综述：关于3D打印层厚度对固定 dental 修复体边缘及内部适合性影响的系统评价

《Odontology》：A systematic review on influence of printing layer thickness on the marginal and internal fit of 3D-printed fixed dental prostheses

本综述系统评价了3D打印层厚度及构建方向对固定 dental 修复体（FDPs）边缘及内部适合性的影响。分析表明，较薄的打印层（如50μm）及中间构建角度（45°-60°）能显著改善修复体的边缘适合性（MG）和内部适合性（IG），使其达到临床可接受的阈值（≤120μm）。尽管优化参数可使增材制造（AM）修复体获得良好精度，但减材制造（SM，即铣削）技术仍是获得最高精度的金标准，尤其适用于最终修复体。

　　

背景

数字化印模及计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）系统已彻底改变了牙科修复体的制作方式，取代了传统的失蜡铸造等工艺。CAD/CAM技术学习曲线较低，能快速生产高质量修复体，且结果稳定，因此在牙科领域应用广泛。计算机辅助制造（CAM）方法主要分为两类：减材制造（SM）和增材制造（AM），后者常被称为3D打印。与减材制造通过切削材料块成型不同，增材制造通过逐层堆积材料构建修复体，克服了减材制造产生的材料浪费、刀具磨损及可能引发微裂纹等问题。在牙科领域，数字光处理（DLP）和立体光刻（SLA）是两种常见的增材制造技术。

修复体精确的边缘适合性对其长期成功至关重要。边缘不密合可能导致粘接剂溶解、细菌渗透、继发龋及牙周并发症，危及修复体及周围组织健康。虽然美国牙科协会（ADA）对I型和II型粘接剂建议的边缘间隙分别≤25μm和≤40μm，但McLean和von Fraunhofer提出边缘间隙在120μm以内是可被临床接受的。

临时修复体在向最终修复体过渡期间起着关键作用，能提供软组织管理、牙髓保护、位置稳定和美学功能。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）因其多功能性而被广泛用于制作临时修复体。然而，影响增材制造修复体精度的参数众多，包括层厚度、构建方向、后处理方案、光照时间及x-y分辨率等。其中，层厚度和构建方向被确认为影响修复体表面粗糙度、几何精度和边缘适合性的关键因素。

尽管有这些进展，关于层厚度如何影响增材制造牙科修复体精度和临床可行性的综合分析仍然有限。本系统评价旨在评估层厚度对增材制造固定 dental 修复体（AM-FDPs）边缘和内部适合性的影响。

方法

本系统评价严格遵循系统评价和荟萃分析优先报告条目（PRISMA）指南进行，其方案已在PROSPERO数据库前瞻性注册。

纳入标准与搜索策略

采用PICO（患者/人群、干预、对照、结局）框架制定纳入标准。人群（P）为需要固定 dental 修复体（FDPs）的患者；干预（I）为增材制造中层厚度的变化；对照（C）为标准层厚度；结局（O）为对修复体边缘和内部适合性的影响。

纳入标准包括：比较固定 dental 修复体（冠或FDPs）的体外或体内研究；研究不同3D打印层厚度的影响；至少报告边缘间隙（MG）、内部间隙（IG）或绝对边缘差异（AMD）之一的定量数据；英文全文发表。

排除标准包括：与PICO问题无关的研究；关于活动修复体、系统评价、病例报告或动物研究；结局非MG、IG或AMD；无法获取全文或非英文发表。

在2025年8月之前，对PubMed、Scopus、Web of Science和Cochrane Central Register of Controlled Trials四个主要数据库进行了全面的电子检索。检索策略结合了与打印参数、边缘及内部适合性、增材制造相关的关键词和布尔运算符。

研究筛选与数据提取

使用Rayyan QCRI系统评价工具进行盲法筛选。首先进行标题和摘要筛选，然后根据预定义的资格标准进行全文评估。分歧通过讨论解决，必要时咨询第三位评审员。

由两位评审员使用预先设计的数据提取表独立提取数据。提取的变量包括：研究特征（设计、国家）、修复体材料和类型（临时或最终）、制作技术、打印机型号、层厚度和构建方向、后固化方案和热循环条件、测量方法（如显微镜、微计算机断层扫描（μCT）、数字叠加）以及MG、IG和/或AMD的定量结果。

