数字光处理技术是光固化立体成型技术的改进和发展。光固化立体成型技术是对光固化材料进行逐点扫描，以点成线、以线成面；数字光处理技术则是根据数据信息对光固化材料进行直接投影，实现了整个面的同时固化^[11]，该技术是通过高分辨率的数字光处理器投影仪来实现光固化聚合的，因其投影光为一个面，所以能够实现每层同时固化，其速度比同类型的光固化立体成型技术速度更快。

市场上光固化成型技术使用的原材料大多为感光性的液态树脂，即光敏树脂。常用光敏树脂的主要成分有低聚物、反应性稀释剂和引发剂等。不过现在常用的光固化树脂材料大都是生物不相容的，细胞毒性、长期稳定性和功能性机制尚不清楚，不能通过 ISO10993-1医疗器械生物学评估，因而在牙科制造方面，目前仅限于应用在暂时修复体的制造，目前该工艺在牙科应用较为广泛的是数字化种植导板、数字化模型的打印制作。KASPAROVA等^[12]将口腔上下颌数字模型利用光固化打印技术进行重建，得到了精度较高的实体模型，设计人员可将该实体模型用于正畸的设计，表明光固化打印技术在齿科正畸领域运用的可行性。转移托盘也能利用光固化快速成型技术进行制 作^[13]，与传统技术相比具有速度快、周期短等优点。在数字化种植导板方面，1987年是数字化导板的开元年，世界上第一个数字化导板问世^[14]。随着二次CT扫描程序的提出，数字化导板发展极为迅速^[15]。种植导板因人而异，使用光固化快速成型方法不需要对技工提出多高的要求，具有精度高、速度快等优点，制作过程便是光固化过程，在前期设计人员完成之后只需要通过3D打印机层层固化便可完成制作^[16]。吴静等^[17]的临床试验表明数字光固化导板在临床使用中表现良好。

2.2  叠层实体制造技术  1989年Helisys公司年开发出第一台基于粉末材料的叠层实体制造自动成型系统，并且随之2年后也就是1991年，该公司将叠层实体制造系统实现商业化^[18]。

       叠层实体制造成形工艺是工程师先在GHI软件中设计出所需制造零件的三维实体模型，之后按照其对成型结果的要求，对三维实体模型进行分割，使之变成一系列的二维截面，再将其二维截面数据进行处理，而后在计算机控制下，外围加工设备以平面方式有顺序地连续加工出每个薄层并叠加形成三维部件，见图3所示。这样就把复杂的三维成形问题变成了一系列简单的平面成形问题^[20]，叠层实体制造成型工艺使用的材料大都是类似如纸、塑料薄膜的薄片材料和粘接剂，目前在牙科制造中还没有应用。

2.3  熔融沉积成型  1989年CRUMP等申请了熔融沉积成型专利，自此熔融沉积成型工艺3D打印问世^[21]。熔融沉积成型工作原理是将热熔性材料加工成丝状，经过送丝机构到达热熔喷嘴上，之后热熔性材料被加热装置加热融化，沿着打印机已经设定好的路径进行运动，同时加热融化的丝状材料在成型平台上凝固成型，层层粘接堆积，最终形成产品模型^[22]。熔融沉积成型技术打印的主要材料有ABS塑料、聚碳酸酯、聚乳酸塑料、聚苯矾等。到目前为止，熔融沉积成型3D打印机作为唯一使用热塑料成型的打印机，其打印的物件具有可耐受高热、腐蚀性化学物质、抗菌和强烈的机械应力等特性^[23]。        

        熔融沉积成型技术已被证明可以用于制造牙科模型。医学实体模型存在着精度低、效率低下等问题，为了解决这一难题，靳一帆等^[24]将CT扫描、图像处理和实体模型3D打印阶段的关键技术进行融合，利用熔融沉积成型技术解决了这些难题，制作出了满足现代医学要求的医学实体模型。该实验结果表明将熔融沉积成型技术应用于医学实体模型的建造可以实现不失真，可将该技术用于制造高精度牙模，还可将其用于牙科教育方面。在齿科方面，夹板的作用即通过限制和分散力而使受累组织得到休息。在牙科治疗中，夹板被广泛应用于正畸治疗后牙齿、牙槽骨的固定，此外在牙周病松动牙的辅助治疗中也较为常见。MUNTEANU等^[25]通过使用熔融沉积成型技术实现了代版本的经典夹板或整形外科铸造，解决了美学外观卫生问题，可以消除或减少瘙痒，降低移动性制造等。图4为熔融沉积成型的基本原理图。



