德州大学达拉斯分校（UT Dallas）研究团队开发出全新3D打印技术，使氧化锆牙冠和牙科修复体可在数小时内完成制作。该方法通过真空与高温系统将传统需100小时的脱脂过程缩短至30分钟，显著提升打印效率与精度。此突破让牙医有望在一次就诊中完成永久氧化锆牙冠安装，推动牙科3D打印进入“即刻修复”时代。
德州大学达拉斯分校（UT Dallas）研究人员开发出加速生产氧化锆牙科修复体的新技术
德州大学达拉斯分校（UT Dallas）的研究人员开发出一种新技术，使牙医能够在数小时内3D打印出永久性的氧化锆牙冠和其他修复体，而不再需要数天时间。
这项研究发表在《Ceramics International》期刊上，重点解决了整个过程中最耗时的一个环节——脱脂（debinding）。该过程用于去除在打印过程中用于结合氧化锆颗粒的树脂粘结剂。传统上，这个阶段可能长达100小时，因为必须逐步燃烧掉树脂以防止裂纹产生。
在美国国家科学基金会（NSF）和美国空军科学研究办公室的支持下，研究团队的这一方法将脱脂时间缩短至不到半小时。该项目已获得NSF“创新伙伴关系——技术转化”（Partnerships for Innovation – Technology Translation）计划的**55万美元（资助编号2431684）**资金支持，用于推动成果商业化。
除了UT Dallas外，参与此研究的还有Pan-AM牙科实验室、3DCeram Sinto公司，以及前德州农工大学牙科学院副教授、现任阿灵顿修复科医生Amirali Zandinejad博士。
一件由UT Dallas研究团队技术制作完成的牙冠成品。图片来源：UT Dallas。
更快完成氧化锆牙科修复
氧化锆是牙科修复中使用最坚固的材料之一，常用于牙冠、牙桥和贴面。然而，目前通过3D打印制作的“即日牙冠”（same-day crowns）通常采用树脂基陶瓷，其耐用性较差。
此外，也可以通过铣削技术（milling）在一天内制作牙冠——该方法通过从一整块氧化锆材料上切削成形。但这种减材制造方式会限制设计灵活性，并可能在加工过程中产生微裂纹。
研究人员通过使用能达到2550华氏度（约1400℃）以上的多孔石墨材料，并将其与真空系统结合，成功让加热过程中释放的气体安全排出，从而防止了过去3D打印氧化锆修复体时常见的裂纹问题。
在脱脂完成后，打印的牙冠会进入烧结（sintering）阶段——这是一个高温过程，用于将氧化锆颗粒融合为致密的固体结构，形成适用于永久性牙科工作的成品。研究人员表示，这一缩短的加工时间可以让牙医在一次就诊期间使用诊所内设备打印并安装氧化锆牙冠。
项目负责人、UT Dallas机械工程教授Majid Minary博士指出，冗长的脱脂阶段是阻碍“即日氧化锆打印”的主要障碍。他表示，新的工艺结合了高效热传导与真空排气系统，能够快速排出气体，从而消除了多日烧除周期的需求。
研究团队同时指出，该方法仍需临床测试与监管审批后，才能在牙科诊所正式采用。如果获得验证，这一技术将显著简化定制永久性氧化锆修复体的生产流程，并改变牙科材料的制造方式。
加速牙科修复工作流程
3D打印在牙科领域此前已多次证明能够缩短制作周期。例如，波士顿微型制造公司（Boston Micro Fabrication）的牙科部门UltraThineer曾使用3D打印无预备氧化锆贴面（no-prep zirconia veneers）为一名36岁的患者进行修复。该患者患有磨牙症（bruxism）、前突（overjet）、牙齿变色和前牙磨损。
通过数字微笑设计（Digital Smile Design）技术，医生规划了16个超薄贴面（色号BL3），以改善牙齿的排列、对称性和亮度，同时最大限度保留牙釉质。整个4小时的手术包括仔细的清洁、酸蚀、硅烷处理以及光固化粘接，以确保粘结牢固与边缘完整性。术后，患者被配发了夜间咬合护具并被建议进行睡眠检查。该病例展示了牙釉质保护、咬合控制与数字化设计如何共同实现持久且自然的美学效果。
在欧洲，奥地利陶瓷3D打印公司Lithoz也展示了其与Ivoclar合作开发的二硅酸锂材料（lithium disilicate）的新进展，该材料使用IPS e.max粉末制成，用于生产定制的大型牙科修复体。相关成果于去年在芝加哥的LMT Lab Day展会上发布。
通过其基于光刻的陶瓷制造（Lithography-based Ceramic Manufacturing, LCM）工艺，该公司展示了厚度仅0.3毫米的3D打印贴面以及能够复制天然牙齿透明度的牙冠。一台CeraFab System S65 Medical打印机可在一次打印中生产多达50个修复体，每天约可生产350件，无材料浪费，效率约为传统方法的八倍。
