💬﹝上﹞新聞報導美國男大生3D列印隱形牙套：什麼是隱形矯正牙套？

此篇新聞報導是由ETtoday東森新聞雲部分剪輯下來的：

「綜合外媒報導，美國紐澤西理工學院（NJIT）24歲的達德利（Amos Dudley）完成一項創舉，更讓世人們見識到了3D列印將徹底改變生活。從小牙齒就不好看的達德利，過去就曾利用牙套矯正牙齒，但沒依照牙醫指示長時間配戴，導致成果並不好，也讓他不敢露齒大笑。上了大學之後，想省錢的達德利想到利用了學校的3D列印機，「印出」12組隱形牙套，只花了16周時間就成功地把牙齒矯正整齊。更驚人的是，這些由他一手設計、列印的牙套，僅僅花了60美元的材料費。」
很多人說, 他對於牙齒矯正的市場投下了一枚震撼彈! 基本上, 他做的事情相當於目前市面上眾多隱形牙套廠商已經在做的事. 令人敬佩的是, 他為了完成此一創舉, 參考了兩本牙齒矯正的教科書, 其中一本就是下面這本在我書桌上的(他讀的已經是第5版了):

時年西元2000年的第三版牙科矯正學教科書

利用醫療級PET-G(Polyethylene terephthalate glycol copolyester) 透明聚酯膜片來製作隱形牙套本來就不是新鮮事了!
在3D列印技術成熟之前, 矯正醫師就已經會在牙齒的石膏模型上切割、重新排列、每次移動大約零點幾個mm的輕移動方式, 製作出新的模擬牙齒模型, 再將PET-G透明聚酯膜片加熱抽真空包覆到這個模擬的牙齒模型, 來製作一副精準的隱形牙套, 一步一步的讓牙齒依照計劃的路徑移動, 以達到牙齒矯正的效果.
下圖是本院實際的案例: 牙齒輕微排列不整齊, 牙縫又有空間, 非常適合使用隱形牙套. 展示的只是牙齒移動步驟之中的一個月份, 而我們特別選出最後一個月的模型, 因為這樣可以明顯看到最後一步牙齒排列整齊的結果:

左上(原始圖)是原始石膏模型; 右上(調整圖)是分別切割每一顆牙齒並重新排列整齊;下方(對照圖)是精密計算這四顆門牙的移動量(mm)

因此, 隱形牙套的矯正方式就是模擬每四周(或兩周, 看廠牌)的牙齒移動量, 依照新的模擬牙齒模型製作一副又一副的矯正器. 差別只是在於模擬的步驟是在石膏模型或是電腦化數位立體模型.
在那個還沒有3D掃描技術可以建立電腦化數位立體模型的年代, 就是像這樣在真的石膏模型上切割、重新排列, 一步一腳印!
觀看以下德國CA® CLEAR ALIGNER動畫就會了解了(模擬的步驟是在石膏模型切割, 所以每四周要重新印模一次):

醫療級PET-G透明聚酯膜片有厚的、有薄的、有硬的、有軟的. 直接壓在現成模型上的, 沒有移動矯正牙齒的作用, 做出來的牙套就是維持器、護齒套等.

現在我們就回到Amos Dudley個人部落格, 看他是如何利用3D列印科技DIY自己的牙齒矯正(如以下連結): Orthoprint, or How I Open-Sourced My Face.

他先是幫自己印了一個牙齒的模 -> 灌成石膏 -> 去學校用3D掃描機將石膏模型掃描成數位STL檔案 -> 再來就是用軟體把數位STL檔案裡面的牙齒做虛擬的切割 -> 把虛擬切割後的牙齒重新排列, 一共做了六步 -> 再把六步的虛擬模型都用3D列印機印出來 -> 再來就是將透明聚酯膜片加熱包覆到這六個牙齒模型, 來製作六副隱形牙套.

既然並不是每個人上學或工作的地方都會有3D掃描與列印的設備, 無法像這位美國設計系學生來DIY牙齒矯正. 加上數位模擬的精確性來自於印模與掃描的精準, 如果牙齒排列擁擠, 不是像這位美國男大生只需要六步到位, 則需要詳細分析矯正力學, 並設計一些特殊的附件黏貼在牙齒上, 輔助隱形牙套作用, 或打上骨釘當做錨定點支撐. 矯正過程中, 定期回診讓醫師檢查佩戴的情形, 如果因為附件脫落或其他原因, 牙齒沒有依照預期的步驟移動, 量身定做的個人專屬矯正牙套可以立即做修改, 確實達到牙齒矯正的目的.

以下附上時代天使隱形矯正系統的3D模擬動畫, 感謝時代天使台灣熊總經理提供動畫檔:

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