近年来随着金属材料、制造技术以及计算机的快速发展,一种金属成型新方法被广泛应用。3D打印快速成型技术成功地应用于航空航天、军事及医疗行业,虽其在口腔医学的应用较晚,但已广泛渗透到口腔的各分支学科中,对口腔修复体的加工和个性化制作起到了很大地推动作用。
选择性激光熔覆(SLM)是一种3D打印技术,将创建的CAD模型使用专用分层软件进行切片处理,然后将处理的层信息录入计算机,激光束依据信息将原材料粉末进行选区扫描并将扫描的粉末熔化,之后冷却为固体,待一层加工完成后,工作台下降一定的距离,铺粉再次重复上述过程直至整个产品加工完成。
SLM制作的零件可获得良好的性能,其原因在于该技术可改变材料的微观结构。其技术特点在于以激光作为热源,使原材料完全熔化后快速凝固冷却。选择性激光熔覆制作的修复体密度可达到100%,具有数字化、智能化、无需模具、可自由成型任何复杂零件、制作周期短以及节省材料等优点,很适合在口腔医学领域应用。
选择性激光熔覆技术最早在1995年由德国亚琛工业大学ILT研究院提出,之后该项技术迅速发展。近些年,SLM技术和设备的研发成为国内外研究的热点。德国EOS、SLMSolutions以及ConceptLaser公司都研制了不同型号的机器。国内西安铂力特、华中科技大学以及南京航空航天大学先后研发了选择性激光熔覆设备。
目前,选择性激光熔覆技术已在工业产品、航空航天、国防、汽车和医疗等领域广泛应用,虽在口腔方面才刚刚开始,但发展迅速,将会是一种非常有发展前景的口腔修复体成型新方法。
SLM技术在口腔颌面外科领域的应用
口腔颌面外科修复的一大难题是颌面缺损,目前常用的是自体骨移植,不仅使患者承受更大的手术创伤,还不能达到满意的修复效果。利用选择性激光熔覆技术制备的钛修复体具有良好的机械性能、力学性能和良好的生物相容性,其可满足临床需求。TsuKanaka等利用SLM技术和纯钛粉末成功制造出了人工骨。近年来,有众多学者使用选择性激光熔覆技术制作了多孔骨植入材料,通过多孔化的设计来改善植入体在体内的长期疗效。
SLM技术在口腔正畸领域的应用
目前,常用的成品托槽存在准确定位较困难、精细调节较复杂等问题,所以寻求数字化新技术制作个性化托槽受到了很大地关注。曾有学者利用选区激光熔化技术制作了个性化舌侧托槽。选择性激光熔覆最大优点是可制作复杂精密结构的试件,具有很大的柔性,对于细小、精细的口腔器械,利用SLM技术可直接制作。
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