引言

由(you)于腫瘤、炎(yan)癥、損傷、先(xian)天性(xing)(xing)畸(ji)形導致的(de)(de)骨(gu)缺(que)(que)損，可(ke)使患(huan)者(zhe)(zhe)面(mian)部畸(ji)形，影響咀(ju)嚼、吞咽、語言(yan)功(gong)能。口(kou)腔(qiang)頜面(mian)結(jie)構(gou)復(fu)雜(za)，缺(que)(que)損部位形態隨機(ji)，個性(xing)(xing)化(hua)特征非常(chang)明顯，對植入體(ti)或修復(fu)體(ti)的(de)(de)個性(xing)(xing)化(hua)要(yao)求相當高。修復(fu)體(ti)植入后，會(hui)受(shou)到頜面(mian)部肌(ji)肉(rou)的(de)(de)牽拉(la)，承擔咀(ju)嚼壓力。所以(yi)，除了要(yao)恢復(fu)患(huan)者(zhe)(zhe)的(de)(de)顏面(mian)部形態，修復(fu)體(ti)還需(xu)要(yao)有(you)一定(ding)的(de)(de)機(ji)械強度，以(yi)確保(bao)其能夠(gou)在 體(ti)內行使正常(chang)功(gong)能，最好還能夠(gou)負載成(cheng)骨(gu)細胞促進(jin)頜骨(gu)再生[1]。3D打印(yin)技(ji)術可(ke)滿足(zu)頜骨(gu)缺(que)(que)損的(de)(de)個性(xing)(xing)化(hua)設(she)計和(he)制(zhi)作，鈦(tai)及鈦(tai)合(he)金種植體(ti)具(ju)有(you)較(jiao)高的(de)(de)強度，較(jiao)低(di)的(de)(de)彈性(xing)(xing)模量，在口(kou)腔(qiang)領(ling)域具(ju)有(you)獨(du)特優勢(shi)[2]。

3D打(da)(da)印(yin)技(ji)術(shu)又稱增(zeng)材制造，是在三(san)維(wei)設計模型的(de)基礎上，利用連續分(fen)層打(da)(da)印(yin)，通過逐(zhu)層疊加(jia)，形成(cheng)三(san)維(wei)實體的(de)技(ji)術(shu)[3]。3D打(da)(da)印(yin)技(ji)術(shu)個體化(hua)特征明(ming)顯，制作(zuo)精(jing)度(du)高，加(jia)工周期短，可最大(da)限度(du)地降低成(cheng)本，提高生(sheng)產效(xiao)率。近年(nian)來，3D打(da)(da)印(yin)技(ji)術(shu)在口腔(qiang)(qiang)(qiang)醫學領域(yu)的(de)研(yan)究及應用呈上升趨勢。口腔(qiang)(qiang)(qiang)修復學、口腔(qiang)(qiang)(qiang)種(zhong)植學、口腔(qiang)(qiang)(qiang)正(zheng)(zheng)畸學和口腔(qiang)(qiang)(qiang)內(nei)科(ke)學[4-5]都有所涉(she)及，如冠橋(qiao)、種(zhong)植體基臺的(de)制作(zuo)、義齒支架和正(zheng)(zheng)畸弓絲等。

隨著口腔醫(yi)學(xue)的(de)(de)不斷發展，3D打印(yin)材料(liao)的(de)(de)研究已成為(wei)研究重(zhong)點。 生物(wu)醫(yi)用材料(liao)直接與生物(wu)體接觸，可修復、替代缺損(sun)骨(gu)(gu)組(zu)(zu)織(zhi)，誘導骨(gu)(gu)組(zu)(zu)織(zhi)再生，恢復骨(gu)(gu)組(zu)(zu)織(zhi)功(gong)能(neng)(neng)[6]。 近年來生物(wu)醫(yi)用材料(liao)被(bei)廣(guang)泛應用于軟(ruan)硬組(zu)(zu)織(zhi)修復的(de)(de)醫(yi)療領(ling)域[7]。鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合金憑借其(qi)良好的(de)(de)力學(xue)性能(neng)(neng)，優(you)良的(de)(de)抗(kang)生理腐蝕性能(neng)(neng)、優(you)異的(de)(de)生物(wu)相(xiang)容性等優(you)點，被(bei)視為(wei)理想(xiang)的(de)(de)3D打印(yin)材料(liao)。

