3D打印如何改變整牙生意

    時(shí)下風(fēng)靡的3D打印似乎已到了無所不能打的地步，上至航天飛船，下到一幢完整的建筑、一尊具體的人像……成為諸多潮流人士眼中的神器。但如果現(xiàn)在告訴你，3D打印最早是從為鋼牙妹服務(wù)開始發(fā)展起來的你會(huì)信嗎？其實(shí)在專業(yè)人士眼里，這個(gè)時(shí)髦的玩意只是一項(xiàng)普通的快速成型技術(shù)罷了。

整牙前后對(duì)比照

“現(xiàn)在市場上主流的3D打印人像、物品的模具甚至是建筑，其實(shí)在具體操作時(shí)都太容易了，我們?cè)缭?0多年前就已經(jīng)做過了。在3D打印概念還沒有形成之前，這就是一個(gè)快速成型的技術(shù)�！闭f這話的是時(shí)代天使生物科技有限公司（下稱“時(shí)代天使”）董事長李華敏。這是一家做隱形矯治器生產(chǎn)及銷售的企業(yè)，簡而言之，就是生產(chǎn)一種隱形矯治器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼絲牙箍牙套，來更好地達(dá)到矯治牙齒的目的。

李華敏告訴記者：“其實(shí)早在3D打印技術(shù)還沒有爆紅的2003年，隱形矯治就已經(jīng)在運(yùn)用3D打印技術(shù)制造模具。”

時(shí)代天使可以利用3D打印技術(shù)形成矯治器的批量化大規(guī)模生產(chǎn)，據(jù)說這也是國內(nèi)現(xiàn)在唯一一家。事實(shí)上，隱形矯治技術(shù)也是地球上最早實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)的3D打印商品。

何為批量化大規(guī)模生產(chǎn)，這在時(shí)代天使位于無錫2000平方米的生產(chǎn)廠房內(nèi)可以找到答案，在這里3D打印是整個(gè)產(chǎn)品工藝流程中重要的一環(huán)。

數(shù)十臺(tái)3D打印機(jī)全天24小時(shí)工作，每8個(gè)小時(shí)后被時(shí)代天使首席運(yùn)營官陳鍇稱之為“一鍋”的用高伸縮復(fù)合高分子材料打印出的牙模整整齊齊地排列“出鍋”，再通過熱壓成型技術(shù)獲得成品。每天從這里成型的模具數(shù)量以萬來計(jì)算，一眼望去密密麻麻。

“3D打印其實(shí)最難打印的就是牙齒，因?yàn)檠例X最不規(guī)則，且對(duì)精度的要求最高，對(duì)打印參數(shù)的調(diào)校及設(shè)備的精度都要絕對(duì)地精確�！崩钊A敏說。為此，甚至在生產(chǎn)廠房內(nèi)都需嚴(yán)格規(guī)定恒溫恒濕，目的就是在于確保設(shè)備的穩(wěn)定性及精確性。

據(jù)李華敏透露，目前3D打印出的牙齒磨具工藝精度可以達(dá)到0.02mm�！叭藢�(duì)于牙齒的變化太敏感了，即便有細(xì)微的偏差都會(huì)感覺到不舒服，必須要精細(xì)。而3D打印一般的物品因?yàn)閷?duì)精度要求不高，就很容易實(shí)現(xiàn)�！崩钊A敏說。

傳統(tǒng)的口腔學(xué)科瞄上3D打印，背后其實(shí)是基于對(duì)技術(shù)的判斷。早在2003年，一次偶然的機(jī)會(huì)，李華敏與父親在北京接觸了首都醫(yī)科大學(xué)和清華大學(xué)共同研發(fā)的隱形矯治技術(shù)，這是他們第一次接觸隱形牙齒矯治。

當(dāng)時(shí)的技術(shù)只是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室成果，雖然申請(qǐng)了專利，但沒有產(chǎn)品，只有一個(gè)三維軟件和一臺(tái)簡陋的激光快速成型機(jī)。但李華敏覺得概念特別好，她想試一把。于是就和父親出資將這項(xiàng)技術(shù)買斷，開始探索從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化的可能性。

