2022年3月27日，南京大学、西安交通大学的研究人员在《Ceramics International》上发表题为Crown fit and dimensional accuracy of zirconia fixed crowns based on the digital light processing technology的研究论文，报道了对40 vol%氧化锆浆料的最佳固化参数进行研究的情况。在该研究中，选择了打印牙冠作为实验组，使用铣削牙冠作为对照组，通过比较两组冠和基牙的配合情况。此外，还分析了DLP技术打印牙冠尺寸精度的研究，包括边界尺寸误差、解剖地标点尺寸误差和烧结牙冠的颜色图。最后，还对氧化锆零件的晶相、显微组织和密度进行了测定。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884222008331

  研究简介  

氧化锆因其优异的机械性能被广泛用于制造牙科修复体。现在，越来越多的人开始采用3D打印技术来制造氧化锆口腔修复体，但是要打印出准确的形状并实现优异的尺寸精度仍然是一个挑战。研究人员通过采用多角度模型和标准牙冠模型，对氧化锆浆料的最佳固化参数和收缩比进行了研究。在此基础上，他们还研究了牙冠的尺寸精度和与牙冠配合度，通过数字光处理技术制作了牙冠和牙桥。研究结果表明，采用DLP技术打印的氧化锆牙冠的配合度可以接近临床标准，尽管与研磨技术打印的氧化锆牙冠仍存在差距。此外，未完全去除支撑结构会对尺寸精度产生负面影响，因此需要进一步优化支撑结构以提高DLP打印牙冠的尺寸精度。总之，通过研究结果可以看出，利用DLP技术打印的氧化锆牙冠的尺寸精度和配合度已经接近临床标准。

图1 基于DLP技术的氧化锆牙冠制备工艺。

图2 氧化锆浆料与流变学性质:(a)氧化锆浆料照片，(b)粘度随剪切速率变化(黑线)和Herschel-Balleck方程拟合(红线)。(为了解释这个图例中对颜色的引用，请参阅本文的Web版本。)

图3 氧化锆浆料固化曲线拟合。

图4 固化参数选择结果:(a)不同固化参数下的共聚焦显微镜图，(b)角度误差，(c)面积误差，(d)长度误差。

图5 使用最佳固化参数的理论值和实测值:(a)角度，(b)面积，(c)长度。

图6 氧化锆牙冠的收缩率。

图7 氧化锆条状固体样品的收缩率。

图8 氧化锆牙冠坯体脱脂和烧结工艺:(a)牙冠CAD模型，(b)牙桥CAD模型，(c)烧结后牙冠，(d)烧结后牙桥。

图9 牙冠配合度结果:(a)重建过程后硅橡胶STL， (b)冠配合试验区，黄色硅橡胶为内配合区，蓝色硅橡胶为边缘试验区，(c) 3DP组和铣削组冠配合结果，(d)与内配合硅橡胶膜咬合面接触的a部分厚度分析结果，(e) a部分厚度分析结果。其中与颈部接触的硅橡胶薄膜的内部配合。(为了解释这个图例中对颜色的引用，请参阅本文的Web版本。)

图10 氧化锆原料粉、生坯和烧结部分的XRD分析。(为了解释这个图例中对颜色的引用，请参阅本文的Web版本。)

图11 DLP工艺氧化锆零件微观结构SEM图像(a) 0.2 μm氧化锆粉末(b)绿色部分(c) (d)烧结氧化锆零件。(为了解释这个图例中对颜色的引用，请参阅本文的Web版本。)

 研究结论 

本研究通过测量不同固化参数打印的多角度模型的角度误差、面积误差和长度误差，得到了80 WPM和2 s的最佳固化参数。采用牙冠测量烧结过程中生坯的收缩率，确定了放大系数分别为1.400、1.400、1.500。

根据牙冠配合度试验结果，牙冠内部配合度为239.3±7.9 μm，符合临床标准(≤300 μm)，边缘配合度为128.1±7.1 μm，接近临床标准(≤120 μm)。烧结牙冠的标准误差为0.14±0.06 mm。最大误差的最大值为0.78±0.21 mm，最小值为0.67±0.23 mm。同样，平均误差的最大值和最小值分别为0.13±0.06 mm和0.08±0.03 mm。结果表明，烧结后的氧化锆冠密度为6.01±0.02 g/cm³，晶粒尺寸约为0.5 μm。

从本研究的结果可以推断，DLP技术打印的氧化锆牙冠的配合度可以接近临床标准，尽管与铣削技术打印的氧化锆牙冠仍有差距。此外，支撑结构的不完全去除会对尺寸精度产生负面影响，因此有必要进一步探索支撑结构的优化策略，以提高DLP打印牙冠的尺寸精度。

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