幾種常用全口義齒數(shù)字化系統(tǒng)的比較及相關(guān)研究進(jìn)展

王 燦，吳珺華

自計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)(computer-aided design and computer-aided manufacturing，CAD/CAM)應(yīng)用于全口義齒制作以來，數(shù)字化全口義齒因其就診次數(shù)少、操作時(shí)間短、適合性好等優(yōu)點(diǎn)備受醫(yī)師和患者的青睞[1-2]。迄今已有多個(gè)商品化的數(shù)字化系統(tǒng)廣泛用于臨床，如AvaDent Digital Dentures(ADD，GDS公司，美國(guó))、DentCa CAD/CAM Dentures(DCD，DentCa公司，美國(guó))、Wieland Digital Denture(WDD，Ivoclar Vivadent公司，美國(guó))、Baltic Denture System(BDS，Merz公司，德國(guó))、Ceramill Full Denture(CFD，Amann Girrbach公司，奧地利)、Vita Vionic(VV, Vita公司，德國(guó))、3Shape(3Shape公司，丹麥)和功能易適數(shù)字化全口義齒系統(tǒng)(FSD，F(xiàn)unctionally suitable denture，中國(guó))等[3-6]。但多數(shù)系統(tǒng)仍然依賴傳統(tǒng)方法制取終印模及確定頜位關(guān)系，然后借助口外掃描技術(shù)獲得具有空間位置信息和美學(xué)信息的上下頜虛擬三維模型，利用CAD/CAM技術(shù)設(shè)計(jì)制作義齒。為了減少就診次數(shù)，提高操作簡(jiǎn)便性，多數(shù)系統(tǒng)研發(fā)出其特有的一套使用裝置和操作方法，以便在一次就診內(nèi)完成印模和頜位關(guān)系及美學(xué)信息的記錄[7]。掌握各種數(shù)字化系統(tǒng)的特點(diǎn)將有利于臨床醫(yī)師為不同病例選擇合適的系統(tǒng)，從而提高診療的效率和療效。所以本文旨在對(duì)多種臨床常用全口義齒數(shù)字化系統(tǒng)的專用裝置和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行闡述和比較，并對(duì)相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述和展望。

1 常用全口義齒數(shù)字化系統(tǒng)的比較

1.1 不同系統(tǒng)的專用裝置

終印模制取完成后，利用口外掃描技術(shù)掃描終印模可以獲得上下頜的虛擬三維數(shù)據(jù)，但與ADD和BDS系統(tǒng)相比，DCD、WDD和FSD系統(tǒng)獲得的虛擬模型還帶有空間位置信息。

ADD系統(tǒng)的頜位記錄通過其專用的解剖測(cè)量裝置(anatomic measuring device，AMD)完成，AMD由上下頜托盤、哥特式弓描記裝置和可調(diào)節(jié)唇支持板共同構(gòu)成，具有與終印模虛擬數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)、記錄頜位關(guān)系、確定上唇豐滿度等功能[9-10]。DCD系統(tǒng)的頜位記錄通過DentCa托盤組裝系統(tǒng)專用的哥特式弓描記部件后完成。與其他數(shù)字化系統(tǒng)相比，DCD系統(tǒng)在記錄頜位關(guān)系時(shí)通過切割拆卸后段印模和托盤，大大減少了修復(fù)部件在患者口內(nèi)的體積，避免了下頜運(yùn)動(dòng)受阻及可能出現(xiàn)的頜位關(guān)系誤差。WDD系統(tǒng)的頜位記錄通過其CAD/CAM個(gè)別托盤裝配哥特式弓后完成。盡管ADD、DCD、WDD系統(tǒng)均使用了哥特式弓描記法記錄頜位關(guān)系，但3種系統(tǒng)之間仍有所差異，ADD系統(tǒng)無需組裝其他哥特式弓部件，DCD系統(tǒng)需組裝系統(tǒng)專用的哥特式弓部件，WDD系統(tǒng)使用的則是非系統(tǒng)專用的哥特式弓裝置。與上述3種系統(tǒng)不同，BDS和FSD兩種系統(tǒng)記錄頜位關(guān)系的方式是直接咬合法。BDS系統(tǒng)通過BD KEY成品義齒完成頜位記錄和與終印模的配準(zhǔn)，BD KEY義齒帶有牙列與咬合關(guān)系，具有小、中、大3種尺寸，在就位上頜BD KEY義齒時(shí)通過咬合平面分析儀可確保上頜義齒的咬合平面與參考平面平行，然后通過BD KEY Lock固定上下頜義齒[12]。FSD系統(tǒng)通過其CAD/CAM診斷義齒完成頜位記錄。