2.4  选择性激光烧结工艺  选择性激光烧结技术的原材料是粉末材料，成型过程是以激光为热源进行激光烧 结^[27]。选择性激光烧结技术是美国德克萨斯大学奥斯汀分校的DEKARD于1989年发明并获得专利^[28]，而后进入大众视线，在1992年由DTM公司将其投入市场。相对于其他3D打印技术，选择性激光烧结的主要优点是：可利用材料多、成型工艺较为简单、材料利用率非常高，不需要支撑结构；缺点是：制作表面精度不够，往往需要进行后处理，烧结过程中散发的气味较重等^[29]。在打印的材料方面，任何受热后可粘接的材料都可作为其原材料^[30]。在这些成型材料中，高分子材料成型需要的温度低、能量要求低、精度高，是应用最多和最早的是高分子材料。选择性激光烧结的打印示意如图5所示。

选择性激光烧结在加工过程中没有施加外界驱动力，而且因为其自身的材料特性，高分子材料在成型后会存在一定的空隙，其制作的最终零部件物理性能会低于高分子材料利用传统方法制作成型的零部件^[28]。选择性激光烧结工艺对原材料的各项性能有较高的要求(如粒径、粒径分布、颗粒形状、结晶速率、黏度)，所以对其能够成型的材料种类有很大限制。目前在成型件的性能方面，国内外很多学者主要是通过添加纳米填料或后处理浸渗等方法，这也将增加选择性激光烧结材料种类^[28]。

选择性激光烧结技术目前在牙科制造中得到了较广泛应用。在牙科修复蜡型方面，董岩等^[31]通过一系列实验证明了针对传统制造技术，用新型激光烧结成型蜡制作牙科修复物蜡型具有很大的优势。在牙科种植领域，魏霆等^[32]利用选择性激光烧结成功制作出了多孔钛种植体，实现显示打印出的钛种植体具有良好的机械性能及生物相容性，这也进一步证明了利用选择性激光烧结技术制作的种植体，可以用于牙科种植的临床试验。然而，氧化钙、氧化铝等氧化材料因为其优良的物理性能和生物相容性被认为是理想的牙科种植材料之一。美国宾夕法尼亚大学PEELAMEDU等^[33]对氧化锆粉末进行选择性激光烧结成型，结果发现其制作成功的氧化锆小球，内部有着纹理细密的微观结构，内部结构均匀，在小球内没有裂纹或者孔洞^[34]，进一步表明选择性激光烧结技术可用于制作不同合金材料的种植体。 
2.5  选择性激光熔化  德国的FRAUNHOFER激光技术研究所(ILT)在1996年开发了选择性激光熔化工艺，并且成功获得了德国专利局专利^[35]，为了进一步的推广，于1997年在美国提交了专利申请^[36]。选择性激光熔化与选区激光烧结一脉相承相承，两者的基本原理相同，最大的区别在于选择性激光熔化是一步粉末床全熔炼，使用的激光源的能量密度大于选择性激光烧结，选择性激光熔化能够将粉末完全熔解成液相，确保快速致密化，选择性激光熔化无需后处理就可生产出几乎完全致密的均匀零件，所以其不需二次低熔点黏结剂粉末，见图6。

选择性激光熔化成型技术在牙科制造领域应用较为广泛，目前基于选择性激光熔化3D打印设备科制作的牙科产品有烤瓷牙金属内冠、牙桥内冠、舌侧正畸托槽、活动假牙支架、牙钉等多种金属修复器件。传统制作舌侧托槽需依赖粘接剂厚度补偿，利用选择性激光熔化技术将CAD软件设计的个性化舌侧托槽进行3D打印可有效解决这个问题^[38]。在桥冠方面，德国贝格公司采用选择性激光熔化技术进行3D打印，并在德国实现了商业化^[39]。在假牙制作方面，华南理工大学杨永强等^[40]利用复合材料的3D打印机成功制造出了仿生假牙。在牙科修复方面，金属粉末的 3D 打印技术能够满足牙科修复物高度个性化、快速需求、轻量、微型等特点。李勇等^[41-42]使用选择性激光熔化技术制作牙科钴铬合金样品，利用扫描电镜观察样品的表面形貌和除气-预氧化处理后氧化膜的显微结构，同时测试样品的密度和硬度，结果发现选择性激光熔化制作的牙科钴铬合金硬度明显高于铸造合金，经过除气-预氧化处理后的氧化膜细密均匀，说明选择性激光熔化技术比铸造法具有一定的优越性。在活动义齿支架方面，刘晶等^[43]将选择性激光熔化和传统铸造技术制成的纯钛试件性能进行比较，证明了选择性激光熔化在制作牙科支架方面相对铸造技术具有更大的优势。

