基于3D打印技术的假牙,龚 顺 李秀峰 王艳双 张金英 薛成宬 储昭志 中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室,1,主要目的,了解3D打印技术的概念，及在生医方向的广阔应用前景； 了解牙病常识，提高我们的卫生保健意识； 初步掌握假牙的技术要点.,2,主要内容,3D打印技术及其在生医应用 （ 龚顺） 牙病与假牙概述 （李秀锋） 假牙市场前景 （王艳双） 传统工艺下假牙的技术要点解析（张金英） 3D打印假牙的技术要点解析 （薛成宬） 总结比较及未来展望（储昭志）,3,1、3D打印技术及在生医应用,报告人：龚顺 中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室,基于3D打印技术的假牙,4,主要内容,3D打印技术 什么是3D打印技术 3D打印基本原理 3D打印技术分类 3D打印技术在生物医学工程中的应用,5,什么是3D打印技术,3D打印技术是20世纪80年代后期开始逐渐兴起的一项新兴制造技术。 它是指在计算机控制下，根据物体的计算机辅助设计(CAD) 模型或计算机断层扫描(CT)等数据，通过材料的精确3D堆积，快速制造任意复杂形状3D物体的新型数字化成型技术。,6,什么是3D打印技术,让世界认识3D打印的一把枪,7,3D打印基本原理,通过扫描或者设计得到三维模型 计算机处理三维模型得到分层的二维切片数据 3D打印机逐层打印,8,3D打印基本原理,9,3D打印技术分类,熔融沉积成型 光固化立体印刷（光敏树脂） 选择性激光烧结 3D喷印（粘结剂） 细胞打印（一般采用水凝胶基）,10,3D打印技术的优缺点,优点：快速自由定制 缺点：材料局限性精度不高,11,3D打印技术在生医工程中的应用,定制假肢,小儿肌肉萎缩无法使用成人假肢，3D打印定制,12,3D打印技术在生医工程中的应用,制造器官模型供临床研究,第一颗3D打印心脏,13,3D打印技术在生医工程中的应用,整容,Eric重获半张脸，恢复正常喝水能力。,14,2、牙病与假牙概述,报告人：李秀锋 中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室,基于3D打印技术的假牙,15,主要内容,常见牙病及治疗方法 牙周炎 龋齿 冠周炎 假牙概述 哪些情形应装假牙 假牙种类 不装假牙的危害 装假牙的问题,图片来源：.tw/itemphoto/MV-MHC-3330.gif,16,蒙娜丽萨的微笑,图片来源：,17,常见牙病及治疗方法,牙周炎 一般表现为牙龈红肿、牙齿疼痛、牙周出血、溢脓, 严重者出现牙槽骨吸收、牙根外露、牙齿松动, 最终往往导致牙齿脱落。 常用灭滴灵、牙周宁、牙周康等药物治疗, 治疗方法如牙周洁治、深部刮治、牙周手术等。,图片来源：,18,常见牙病及治疗方法,龋齿 俗称 “虫牙” 或 “蛀牙”, 是在以细菌为主的多种因素影响下, 发生在牙体硬组织上的一种进行性、慢性、破坏性疾病 多个牙面浅表的龋坏, 采用磨除龋坏部分, 用含氟、钙的药物涂布, 使牙齿表面再钙化；破坏较大, 可采用充填治疗，拔牙,龋齿,图片来源：,19,常见牙病及治疗方法,智齿冠周炎 下颌第三磨牙阻生, 覆盖牙冠的牙龈红肿。随着病情发展, 可引起局部肿痛、张口困难、咽痛、颌下淋巴结肿大等。严重者可发热、头痛、全身不适 清洗冠周盲袋内的食物残渣及分泌物。如局部已有脓肿形成, 要及时切开脓肿引流, 在肿痛处皮肤上敷用中药如意金黄散,20,哪些情形装假牙,有缺牙，维持牙齿的功能及恢复美观 牙齿做过根管治疗后，没有活性，会变得较脆容易被咬裂，因此也需要做牙套保护剩下的牙齿 蛀牙或缺损太大了，无法用填补的方法来修复,21,假牙的种类,活动牙：是通过卡环和牙托来固位支持的假牙 固定牙：是通过将两侧相邻天然牙磨小后，做3个牙冠相连接的桥体形式来恢复缺牙间隙的假牙 种植牙：是通过手术植入人工牙根来作为支持的假牙,图片来源：,活动牙,固定牙,活动牙,22,不装假牙的危害,咀嚼功能减退 