全球牙科3D打印市場到2026年預(yù)計高達86億美元

南極熊導(dǎo)讀：根據(jù)FDI世界牙科組織的數(shù)據(jù)，2019 年全球估計有23億人患有蛀牙（齲齒）。其中，兒童人數(shù)超過5.3億。這些數(shù)字清楚地表明，世界大量人口普遍存在牙齒問題，為了解決這個問題，世界各地都需要強大的牙科護理基礎(chǔ)設(shè)施，增加服務(wù)速度，改善牙科問題。 為了實現(xiàn)有效和快速的牙科護理解決方案的目標，牙科3D打印逐漸進入人們的視野當中。3D打印牙齒在速度、準確性、排他性和成本等方面都極具優(yōu)勢。現(xiàn)在，患者可以得到與自身完美契合的牙齒，方便快捷的同時成本比以前低 80%，由此可見，3D打印在牙科領(lǐng)域有巨大的發(fā)展前景。

3D打印機首次出現(xiàn)在1980年代，并逐漸經(jīng)過了多次改造，現(xiàn)在已經(jīng)進入了多個行業(yè)，牙科就是其中之一。3D打印機已經(jīng)徹底改變了牙科診治的工作方式，這項技術(shù)正在飛速發(fā)展。據(jù)估計，全球牙科3D打印市場預(yù)計將從 2020 年的 19 億美元增長到 2026 年的 86 億美元，復(fù)合年增長率超過 29.2%。  


△牙科3D打印預(yù)測

為了更好的了解牙科3D打印，南極熊將比較傳統(tǒng)牙齒治療方式和現(xiàn)在牙齒治療方式的不同：

1.牙齒模型

●傳統(tǒng)方式：過去，牙齒印模是通過讓患者咬一種叫做藻酸鹽的橡膠狀物質(zhì)來進行的，醫(yī)生在患者的嘴巴上制作一個陰模，然后在陰模中填滿石膏狀物質(zhì)，并創(chuàng)建了患者牙齒的陽模。這種方式十分繁瑣并且困難：首先，模具無法捕捉到口腔的微小細節(jié)，如果模具出現(xiàn)錯誤，則需要重復(fù)該過程，給正畸醫(yī)生和患者帶來不便。其次，整個過程會花費了很多時間。

●3D打印: 3D打印能夠幫助正畸醫(yī)生和患者避免上述問題�？谇粌�(nèi)窺掃描器可以用于實時創(chuàng)建患者口腔的3D圖像，模型精度十分高，從而節(jié)省了患者和正畸醫(yī)生的時間、精力和金錢。最后，利用得到的圖像進行打印，包括牙齒、牙冠和牙橋等。

2.牙齒制造

●傳統(tǒng)方式:傳統(tǒng)的牙齒制造方式以注塑和減材制造為主。注塑成型用于批量生產(chǎn)相同尺寸的產(chǎn)品，例如牙科設(shè)備和傳感器，但對于單件定制的牙齒制造沒有優(yōu)勢。減材制造是通過切割固體材料塊獲得零件，這個過程會導(dǎo)致大量的浪費。  

●3D 打印: 3D 打印已經(jīng)能夠解決上述兩種方法引起的問題。它不僅在大量生產(chǎn)物體方面非常有效，而且可以制造獨一無二的牙科產(chǎn)品。由于它是一種增材制造工藝（通過在另一層之上添加一層來制造），因此無需擔心任何浪費。

牙科3D打印的好處

牙醫(yī)使用3D打印可以創(chuàng)建正畸模型、打印手術(shù)工具、生產(chǎn)修復(fù)性牙科植入物（如牙冠、牙橋、假牙等），在完成這些任務(wù)時，3D 打印具有很多的優(yōu)勢：

●節(jié)省時間資源：3D打印可以在幾分鐘內(nèi)以極高的精度獲得口內(nèi)模型。該圖像或模型以電子方式發(fā)送到實驗室，技術(shù)人員可以立即開始工作。這條流程鏈節(jié)省了大量時間。

●降低患者和牙醫(yī)的成本：3D 打印將間接成本降低了 80%。

●準確的服務(wù)：3D打印機器在工作時是高精度運行的，其制作的模型是非常準確的。

●技術(shù)的連接性和互操作性：有關(guān) 3D 打印及其打印機的數(shù)據(jù)可以存儲在云網(wǎng)絡(luò)中，以便隨時訪問。人工智能和機器學習將為牙科3D打印的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。主要市場參與者現(xiàn)在已經(jīng)逐步進行探索了。例如，2022 年 3 月，Dentsply Sirona宣布與 Google 建立合作伙伴關(guān)系，旨在將云存儲和 AI（人工智能）帶入牙科數(shù)字化中。