1、3D打印鈦的表面改性

鈦及鈦合金的(de)3D打印技術已在口腔頜面部(bu)的(de)修(xiu)復(fu)、牙體(ti)組織的(de)修(xiu)復(fu)、種(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)體(ti)制(zhi)(zhi)造[8]等領域(yu)被廣(guang)泛應(ying)用(yong)。可制(zhi)(zhi)作(zuo)多孔支(zhi)(zhi)架(jia)用(yong)于頜骨缺損(sun)的(de)修(xiu)復(fu)，制(zhi)(zhi)作(zuo)金屬內冠、全冠、可摘(zhai)義(yi)齒支(zhi)(zhi)架(jia)、個(ge)性(xing)化舌側托(tuo)槽等[9-10]。和(he)傳(chuan)統的(de)種(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)入體(ti)一樣，3D打印鈦種(zhong)(zhong)植(zhi)(zhi)體(ti)也存在生物惰性(xing)等問題：例如彈(dan)性(xing)模量較骨組織高，抗剪強度(du)、摩擦特性(xing)低，細(xi)胞毒性(xing)和(he)潛在的(de)過敏性(xing)等。

這(zhe)易導致鈦種植(zhi)(zhi)體(ti)(ti)(ti)和骨(gu)(gu)組織(zhi)不(bu)相融，在植(zhi)(zhi)入(ru)體(ti)(ti)(ti)內后(hou)使骨(gu)(gu)結合(he)(he)時間(jian)延(yan)長、骨(gu)(gu)結合(he)(he)強度將低。如何(he)將3D打(da)(da)印技(ji)術與(yu)提高(gao)材料(liao)的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)相容性(xing)和骨(gu)(gu)整合(he)(he)能力相結合(he)(he)，使3D打(da)(da)印鈦種植(zhi)(zhi)體(ti)(ti)(ti)與(yu)骨(gu)(gu)組織(zhi)的(de)結合(he)(he)更加(jia)牢固(gu)，骨(gu)(gu)愈合(he)(he)時間(jian)縮短(duan)，骨(gu)(gu)結合(he)(he)力提高(gao)？這(zhe)些問題受到了研究(jiu)者的(de)廣(guang)泛(fan)關(guan)注。3D打(da)(da)印鈦植(zhi)(zhi)入(ru)體(ti)(ti)(ti)的(de)表面(mian)處理(li)借鑒了傳(chuan)統(tong)鈦植(zhi)(zhi)入(ru)體(ti)(ti)(ti)表面(mian)改(gai)性(xing)的(de)方法，主要包括(kuo)物(wu)理(li)改(gai)性(xing)、化學(xue)改(gai)性(xing)和生(sheng)(sheng)物(wu)化學(xue)改(gai)性(xing)[11]。

1.1物理改性

物(wu)理(li)改性(xing)(xing)是(shi)依靠動能、熱(re)能、電能將(jiang)離(li)(li)子、陶瓷、金屬等(deng)材(cai)料結合到(dao)種(zhong)植(zhi)體表(biao)面形成涂層的(de)方法。該過程無化(hua)(hua)學反應參(can)與，主要(yao)包(bao)括鈦漿噴覆(fu)、激(ji)光處理(li)、噴砂酸(suan)蝕、電解(jie)蝕刻、物(wu)理(li)氣相(xiang)沉積、離(li)(li)子注入、表(biao)面陶瓷化(hua)(hua)等(deng)。Kim等(deng)[12]將(jiang)Sr注入到(dao)鈦表(biao)面，證明(ming)Sr的(de)釋放(fang)可促進脂(zhi)肪(fang)干細胞在(zai)納米(mi)鈦材(cai)料表(biao)面的(de)黏附(fu)，同時堿性(xing)(xing)磷酸(suan)酶、骨(gu)鈣(gai)素、RANKL等(deng)相(xiang)關成骨(gu)因子的(de)表(biao)達也相(xiang)應增加。Traini等(deng)[13]通過激(ji)光燒結加工(gong)成型梯度化(hua)(hua)結構的(de)多孔Ti-6Al-4V牙科種(zhong)植(zhi)體，結果(guo)表(biao)明(ming)，其(qi)具有良好(hao)(hao)的(de)理(li)化(hua)(hua)性(xing)(xing)能，并且功能梯度材(cai)料的(de)牙種(zhong)植(zhi)體更好(hao)(hao)地適應骨(gu)的(de)彈性(xing)(xing)特(te)性(xing)(xing)。

