河北 邢台 河北省眼科医院 054000
摘要：近些年，随着精密制造技术和新型金属材料的发展，快速成型技术（RP）得到了广泛的应用。口腔医学通过个性化诊断疑难病例和植入体以及器械的操作，使诊断的准确性得到极大的提升，获得的临床和美学效果比较满意。激光快速成形技术（LRF）把RP技术和激光涂覆技术有效的结合起来，在口腔医学的众多分支中得到广泛的渗透，促进了口腔金属材料的加工和个性化的治疗。本文分析了选择性激光熔化技术（SLM）在口腔医学领域中的应用，以供参考。
关键词：选择性激光熔化口腔医学 应用
1.选择性激光熔化技术概述
常见的激光快速成形技术包括光固化立体造型（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、激光熔覆成形（LCF）、分层实体制造（LOM）、选择性激光熔化（SLM）等。根据快速成型的原理，SLM在超高能量密度激光束的热作用下，逐层熔化金属粉末原料并快速冷却，如此循环堆积增量，最后直接把三维计算机复杂的辅助设计和辅助制造（CAD/CAM）的模型加工成型。
SLM技术在制造中避免了减法制造的贵重金属浪费和不必要的污染；还可以通过逐层堆积金属粉末制造出内部腔隙复杂的个性化医用金属零件或精密额几何形状，使其逐渐摆脱模具和人员的束缚，使口腔医学的数字化制造真正实现，其效率成倍增加。
2.SLM在口腔医学领域中的应用
2.1在口腔颌面外科领域的应用
纯钛因其良好的生物相容性、高强度的抗腐蚀性等成为颅颌面骨缺损修复的植入材料。因为颅颌面部骨硬组织的形状比较复杂，腔隙结构不规则，和周围解剖关系比较密切，医生手术时经常需要拼接或塑形和患区骨骼匹配不好的植入物，所以会使植入物产生塑形疲劳和欠佳的外观效果，使手术时间延长。当前运用先进的SLM技术，可以通过CAD模型使金属植入物直接成型，使其制作周期大大缩短。另外运用传统复杂的制造工艺对于结构复杂的修复体加工比较困难，还容易出现裂纹、微孔、铸造不全等现象，使人体长期使用植物体留下风险隐患。运用SLM技术成型的纯钛材料生物力学性能和相容性良好，符合相关标准，其致密度接近100%，强度可靠。另外，SLM加工的纯钛纳米硬度比传统粉末冶金加工高的多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为Ti-6Al-4V等合金材料生理环境中比纯钛更优的强度和耐磨性能，所以也是口腔医学领域广泛应用的金属植入材料。运用SLM技术加上加工参数和激光扫描策略的调整，可以使钛合金内部金相及表面粗糙度得以改善，制作出生物力学性能理想的植入物。近年来，很多学者利用SLM技术制造的控制孔隙大小、形状的均匀多孔骨植入材料，通过多孔化结构设计使钛和钛合金材料弹性模量和强度改变，更加有效的模拟被代替的骨组织的生物力学性能，使其在体内长期效果得到改善。另外经证实多孔结构更利于骨组织向内生长，使金属材料和集体组织早期实现生物固定。
2.2在口腔修复领域的应用
利用SLM和其逆向技术制作的具有点隙和尖窝等表面形态复杂的金属冠、桥和活动义齿支架，可以一次性批量加工成型数百个牙冠，可以缩短周期，数字化比较明显，并且SLM技术加工的修复体具有很明显的生物学特征和材料力学特征。研究表明：利用SLM技术制造的钴铬合金基底冠和利用传统的失蜡铸造法制造的基底冠，加工的精度和速度差异比较明显，钴铬合金烤瓷金属基底冠解决了传统制造的模型复制误差，和瓷层的化学结合层较好，金瓷的结合力明显比铸造的钴铬合金烤瓷金属基底冠优良。相关资料证明，利用SLM技术加工后的修复材料有优越的理化性能，通过细胞实验还得出其生物相容性良好。虽然利用SLM技术制造的技术试件精度不够，表现粗糙，但是SLM 技术和选择性激光蚀刻、激光重熔等方法有效结合，通过再处理成形的零件表面，降低金属材料表面的孔隙率，使其表面更加致密，可使金属表面的精度和粗糙度得到很大的改善，为制作表面形态比较复杂的口腔材料提供了保障。另外SLM技术还可以制备局部可摘义齿和全口义齿钛基托形状比较复杂的曲面零件，制备的基托外形具有良好的尺寸，符合临床制作金属支架的需求，为无模型数字化自动加工成型的实现创造了新方法。
2.3在口腔种植和正畸领域的应用
随着SLM技术的进步和成型材料和工艺显微组织的深入了解，许多结构复杂、尺寸精细的植入材料和口腔医用器械也可以通过快速成型的应用，使治疗周期缩短并且获得的效果良好，促进了口腔医学领域中个性化治疗的应用。Traini等运用直接激光烧结成型技术制作的Ti-6Al-4V种植体，把1-10 μm的Ti-6Al-4V合金粉末成型为种植体，后期利用酸蚀把种植体表面熔化不全的球状钛粉颗粒去除，使其呈现显微的微米级沟壑状表面形貌，虽然其种植体的螺纹结构只有数百微米，并且很难保证激光成形的精度，制作出的螺纹形态比较勉强，但是他们觉得利用SLM技术制作种植体使传统复杂的机加工种植体程序得到极大的简化，使加工中造成的油污和异种元素的污染得以避免，发展前景良好。Figliuzzi等把CT扫描和SLM技术有效结合起来给即刻种植的患者制作出了一段式仿牙根种植体，利用轻敲或指压把其植入相匹配的拔牙窝，获得了满意的修复效果。一年后复诊时显示，种植体具有良好的外形，牙周组织比较健康，没有产生根尖炎症和牙槽骨吸收等症状。因为牙冠表面不规整，个性化差异比较明显，尤其是美观效果良好的舌侧托槽技术逐渐成熟以后，传统的成品托槽因受精细调节复杂、精确定位困难等的限制，不能满足临床的需求，所以人们越来越重视运用数字化模型和CAD/CAM技术制作个性化的正畸托槽。SLM技术在成型中理论上金属粉末完全熔化，只需要把成型的口腔医用金属材料直接使用或进行简单的处理，成型中不受复杂精密试件结构的限制，所以柔性较强，特别适合直接加工和制造细小、精密的个性化口腔器。
结语
SLM技术作为RP技术的重要发展方向，虽然已经在口腔医学领域各个分支渗透，但是其成型中还存在很多不足。另外SLM设备的价格比较昂贵，需要投入大量的原材料和后期维护，所以在口腔领域的应用受到了很多制约。但是比传统的方法，SLM技术使生产和治疗的周期缩短，临床步骤得到简化，使治疗效果得到极大的改善。所以相关人士应该深入研究其材料的创新和设备的完善等，推动口腔领域个性化治疗的发展。
参考文献：
[1]陈光霞.覃群.选择性激光熔化快速成型复杂零件精度控制及评价方法[J].组合机床与自动化加工技术,2010(02):103-109.
[2]何兴容.杨永强.吴伟辉.等.粉碎性骨折个体化手术模板的选区激光熔化直接成型研究[J].生物医学工程学杂志,2010(03):515-526.
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《中国医学人文》2017年第9期
论文发表时间:2017/12/1
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