Dimensional accuracy of mock-ups fabricated using conventional, additive, and subtractive manufacturing techniques: an in vitro study
这项体外研究发现，虽然三种制造技术（传统、增材和减材）在前牙模型方面产生了相似的线性尺寸，但减材制造表现出最高的面与面匹配精度，而传统模塑显示的深度偏差显著较低。
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在现代牙科领域，目标已从单纯地修复破碎的牙齿转向打造看起来和感觉起来都完全自然的微笑。为了实现这一目标，牙医经常依赖一种被称为“模拟模型”（mock-up）的临时模拟物。可以将它想象成一次试运行：一个薄薄的、类似塑料的外壳被放置在患者的牙齿上，以在任何永久性工作开始之前，准确展示新的微笑效果。这一步骤至关重要，因为它能让患者看到未来的结果，并帮助牙医精确规划需要磨除多少天然牙组织，以为最终的修复体腾出空间。如果模拟模型太厚，牙医可能会磨除过多的健康牙组织；如果太薄，最终效果可能会显得扁平或感觉不对。多年来，这些试用外壳一直是使用硅胶模具和液体树脂手工制作的，这一过程高度依赖于制作者的技巧。然而，近年来，技术引入了两种全新的创建外壳的方法：一种是使用3D打印机逐层构建，另一种是使用计算机控制的机器从实心块中雕刻而成。该领域面临的问题是，这些高科技方法是否比传统的纯手工方法能产生更准确的引导。
特拉基亚大学（Trakcia University）的一个研究小组致力于回答这个问题，通过比较三种不同方法制作的模拟模型的尺寸准确度。他们并未直接接触患者，而是使用了十位计划接受美容贴面治疗者的数字数据。对于每位受试者，研究小组使用三种截然不同的技术创建了一个包含六颗牙齿的模拟模型：传统的纯手工模塑法、一种由机器从实心圆盘中铣削形状的减材法，以及一种通过打印机逐层构建形状的增材法。为了观察每个模拟模型与原始数字设计的匹配程度，研究人员使用高精度工业扫描仪对每个标本进行了扫描。随后，他们将物理实体与完美的数字蓝图进行对比，测量表面匹配的紧密程度，并检查牙齿各特定点的厚度。
结果显示，模拟模型的制作方式会显著改变其形状。那些从实心块中雕刻出的模拟模型机器产生的准确度最高，其匹配数字设计的表面积接近75%。3D打印的模拟模型位居第二，匹配设计的表面积约为59%，而传统的纯手工模塑模型仅匹配了约43%。雕刻型机器组与手工模塑组之间的差异具有统计学意义，这意味着这种差距并非偶然造成的随机偏差。有趣的是，尽管整体表面形状各异，但牙齿的基本测量值——例如前牙的宽度或犬齿之间的距离——在三组之间却表现得惊人地相似。这表明，虽然所有方法都能掌握大致的尺寸，但表面的平滑度和精确轮廓会因技术手段的不同而产生巨大差异。
或许在临床上最重要的发现涉及模拟模型的厚度，这决定了磨除牙齿的深度引导。研究人员在每颗牙齿的九个不同位置测量了深度，发现3D打印和机器雕刻的模拟模型在厚度上非常接近预期，其平均偏差接近于零。相比之下，手工模塑的模拟模型表现出一致的变薄倾向，尤其是在从牙龈线向切缘移动的过程中。这种向内的偏差在手工组中最为明显，这表明手动将树脂压入模具并去除多余材料的过程往往会导致最终形状发生收缩。研究还发现，牙齿的形状也会影响结果：犬齿由于更为尖锐且弯曲，其厚度偏差最大，而较平坦的中切牙则更为一致。
这些发现表明，对于那些需要将模拟模型作为精准磨牙指南的手术，数字方法在一致性方面具有明显的优势。机器雕刻法提供了最高的表面准确度，而3D打印法则提供了处于中间水平的厚度表现，使其与计划高度吻合。传统的纯手工模塑技术虽然在简单的预览中仍然有用，但它引入了更多的变数，如果将其作为严格的引导工具，可能会导致牙齿预备不均匀。研究人员指出，他们的研究是在受控的实验室环境中进行的，因此不存在唾液或体温等因素，但数据清楚地表明，制造过程本身是影响最终准确度的主要因素。对于旨在尽可能保留天然牙组织结构的牙医来说，选择一种能最大限度减少这些厚度误差的制造方法，可能是实现更具预见性和成功结果的关键。
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