閆越琪 宋哲文 劉亞禹 錢 超 孫 健
(上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院口腔修復科,上海交通大學口腔醫(yī)學院,國家口腔醫(yī)學中心,國家口腔疾病臨床醫(yī)學研究中心,上海市口腔 醫(yī)學重點實驗室,上海 200011)
近年來,越來越多的學者提出將數(shù)字化技術應用于全口義齒修復領域,基于數(shù)字化義齒的諸多優(yōu)點,大量學者以及商業(yè)公司在數(shù)字化義齒制作的各個階段有不同方式的嘗試。如AvaDent系統(tǒng)[1]、DentCA系 統(tǒng)[1,2]、Baltic系 統(tǒng))[3]等 采 用 帶有類似哥特式弓裝置的成品托盤,一次就診獲取印模和頜位關系。FSD(Functionally Suitable Denture)系統(tǒng)在獲取初印模的同時利用間裝置記錄頜位關系,并3D打印帶有牙列的閉口式托盤,即“診斷義齒”,用于復診時檢查頜位關系及制取終印模[4]。孫玉春等建立人工牙數(shù)據(jù)庫,開發(fā)了全口義齒CAD設計軟件[5]。3Shape系統(tǒng)[6]、Zirkohnzan等開發(fā)了智能化排牙軟件,配合面部掃描系統(tǒng),可以在參考患者的面部信息的基礎上進行排牙。試牙方面,有學者通過3DP技術制作聚乳酸一體試牙模型,并采用真彩色打印終義齒,其精度能滿足要求[7]。終義齒制作方面,有學者將數(shù)字化制作的人工牙列插入切削的蠟型基托,或利用CAD/CAM技術完成全口義齒裝膠前陰模的設計與制作,再結(jié)合裝盒沖膠方式完成終義齒的制作[8]。
數(shù)字化全口義齒的應用前景廣泛,可為臨床全口義齒修復提供全新的方法。但是,在簡化操作步驟和進一步規(guī)范數(shù)字化流程方面亟需進一步探索?;诖?,本研究將數(shù)字化技術與傳統(tǒng)全口義齒的制作流程相結(jié)合,進行一例全口無牙頜患者的全口義齒數(shù)字化修復,以初步探討其制作流程及可行性。
患者女,65歲;病史:全口牙列缺失20年,戴用舊義齒18年,現(xiàn)覺舊義齒易脫落,磨耗嚴重,美觀性下降;口外檢查:面下1/3距離減小,蒼老面容;頜面部、顳下頜關節(jié)區(qū)、咀嚼肌未見明顯異常。口內(nèi)檢查:全口牙列缺失,牙槽嵴較豐滿,診斷:全口牙列缺損。治療計劃:由于患者不考慮種植修復,經(jīng)與患者溝通后采取數(shù)字化全口義齒修復。
1.2.1 取模 利用傳統(tǒng)方法制取初印模,接著用掃描儀掃描初印模;再在三維逆向軟件(Geomagic)中設計個別托盤,輸出設計數(shù)據(jù);3D打印制作的個別托盤(3D Systems Projet HD 3510,3D Systems,美國),見圖1。采用3D打印個別托盤和聚醚材料(3M,美國)獲取上下頜功能性印模。
圖1 3D打印個別托盤
1.2.2 架制作 技師制作上下頜蠟堤,采用傳統(tǒng)方式確定垂直距離和正中關系,標記中線,上唇線和尖牙的位置(圖2A)。并將帶有蠟堤的石膏模型暫時轉(zhuǎn)移至簡易架。通過三維面部掃描系統(tǒng)、立式面弓和配套軟件將患者頜位關系轉(zhuǎn)移至虛擬架(Zirkohnzan公司,意大利);步驟如下:① 立式面弓配合面部掃描確定平面和鉸鏈軸位置(圖2B);② 上頜蠟堤固定于帶有標記點的叉,利用面部掃描記錄上頜位置(圖2C);③ 在簡易架上掃描上下頜模型,獲取上下頜位關系。根據(jù)前述利用立式面弓及三維掃描獲取的數(shù)據(jù),將模型轉(zhuǎn)移至虛擬架,再將虛擬架與面部掃描信息進行匹配(圖2D)。
圖2 制作過程
1.2.3 一體化數(shù)控切削全口義齒設計與制作 設計與制作流程如下(圖3~圖6):
(1)該系統(tǒng)有多種人工牙形態(tài)可供選擇,可根據(jù)患者年齡、牙槽骨狀態(tài)等選擇全解剖式及不同程度的半解剖式人工牙,并可對前牙的形態(tài)可進行個性化調(diào)整。
(2)通過軟件根據(jù)平面位置、牙弓形態(tài)初步排列并調(diào)整上下頜牙列。
(3)排牙后,根據(jù)面部掃描結(jié)果預覽閉唇、微笑及大笑時的面部外形與露齒情況(圖3)。
圖3 Zirkohnzan軟件虛擬排牙
(4) 模型上描繪義齒基托邊緣線,系統(tǒng)自動生成牙齦及義齒基托形態(tài)。牙齦形態(tài)及牙根暴露范圍可進行人工調(diào)整?;凶畋√幉坏陀?mm,唇側(cè)基托不低于2.5mm。設計完成后,在面部三維模型上不同角度旋轉(zhuǎn)復查(圖4)。