1.2化學改性

化(hua)學改(gai)(gai)性是使用(yong)(yong)化(hua)學試(shi)劑，發生(sheng)化(hua)學反應，以改(gai)(gai)變種植體表(biao)(biao)面(mian)的(de)化(hua)學特性，使之與(yu)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)產生(sheng)相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)，從(cong)而改(gai)(gai)變細(xi)(xi)胞(bao)(bao)的(de)結(jie)構和功能。主要方法包括陽(yang)極(ji)氧化(hua)、酸(suan)堿處(chu)理(li)、溶膠(jiao)凝膠(jiao)、化(hua)學氣相(xiang)沉積等膜(mo)層改(gai)(gai)性方法。張欣蔚[14]采用(yong)(yong)電(dian)化(hua)學沉積法在3D打(da)印多孔鈦植入體表(biao)(biao)面(mian)制備殼聚糖/羥基磷灰石復合(he)涂層，結(jie)果表(biao)(biao)明(ming)經過復合(he)涂層的(de)處(chu)理(li)后，3D打(da)印 鈦表(biao)(biao)面(mian)的(de)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)增殖(zhi)、分化(hua)性能都有(you)所提高。MARYCZ等[15]使用(yong)(yong)溶膠(jiao)-凝膠(jiao)法將生(sheng)物活性鞘脂S1P融入二(er)氧化(hua)鈦涂層，降低其表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)，結(jie)果表(biao)(biao)明(ming)二(er)氧化(hua)鈦/S1P上的(de)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)生(sheng)成骨(gu)結(jie)節數量(liang)增多，成骨(gu)因子(zi)的(de)表(biao)(biao)達也(ye)顯著增加。

1.3生物化學改性

生物(wu)化(hua)學改(gai)性(xing)是將生長因(yin)子、蛋白(bai)質、抗菌(jun)藥物(wu)[16-19]固定到(dao)修(xiu)復體(ti)(ti)(ti)表面(mian)，以誘導成骨細胞(bao)(bao)分化(hua)，促進(jin)修(xiu)復體(ti)(ti)(ti)與骨組織結合。主要(yao)包(bao)括化(hua)學固定法(fa)(fa)、物(wu)理吸(xi)附(fu)法(fa)(fa)和涂層(ceng)載體(ti)(ti)(ti)法(fa)(fa) [20]。相(xiang)對(dui)于(yu)傳統的化(hua)學、物(wu)理方法(fa)(fa)，生物(wu)化(hua)學改(gai)性(xing)在促成骨細胞(bao)(bao)增殖分化(hua)方面(mian)效果更明顯。李賽娜等[21]通過(guo)偶聯(lian)劑將膠(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)分子固定在3D打印的鈦(tai)合金(jin)（Ti-6Al-4V）片上，研究顯示，膠(jiao)(jiao)原(yuan)(yuan)分子的存(cun)在提高了(le)3D打印鈦(tai)合金(jin)表面(mian)的細胞(bao)(bao)增殖、活性(xing)以及生物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)。Kumar等[22]用細胞(bao)(bao)外基質修(xiu)飾(shi)3D打印鈦(tai)支架(jia)(jia)，結果顯示支架(jia)(jia)上細胞(bao)(bao)的功(gong)能和材料的生物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)都有所(suo)提高。

生(sheng)(sheng)物分子領域(yu)(yu)和材料領域(yu)(yu)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)者(zhe)們(men)一直(zhi)在(zai)(zai)尋求通用的(de)表(biao)面改性(xing)方法(fa)，使之可在(zai)(zai)植入體表(biao)面快(kuai)速(su)、有效地固定生(sheng)(sheng)物活(huo)性(xing)分子，并且能根據表(biao)面要(yao)(yao)求的(de)需要(yao)(yao)進(jin)行(xing)相應的(de)功能修飾。種植體表(biao)面的(de)改性(xing)研(yan)究(jiu)(jiu)為口(kou)腔醫(yi)學(xue)的(de)發(fa)展提供了新的(de)方向，隨著科技(ji)的(de)迅速(su)發(fa)展，材料的(de)表(biao)面改性(xing)在(zai)(zai)醫(yi)學(xue)領域(yu)(yu)也將迅速(su)發(fa)展，成為生(sheng)(sheng)物醫(yi)用植入體領域(yu)(yu)重(zhong)要(yao)(yao)研(yan)究(jiu)(jiu)方向之一。

