科学网—牙科修复巅峰技术：金刚石假牙

已有 337 次阅读

2026-4-13 11:43

| 系统分类: 海外观察

一项新技术极大地加快了 3D打印氧化锆牙科修复体的生产速度，有望实现当天即可完成永久性修复治疗。

研究人员研发出一种氧化锆牙科修复体快速 3D打印方法，将脱脂时间缩短至30分钟以内，能够当天制作出高强度、个性化定制的牙冠。

牙科修复技术的巅峰成果或许即将到来。美国得克萨斯大学达拉斯分校的研究人员开发出一种方法，可在数小时内 3D打印出永久性氧化锆牙科修复体，为原本需要多次就诊的当天诊疗方案打开了大门。

氧化锆凭借其强度、耐用性和自然美观的外观，被公认为牙科修复材料的“黄金标准”。 但在此之前，真正意义上的3D打印技术始终无法在当天实现同等品质的修复体制作。

在美国国家科学基金会（ NSF）的资助下，该团队正致力于将这一工艺商业化，应用于牙冠、牙桥、贴面等多种牙科修复体。

“我们很高兴能推动椅旁3D打印全瓷氧化锆永久性牙科修复体的商业化进程，”埃里克·琼森工程与计算机科学学院机械工程教授马吉德·米纳里博士表示，“由于牙冠可在当天为每位患者个性化打印，这种方案能提供更强的定制化效果、更快捷的治疗，且患者只需一次就诊就能装上永久性修复体，十分便捷。”

实现当天 3D打印氧化锆牙科修复体的方法

得克萨斯大学达拉斯分校的研究人员研发出一种工艺，可实现当天 3D打印制作氧化锆牙科修复体。

3D打印牙冠的优势与现有局限

成品牙冠

由得克萨斯大学达拉斯分校研究团队技术制作完成的牙科牙冠。

牙冠用于修复受损或蛀蚀的牙齿，也可作为固定牙桥的基座，以替代缺失牙齿。如今，患者往往需要等待数天甚至数周才能装上永久性牙冠，期间有时只能使用临时修复体。

3D打印技术已开始改变这一漫长周期，实现更优的定制化效果与更高效的生产。但这一技术也存在取舍：现有的当天打印牙冠通常采用陶瓷树脂材料，这类材料加工更简便，却不具备氧化锆的长期强度。

目前市面上已有当天可用的氧化锆牙冠，但均通过切削加工而非 3D打印制成。该工艺需从整块氧化锆坯料上切削塑形，虽然有效，却会限制设计灵活性，且加工过程中可能产生微裂纹。

为突破这些局限，得克萨斯大学达拉斯分校研究团队及其合作者开发出一种方法，大幅缩短了 3D打印氧化锆修复体后的后处理时间。相关研究成果发表在《陶瓷国际》期刊9月印刷版上。该技术在广泛应用前，仍需通过临床验证并获得监管批准。

氧化锆牙冠快速脱脂技术突破，实现当天诊疗

氧化锆牙冠打印完成后，必须经过两道关键工序：脱脂与烧结。脱脂阶段需逐步加热，去除打印过程中用于粘结氧化锆颗粒的树脂，这一步通常耗时 20至100小时。树脂去除完毕后，牙冠进入烧结工序——这是一种类似窑炉烧制黏土的高温工艺，能将氧化锆颗粒熔合为致密耐用的结构。

“脱脂一直是整个工艺的瓶颈，”该论文通讯作者米纳里表示，“这一步必须极缓慢地进行。如果加快速度，被灼烧分解的聚合物会转化为气体，若气体无法及时排出，牙冠就会开裂甚至碎裂。20到100小时的脱脂时长，对于当天牙科诊疗来说完全不现实。这也是3D打印永久性氧化锆修复体尚未实现商业化的原因。”

马吉德 ·米纳里博士与迈赫迪·莫萨德格

得克萨斯大学达拉斯分校机械工程教授马吉德 ·米纳里博士与机械工程专业博士生迈赫迪·莫萨德格，在《陶瓷国际》9月刊中介绍了他们可实现当天3D打印氧化锆牙科修复体的技术。图片来源：得克萨斯大学达拉斯分校

这项新技术将脱脂时间缩短至 30分钟以内，让当天诊疗更具可行性。该工艺采用强化传热技术，并搭配可耐受超过2550华氏度（约1400摄氏度）高温的多孔石墨毡。石墨毡包裹住打印好的牙冠，使树脂分解产生的气体顺利排出，同时由真空系统将气体抽离。

“正是这些特性的结合，才让这项技术得以实现，”米纳里说，“借助我们的技术，若牙科医师想在椅旁为患者提供3D打印氧化锆牙冠，仅需数小时就能完成交付。”

Reference: “Single-step thermal debinding for ceramics vat photopolymerization in less than 30 minutes” by Mahdi Mosadegh, Moein Khakzad, Zahra Sepasi, Kalyan Nandigama, Golden Kumar and Majid Minary-Jolandan, 13 May 2025, Ceramics International .

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自孙学军科学网博客。 链接地址： https://blog.sciencenet.cn/blog-41174-1529881.html

上一篇： 释氢纳米酶自维持催化免疫治疗 下一篇： 重新认识一种隐藏的膳食化合物

主题：3D打印氧化锆