在頜位關(guān)系記錄完成時(shí)，ADD和BDS系統(tǒng)分別利用其AMD裝置和BD KEY義齒與終印模虛擬數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，同時(shí)獲取具有空間位置信息的上下頜虛擬模型。

1.2 就診次數(shù)與就診內(nèi)容

全口義齒的傳統(tǒng)制作流程需就診5次，分別為制取初印模、制取終印模、記錄頜位關(guān)系、試牙和義齒初戴，而多數(shù)全口義齒數(shù)字化系統(tǒng)僅需2～3次[13]，就診次數(shù)越少，該系統(tǒng)的數(shù)字化程度越高。其中，ADD、DCD、BDS系統(tǒng)的就診次數(shù)最少，分為2次(無義齒試戴)或3次(有義齒試戴)，第一次制取終印模、記錄頜位關(guān)系和美學(xué)信息；第二次佩戴義齒[9-10,14]。WDD的就診次數(shù)相對(duì)較多，為4次，第一次傳統(tǒng)法制取初印模、正中托盤初步記錄頜位關(guān)系、安裝UTS CAD裝置記錄正中托盤與參考平面的數(shù)值；第二次利用CAD/CAM個(gè)別托盤制取終印模、安裝哥特式弓確定頜位關(guān)系；第三次試戴義齒；第四次佩戴義齒[5]。FSD的就診次數(shù)為3次，第一次傳統(tǒng)法制取初印模、利用后牙咬合法記錄初始頜位、美學(xué)信息記錄，第二次制取終印模、頜位關(guān)系和美學(xué)信息確認(rèn)核對(duì)，第三次佩戴義齒[3]。

1.3 制作技術(shù)與適應(yīng)證

數(shù)字化義齒的制作技術(shù)包括數(shù)控切削和3D打印(3D-printing，3DP)，義齒可由基托和人工牙裝配完成或由基托和人工牙一體制作完成[6,15]。由于受到材料性能、義齒美觀性等因素的限制，大部分?jǐn)?shù)字化終義齒由切削的基托裝配成品人工牙組成，但不同數(shù)字化系統(tǒng)之間的制作技術(shù)不全相同。目前，只有ADD系統(tǒng)和BDS系統(tǒng)研發(fā)出帶有粉色基托和白色牙列的切削用樹脂塊，并有多種顏色可供選擇，實(shí)現(xiàn)了終義齒的一體式切削制作。除了BDS和WDD系統(tǒng)使用切削技術(shù)外，DCD系統(tǒng)使用3DP技術(shù)制作義齒，ADD系統(tǒng)兩種制作技術(shù)均可，F(xiàn)SD系統(tǒng)則是數(shù)字化技術(shù)和傳統(tǒng)方法的結(jié)合，即利用3DP技術(shù)打印義齒蠟型后通過傳統(tǒng)裝盒、沖蠟、充膠完成[6,10-11,16]。受限于專用裝置的使用方法，ADD和BDS系統(tǒng)的適應(yīng)證相對(duì)較窄，而DCD、WDD和FSD系統(tǒng)除了適用于雙頜、即刻全口義齒和種植覆蓋義齒外，還適用于單頜全口義齒。

1.4 其他

與ADD、DCD、WDD、BDS、FSD系統(tǒng)不同，CFD、VV和3Shape系統(tǒng)沒有專用配套裝置，其操作流程與傳統(tǒng)方法類似，就診次數(shù)為5次，其特點(diǎn)在于不同系統(tǒng)有專用的設(shè)計(jì)軟件和或制作儀器，在排牙理念、人工牙種類等方面有所差別。其中，VV和3Shape為開放系統(tǒng)，設(shè)計(jì)軟件能結(jié)合其他開放儀器一起使用。

2 全口義齒數(shù)字化系統(tǒng)應(yīng)用的研究進(jìn)展

2.1 數(shù)字化全口義齒材料的性能

義齒基托樹脂根據(jù)聚合固化方式分為熱凝、自凝型、光固化型、熱凝注射型4種。目前，廣泛使用的義齒基托樹脂是聚甲基丙烯酸甲酯(poly-methylmethacrylate，PMMA)樹脂及其改性產(chǎn)品。傳統(tǒng)全口義齒基托最常用的是熱凝樹脂，樹脂在固化過程中會(huì)出現(xiàn)體積收縮導(dǎo)致基托適合性減小，直接影響義齒的固位[17]。切削義齒所用基托材料是在高壓下預(yù)固化的樹脂塊，大大減少了殘留單體量，有效避免了樹脂在加工過程中出現(xiàn)體積收縮。3DP義齒的基托材料主要是未聚合的光固化樹脂，通過紫外線或可見光在支撐結(jié)構(gòu)上分層聚合，加工完成后還需二次聚合。

