牙種植體(ti) 在全球有著巨大的消費市場，近年來中國每年牙種植體(ti) 銷量都呈現上漲趨勢，隨著對生活質量的不斷提升，人們(men) 對口腔問題也會(hui) 越來越重視。

市場容量的不斷擴大會(hui) 帶來國產(chan) 產(chan) 品技術的躍升嗎? 以技術要求最高的牙科種植體(ti) 為(wei) 例。國外種植牙產(chan) 品（係統）知名度較高的企業(ye) 有丹納赫 Nobel Biocare AB、BEGO、ITI Straussmann 等，他們(men) 產(chan) 品售價(jia) 高，利潤厚，占有國內(nei) 市場的大壁江山。相比之下，國產(chan) 種植牙產(chan) 品發展尚處於(yu) 初期階段，產(chan) 品設計也以借鑒國外產(chan) 品為(wei) 主，精密車削加工在 CAD-CAM 應用實例中表現和費效比並不完善，加上設計專(zhuan) 利的短板，國產(chan) 廠商在牙種植體(ti) 設計製造方麵始終無法突出重圍，價(jia) 格戰策略也自然不可能奏效。事實上，雖然國產(chan) 種植體(ti) 單價(jia) 隻有同類進口產(chan) 品的一半甚至更低，但長年以來市場份額始終徘徊在 10% 左右，國產(chan) 替代的前景甚不明朗。

瑞士 ITI Straussmann 瑞鋯係列種植體(ti) （來源：ITI Straussmann 官網）

牙種植體(ti) 雖然看上去與(yu) 普通小螺釘無異，但實際上技術含量卻非常高，涉及到材料技術、數字模擬，機械設計，生物學、生物力學，臨(lin) 床醫學等多個(ge) 學科。

牙種植體(ti) 與(yu) 普通螺絲(si) 區別最大的一點是它的使用環境， 即它是一根釘入人體(ti) 牙槽脊的特種螺釘。人類骨組織的維持對它承載的應力有著苛刻的要求。具體(ti) 來說，種植體(ti) 對周圍骨組織必須施加適當的剪切力/ 壓應力，輔之以骨粉/骨膜以誘發成骨過程來修複種植手術所造成的骨量損失。種植體(ti) 周圍骨組織所受剪切力/壓應力始終保持在植骨界麵應力屏蔽的閾值之上(一般認為(wei) 是 2MPa)，否則骨組織沒有足夠承載壓力就會(hui) 被吸收萎縮。但同時扭力又不能過大防止引起骨損傷(shang) （一般認為(wei) 是 60MPa），造成種植體(ti) 周圍發炎，種植體(ti) 周圍骨組織的持續流失。最終這根牙種植體(ti) 也就搖搖欲墜，患者不得不再一次承受重新手術的痛苦。

二段分離潛入式牙種植過程示意圖（單顆牙種植）

為(wei) 了在種植體(ti) 剪切和張拉動作對周圍骨組織所施加的應力影響的狹小窗口中尋找最佳平衡，設計的訣竅是如何在粗糙孔隙表麵的基礎上通過表麵設計獲取最大植骨接觸（Bone Implant Contact，BIC），最終達到最高的種植體(ti) 的穩定係數（Implant Stability Quotient， ISQi）。

在過去的幾代種植體(ti) 設計中，不斷改變種植體(ti) 柱體(ti) 壁錐形度、螺紋密度、螺距、螺深、螺形、切削口寬度，植體(ti) 頸部紋路的嚐試都無法徹底解決(jue) 應力屏蔽和骨吸收的問題。如果想設計更複雜的造型，那麽(me) 當前的車削工藝就顯露出較差的費效比。而這時候增材製造就充分顯示出其定製化的優(you) 勢了。

以色列 A.B. Dental 公司 3Di 係列種植體(ti) （圖片來源：A.B. dental 官網）

以色列 A.B. Dental 公司與(yu) University of Delaware 大學的 Zvi Schwartz 教授聯合發布了激光選區熔融 3D 打印 3Di 個(ge) 性化種植體(ti) 係列（Ti6Al4V-ELI基材）。其粗糙孔隙表麵模擬了自然骨的形態增加了 BIC，配合其親(qin) 水性表麵增了強骨整合效果。該產(chan) 品正在進行廣泛的體(ti) 外及臨(lin) 床測試，預計很快將獲得注冊(ce) 並上市銷售。

激光熔融3D打印製造多孔支架牙種植 SEM 結果，MC3T3-E1 細胞在種植體(ti) 多孔支架表麵粘附熒光顯微鏡結果（來源：Yang F, Chen C, Zhou Q, Gong Y, Li R, Li C, Klämpfl F, Freund S, Wu X, Sun Y, Li X, Schmidt M, Ma D, Yu Y. Laser beam melting 3D printing of Ti6Al4V based porous structured dental implants: fabrication, biocompatibility analysis and photoelastic study. Sci Rep. 2017 Mar 28;7:45360. ）

國內(nei) 的科研單位在激光熔融 3D 打印種植體(ti) 方麵也頗有建樹。在 2017 年，複旦大學中山醫院口腔科餘(yu) 優(you) 成教授研究發表了激光熔融 3D 打印支架結構牙種植體(ti) 相關(guan) 論文，旨在通過在鈦合金種植體(ti) 柱體(ti) 上打印 100-500 微米左右的多孔支架來降低局部彈性模量，從(cong) 而降低應力屏蔽的風險並優(you) 化植體(ti) 軸向的應力分散。事實表明，多孔支架能夠通過改變應力傳(chuan) 遞對細胞信號道施加影響，提速成骨細胞的粘附和增殖效率，最後達到提高骨整合效率的效果。更多來自吉林大學、上海交通大學等科研單位的的研究表明，激光熔融 3D 打印在未來的應用是大勢所趨。

那激光熔融 3D 打印能推動國產(chan) 種植體(ti) 實現彎道超車嗎? 答案是一定的。在解決(jue) 種植體(ti) 表麵處理、內(nei) 徑螺絲(si) 加工的問題後，各種形態的種植體(ti) 將會(hui) 不斷湧現。同時激光增材製造鈦鋯合金和其他生物陶瓷正在成為(wei) 下一個(ge) 技術挑戰。隻要把握住這個(ge) 技術風口，國產(chan) 種植體(ti) 在臨(lin) 床表現上戰勝進口種植體(ti) 就指日可待！

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