上手之后她才發(fā)現(xiàn)，用隱形矯治替代傳統(tǒng)的做法來矯齒這一看似簡單的創(chuàng)意，其背后的門道遠(yuǎn)比想象要復(fù)雜。

李華敏說，常規(guī)牙齒矯治普遍采用托槽和鋼絲，醫(yī)生個(gè)人的能力水平往往決定了矯治的最終結(jié)果。比如，醫(yī)生大多靠過往的經(jīng)驗(yàn)來掌握鋼絲的力度，這使得傳統(tǒng)的固定矯治很難和患者溝通將來牙齒可以達(dá)到的效果。

但時(shí)代天使在做的是通過軟件直觀地向患者展示牙齒完整的治療過程。李華敏想要顛覆傳統(tǒng)的做法，給醫(yī)生解決這一過程中大量不可預(yù)知的問題。

“現(xiàn)在我們運(yùn)用3D影像科技來設(shè)計(jì)整個(gè)療程計(jì)劃�！标愬|向記者詳細(xì)介紹道，在從醫(yī)生處獲得個(gè)案的牙齒模型后，借助高精度CT掃描技術(shù)對(duì)其模型進(jìn)行數(shù)字化處理，之后運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件來進(jìn)行診斷與設(shè)計(jì)，即模擬整個(gè)矯正過程，從矯治前的原始模型到矯治后的最終狀態(tài)模型的整個(gè)過程都能在電腦上被一一呈現(xiàn)，個(gè)性化的矯治方案變成了一組組的3D模型。

之后再采用高伸縮復(fù)合高分子材料為每一個(gè)過程以3D打印的方式制作一個(gè)矯治器，這些隱形矯治器可以通過在牙齒上施加適當(dāng)?shù)�、可控制的力來使牙齒移動(dòng)，借此牙齒矯治的過程就變成了通過換用一系列的矯治器來實(shí)現(xiàn)。

但李華敏直言，在矯治器完成前的整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)制作流程涉及口腔醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物力學(xué)、3D打印、材料學(xué)這五大交叉學(xué)科，在技術(shù)研發(fā)方面絕對(duì)是塊難啃的硬骨頭。

她舉例，臨床醫(yī)學(xué)和三維軟件的設(shè)計(jì)都無先例可參考，完全需要團(tuán)隊(duì)自己來研發(fā)。而如何通過三維設(shè)計(jì)精確計(jì)算及實(shí)現(xiàn)每一步牙齒矯治過程中的位置移動(dòng)也是個(gè)難點(diǎn)。此外，在后端3D打印時(shí)，使用的打印材料的衰變程度、剛性、力度不同，這些材料特性因素都需要在設(shè)計(jì)個(gè)性化的矯治方案時(shí)被考慮進(jìn)去，還有在3D打印的生產(chǎn)過程中越到牙尖，對(duì)精度的要求就越高。

在歐美有大約25%的患者會(huì)佩戴隱形矯治器來矯治牙齒，但在中國現(xiàn)有的比例只有2%，李華敏看到了行業(yè)巨大的發(fā)展空間。事實(shí)上，從2010年開始時(shí)代天使的收入都以每年300%的速度增長，目前的客戶累計(jì)超過3.6萬人，合作的醫(yī)療機(jī)構(gòu)在全國超過6000家。

案例積累帶來的直接好處是，時(shí)代天使現(xiàn)擁有亞洲最大的東方人牙齒隱形矯治數(shù)據(jù)庫，這不僅可以為后續(xù)矯治方案提供豐富的研究數(shù)據(jù)，同時(shí)在未來有可能極大地縮短整個(gè)流程時(shí)間。

據(jù)介紹，時(shí)代天使目前的響應(yīng)速度是，在拿到病患案例后，24小時(shí)內(nèi)可以出方案，15~20天左右患者可以拿到成品。但隨著數(shù)據(jù)的積累以及技術(shù)能力的進(jìn)一步突破，李華敏在預(yù)想，未來可能只要直接掃描患者的牙齒，將其傳到電腦后便能自動(dòng)形成矯治方案，5分鐘后3D打印的牙�？赡芫鸵呀�(jīng)拿在手上了。