2、3D打印鈦種植體的臨床應用

2.1口腔種植學

鈦金屬(shu)3D打(da)印技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)出現極(ji)大地推動了牙(ya)(ya)體(ti)(ti)種(zhong)(zhong)植學的(de)(de)(de)發展，該技(ji)術(shu)可以在種(zhong)(zhong)植體(ti)(ti)制造(zao)的(de)(de)(de)過程(cheng)中用激(ji)光束處理種(zhong)(zhong)植體(ti)(ti)，使其形(xing)成(cheng)多(duo)孔的(de)(de)(de)粗(cu)糙表面(mian)，還能(neng)夠根(gen)據患者(zhe)X線的(de)(de)(de)三維影像數據，制備與(yu)患牙(ya)(ya)牙(ya)(ya)根(gen)形(xing)態及大小一致的(de)(de)(de)個性化種(zhong)(zhong)植體(ti)(ti)，并于(yu)拔牙(ya)(ya)同(tong)期植入[23]，簡(jian)化診療過程(cheng)、減少手術(shu)創傷(shang)，縮短愈合(he)時間(jian)，實現病牙(ya)(ya)的(de)(de)(de)即刻置換。有研究表明，3D打(da)印的(de)(de)(de)鈦合(he)金種(zhong)(zhong)植牙(ya)(ya)可仿造(zao)牙(ya)(ya)槽骨的(de)(de)(de)天然結(jie)(jie)構，表面(mian)密布三維貫通(tong)的(de)(de)(de)窩(wo)溝，誘導(dao)成(cheng)骨細胞在窩(wo)洞中再生(sheng)[24]。Tunchel等[25]對110例(li)使用3D打(da)印鈦合(he)金種(zhong)(zhong)植體(ti)(ti)的(de)(de)(de)患者(zhe)進行了評估，結(jie)(jie)合(he)3年的(de)(de)(de)隨訪結(jie)(jie)果顯示：該種(zhong)(zhong)植體(ti)(ti)能(neng)恢(hui)復缺損的(de)(de)(de)單顆牙(ya)(ya)間(jian)隙，成(cheng)功(gong)率較高。

Cucchi等[26]用3D打印鈦網(wang)對(dui)無(wu)牙(ya)頜種植(zhi)術(shu)后(hou)的患(huan)者進(jin)(jin)行了骨增量治療(liao)。術(shu)前對(dui)骨增量區域和種植(zhi)體植(zhi)入區域進(jin)(jin)行了個性化設(she)計，制(zhi)作了3D打印鈦網(wang)，術(shu)后(hou)CT及回訪顯示(shi)患(huan)者對(dui)治療(liao)效果(guo)滿(man)意。

2.2口腔頜面外科

3D打(da)印(yin)技術(shu)(shu)能夠(gou)直觀(guan)立體地還原患區的(de)(de)(de)缺(que)損形(xing)(xing)(xing)態，制(zhi)備的(de)(de)(de)個(ge)性(xing)化鈦(tai)網，精度高(gao)、外(wai)形(xing)(xing)(xing)好、術(shu)(shu)中操作簡便，手(shou)術(shu)(shu)風險降低，有效推動了(le)面部骨(gu)缺(que)損的(de)(de)(de)診(zhen)斷、手(shou)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)模擬及(ji)(ji)術(shu)(shu)中復(fu)位(wei)的(de)(de)(de)發展。周小義等(deng)[27]根(gen)據影(ying)像學資料，制(zhi)作3D打(da)印(yin)鈦(tai)手(shou)術(shu)(shu)導板(ban)(ban)，借助軟(ruan)件(jian)進(jin)行(xing)虛擬手(shou)術(shu)(shu)設計，指(zhi)導髁突(tu)骨(gu)軟(ruan)骨(gu)瘤及(ji)(ji)繼發牙頜面畸形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)手(shou)術(shu)(shu)矯治，術(shu)(shu)后(hou)結果(guo)顯(xian)(xian)示患者(zhe)顏面對(dui)稱， 功(gong)能恢(hui)復(fu)良好。Suska等(deng)[28]用(yong)個(ge)性(xing)化3D打(da)印(yin)鈦(tai)合(he)(he)金假體對(dui)一下(xia)(xia)頜骨(gu)體及(ji)(ji)下(xia)(xia)頜角缺(que)失的(de)(de)(de)患者(zhe)進(jin)行(xing)治療，術(shu)(shu)后(hou)患者(zhe)外(wai)形(xing)(xing)(xing)輪廓及(ji)(ji)功(gong)能恢(hui)復(fu)較好。李金等(deng)人[29]報道了(le)9例下(xia)(xia)頜骨(gu)腫瘤或腫瘤術(shu)(shu)后(hou)缺(que)損的(de)(de)(de)病例，利用(yong)3D打(da)印(yin)技術(shu)(shu)重建鈦(tai)板(ban)(ban)，結合(he)(he)腓(fei)骨(gu)肌皮瓣(ban)修(xiu)復(fu)下(xia)(xia)頜骨(gu)缺(que)損。結果(guo)顯(xian)(xian)示患者(zhe)的(de)(de)(de)腓(fei)骨(gu)肌皮瓣(ban)成活，咬合(he)(he)關系(xi)正常(chang)，無(wu)并發癥(zheng)，患者(zhe)外(wai)形(xing)(xing)(xing)恢(hui)復(fu)良好。

