德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员开发了一项技术,最终可能使牙医能够在一天内生产出永久性的3D打印氧化锆修复体。对于不了解的人来说,氧化锆是永久性牙科工作的黄金标准材料,以其强度和耐用性而备受推崇——坦率地说,这正是你希望用于人类多年咀嚼的东西。

在国家科学基金会(NSF)的资助下,该团队现在正致力于将该技术商业化,用于牙冠、牙桥、贴面和其他牙科修复体。因为没有什么比坐在牙科椅上,像自动售货机一样按需打印你的新牙齿更能说明“未来已来”了。

“我们很高兴能够推进椅旁3D打印全陶瓷氧化锆永久性牙科修复体的商业化,”机械工程教授Majid Minary博士在Erik Jonsson工程与计算机科学学院表示。“由于牙冠可以在同一天为每位患者定制打印,这种方法提供了更大的个性化、更快的治疗,以及一次就诊即可获得永久修复体的便利。”

现在,你可能会想:“我们不是已经有当天牙冠了吗?”是的,一些诊所提供当天氧化锆牙冠——但它们是铣削出来的,而不是3D打印的。铣削涉及从实心氧化锆块中雕刻出修复体,这限制了设计的复杂性,并在过程中存在微裂纹的风险。同时,现有的3D打印牙冠由陶瓷树脂制成,缺乏氧化锆的强度。所以有一个权衡:你可以快速但脆弱,或者坚固但缓慢。直到现在。

3D打印氧化锆的问题在于脱脂步骤——一个缓慢的加热过程,去除将氧化锆颗粒粘合在一起的树脂。传统上,这需要20到100小时,这对于午餐时间的牙科预约来说有点太长了。如果加快速度,聚合物会燃烧成气体,如果气体无法逸出,牙冠就会开裂。正如Minary博士所说:“脱脂一直是这个过程的瓶颈。”

UT达拉斯团队的解决方案?一个结合了改进的热传递和多孔石墨毡的系统,可以达到超过2550华氏度的温度。毡包围着打印的修复体,为逸出的气体提供出路,同时真空系统将其吸走。这将脱脂时间缩短到不到30分钟,可能使当天永久性3D打印修复体成为现实。

“有了我们的技术,如果从业者想在椅旁提供3D打印的氧化锆牙冠,他们可以在几个小时内提供给患者,”Minary说。因为谁不想把数周的等待换成在候诊室里看几个小时的Netflix呢?

该团队现在正在与Pan-AM牙科实验室合作,将该技术商业化,这得益于通过NSF的创新伙伴关系——技术转化项目提供的55万美元资助(资助号2431684)。他们还在与密歇根州大急流城的3DCeram Sinto Inc.以及德克萨斯州阿灵顿的修复学家Amirali Zandinejad博士合作,后者曾是德克萨斯A&M大学牙科学院的副教授。

这项研究发表在《Ceramics International》杂志上,在进入当地牙医诊所之前,仍需要临床验证和监管批准。但当它实现时,你可以期待一个“我需要牙冠”不再意味着数周的临时牙齿和多次就诊的未来。进步是美丽的——而且即将变得更加方便。