质量评估方法

使用改良CONSORT量表独立评估纳入研究的方法学质量和偏倚风险。该工具包含14个项目，每项按“是”（符合标准）或“否”（不符合标准）评分，最高分14分。偏倚风险分类为：低风险（11-14分）、中度风险（7-10分）、高风险（0-6分）。任何分歧通过讨论和共识解决，必要时咨询第三位评审员。

结果

研究特征

系统检索最初获得750项研究。去除重复项后，剩余640项研究。经过标题和摘要筛选，排除了623篇文章。剩余的17篇文章根据预定义的纳入和排除标准进行全文评估，最终有13项研究符合资格标准并被纳入本评价。由于研究方法和研究设计存在显著异质性，未进行荟萃分析。

所有13项纳入研究均为截至2025年发表的体外研究。评估的修复体类型多样：五项研究评估单冠，八项研究调查固定 dental 修复体（FDPs）。就修复阶段而言，八项研究关注临时修复体，五项研究评估最终修复体。

修复材料方面，两项研究使用钴铬（Co-Cr）合金，十项研究使用树脂基材料，一项研究使用陶瓷材料（氧化锆，3Y-TZP）。这种差异使得可以比较不同材料类型对层厚度变化的响应。除两项研究外，其余研究均评估了边缘适合性和内部适合性。研究在参考模型的选择上也存在差异。

层厚度与构建方向对边缘适合性的影响

层厚度和构建方向对修复体边缘适合性有显著影响。总体趋势是，较薄的层厚度（20-50μm）和中间构建角度（45°-60°）能产生最佳的边缘适应性。

例如，Jang等人（2024）的研究显示，在立体光刻（SLA）制造的三单位树脂修复体中，50μm层厚在45°构建角度下，绝对边缘差异（AMD）和边缘间隙（MG）值（分别为71.81±13.62μm和40.36±7.51μm）优于100μm层厚在相同角度下的结果（分别为78.61±10.39μm和52.36±11.88μm）。当构建角度为极端角度（0°或90°）时，边缘间隙值显著增大，这归因于阶梯效应（stair-stepping effect）的加剧。

Cakmak等人（2024）比较了不同层厚度（20μm, 50μm, 100μm）对三单位临时FDPs真实性的影响，发现20μm和50μm层厚组的真实性（以均方根值RMS衡量）高于100μm层厚组。铣削（减材制造）的临时FDPs在所有层厚度下均显示出优于3D打印修复体的真实性。

Hasanzade等人（2023）的研究专注于临时冠，结果表明50μm层厚产生了最佳的总体适应性（边缘适合性：159.93±11.74μm），而100μm层厚导致边缘间隙增大（232.39±14.07μm）。然而，该研究也指出，对于咬合区域，25μm层厚最为合适。

值得注意的是，构建方向的影响与打印技术相关。Yang等人（2022）发现，在使用SLA技术时，构建方向（45°对比60°）对边缘适合性有显著影响，但不同层厚度（50μm对比100μm）之间未发现显著差异。这表明SLA打印机均匀的能量分布可能减轻了与层厚度相关的部分误差。

对于金属修复体，Kaleli等人（2019）比较了层厚度为25μm和50μm的激光烧结钴铬单冠金属支架，发现烧结层厚度对金属支架的适应性（边缘和内部）没有显著影响，所有组的平均边缘差异均低于120μm。这表明各向同性的金属粉末特性可能降低了对构建方向的敏感性。

层厚度与构建方向对内部适合性的影响

内部适合性同样受到层厚度和构建方向的显著影响。较薄的层厚度和中间角度通常能提供更好的内部适应性。

Jang等人（2024）的研究详细比较了不同区域（颈缘、轴壁、侧方、咬合）的内部间隙。他们的数据显示，50μm层厚在45°角度下，在各区域的内部间隙（颈缘：85.38±10.48μm，轴壁：89.13±12.64μm，侧方：77.196±10.101μm，咬合：125.70±22.53μm）均小于100μm层厚在相同角度下的相应值（颈缘：90.76±14.18μm，轴壁：102.49±18.38μm，侧方：100.37±13.11μm，咬合：156.69±42.15μm）。

Cakmak等人（2021, 2024）的研究也支持这一趋势，报告称50μm层厚的内部真实性（内部表面RMS值）优于100μm层厚。咬合面的不密合是一个普遍存在的挑战，尤其是在使用较厚层时。Hasanzade等人（2023）报告了50μm和100μm层厚组巨大的咬合面间隙（分别为420.45±92.41μm和697.2±82.92μm）。