在義齒基托樹脂的物理機(jī)械性能方面，Steinmassl等[18]體外比較了5種數(shù)字化系統(tǒng)的基托樹脂(ADD、BDS、VV、DCD、WDD)和2種傳統(tǒng)基托樹脂(熱凝和自凝)在斷裂負(fù)載、斷裂韌性和彈性模量上的差異，研究發(fā)現(xiàn)有4種數(shù)字化基托樹脂的斷裂負(fù)載和斷裂韌性顯著高于1種或2種傳統(tǒng)樹脂，5種數(shù)字化基托樹脂的彈性模量均高于傳統(tǒng)樹脂。Einarsdottir等[19]通過數(shù)字化分析方法配準(zhǔn)下頜義齒基托與模型的三維數(shù)據(jù)，體外比較了數(shù)字化義齒基托(ADD)和傳統(tǒng)義齒基托(熱凝和熱凝注射型)的尺寸變化，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化樹脂的尺寸變化顯著小于傳統(tǒng)樹脂。在生物化學(xué)性能方面，Steinmassl等[20]體外比較了4種數(shù)字化義齒(BDS、VV、DCD、WDD)與傳統(tǒng)熱凝義齒在去離子水中儲(chǔ)存7 d后的單體釋放率，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化義齒和傳統(tǒng)義齒無顯著差異。Al-Fouzan等[21]體外比較了數(shù)字化義齒(WDD)與傳統(tǒng)義齒表面對(duì)白色念珠菌的粘附性，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化義齒表面粘附的白色念珠菌群顯著低于傳統(tǒng)義齒。

2.2 數(shù)字化全口義齒的正確度和適合性

緊密貼合的組織面形態(tài)是全口義齒固位的關(guān)鍵因素之一，因此，義齒的正確度和適合性是評(píng)價(jià)數(shù)字化全口義齒精確性的重要指標(biāo)。正確度指測(cè)量值與被測(cè)對(duì)象實(shí)際尺寸之間的偏差[22]，適合性是指義齒組織面與終模型之間的偏差，通過口外掃描技術(shù)獲取義齒或模型的三維虛擬數(shù)據(jù)后，導(dǎo)入數(shù)字化軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)配準(zhǔn)和分析即可以計(jì)算正確度和適合性。

Stawarczyk等[23]通過切削技術(shù)制作了5副上下頜蠟義齒(數(shù)字化義齒)并將蠟義齒注塑成型(傳統(tǒng)義齒)，比較了切削蠟義齒與其CAD數(shù)據(jù)之間的偏差以及蠟義齒注塑前后的偏差，結(jié)果顯示數(shù)字化義齒在咬合面和磨光面的正確度均優(yōu)于傳統(tǒng)義齒。Yoon等[24]和Hwang等[25]比較了切削義齒和3DP義齒組織面的正確度，發(fā)現(xiàn)切削義齒在0.059 mm至0.157 mm之間，3DP義齒在0.075 mm至0.096 mm之間。不少學(xué)者比較了數(shù)字化義齒與傳統(tǒng)義齒的適合性，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化義齒的適合性在0.058 mm[26]至0.290 mm[27]之間，傳統(tǒng)義齒的適合性在0.105 mm[26]至0.300 mm[27]之間，兩種義齒之間無顯著差異[23,25-27]，或數(shù)字化義齒優(yōu)于傳統(tǒng)義齒[25-26,28-31]。在上述研究中，ADD系統(tǒng)是最常見的實(shí)驗(yàn)對(duì)象[26-27,29,30]。Steinmassl等[26]比較了4種數(shù)字化義齒(ADD、BDS、DCD、WDD)與傳統(tǒng)義齒的適合性，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化義齒優(yōu)于傳統(tǒng)義齒，且ADD系統(tǒng)的適合性最好((0.058±0.005)mm)，其后依次為WDD系統(tǒng)((0.068±0.005)mm)、DCD系統(tǒng)((0.074±0.011)mm)、BDS系統(tǒng)((0.086±0.012)mm)。

