3D打印技术是快速成型技术的一种，被称为“第三次工业革命”的代表，是通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术（即“积层造形法”）。由于法规、政策的限制，医学方面的应用还处于临床试验阶段。研究3D打印种植体在口腔修复中的应用具有前瞻性，创新性。

3D打印在医学领域应用现状

很多学者试图将3D打印技术应用于医学领域，并取得了一定成就。从3D 打印技术在医学领域中的应用前景可归纳为以下两个方面。

在软组织修复体反求制造中，王殊轶等人基于激光扫描对人脸软组织进行了三维重建，首先采集人脸的3D点云数据，然后利用CAD/CAM技术建立面部的三维曲面模型，为颌面外科和面部外科研究提供了三维研究模型。2013年美国研究人员利用3D打印技术和含有牛耳活细胞的凝胶造出一种新型人工耳。

硬组织修复体反求制造中的应用：日本京都大学医学研究科等小组2013年8月9日宣布，已通过可制作立体结构的3D打印技术制成适合不同患者的人工骨，并由京都大学附属医院给4名颈椎间盘突出的患者实施了移植手术，成功改善了患者手发麻等症状。我国在2012年底，经国家药监部门批准，3D打印骨骼进入临床观察阶段，标志着3D打印技术将进入更深层次的应用。朱昱等人用通用CAD技术对经历磨合期后的假牙进行三维模型重建，使用激光扫描仪采集了经过磨合期的全口假牙三维数据 。

本试验中使用了4级医用钛3D打印了以下植入物：人工关节植入骨（见图1），钛合金椎体（见图2）。

综上所述，随着技术的积累，口腔修复需要的种植物3D建模，医用钛“种植物”的3D打印技术已经完成准备，现在唯一限制3D打印技术在临床应用的障碍是政策法规和推广。随着临床试验的相继开展，3D打印技术全面进入口腔修复行业，颠覆现有口腔修复“行业生态系统”的时间日益临近。

口腔3D打印种植体技术流程

1. 口腔修复种植体材料的选择    

钛合金长久以来一直用于制造植入人体内的医疗器件、假体或辅助治疗设备，化学性质稳定。医用钛耐蚀性能优异，物理性质方面弹性模量接近于自然骨，生物相容性优良。医用钛根据杂质元素碳、铁、氧等含量的多少分为1、2、3、4级。植入物的钛合金为4级医用钛，已广泛用作体内接骨板、骨螺钉、牙种植体等，因此3D打印植入物选择4级医用钛可以避免长时间的材料选择、论证周期。

2. 植入物数据集三维重建 

首先，CT资料通过逆向工程在计算机中重建CT体素数据。从PACS系统获取CT机产生的DICOM文件可以直接由Mimics软件打开编辑。其次，通过骨骼与软组织的体素灰度不同，将骨骼分割出来。软组织数据暂时隐藏。对口腔修复区域的缺损部分进行修补，三维编辑操作后导出结果。最后，打印种植体。根据患者个体需要设计个性化的种植体。口腔医师负责论证，测试种植体的理化机械性能、生物相容性及临床应用技术难度。制作出最接近人骨物理性能的种植体，同时提高生物相容性，加快骨沉积，提高种植体与人骨的融合。

3D打印技术对于口腔修复技术的革新

1. 开展模拟手术   

3D打印技术可以供外科医生在术前确定手术方案、模拟手术过程、熟练手术操作、预计手术结果，利用打印的骨骼模型可以开展教学活动，培养医学生，有巨大的应用前景。

2. 医生的技能主导整个修复过程 

医生对于修复体的设计直接影响到修复效果，因此医生将决定手术质量。

3.种植体理化机械性能、生物相容性及临床应用技术 

3D打印技术制作的植入物精度一般在0.02-0.1mm之间，实现了假体制造和植入的“个性化”。3D技术制作的种植体更加接近人骨物理性能，生物相容性好，表面的精细结构有利于成骨细胞沉积，提高种植体与人骨的融合。

4. 改变口腔修复整个流程的重心 

凸显医生的设计技能在整个修复过程中的核心地位。

展望

3D打印技术的出现开创了医学领域“新天地”，满足了微创性和个性化要求。目前口腔修复重建的3D打印技术已发展到关键阶段，对医院、医生、患者三方都是巨大利好：利用计算机辅助设计出的种植体可以更加贴合患者植入区域；制作工艺要求低，便于医生在不需要培训的情况下掌握种植体的设计技术；在牙齿制作成本上大大降低，有利于降低患者治疗费用。最终，因为生产技术流程的变化，种植钉不再需要生产厂家供货，整个生产过程收缩为口腔科医生主导全部环节：口腔修复技术，植入物设计，制作，甚至定价。

(来源：《中国数字医学》2016年6月第6期    作者：新疆医科大学医学工程技术学院 姬金虎、孙静、森干、王维）