Biomimetics (Basel)：3D铣削和3D打印氧化锆假体的临床疗效:系统综述和meta分析

在过去的20年里，氧化锆修复体在牙科领域得到了更广泛的应用。为了获得良好的美学效果，患者经常选择无金属修复体，他们倾向于使用与天然牙齿相似的质量和相似特性的材料。氧化锆是多晶陶瓷的一个显著例子，它缺乏玻璃状成分，具有较厚的内聚结构，这使得它非常难以破裂或断裂。由于这些特性，Garvie等人将氧化锆称为“陶瓷钢”。氧化锆可以作为整体材料使用，因为它具有任何牙科陶瓷材料中最高的强度，提供了许多好处，包括没有贴面陶瓷碎裂，以及在单口，部分和全口康复中使用的几种适应症。

此外，它具有高度的生物相容性，很少的对立磨损，可抛光性，硬度，低导热性和化学稳定性。在单牙和多牙置换中，它在前牙和后牙区域都表现良好。然而，在各种临床设置中，成本一直是一个讨论的话题。CAD/CAM技术在过去十年中被引入牙科行业，降低了模型构建和冠制造中的人为错误。这些数字系统一直在改进和发展。传统上，计算机辅助制造一直使用减法工艺(铣削)进行，尽管最近引入了增材方法（打印）。减法程序用带有多轴铣削系统的数控计算机设备，从工业质量的毛坯（块或盘）中铣削假体。复杂的几何形状、刀具尺寸和转速决定了最小特征尺寸和表面光洁度，这些都受到刀具和材料运动自由度的限制。添加方法使用3D模型数据来铺设连续的液体或粉末材料层，这些层垂直分层并融合以产生成品假体。

这些方法还使用额外的支撑结构在整个分层过程中固定或支撑零件。增材制造技术有许多不同的形式，如材料挤压、粉末床熔融、基于石膏的3D打印、叠层物品生产、立体光刻和多喷3D打印。粉末床熔融有几种不同的方法，包括选择性激光熔化、电子束熔化、选择性热烧结和选择性激光烧结。与选择性激光烧结类似，选择性热烧结使用热打印头在粉末床表面进行机械扫描。在选择性激光烧结中，塑料、金属、陶瓷或玻璃的小块被融合在一起，形成特定的3D“形状”。通过应用一层粉末（石膏或树脂）并使用类似注射的技术在零件的横截面上用液体粘合剂打印，基于石膏的3D打印（粘合剂喷射）一次构建一层铸件。使用热辊将薄片附着在基板上，用于层压对象制造（薄片层压），并使用激光跟踪原型所需的尺寸并交叉hatch非零件区域，以使废物清除更容易。固体层是通过立体光刻/还原光聚合（SLA）产生的，利用紫外线激光束在可固化的液体聚合物池上移动.

铣削和打印方法各有优缺点。各种牙科修复材料的利用，低成本，以及系统对“表面镶嵌格式(STL)”文件的固体几何形状中的微小缺陷不敏感的事实都是铣削的好处。然而，由于铣床允许的轴数限制了有机形状的精度和可获得性，如果铣削较硬的材料，刀具可能会变得迟钝和效率低下，并且在铣削之后在特定区域定制颜色是具有挑战性的。印刷的好处包括几乎无限的设计灵活性，在一个制造周期内创造复杂结构的能力，易用性，以及改变印刷不同部分使用的颜色和材料的能力。由于分层生产的“台阶效应”会影响假体的表面纹理和整体尺寸精度，并且需要后处理和抛光(可以通过将分层厚度减小到尽可能小的分辨率来纠正，但会显着延长结构的构建时间)，因此打印有一些缺点，例如机器和软件的成本较高，可以使用的材料的限制，对输入数据的不一致性有很高的敏感性使用更少的材料浪费，减少表面微裂纹的被动生产，以及精细的细节生产，允许生产各种形状和尺寸，这些形状和尺寸仅受机器制造室的尺寸限制，而不受预成型圆盘的尺寸限制，这些都是印刷方法解决许多减法问题的一些方法。

由于3D打印的陶瓷牙体修复还处于起步阶段，3D打印的全轮廓单片氧化锆冠的修复适应性、精度和真性的研究并不多。目前还没有任何实质性的评论分析3D打印氧化锆和CAD/ cam铣假体的机械和物理性能。这项研究的新颖之处在于，这些结果是至关重要的，因为它们可以用来选择最佳的材料和方法来创建冠和FDP，因此，本系统的评价是进行的。该系统综述收集并比较了通过3D打印和铣削制造的锆冠的性能评估研究，随后进行了荟萃分析以评估影响因素。

方法：采用系统评价的方法，比较三维铣削与3D打印制备锆冠的临床性能。进行了荟萃分析，并确定了截至2022年11月发表的研究。搜索词是“锆冠”、“3D打印”、“CAD/CAM”(计算机辅助设计和计算机辅助制造)、“铣削”、“牙冠”和“3D铣削”。比较的特征是研究发表的年份、研究设计、患者的年龄、国家、冠的数量、冠制作的类型、边缘完整性、龋齿状况和结果。系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)指南用于构建本系统评价。在初步检索后确定的1150个标题中，有9篇文章被纳入定量分析。基于PICO/PECO(参与者，干预/暴露，比较和结果)的研究问题是“当传统假体也是一种选择(C)时，3D打印和研磨(P)氧化锆冠和FDP (I)是否具有更好的生存率(O)将收集到的数据制成表格并进行比较，然后进行偏倚风险和荟萃分析。只有9篇文章(临床研究)被选为研究对象。由于目前还没有关于3D打印锆冠的临床研究，我们考虑了6个体外研究进行比较。铣削组锆冠的平均随访时间为6个月。

表1 夹杂物和挤压标准

表2 电子数据库的搜索术语和策略

表3 纽卡斯尔-渥太华量表显示研究质量评估

图1 基于PRISMA指南的文章选择策略

表4 从系统综述中包含的研究中提取的数据摘要

图2:年龄（40-50，<40，>50）和存活率之间关系的森林图[21-27]，其中Q是Cochran检验，I2是不一致性检验，H是异质性。

包括锆冠3D打印在内的体外研究

结果：研究发现了中等偏倚风险，在这些研究中发现了高度的异质性在边缘完整性、牙周状态和存活率等方面。线性回归显示使用的水泥类型与义齿存活率之间没有统计学相关性。

结论：磨牙冠具有较高的修复性能和满意的临床存活率。

文献来源：Dewan H,Clinical Effectiveness of 3D-Milled and 3D-Printed Zirconia Prosthesis-A Systematic Review and Meta-Analysis.Biomimetics (Basel) 2023 Aug 27;8(5)