使用微CT进行唇侧牙齿移动的3D打印与热成型透明矫治器贴合度分析：一项体外研究

为何透明矫治器的贴合度重要

透明塑料矫治器通过提供几乎看不见的替代金属牙套，改变了正畸治疗的面貌，但这些托盘与牙齿紧密贴合的程度，往往决定了牙齿移动是否顺利或结果令人失望。本研究从表面之下——字面意义上的下方——入手，利用高分辨率X射线扫描比较不同类型矫治器在将牙齿推向新位置时与牙齿的贴合情况。

制造透明托盘的不同方法

现今的透明矫治器主要有两种制造方式。传统托盘通过加热薄塑料片并在牙模上进行真空成型来制得。这类材料可以是简单的单层塑料，也可以是更高级的多层材料，在较硬的外层之间夹有更柔软、有弹性的芯层。较新的方法则完全跳过加热步骤：矫治器直接由专用液态树脂在3D打印机中逐层构建，遇光固化。每种制造方法所用材料在刚性和“弹性”方面各异，这可能改变托盘围绕牙齿的贴合度以及能施加的力。

利用3D X光成像的深入观察

为比较这些方法，研究人员制作了三个精确的上颌模型：一个为正常排列的牙列，另两个模型将右上前牙分别向外偏移0.3毫米或0.5毫米，模拟真实正畸治疗中的单步位移。在每个模型上放置了三种类型的矫治器：由具有形状记忆且柔韧的树脂3D打印而成的托盘；由刚性塑料制成的单层热成型托盘；以及由硬壳与弹性芯层组合而成的多层热成型托盘。研究者使用微型计算机断层扫描（micro‑CT，一种三维X射线显微镜）在前牙和后牙的多个点位测量牙齿与塑料之间的微小间隙。

牙齿移动时托盘的表现

总体而言，无论牙齿偏移距离如何，3D打印矫治器在牙齿与托盘之间显示出最大的间隙。换言之，它们起始时贴合较松，且随着牙齿向外推移变化不大。相比之下，两种热成型托盘起始贴合更紧，尤以单层塑料为甚，但当牙齿位移增大时，其间隙显著增大——这一变化在被移动的牙齿及其邻牙处最为明显。作为锚定的后磨牙几乎没有变化。这些模式提示：较硬的热成型塑料在受力增大时会变形并从牙面抬离，而更柔韧的打印树脂则保持更稳定但总体不够紧密的贴合。

间隙真正扩大的部位

微CT图像还显示，并非所有牙面都表现相同。对于热成型托盘，间隙增长最大的是面向移动方向的前牙侧面以及咬合缘处——这些区域的塑料需要最大程度弯曲。3D打印托盘呈现出不同的分布：在较大位移时，前牙的某些区域反而趋于更接近，暗示形状记忆树脂可以逐步适应并贴合复杂的轮廓。然而，即便具有这种可塑性，打印矫治器的平均间隙仍大于热成型矫治器。

对患者与临床医生的意义

从实用角度看，本研究表明矫治器的制造方式以及单步要求的牙齿移动距离，会显著影响治疗过程中托盘的贴合情况。热成型矫治器可能起始时更紧密地贴合牙齿，但在受力后，尤其是在移动的前牙附近，可能会失去这种紧密接触。打印矫治器总体上贴合较松，但在位移增大时更能保持其形态。作者强调，本研究在硬质模型的实验室条件下进行，并非真实口腔环境，但结果突出了在选择矫治材料和单步位移大小时需谨慎权衡舒适度、牙齿移动控制与治疗时间。

引用: Lim, S.Y., Choi, SH., Yu, HS. et al. Fit analysis of 3D-printed versus thermoformed clear aligners for labial tooth movement using micro-CT: an in vitro study. Sci Rep 16, 7976 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37964-3

关键词: 透明矫治器, 3D 打印, 正畸学, 牙科材料, 微CT