中间角度（45°-60°）对于平衡精度和效率至关重要。Cakmak等人（2021）证明，50μm层厚在优化角度下为临时冠提供了最佳的内部真实性（内部表面RMS：45.4±15.75μm）和咬合面真实性（咬合面RMS：34.7±1.83μm），优于20μm和100μm层厚组。更陡的角度（如60°）可能减少打印时间，但会增加几何畸变的风险，而较平的角度（如30°）则可能在弯曲区域增加阶梯效应。

质量评估结果

在纳入的研究中，一项研究（Cakmak等人2021）被评为低偏倚风险（得分=11）。其余七项研究（Jang等人2024, Daou 2022, Cakmak等人2024, Hasanzade等人2023, Yang等人2022, Park等人2019, Kaleli等人2019）显示出中度偏倚风险，得分在7到9之间。没有研究被归类为高偏倚风险（得分0-6）。各研究普遍存在的方法学缺陷包括：缺乏序列生成、分配隐藏和盲法程序的描述，以及关于随机化的报告不足。此外，一些研究缺乏样本量计算和方案注册的细节。

讨论

本系统评价的结果强调了打印参数与修复体精度之间复杂的关系。证据表明，优化的3D打印参数可以使固定 dental 修复体的边缘和内部适合性达到临床可接受的阈值，但材料类型、打印技术和构建方向等多个变量会影响最终结果。

层厚度的影响机制在于，较薄的层厚可以减少每个打印层的阶梯状伪影，从而提高垂直方向（Z轴）的分辨率，使得修复体边缘和内部表面更光滑、更精确。然而，层厚过薄（如20μm）可能会增加打印时间和累积误差的风险。层厚过厚（如100μm）则会放大阶梯效应，特别是在修复体边缘等曲率较大的区域，导致适合性变差。

构建方向通过影响修复体表面与打印平台的角度来发挥作用。中间角度（45°-60°）能有效分散阶梯效应，使其在修复体表面分布更均匀，从而最小化对关键区域（如边缘）的影响。而极端角度（0°或90°）会使阶梯效应集中在特定区域，显著增加这些区域的间隙。此外，不同打印技术（如SLA和DLP）的光源和树脂固化特性不同，也会导致对构建方向的敏感性存在差异。

材料类型也调节了这些影响。树脂基系统由于聚合收缩，对方向和层厚度的变化更敏感。而Co-Cr和氧化锆等材料因其各向同性的材料特性，表现出较低的敏感性。

与减材制造（铣削）的比较表明，在当前技术水平下，铣削修复体在边缘和内部适合性方面仍然优于3D打印修复体。这主要归因于铣削技术成熟、可预测性高，且避免了3D打印中的分层和聚合收缩等问题。然而，通过优化参数（尤其是50μm层厚和45°-60°构建方向），3D打印修复体可以达到临床可接受的精度水平，使其非常适用于临时修复体，并为最终修复体的应用提供了可能性。

局限性与临床意义

本系统评价存在若干局限性。纳入研究在修复材料、修复体类型、打印技术、层厚度方案和测量方法方面存在显著的异质性，这使得直接比较具有挑战性。大多数研究是体外研究，在随机化、盲法和样本量合理性方面缺乏方法学严谨性，这可能限制了证据的强度。此外，缺乏标准化的参考模型和适合性评估方法进一步限制了研究结果的普适性。

尽管存在这些局限性，结果仍具有重要的临床意义。优化3D打印参数，特别是采用较薄的层厚度（20-50μm）和中间构建方向（45°-60°），能持续改善边缘和内部适应性，使间隙达到临床可接受的阈值（≤120μm）。这些发现表明，通过适当的参数选择，3D打印的临时和最终固定 dental 修复体可以获得与传统技术相媲美的适应性。然而，在建立明确的临床推荐之前，需要通过精心设计的体内研究和长期临床试验进行验证。

结论

在纳入的体外研究的局限性范围内，本系统评价表明，3D打印参数，特别是层厚度和构建方向，对固定 dental 修复体的边缘和内部适合性有显著影响。较薄的层厚度（20-50μm）和中间构建方向（45°-60°）持续产生最有利的适应性，其间隙值落在临床可接受的阈值（≤120μm）内。这些发现强调了参数优化对于提高增材制造牙科修复体临床可行性的重要性。然而，需要进一步精心设计的体内研究来验证这些结果，并确认其在临床实践中的长期适用性。