2.6  立体喷墨技术  立体喷墨技术的成型方式为粉末成型，其原材料为淀粉、石膏粉末、陶瓷粉末、金属粉末、复合材料粉末等。与其他的快速成型方式一样，立体喷墨技术也是将三维数据模型进行分层，生成加工路径，将这些数据导入打印机内，控制打印喷头将原材料一层一层的“印刷”，从下至上层层叠加，最终打印成型，而后再经过后处理，得到最终成品^[44]。        

       在牙科制造方面，YIM等^[45-46]采用立体喷墨技术打印定制的个性化硅胶植入物对传统下颌截骨术患者行颌面部填充，发现植入后下颌骨平滑美观，术后感染率低、远期更换及调整容易。2011年Hasselt大学和LayerWise公司共同开发了人造骨骼。蔡洁明等^[47]通过CT获得牙体根管的解剖，利用立体喷墨技术打印牙根模型，制定治疗计划、模拟操作，最终成功对1例复杂芋类牙内陷的患者行完善根管治疗。在教学方面，王懿等^[48]将3D打印技术于应用于牙体牙髓病学教学中。牙周组织在牙科方面起到了一个支持作用，但是特别容易遭受到口腔病菌的污染破坏。在牙体的可再生方面，KIM等^[49-50]用多聚己内酯与羟基磷灰石的复合墨水作为原料，在体内和体外2种不同的环境中对其解剖结构进行打印还原。北大薛世华等^[49，51]利用人牙髓细胞和海藻酸钠-明胶水溶液组成共混物作为生物墨水进行喷墨打印，最终得出细胞存活率为(87±2)%的结果。该实验从一定程度上证明了立体喷墨技术经一定改造可应用于牙体再生的可行性。

3D打印快速成形加工技术简称3D打印技术，是集激光加工技术、CAD/CAM技术和材料加工技术等新技术为一体的最新技术成果。美国材料与试验协会(ASTM)F42国际委员会对增材制造和3D打印技术做了明确的概念定义：相对于减法制造，增材制造通常是依据三维CAD数据将材料连接逐层累加制作物体的过程；3D打印技术是指采用喷嘴或其他打印技术通过沉积材料来制造物体的技术。3D打印技术目前也常用“增材制造”来表示^[1]。

3D打印快速成型加工技术是一种基于电脑辅助设计逐层生成3D物理模型的方法^[2]，将零件的工程三维模型进行数字化处理，而后再将三维数字化模型进行离散化，使之转化为点线面，以便获取二维的加工路径，最后根据3D打印设备选择合适的原材料，根据最终产品的要求设置打印参数，逐点(面)打印，层层固化，逐层累加，最终打印出所需产品^[3]。

3D 打印快速成型与传统加工成型的最大区别在于：快速成型加工是逐层增加的“增材”制造，与传统制造技术相对比具有制造成本低、生产周期短、材料利用率高等优点。2012年英国杂志刊登了一篇名为《How a new manufacturing technology will change the world》的文章^[4]，将3D打印技术与18世纪发生的工业革命相比较，认为3D打印技术的出现将会和第二次工业革命一样对整个世界产生深远影响，被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产技术”。从19世纪末3D打印思想萌发到现在，3D打印技术在工业造型、制造、建筑、牙科制造和航空航天等领域得到良好的应用。文章就3D 打印技术在牙科的应用现状和前景展望进行概括介绍。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

1.1  资料来源  作者以“3D printing，metal implant，dental manufacturing，dental restorations，3D 打印，骨缺损，金属内植物，牙科制造，牙科修复”等为关键词，检索1980至2019年期间Web of Science、万方、CNKI 数据库中的相关文献。