●產(chǎn)品范圍逐步擴大：隨著 3D 打印的不斷發(fā)展和制造商對機器的創(chuàng)新，目前開發(fā)的打印機能夠和多種樹脂材料進行兼容。例如在2022年9月，中國制造商 RAYSHAPE 宣布推出其新型打印機 EDGE E1，該打印機將能夠創(chuàng)建矯正器、研究模型、假牙、夾板和其他牙科應(yīng)用，最大打印量為 192 × 120 × 190 mm，打印速度高達 40 mm/h。  

隨著不同類型的高效技術(shù)被納入牙科 3D 打印，相信上述優(yōu)勢會更加突出！

牙科3D打印技術(shù)

●立體光刻 (SLA)


△立體光刻

SLA 是世界上第一個 3D 打印技術(shù)，發(fā)明于 1980 年代。它使用計算機引導(dǎo)激光束，由 CAD/CAM 軟件預(yù)先編程，通過光聚合過程將液態(tài)樹脂固化成硬化塑料。 可用于正畸矯正器、手術(shù)導(dǎo)板、夾板、咬合防護裝置、全口義齒以及臨時和永久牙冠。

●選擇性激光燒結(jié) (SLS)



△選擇性激光燒結(jié)

SLS 打印機使用高功率激光器和聚合物粉末，這種聚合物粉末在打印過程中能夠支撐部件。 SLS是牙科行業(yè)最常見的3D打印技術(shù)，覆蓋了牙科3D打印市場的最大比例。  例如，2022 年，3D Systems 推出了新的 SLS 380 打印機，該打印機使用新型算法管理八個單獨校準的加熱器，以控制構(gòu)建室溫度。

●熔融沉積(FDM)


△熔融沉積

FDM，熔絲制造打印機，通過將熱塑性塑料熔化并擠出到噴嘴進行打印，然后將其逐層沉積以在構(gòu)建區(qū)域形成物體。

●Polyjet/Multijet 打印 (PJP/MJP)


△Polyjet

PJP 通過噴射數(shù)千個光敏聚合物液滴，然后使用紫外光將其硬化來構(gòu)建部件。Polyjet打印是該領(lǐng)域的新技術(shù)，并且由于具有多種優(yōu)勢而受到廣泛關(guān)注。



牙科3D打印面臨的挑戰(zhàn)

●初始成本高：牙科3D打印機成本高昂，是一筆巨大的投資。然而，對于從業(yè)者來說，成本收益是巨大的，市場參與者現(xiàn)在正在大力投資推出價格略低的產(chǎn)品，這將使越來越多的人愿意購買打印機。 例如，2021 年 9 月，Tupel 3D 發(fā)起了一項針對高質(zhì)量、低價位 3D 牙科掃描儀的 Kickstarter 活動。

●更高的生物相容性和可接受度：氣候變化締約方第 26 次會議 (COP26) 于 2021 年 10 月在格拉斯哥召開，重申了《巴黎協(xié)定》設(shè)定的將全球溫度限制在遠低于 2°C 以下的目標工業(yè)水平，這對所有行業(yè)都有影響�？沙掷m(xù)發(fā)展是世界之道。同樣，生物相容性已成為牙科 3D 打印中使用的樹脂和物質(zhì)的主要要求。

●缺乏熟練的從業(yè)者：新技術(shù)在被人們采用之前總是需要時間。同樣，由于擁有使用 3D 打印機的專業(yè)知識的熟練從業(yè)者人數(shù)較少，因此也存在需要克服的挑戰(zhàn)。為了解決這一問題，多家公司成功開展了技能培訓(xùn)活動，并在這一領(lǐng)域產(chǎn)生積極影響。

展望未來

在市場參與者的巨額投資和未來幾年不斷出現(xiàn)的技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，牙科 3D 打印將繼續(xù)增長。然而，其增長趨勢將受到發(fā)展的影響，例如對采用生物相容性和可持續(xù)物質(zhì)的需求日益增長，以及人工智能、云網(wǎng)絡(luò)和機器學習與技術(shù)等的結(jié)合。  

除此之外，應(yīng)用程序和軟件形式的技術(shù)可訪問性的增強將反過來提高從業(yè)者使用3D打印機的能力。例如，2022 年 3 月，3D 打印公司 Formlabs 與 Medit 合作，加強3D打印的可訪問性。

這些發(fā)展證明，所需的特定于消費者的牙科植入物現(xiàn)在可以實現(xiàn)在幾分鐘內(nèi)打印出來，但如何以更加經(jīng)濟高效的方式制造還有很長的路要走。