3D打印与切削制造氧化锆冠的适配性、力学性能及表面特征对比研究

本研究针对氧化锆(Y-TZP)修复体制造技术瓶颈，系统比较了减材制造(SM)与五种增材制造(AM)技术（含四种数字光处理DLP和一种立体光刻SLA）制作的氧化锆冠。结果显示所有组边缘适配性（42.83-81.95μm）均达临床标准（<120μm），部分AM组维氏硬度（1441.94-1532.53 HV）和剪切粘接强度（6.97-8.97 MPa）优于SM组，证实AM技术可成为临床可行替代方案。

　　

在牙科修复领域，氧化锆(Y-TZP)因其卓越的机械强度和生物相容性长期占据主导地位，但传统减材制造(SM)技术存在材料浪费严重、复杂结构成型困难等痛点。随着3D打印技术兴起，增材制造(AM)能否突破这些限制成为行业关注焦点。首尔国立大学牙科学院的研究团队在《BMC Oral Health》发表的研究，首次系统比较了五种AM技术与SM技术制作的氧化锆冠性能差异。

研究采用CAD设计标准化冠形态，通过5轴SM设备和五种AM技术（含四种不同浆料输送方式的DLP系统和一种SLA设备）制作样本。关键技术包括：1）复制技术测量边缘/内部间隙；2）维氏硬度仪测试力学性能；3）万能试验机评估剪切粘接强度；4）扫描电镜(SEM)分析表面特征。所有样本经相同烧结工艺处理以确保可比性。

适配性评估

通过硅橡胶复制技术发现，SLA组边缘间隙最小（42.83μm），显著优于DLP圆盘铺浆组（81.95μm）。所有AM组间隙均低于临床阈值120μm，但SM组（48.45μm）仍保持最优精度。内部间隙分析显示，线角区域差异最显著（DLP槽式组237μm vs SLA组88.13μm），可能与层积成型特性相关。

力学性能

维氏硬度测试出现有趣反转：DLP铺浆组硬度最高（1532.53 HV），甚至超过SM组（1473.87 HV）。所有组硬度均远超ISO 6872:2015标准（>1200 HV），证实AM氧化锆具备临床适用性。剪切粘接强度测试中，DLP梯度着色组达8.97MPa，但组间无统计学差异，SEM显示均为树脂-氧化锆界面破坏模式。

表面特征

SEM图像揭示关键差异：SM组表面均匀致密，而AM组可见氧化锆颗粒团聚现象。喷砂处理后，DLP组形成更深的表面沟槽，SLA组则保持相对平整的微观形貌。

结论与意义

该研究证实：1）AM技术可生产符合临床标准的氧化锆修复体，部分性能参数超越传统SM；2）SLA技术在精度方面表现突出，DLP技术在力学性能上有优势；3）表面处理对AM修复体粘接性能影响显著。这些发现为临床选择制造技术提供了实证依据，特别对需要个性化设计的复杂病例，AM技术展现出独特优势。研究同时指出，不同AM技术间的性能差异提示需要根据临床需求选择特定工艺，如高精度需求倾向SLA，高硬度需求选择DLP铺浆技术。

研究存在的局限性包括未评估多单元修复体和动态疲劳性能，未来研究可扩展至更复杂的临床场景。随着材料配方和打印参数的持续优化，AM技术有望重塑牙科修复体的生产模式，实现从"减材"到"增材"的范式转换。