滿足對該牙在正畸作用下的各種力學分析。
上頜第一磨牙的三維有限元模型的建立.pdf
