基于初印模三维扫描的无牙颌上颌个性化托盘计算机辅助设计及三维打印

作     者：陈虎 赵甜 王勇 孙玉春 

作者机构：北京大学口腔医学院·口腔医院口腔医学数字化研究中心口腔修复教研室口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室卫生部口腔医学计算机应用工程技术研究中心口腔数字医学北京市重点实验室北京100081 

出 版 物：《北京大学学报（医学版）》 (Journal of Peking University:Health Sciences)

年 卷 期：2016年第48卷第5期

页      面：900-904页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(81271181) 首都卫生发展科研专项重点攻关项目(首发2016-1-4101)资助 

主　　题：义齿,全口 计算机辅助设计 工艺熔融沉积制造 个性化托盘 

摘      要：目的:基于红色打样膏初印模三维扫描,建立一种无牙颌个性化托盘的计算机辅助设计(computer aided design,CAD)和工艺熔融沉积制造(fused deposition modeling,FDM)制作方法,定量评价加工精度。方法:在标准上颌无牙颌石膏模型上制取红色打样膏初印模,用牙颌模型三维扫描仪扫描红色打样膏初印模,得到扫描数据,在Gemomagic 2012软件中用交互绘制曲线、局部填补空洞、局部增厚、整体偏移、整体抽壳等命令,完成提取托盘边界、填倒凹、缓冲、预留终印模三维空间和生成托盘厚度的操作,设计标准形状手柄,得到个性化托盘三维设计数据。将托盘设计数据导入与FDM三维打印设备连接的电脑系统,打印聚乳酸(polylactic acid,PLA)材质的无牙颌个性化印模托盘,用牙颌模型三维扫描仪扫描托盘整体。在Gemomagic 2012软件中,以托盘组织面为共同区域,将个性化托盘CAD数据和个性化托盘三维扫描数据进行配准,利用Imageware 13.0的点云偏差分析功能测量三维设计数据和三维扫描数据之间的偏差。扫描石膏模型得到其表面三维数据,将石膏模型数据对齐于印模数据,同时个性化托盘扫描数据对齐于个性化托盘三维设计数据,利用Imageware 13.0的点云偏差分析功能测量三维扫描数据和石膏模型数据表面的距离。结果:与CAD数据对比,加工完成的上颌个性化托盘内表面整体平均偏差为(0.17±0.20)mm,主承托区平均偏差为(0.19±0.18)mm,副承托区平均偏差为(0.17±0.22)mm,边缘封闭区平均偏差为(0.30±0.29)mm,缓冲区平均偏差为(0.08±0.06)mm;托盘内表面与石膏模型表面平均间隙大小为(1.98±0.40)mm,主承托区平均间隙量为(1.85±0.24)mm,副承托区平均间隙量为(1.86±0.26)mm,边缘封闭区平均间隙量为(1.77±0.36)mm,缓冲区平均间隙量为(2.90±0.26)mm。结论:结合红色打样膏初印模三维扫描、CAD和FDM技术,可成功实现上颌无牙颌个性化托盘的数字化设计和制作。