口腔组织发生改变，影响到全口的牙齿排列 引发牙周组织病变，缺牙时间长，相邻牙向缺牙处倾斜，对颌牙伸长造成食物嵌塞，继而发生牙周病，长此以往会导致对颌牙的废用拔除 前牙的缺失往往影响美观和发音 齿音（知、吃、诗等） 唇齿音（分、飞、放等） 舌齿音（德、特、难等） 牙缺失还会引起颞颌关节的病变， 严重者出现张口受限、关节疼痛、 关节弹响等问题,图片来源： 3081068663.shtml,23,装假牙的问题,活动假牙 由于支托、卡环等因设计或制作的不合理等原因可分别造成基 牙疼痛损伤，牙音或软组织的损伤、影响发音、颞颌关节紊乱以及其他牙的丧失 固定假牙 由于牙套边缘不密贴，外形不一致有悬突，边缘抛光不够或过长，与邻牙接触不好，磨牙操作不当，磨牙过多或过少，假牙咬合过高以及设计不合理等各种原因可造成基牙继发龋、牙周炎、基牙松动、牙齿移位、扭转、松动、脱落等 种植假牙 缝合过紧或过松，加上种植牙的清洁工作不到位诱发感染，操作不当，引发粘膜或皮下出血,24,3、假牙市场应用前景,报告人：王艳双 中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室,基于3D打印技术的假牙,25,主要内容,1. 国际市场 a ：人口老化现况及展望 b ：全球假牙出口金额 2. 国内市场 a ：中国每百万人牙医数量 b ：全国 老年人龋齿率、缺齿率 c ：牙科设备的进口 d ：假牙费用,26,人口老化现况及展望,此外，据联合国资料显示 ，全球老年人口(60岁以上)占总人口比率，将由1950年的8%、2011年的11%，上升至2050年的22%，其中80岁以上超高龄人口上升更快 。另预估2045年，全球老年人口将首次超越儿童(15岁以下)人口。,2011年全球人口老龄化最严重的10个国家,资料来源：联合国,国际,27,人口老化现况及展望,2011至2050年老年人口比率增长变化,数据来源：联合国,依联合国及OECD相关研究报告显示，近年来，多数国家由于国民预期寿命延长、妇女生育率降低，以及第二次世界大战后婴儿潮世代陆续届临退休，人口老化现象日益普遍；由于医药发达，以及妇女生育率可能持续下降 ，未来人口结构老化现象难以逆转。伴随着世界各地老龄化程度的加剧，假牙市场则迎来了新的发展机遇，全球市场对假牙的需求将进一步提升。,国际,28,全球假牙出口金额,2005-2013年全球假牙出口金额及增速（亿美元，%）,资料来源：智研数据研究中心整理,国际,29,中国每百万人牙医数量,国内,资料来源：国家统计局、Straumann、智研数据中心整理,国外发达国家相比，中国的口腔市场尚处于发展的初级阶段，和印度基本处于同一水平线。每百万人牙医数量来看，中国只有100名左右，远低于欧美发达或中等发达国家500-1000名的水平，显示中国牙科市场目前仍然很不发达；同为发展中国家的巴西每百万人的牙医配备数量为870名，印度为33名，但中国的人口平均年龄已经超过35岁，高于巴西和印度。,30,全国 老年人龋齿率、缺齿率,国内,全国口腔调查情况显示，我国35岁-44岁年龄段人群的龋齿率为88.1%，其中只有8.4%得到了治疗，57.6%缺；65-74岁老年人的龋齿率更高，达到了98.4%，其中只有1.9%得到了治疗。而有统计显示，我国牙颌畸形的发病率在30-50%，长沙的一项统计显示18岁以上就诊成人牙颌畸形发病率达到73%，但是正规治疗率只有15.4%。这说明中国的牙科治疗的意识仍不普及，有很大的市场潜力尚未被发掘；而且随着老龄化趋势的继续，这一潜力也会随之增大。,资料来源：第三次全国口腔健康普查,31,牙科设备的进口,国内,牙齿固定件进口金额数据,牙科X射线设备进口增长迅速,资料来源：国家海关,从一些牙科设备的进口数据来看，牙科用X射线设备进口金额近三年的复合增长率接近60%，牙齿固定件的进口金额的复合增长率也达到50%以上；假牙的进口数量在15%左右，牙椅的进口数量则相对稳定。前两类设备的快速增长可能在一定程度上反映了正畸、种植以及其他一些中高端牙科诊疗需求的快速上涨。