根据3D科学谷的市场观察，在各类义齿修复材料中，全瓷牙兼具美观性和生物相容性，预计未来临床普及率将不断提升。目前临床应用较多的义齿全瓷材料包括氧化锆基全瓷，氧化铝基全瓷、白榴石全瓷、氧化锂基全瓷等。根据东兴证券的估算，国内种植牙用的全瓷牙市场规模超过20亿元，未来潜在市场空间约200亿元。
随着3D打印技术的发展，Desktop Metal旗下的Desktop Health 推出了专为牙科专业人员设计的高精度 3D 打印机 Einstein 系列，以及获得 FDA 批准永久使用的最强牙科陶瓷树脂 Flexcera Smile Ultra+。
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飞速迭代的牙科技术
根据3D科学谷，目前的全瓷冠（如氧化锆）CAM 铣削加工中，陶瓷零件是由预制毛坯在预烧结状态下加工而成的，由于陶瓷固有强度较低，铣削加工中薄边框可能会出现断裂，从而导致设计和制造出来的零件之间出现明显的差异。基于这个原因，薄边框和边缘通常需要在这些区域进行过度的轮廓设计，以防止加工过程中边缘断裂。然而，这也导致这些区域中大量的后处理工作。陶瓷3D打印技术为牙冠修复提供了新的设计自由度，同时有望克服标准陶瓷牙冠加工的技术限制。
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长期稳定性的3D打印陶瓷牙科修复体
正如Desktop Metal的陶瓷树脂Flexcera Smile Ultra+名称中所意味的Smile-微笑，由于其优异的生物相容性，陶瓷材料被推荐为首选材料，从牙齿修复体、种植体到植骨材料，都是首选材料。与金属不同的是，陶瓷材料不存在离子释放或腐蚀问题，而且在软组织和硬组织中都具有长期稳定性。此外，在制作修复体时，陶瓷材料也显示出了显著的优势，可以使修复体长期看起来尽可能的自然。从美学的角度来看，全瓷修复材料在光学上模仿天然牙的效果比金属有明显的优势；在牙龈退缩的情况下，在牙龈区域和种植体都不会出现灰色阴影。
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Desktop Health 推出了Einstein系列，据称这是专为牙科专业人员设计的高精度 3D 打印机系列，以及 Flexcera Smile Ultra+，据称这是有史以来获得 FDA 批准永久使用的最强牙科树脂之一。借助这种 3D 打印机和材料的组合，牙科专业人士可以使用所需的组合来为个体患者提供准确的3D打印牙科修复体，用于在各种应用中进行永久性和临时性牙齿修复。
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据悉，将先进的树脂科学与 3D 打印技术相结合，可提供卓越的强度、美观性和耐用性。通过Einstein打印机与Flexcera Smile Ultra+树脂的组合，牙医现在可以在几分钟内打印出贴面、牙桥、牙冠、假牙、嵌体、高嵌体等。从而可以使用具有陶瓷强度的美观、实用、当日的牙科修复体——额外的好处是将患者的等待时间从几周缩短到几个小时。
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利用数字光处理 (DLP) 技术，Einstein 打印机采用专有的 NanoFit 385 技术设计，以确保每次应用都能获得准确的贴合度和自然的外观以及令人惊叹的清晰度。据悉，Einstein 打印机配备 Hyperprint技术以利用热量和闭环软件升级，现在提供卓越的准确性，速度比其前身快 50%。
Einstein 系列可用于多种 3D 打印解决方案，以满足从临床医生到实验室的特定客户需求。Einstein 打印机与专有的树脂科学和技术相结合，Einstein 系列包括 Einstein，专为普通牙医设计，可实现椅旁打印；Einstein Pro，专为小型牙科实验室和专家设计；以及专为高产量牙科实验室设计的 Einstein Pro XL，提供该系列中最大的构建范围。
最早的Flexcera Smile Ultra+ 于 2020 年首次推出，用于临时牙科应用，是 FDA 510(k) 批准的 2 类医疗设备，用于永久性、可打印的牙科修复。它采用陶瓷长链化学成分配制而成，以确保理想的性能。当与 Einstein 3D 打印机配合使用时，牙科服务提供者现在可以在当天打印牙冠、牙桥、贴面、全口和部分假牙。
更新的Flexcera 树脂在牙科修复体中提供高抗断裂性，其抗断裂性是一般树脂所制造的陶瓷修复体的三倍；并具有防止染色或变色的防潮性；抗断裂性与防染色防变色的结合使得3D打印陶瓷修复体的整体自然美学提升，为患者提供逼真的牙齿半透明，带来舒适、强度和柔韧性的结合。
3D打印陶瓷牙科修复体的技术逻辑
根据TCT亚洲视角，氧化锆通常被称为 “陶瓷钢”，在修复牙科领域里，氧化锆通常被用于修复缺失的牙齿或牙齿物质，通过牙齿支撑冠、固定式牙齿修复体（FDP）和有缺陷的修复体（如咬合贴面）来修复。氧化锆也可以通过种植牙和种植体支撑修复体来替代缺失的牙齿。
加工氧化锆的CAM(计算机辅助制造)程序是通过减法技术进行加工的，也就是说，前述中的氧化锆零件是由预制的氧化锆毛坯在预烧结状态，即所谓的白体状态下加工而成。在这种状态下，氧化锆的固有强度较低。由于这一事实，在减法加工过程中，薄边框可能会出现断裂，从而导致设计和制造出来的零件之间出现明显的差异。
根据TCT亚洲视角，基于这个原因，薄边框和边缘通常必须在这些区域进行过度的轮廓设计，以防止加工过程中边缘断裂。然而，这也导致这些区域中大量的后处理工作。由于牙冠边缘和牙合面是牙冠和牙桥修复体的一个非常重要的区域，因此，后处理必须在立体显微镜下进行，这种后处理是相当耗费时间和成本的。此外，咬合面的裂隙也需要进行后处理，因为旋转器械只能在有限的范围内重现经典的锥形裂隙几何形状。
随着对美学和性能要求的不断提高，陶瓷3D打印作为一种解决方案应运而生，满足了牙科领域的挑战。它提供了新的设计自由度，使复杂的3D无金属应用可以逐层生产，同时可以克服标准陶瓷工艺的技术限制。
陶瓷3D打印义齿的商业化脚步
在陶瓷3D打印义齿应用商业化发展中，根据3D科学谷的市场观察，欧洲老牌齿科企业的商业化脚步更快一步。2020年Bego和Straumann这两家著名齿科企业都在陶瓷3D打印义齿领域有了新动向。
Bego 贝格推出了一种用于光固化3D打印的陶瓷复合材料，该材料可用于制造永久性单冠、嵌体、高嵌体、贴面。Bego 公开了通过这一材料制造的3D打印陶瓷牙冠的长期稳定性研究结果。
著名牙科企业 Straumann 集团是陶瓷增材制造技术的早期采用者，Straumann 已通过该技术进行新产品迭代与概念验证。日前，双方宣布将合作推广陶瓷纳米射流3D打印技术在牙科最终产品生产中的应用。
知之既深，行之则远，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察，3D科学谷在《3D打印与牙科行业白皮书》中，对3D打印技术在义齿数字化加工中的应用进行了分析，并在最新《3D打印与陶瓷白皮书》中对陶瓷增材制造技术的挑战与发展进行了分析。敬请前往白皮书，进一步了解3D打印陶瓷义齿技术。
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