2.3 數(shù)字化全口義齒制作的臨床預(yù)后

在義齒的固位性方面，AlHelal等[32]用ADD系統(tǒng)為20例上頜牙列缺失患者制作了數(shù)字化義齒基托，與其傳統(tǒng)熱凝義齒基托相比較，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化義齒的固位性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)義齒。數(shù)字化系統(tǒng)制取終印模的過程與傳統(tǒng)方法類似，即托盤邊緣整塑后再利用流動(dòng)性好的印模材料制取精細(xì)的組織解剖形態(tài)，托盤的適合性越好，印模的精確性和伸展范圍就越符合臨床要求，義齒的固位性也越好。因此，從托盤適合性方面而言，固位性最好的是WDD和FSD系統(tǒng)，其次是ADD系統(tǒng)，最后是DCD和BDS系統(tǒng)。從數(shù)字化制作技術(shù)和使用材料方面而言，切削和3DP均避免了傳統(tǒng)裝盒、沖蠟、充膠等一系列加工過程中樹脂變形的可能性，且切削技術(shù)所用材料為預(yù)成樹脂塊，避免了樹脂的聚合收縮[20]，因而基托適合性更好，義齒的固位性也更好。

在義齒的滿意度方面，Kattadiyil等[33]為15例無牙頜患者分別制作了一副ADD系統(tǒng)的數(shù)字化義齒和傳統(tǒng)義齒，問卷調(diào)查結(jié)果顯示患者對(duì)數(shù)字化義齒的滿意度更高?；颊邼M意度可能與其解剖條件和性格因素有關(guān)，患者為Ⅰ類頜位關(guān)系，牙槽嵴高度、外形和肌肉附著位置越有利于義齒的固位和穩(wěn)定，那么數(shù)字化義齒就越容易獲得良好的臨床效果[34]。此外，義齒的并發(fā)癥也是影響患者滿意度的重要原因，數(shù)字化全口義齒常見義齒固位差和美觀性差等[35]，這與傳統(tǒng)義齒的常見并發(fā)癥類似[36-37]。數(shù)字化義齒固位差可能是因?yàn)閿?shù)字化設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)義齒邊緣的選點(diǎn)不準(zhǔn)確造成義齒邊緣封閉性不佳，義齒美觀性差可能是因?yàn)橛行?shù)字化系統(tǒng)在美學(xué)信息記錄方面有所欠缺，如WDD和FSD系統(tǒng)沒有特殊的美學(xué)信息記錄裝置，從而較易造成美觀性差。

在義齒佩戴后所需的調(diào)整次數(shù)方面，Drago等[38]回顧了73例數(shù)字化義齒(ADD)和33例注塑制作傳統(tǒng)義齒，發(fā)現(xiàn)50%的患者需調(diào)整1～2次，兩種義齒無顯著差異。根據(jù)Saponaro等[39]的一項(xiàng)橫斷面調(diào)查，48例數(shù)字化義齒(ADD)中，31例完成義齒佩戴需就診2次，16例需3次或以上，超過2次的原因有固位差、垂直距離需調(diào)整、美觀問題等。因此，建議在佩戴終義齒前增加義齒試戴步驟，以獲得更好的臨床效果，減少與垂直距離、正中關(guān)系、牙齒排列和美學(xué)等相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率，提高患者滿意度，避免重復(fù)制作義齒[39]。

2.4 數(shù)字化全口義齒的發(fā)展趨勢(shì)

3 小 結(jié)

不同的全口義齒數(shù)字化系統(tǒng)具有相應(yīng)的一些專用裝置，如印模制取裝置、頜位關(guān)系及美學(xué)信息記錄裝置等，因而在就診次數(shù)、就診內(nèi)容和病例適應(yīng)證等方面有所不同(表1)，并對(duì)義齒固位性、美觀性和患者滿意度等也有一定影響?？傊?，數(shù)字化義齒可獲得較好的臨床療效，但在實(shí)際操作過程中，醫(yī)師需掌握不同系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，以便揚(yáng)長(zhǎng)避短，或根據(jù)系統(tǒng)的不足進(jìn)行改良，如盡量選擇CAD/CAM個(gè)別托盤，在椅旁選擇人工牙的形態(tài)和顏色，盡量增加試牙環(huán)節(jié)等，以提高數(shù)字化全口義齒的成功率。

表1 全口義齒數(shù)字化系統(tǒng)比較Tab.1 Comparison of digital denture system