3D列印如何改變整牙生意

李靜穎

　　時下風靡的3D列印似乎已到了無所不能打的地步，上至航天飛船，下到一幢完整的建築、一尊具體的人像……成為諸多潮流人士眼中的神器。但如果現在告訴你，3D列印最早是從為鋼牙妹服務開始發展起來的你會信嗎？其實在專業人士眼裡，這個時髦的玩意只是一項普通的快速成型技術罷了。

　　「現在市場上主流的3D列印人像、物品的模具甚至是建築，其實在具體操作時都太容易了，我們早在10多年前就已經做過了。在3D列印概念還沒有形成之前，這就是一個快速成型的技術。」說這話的是時代天使生物科技有限公司（下稱「時代天使」）董事長李華敏。這是一家做隱形矯治器生產及銷售的企業，簡而言之，就是生產一種隱形矯治器來代替傳統的鋼絲牙箍牙套，來更好地達到矯治牙齒的目的。

　　李華敏告訴《第一財經日報》記者：「其實早在3D列印技術還沒有爆紅的2003年，隱形矯治就已經在運用3D列印技術製造模具。」

　　時代天使可以利用3D列印技術形成矯治器的批量化大規模生產，據說這也是國內現在唯一一家。事實上，隱形矯治技術也是地球上最早實現批量化生產的3D列印商品。

　　何為批量化大規模生產，這在時代天使位於無錫2000平方米的生產廠房內可以找到答案，在這裏3D列印是整個產品工藝流程中重要的一環。

　　數十台3D印表機全天24小時工作，每8個小時后被時代天使首席運營官陳鍇稱之為「一鍋」的用高伸縮復合高分子材料列印出的牙模整整齊齊地排列「出鍋」，再通過熱壓成型技術獲得成品。每天從這裏成型的模具數量以萬來計算，一眼望去密密麻麻。

　　「3D列印其實最難列印的就是牙齒，因為牙齒最不規則，且對精度的要求最高，對列印參數的調校及設備的精度都要絕對地精確。」李華敏說。為此，甚至在生產廠房內都需嚴格規定恆溫恆濕，目的就是在於確保設備的穩定性及精確性。

　　據李華敏透露，目前3D列印出的牙齒磨具工藝精度可以達到0.02mm。「人對於牙齒的變化太敏感了，即便有細微的偏差都會感覺到不舒服，必須要精細。而3D列印一般的物品因為對精度要求不高，就很容易實現。」李華敏說。

　　傳統的口腔學科瞄上3D列印，背後其實是基於對技術的判斷。早在2003年，一次偶然的機會，李華敏與父親在北京接觸了首都醫科大學和清華大學共同研發的隱形矯治技術，這是他們第一次接觸隱形牙齒矯治。

　　當時的技術只是一項實驗室成果，雖然申請了專利，但沒有產品，只有一個三維軟體和一台簡陋的激光快速成型機。但李華敏覺得概念特別好，她想試一把。於是就和父親出資將這項技術買斷，開始探索從實驗室走向商業化的可能性。

　　上手之後她才發現，用隱形矯治替代傳統的做法來矯齒這一看似簡單的創意，其背後的門道遠比想像要複雜。

　　李華敏說，常規牙齒矯治普遍採用托槽和鋼絲，醫生個人的能力水平往往決定了矯治的最終結果。比如，醫生大多靠過往的經驗來掌握鋼絲的力度，這使得傳統的固定矯治很難和患者溝通將來牙齒可以達到的效果。

　　但時代天使在做的是通過軟體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的做法，給醫生解決這一過程中大量不可預知的問題。

　　「現在我們運用3D影像科技來設計整個療程計劃。」陳鍇向記者詳細介紹道，在從醫生處獲得個案的牙齒模型后，藉助高精度CT掃描技術對其模型進行數字化處理，之後運用計算機軟體來進行診斷與設計，即模擬整個矯正過程，從矯治前的原始模型到矯治后的最終狀態模型的整個過程都能在電腦上被一一呈現，個性化的矯治方案變成了一組組的3D模型。

　　之後再採用高伸縮復合高分子材料為每一個過程以3D列印的方式製作一個矯治器，這些隱形矯治器可以通過在牙齒上施加適當的、可控制的力來使牙齒移動，藉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現。

　　但李華敏向記者直言，在矯治器完成前的整個設計生產製作流程涉及口腔醫學、計算機科學、生物力學、3D列印、材料學這五大交叉學科，在技術研發方面絕對是塊難啃的硬骨頭。

　　她舉例，臨床醫學和三維軟體的設計都無先例可參考，完全需要團隊自己來研發。而如何通過三維設計精確計算及實現每一步牙齒矯治過程中的位置移動也是個難點。此外，在後端3D列印時，使用的列印材料的衰變程度、剛性、力度不同，這些材料特性因素都需要在設計個性化的矯治方案時被考慮進去，還有在3D列印的生產過程中越到牙尖，對精度的要求就越高。

　　在歐美有大約25%的患者會佩戴隱形矯治器來矯治牙齒，但在中國現有的比例只有2%，李華敏看到了行業巨大的發展空間。事實上，從2010年開始時代天使的收入都以每年300%的速度增長，目前的客戶累計超過3.6萬人，合作的醫療機構在全國超過6000家。

　　案例積累帶來的直接好處是，時代天使現擁有亞洲最大的東方人牙齒隱形矯治資料庫，這不僅可以為後續矯治方案提供豐富的研究數據，同時在未來有可能極大地縮短整個流程時間。

　　據介紹，時代天使目前的響應速度是，在拿到病患案例后，24小時內可以出方案，15~20天左右患者可以拿到成品。但隨著數據的積累以及技術能力的進一步突破，李華敏在預想，未來可能只要直接掃描患者的牙齒，將其傳到電腦後便能自動形成矯治方案，5分鐘后3D列印的牙模可能就已經拿在手上了。製圖/張逸俊