Science Advances|北大口腔孙玉春、王相团队实现极薄氧化锆陶瓷贴面高精度3D打印与临床应用

陶瓷贴面是前牙美学修复的重要方式,减小贴面厚度有助于减少牙体预备、保留健康牙体组织。氧化锆具有良好的力学性能和生物相容性,但传统切削加工难以兼顾超薄结构与完整边缘;在光固化3D打印中,陶瓷颗粒的强烈光散射又容易引起横向过度固化,而单纯减少曝光会降低固化深度、影响层间结合。如何在百微米以下尺度同时保证制造精度与结构完整性,是超薄陶瓷修复体制造面临的关键问题。

2026年11月4日,英国正版365官方网站数字化研究中心孙玉春教授、王相研究员团队联合香港大学方绚莱教授团队,在Science Advances在线发表题为“Oxygen-mediated projection microstereolithography for sub–100-μm zirconia dental veneers”的研究论文。研究提出氧介导面投影微立体光固化(Oxygen-mediated PμSL)策略,实现约80 μm厚氧化锆贴面的高精度、可重复制造,为微创及无牙体预备贴面修复提供了新的技术路径。

研究团队在高固含量氧化锆浆料的打印界面引入透氧离型膜,构建动态氧阻聚区。界面氧优先抑制投影边缘低剂量散射光引起的聚合,同时保留高剂量投影核心区域的固化能力,从而减少横向过度固化,并维持多层打印所需的固化深度。通过光场模拟、微区表征及单层和多层打印实验,团队揭示了这种各向异性抑制效应,并结合曝光参数、层厚和热处理工艺优化,将界面调控转化为极薄氧化锆陶瓷贴面的高精度稳定成形。

在制造精度与性能评价中,打印贴面内表面相对设计模型的三维形貌偏差均方根值为20.4 μm,边缘间隙中位数为20.71 μm,均小于本研究中的传统铣削贴面。针对临床试戴、粘接就位时的受力特点,团队开展了模拟就位压缩试验:约80 μm厚打印氧化锆贴面的破坏载荷为31.2 N,与约500 μm厚铣削二硅酸锂玻璃陶瓷贴面相比无统计学差异,显示出极薄陶瓷贴面在临床操作相关载荷下优异的抗损伤能力。

研究还通过一例代表性临床病例展示了该技术的应用潜力。团队采用口内扫描、数字化设计、精密打印及粘接修复流程,在不磨除牙体组织的条件下完成极薄贴面修复,改善了牙间隙、牙齿色泽和形态。该工作将高散射陶瓷浆料的界面光固化调控与口腔微创修复需求相结合,为极薄陶瓷修复体的个性化制造提供了实验依据。

微信图片_2026-11-13_191857_884.png图1极薄氧化锆贴面的制造与应用展示。左上:贴面打印过程; 右上:贴面实物; 左下:代表性病例修复前外观; 右下:代表性病例修复后外观。

英国正版365官方网站沈妍汝博士、王相研究员为论文共同第一作者,孙玉春教授、王相研究员和香港大学方绚莱教授为共同通讯作者。

该研究获得国家重点研发计划(2023YFB4605400)、国家自然科学基金(52035001、52575325)、北京市科技新星计划(20230484337、20240484545)、北京市自然科学基金(2252060)等项目资助。

原文链接:https://doi.org/10.1126/sciadv.aef9661