德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员开发了一项技术，使牙医能够在一天内生产永久的3D打印锆石修复体。锆石被认为是永久牙科工作的黄金标准材料，因为它具有强度和耐用性。在国家科学基金会（NSF）的支持下，研究人员目前正在致力于将这一技术商业化，以便用于牙冠、桥、贴面和其他牙科修复。德克萨斯大学机械工程教授Majid Minary博士表示：“我们很高兴推进椅旁3D打印的全陶瓷锆石永久牙科修复的商业化。由于牙冠可以在同一天为每位患者定制打印，这种方法提供了更大的个性化、更快的治疗和一次性就诊获得永久修复的便利。” 为什么锆石牙冠难以快速3D打印 牙冠是放置在受损或龋坏牙齿上的保护性罩。牙冠还可以用于支撑牙桥，以替代缺失的牙齿。3D打印牙科修复体已变得越来越有吸引力，因为它们可以更精确地定制，并与患者的牙齿颜色匹配。制造过程也可以更高效，潜在地降低成本和材料浪费。然而，目前可用的同日3D打印牙冠通常是由陶瓷树脂制成，这些材料没有锆石的强度。一些牙科诊所已经提供同日锆石牙冠，但它们通常是通过铣削而不是3D打印生产的。铣削需要从锆石的固体块中雕刻修复体。这种方法限制了设计的复杂性，并在铣削或烧结期间存在微裂纹的风险。德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员及其合作者现在已经解决了使用3D打印生产锆石修复体最大的障碍之一。他们的方法显著缩短了修复体从打印机出来后的处理时间。研究人员在《国际陶瓷杂志》上描述了这项技术。在它可以商业化之前，该方法仍需经过临床验证和监管批准。 将20到100小时的过程缩短到几分钟 一旦锆石牙冠被3D打印后，它必须经过两个重要阶段：去结合和烧结。在去结合过程中，牙冠被缓慢加热以去除在打印过程中将锆石颗粒结合在一起的树脂。传统上，这个步骤需要20到100小时不等。在树脂被去除后，牙冠被烧结。这个高温烧制过程有点像在窑中烘烤粘土，使锆石颗粒结合在一起，形成致密的硬化材料。“去结合一直是这个过程的瓶颈，”Minarty说，文章的通讯作者。“这一步必须非常缓慢。如果加快速度，燃烧掉的聚合物会变成气体，如果这些气体无法逃逸，牙冠可能会裂开或破裂。20到100小时的去结合时间对于同日牙科服务而言并不实用。因此，3D打印的永久锆石修复体尚未商业化。新的德克萨斯大学达拉斯分校技术将去结合阶段缩短到不到30分钟，可能消除了同日永久3D打印牙科修复的主要障碍之一。该系统结合了改进的热传递和能够达到超过2550华氏度的多孔石墨毡。毡子包围3D打印的修复体，使树脂释放的气体可以逃逸。同时，真空系统清除周围区域的这些气体。“所有这些特征的组合使其得以运作，”Minary说。“凭借我们的技术，如果医生想在椅旁提供3D打印的锆石牙冠，他们可以在几小时内将其提供给患者。” 迈向同日商业牙科 德克萨斯大学达拉斯分校由Minary领导的团队目前正与Pan-AM牙科实验室合作，以推动该技术的商业化。该合作最近通过NSF的创新伙伴关系项目获得了550,000美元的奖励（拨款2431684）。商业化努力还包括位于密歇根州大湖的3DCeram Sinto Inc.和德克萨斯州阿灵顿的修复科医生Amirali Zandinejad博士（德克萨斯农工大学口腔医学院的前副教授）。其他德克萨斯大学达拉斯分校相关的贡献者包括第一作者、机械工程博士生Mahdi Mosadegh；博士生Moein Khakzad；化学博士生Zahra Sepasi；机械工程研究生Kalyan Nandigama；以及机械工程副教授Dr. Golden Kumar。