1.2  入选标准

纳入标准：与3D打印技术及3D打印技术在牙科制造中相关的文献。

排除标准：①文章发表日期距离现在过长；②文章水平较低，无法起到很好的分析作用；③文章内容与主题无关。

1.3  质量评估  在进行文献排除后得到文章105篇，对105篇进行大致的初略阅读及质量评估，最终纳入60篇文献进行综述，文献筛选流程见图1。

徐步光等^[52]将个性化和便捷化的牙科医疗进行了较为详细的叙述，认为3D打印技术为传统义齿制造行业的颠覆性改变。毫无疑问，相比于传统的企业来说，3D打印技术在个性化定制、复杂零部件等方面具有绝对优势。在批量化、规模化生产方面，3D打印技术和传统制造行业还有相当大的差距^[53]。田芳等^[54]研究得出3D打印行业发展取决于其材料研发和应用的结论。3D 打印技术给牙科带来了更高精度、更低价格的产品，而且其和齿科的结合也愈发紧密，因此齿科材料的研究已是迫在眉睫^[55]。而且打印材料是目前3D打印领域研究的热点，同时也是3D打印工艺在牙科领域推广应用的瓶颈。目前在牙科市场上应用最为广泛的制造材料有以下几种：陶瓷、钴镉合金、树脂、氧化锆、钛合金等。目前仍未有和人体牙齿各项性能均匹配的材料。光固化树脂的存在为3D打印提供了一个较好的打印材料，但光固化3D打印树脂材料大都是生物不相容的，不能通过ISO10993-1医疗器械生物学评估，且在细胞毒性，长期稳定性和功能性上都尚且不清楚，因而局限于暂时修复体的应用^[56]。在打印精度方面，目前在市场上流通的3D打印机都存在着明显的台阶效应，就是层与层之间存在着明显的台阶，很多研究人员致力于利用减小层厚来减少台阶，可是在精度要求特别高的领域还是需要经过后处理这道工序。王东  峰^[57]认为阻碍3D打印的发展还有一个重要的特点就是模型的获取，目前主流的STL处理软件有Rhino、Maya等，而该类软件需要经过专门培训才会操作，加大了3D打印的门槛。但是总而言之，牙科具有个性化定制、体积小、需求量大等特点，比较适合采用3D打印技术^[58]。

3D打印技术发源于美国，而在经历了多年的发展之后，美国已然成为了3D打印领先的国家，其中最具代表性的公司有3D system等^[1]。2013年Wohlers协会的报告中对3D打印行业进行了分析，报道了2012年增材制造设备与服务全球直接产值高达22.04亿美元，同比去年增长增长率为28.6%，其中医学和牙科领域从13.6%增加到16.4%。中国的3D打印加工技术起步时间比欧美晚3-5 年^[59]，产业规模从2012年的1.6亿美元发展到2016年的12亿美元，虽然产业规模提升很快，但是产业规模的提升并没有对技术的提升产生非常大的影响，主要是因为多方面的限制。从某些方面看，中国3D打印已处于全球领先地位，如金属零件、飞机起落架等。虽然专利数量多，但在质量上仍与行业领先国家之间存在差距，而缺乏核心技术与人才是制约中国3D打印发展的关键因素，如3D打印企业因生产效率、材料短缺等问题，短期内无法实现批量化、规模化生产；且3D打印机的价格十分高昂，中国3D打印产业一直处于“跟跑”阶段，与发达国家相比，中国3D打印产业大多停留在科研层面。要想摆脱“跟跑”的尴尬，并解决上述问题，就需要3D打印企业不断进行创新，研发新型材料与先进的操作系统来提高3D打印设备本身的使用体验。就3D打印的整理行业而言，其发展是朝着智能化、规模化、产业化的方向发展的。智能化指的是在操作方面更加简便，建模、处理等工艺的进一步简化。在规模化方面指的是打印速度更快、成型平台更大，导致成型个数的增多，以此能够实现数量和速度方面的要求。产业化指的是能够大规模、大批量的投入使用。就种植领域而言，如果找到新的材料来代替目前的陶瓷材料等，就能找到适合于3D打印且与牙齿性能高度一致的材料。在整体设备方面，用于齿科医疗的微小型打印机能够真正实现椅旁操作。在其精度方面，3D打印设备的精度需要进一步提高，其智能化程度有待进一步提高。

总体来说，3D打印技术的发展离不开各个学科的共同发展，是一种相辅相成的关系，3D打印的产物提高其他行业的进步，而其他行业的进步也反过来作用于3D打印技术^[60]。

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文题释义：
熔融沉积成型：是将热熔性材料加工成丝状，经过送丝机构到达热熔喷嘴上，之后热熔性材料被加热装置加热融化，沿着打印机已经设定好的路径进行运动，同时加热融化的丝状材料在成型平台上凝固成型，层层粘接堆积，最终形成产品模型。
光固化立体成型技术：能够在微米级的精细分辨率下制造高表面质量的零件，其成型过程就是树脂材料进行光固化聚合的过程，一般是以点成线、以线成面，然后成型平台根据打印参数决定的打印层厚进行升降。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

3D 打印快速成型与传统的加工成型的最大区别在于快速成型加工是逐层增加的“增材”制造,与传统制造技术相对比，具有制造成本低、生产周期短、材料利用率高等优点。2012年的英国杂志刊登了一篇名为《How a new manufacturing technology will change the world》的文章，将3D打印技术与18世纪发生的工业革命相比较，认为3D打印技术的出现将会和第二次工业革命一样，对整个世界产生深远影响，被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产技术”。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程