2.3口腔正畸學

在正(zheng)畸方(fang)(fang)面(mian)，3D打印(yin)技(ji)術(shu)(shu)可以定制各種(zhong)類型的(de)矯治器(qi)，如固位器(qi)、擴弓器(qi)、個性(xing)(xing)化(hua)帶環、生物調節器(qi)、牙(ya)(ya)合板(ban)、雙牙(ya)(ya)合板(ban)等[30]。目前(qian)學者(zhe)們將(jiang)錐體(ti)束(shu)CT和3D打印(yin)技(ji)術(shu)(shu)結(jie)合設計(ji)出個性(xing)(xing)化(hua)鈦板(ban)用(yong)于前(qian)方(fang)(fang)牽引。國內學者(zhe)梁舒然等[31]報(bao)道了(le)一例因上頜骨(gu)(gu)(gu)發育(yu)不足導致的(de)骨(gu)(gu)(gu)性(xing)(xing)Ⅲ類錯牙(ya)(ya)合的(de)病例，他們用(yong)術(shu)(shu)前(qian)錐體(ti)束(shu)CT，結(jie)合數字化(hua)模型，利用(yong)3D打印(yin)技(ji)術(shu)(shu)制備了(le)3D打印(yin)鈦修復體(ti)，對該患(huan)者(zhe)進行了(le)骨(gu)(gu)(gu)性(xing)(xing)前(qian)方(fang)(fang)牽引治療。術(shu)(shu)后(hou)患(huan)者(zhe)達到(dao)了(le)正(zheng)常(chang)的(de)覆牙(ya)(ya)合覆蓋，牙(ya)(ya)列無擁(yong)擠(ji)。3D打印(yin)個性(xing)(xing)化(hua)鈦板(ban)可最(zui)大程度地貼(tie)合骨(gu)(gu)(gu)表面(mian)，并可選擇骨(gu)(gu)(gu)皮質厚度，避開恒牙(ya)(ya)胚及(ji)牙(ya)(ya)根，同(tong)時控制加力方(fang)(fang)向，從而減小手(shou)術(shu)(shu)風險，使(shi)患(huan)者(zhe)獲得更多的(de)骨(gu)(gu)(gu)性(xing)(xing)改建，減少牙(ya)(ya)性(xing)(xing)代償(chang)。

2.4口腔修復學

在口腔修(xiu)復方(fang)面，學者們正(zheng)致力于應用(yong)3D打印技術制備(bei)金(jin)屬(shu)牙冠(guan)、牙橋，可摘局部(bu)義齒支架的研究。

近期Hu等(deng)[32]報道了(le)1例肯氏(shi)I類牙(ya)列缺損的(de)病例，他們結合患者口外掃描、3D打印技術制(zhi)作鈦支(zhi)架、利用傳統充膠排牙(ya)，結果顯(xian)示個性化3D打印鈦支(zhi)架與口腔組織緊密結合，無移位變形。

3、小結

隨著我國經(jing)濟的快速(su)發展以及人們對健康關注的增加，鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)牙(ya)種(zhong)植體、義齒、頜骨修復(fu)釘板等(deng)的用(yong)量將快速(su)增長。研究者(zhe)們應致力于3D打印鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)的新型(xing)材料研發、表(biao)面改性(xing)等(deng)方面的研究，不斷加強3D打印鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)在口腔領域的研究和應用(yong)。

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