3D打印陶瓷在牙科修复领域展现出良好前景

铣削工艺存在诸多局限性，包括难以复制复杂几何结构、材料浪费严重、可能形成微裂纹从而削弱修复体强度，以及铣削工具的频繁磨损。此外，铣削在大规模生产中的效率也有限。相比之下，3D打印能够以更高的效率生产复杂几何结构，同时减少材料浪费。然而，目前陶瓷材料在3D打印中的应用仍然受限。主要问题在于3D打印陶瓷的机械性能，因为其临床成功与否取决于初始强度、耐湿性、抗疲劳性及口腔环境中的咬合耐磨性等因素。

“近年来，牙科修复领域的增材制造技术发展迅速，特别是在陶瓷材料方面，这促使我的团队深入研究这一主题。随着人们对3D打印技术的兴趣日益增长，我们希望评估3D打印陶瓷是否能够达到甚至超越传统制造陶瓷的机械性能。最终，我们的目标是为患者开发耐用、持久的修复体。” 阿姆斯特丹学术牙科学院修复与重建口腔护理部门负责人、研究共同作者João Paulo Mendes Tribst博士在接受世界牙科论坛《Dental Tribune International》采访时表示。

该系统性综述共纳入了40项研究，涵盖了包括氧化锆（zirconia）、氧化铝（alumina）、氧化铝-氧化锆复合材料（alumina–zirconia composites）、二硅酸锂（lithium disilicate）、瓷（porcelain）和氟磷灰石玻璃陶瓷（fluorapatite glass-ceramic）等陶瓷材料。研究人员根据材料类型和加工技术评估了3D打印陶瓷的机械性能，重点关注密度、抗弯强度、断裂韧性、杨氏模量、硬度及整体表现。此外，研究还分析了常见的加工缺陷，包括孔隙率、团聚现象、裂纹及表面粗糙度等。

机械性能有所提升，但可靠性问题仍存

研究结果显示，3D打印陶瓷的机械性能总体上有所提升，逐渐接近铣削陶瓷的性能。然而，研究作者指出，相较于铣削陶瓷，3D打印陶瓷的可靠性仍然较低。此外，不同3D打印技术、材料成分及后处理方式对陶瓷的机械性能影响较大。在所有研究材料中，3Y-TZP（3mol%氧化钇部分稳定氧化锆）是目前最成熟、研究最多的3D打印陶瓷材料。

“我们观察到包括氧化锆、氧化铝、二硅酸锂和玻璃陶瓷等多种材料的机械强度都有上升趋势。然而，我们也发现3D打印修复体中存在一些铣削修复体没有的缺陷，例如孔隙、裂纹以及层方向问题，这些因素会影响疲劳性能。因此，在设计修复体时，必须考虑其在口腔中的具体应用方式。” Tribst博士解释道。

“我们的研究结果表明，3D打印陶瓷在牙科修复领域具有巨大潜力，尤其是在定制义齿方面。随着加工技术的进一步改进，它可能成为铣削工艺的可行替代方案，提供更大的设计灵活性，同时减少材料浪费。” Tribst博士补充道。

研究最终总结称，虽然增材制造为牙科修复技术的发展带来了令人兴奋的机遇，但要完全将3D打印陶瓷整合到临床实践中，仍需要进一步的研究和技术开发。“我们仍面临优化打印参数和后处理技术的挑战。未来的研究应重点关注烧结工艺的优化、层方向的改进以及表面处理技术的增强，以改善长期的临床效果。” Tribst博士总结道。

该研究题为 《牙科修复用增材制造陶瓷：基于机械性能的系统性综述》，已于2025年2月10日在线发表在 《Frontiers in Dental Medicine》 杂志上。

原文链接: 3D-printed ceramics show promise for dental restorations (dental-tribune.com)

更多全球牙科新闻，请关注微信公众号：世界牙科论坛