,32,假牙费用,国内,烤瓷牙种类不同价格也不同。烤瓷牙种类分为贵金属烤瓷牙、半贵金属烤瓷牙、非金属烤瓷牙、全瓷牙烤瓷牙种类是决定价格的主要原因，烤瓷牙的材料不同在加工工艺上也会有区别，因此瓷牙价格也会有所不同。,种植牙,烤瓷牙,33,假牙费用,国内,34,假牙费用,国内,35,4、传统工艺下假牙的技术要点解析,报告人：张金英 中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室,基于3D打印技术的假牙,36,传统工艺下假牙的技术要点解析,1.技术方面 2.材料方面 3.设备方面,37,一、假牙分类,二、补牙方法,嵌体、填料 核冠、桩冠 种植体牙冠 固定桥 CAD-CAM修复体,技术发展,1.种植体固位的覆盖义齿 2.弹性义齿（隐形义齿）联合铸造金属支架 3.超塑成形技术制作假牙 4.应用 Propeller 技术 5.CAD/CAM加工义齿技术 对经历磨合期后的假牙进行三维模型重建 6.正畸矫正、瓷贴面 7.陶瓷为植入学提供了两个着手的方法：一个是创制一种有孔材料； 另一个是在骨与陶瓷之间创制一种化学键。陶瓷材料的钙磷比例可类同骨质,以便有利于骨和陶瓷之间的结合。 8.“一次置入式”瓷料补牙新技术 9.“第三牙齿”不输天然牙,40,三、义齿材料,材料选择考虑因素：,生物学条件：具备人体相容性、无异物反应、无变态反应、无致癌性、无抗原性、无毒。 力学条件:高强度、高比强度;弹性模量接近骨,能促进材料与人体之间界面的牢固结合;良好的韧性;不发生疲劳现象;高的耐磨耗性。 化学条件:良好的耐蚀性、耐腐蚀疲劳、耐磨耗腐蚀疲劳、不产生有害重金属离子的溶出物。 其他条件:非磁性、加工性能及功能材料特性。及舒适度，发音能力，咀嚼能力，患者满意度等,41,三、假牙材料,雕刻的骨或象牙（异体牙移植），金属和宝石，陶瓷，玻璃碳，聚（甲基丙烯酸甲酯），密胺树脂等 1.牙种植体按其材料不同，大体上可分为 5 种类型 金属与合金材料类 陶瓷材料类 碳素材料类 高分子材料类 复合材料类 2.透明的塑料“隐形”牙箍、牙齿美容液（合成树脂，白而自然，除去表膜时，去除污垢） 目前，常用的种植体材料主要是钛，涂层也以钛或钛合金为基料。 另外，氧化锆，添加10%ZrO2纳米粉的纳米复合陶瓷应用潜力无穷,假牙材料,其中填充材料主要：银汞合金、复合树脂、玻璃离子、复合体 新型补牙材料：纳米陶瓷材料 人造牙釉（钙和磷酸盐）：它在填补进人牙齿之后,会从自身内部释放出矿物质进人牙齿当中,促进牙齿生成新的珐琅质,有效地修补人们牙齿中钙、磷等重要矿物质流失而出现的龋齿,防止龋齿继续发生。 “第三牙齿”：先大量培养患者智齿附近的牙齿干细胞,然后制成齿胚,在牙的模型里培育成牙齿,最后植人拔牙后留下的牙床空穴。 “第三牙齿”和天然牙一样可向大脑传递信息,四、牙科设备,牙科治疗椅,种牙机,光固化机,44,牙科设备,45,5、3D打印假牙的技术要点解析,报告人：薛成宬 中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室,基于3D打印技术的假牙,46,整体思路,3D技术打印假牙全过程： （视频）,47,整体思路,48,技术要点扫描,扫描：准确、便捷的获取患者牙齿和全牙列的三维形态数据 旧方法：测量离体牙、石膏模型 新方法：螺旋CT、锥形束CT（CBCT） 螺旋CT 射线辐射剂量大、成本高、图像质量易受分辨率等因素的限制，因此其在口腔领域的应用受到限制。 CBCT 锥形束CT(Cone beam CT,简称CBCT)又称为锥形束计算机断层扫描技术，是最新一代的CT机 。 ,49,技术要点扫描,CBCT 原理 放射较低剂量的锥形束X线围绕 投照体做环形投照。 操作方法 患者可取坐位或站位，头部放正 且中线与CBCT中线保持一致，两 眼平视前方，拍摄过程中保持不动， CBCT只需旋转360度即可获取重建 所需的全部原始数据。,50,技术要点扫描,CBCT 优点 射线辐射剂量低 (相当于螺旋CT放射剂量的1/301/100 ) 数