圖4 基托形態(tài)的虛擬效果
(5) 在虛擬架上模擬下頜運動,對全口義齒咬合面進行虛擬調(diào),形成平衡(前伸髁導斜度設置為25°,側(cè)方髁導斜度設置為15°)(圖5);
(6) 數(shù)控切削一體化試牙蠟型(滬亮生物科技有限公司,中國)后進行試戴。
(7)數(shù)控切削A2色丁酯改性PMMA盤制作一體化全口義齒(滬亮生物科技有限公司,中國),唇側(cè)回切0.5mm,牙齦色光固化樹脂(Zirkohnzan,意大利)修飾牙齦(圖6)。
圖6 試戴效果圖
數(shù)字化方法一體數(shù)控切削全口義齒制作完成(圖7)。結(jié)果顯示:患者在口內(nèi)正中咬合時,面下1/3與面部整體協(xié)調(diào),上下唇關系與鼻唇溝、頦唇溝深淺合適(圖7A),前牙中線位置恰當,前牙水平連線與瞳孔連線平行,人工牙形態(tài)大小協(xié)調(diào);頜位關系正常,雙側(cè)后牙咬合平穩(wěn),接觸密切,患者發(fā)“F”“Z”音清晰,依照臨床經(jīng)驗評價,數(shù)字化方法制作的全口義齒修復效果令人滿意(圖7B)。
圖7 數(shù)字化全口義齒修復效果
目前,全口義齒的修復實現(xiàn)了部分的數(shù)字化應用。學者們對數(shù)字化與傳統(tǒng)全口義齒在美觀、適合性、整體滿意度等方面進行橫向或者縱向比較,表明CAD/CAM全口義齒的臨床效果良好,無論從醫(yī)師還是患者角度,滿意度均顯著高于傳統(tǒng)全口義齒,特別是在椅旁操作時間、加工精度、可操作性方面[11,12]。隨著數(shù)字化技術與材料的進一步發(fā)展,需要展開更為廣泛和深入的臨床研究來評價數(shù)字化全口義齒的應用,以助于該技術在臨床上更好地推廣。
由于直接口內(nèi)掃描無牙頜精度有限,目前常用的數(shù)字化印模多采用直接掃描模型獲取。而頜位關系記錄的數(shù)字化應用,幾種不同的商用軟件也推出了不同的新方式,但有些方式仍需進一步臨床驗證。基于目前幾種數(shù)字化記錄印模與頜位關系方式的優(yōu)缺點并結(jié)合臨床經(jīng)驗,本研究將傳統(tǒng)方法與數(shù)字化方法相結(jié)合,在利用初模型數(shù)據(jù)完成數(shù)字化設計和制作的個別托盤上采用經(jīng)典的二次印模法,較傳統(tǒng)方法大大提高了精確性,保證印模的精確度。同時,選用傳統(tǒng)方式進行正中頜位關系的記錄,通過立式面弓和架掃描將頜位關系轉(zhuǎn)移至Zirkonzhan系統(tǒng)的架,在保證正中頜位轉(zhuǎn)移精確性的同時,通過面掃系統(tǒng)與數(shù)字化軟件相結(jié)合,讓醫(yī)師觀察和確定平面以及美學信息,并校準前期操作的誤差。
在排牙方面,技師在傳統(tǒng)的排牙過程中無法直接獲取患者面部的信息,只能通過模型和堤上的標志信息來推測相關的美學因素,其最終的效果可能不盡如人意。目前多個商用系統(tǒng)將模型數(shù)據(jù)與面部特征整合,直觀地獲取患者面部軟組織相關信息,技師在參考患者的面部信息的基礎上進行排牙,在一定程度上有助于全口義齒的制作和提高美學修復的效果。本研究即采用Zirkonzhan軟件并結(jié)合面部掃描系統(tǒng)進行數(shù)字化排牙,并進行虛擬調(diào),消除早接觸點。此方法極大簡化了臨床的調(diào)過程,保證了數(shù)字化排牙的準確性和美學效果。
現(xiàn)有的研究表明一體化切削的義齒比傳統(tǒng)義齒固位性能更佳[13]。切削全口義齒的方法與自行開發(fā)的材料相結(jié)合制作數(shù)字化全口義齒,既保證了精度,又提高了強度和適合性。因此,本研究選用一體化切削義齒的方法,用以制作試牙蠟型與終義齒。醫(yī)師在臨床試戴試牙蠟型后對排牙或基托采取進一步的精細調(diào)整,比傳統(tǒng)方式更為高效便捷。而終義齒材料選用自行開發(fā)的丁酯改性PMMA樹脂盤,數(shù)字化切削的同時將唇側(cè)基托回切,并使用牙齦色樹脂修飾完成最終的制作加 工。
綜上所述,本研究所采用的全口義齒數(shù)字化技術具有以下優(yōu)勢:(1)自動化、智能化程度提高,精確性高;(2)減少了醫(yī)師的操作時間和技師的工作量,縮短了患者的就診時間;(3)切削制作的義齒表面孔隙率及缺陷減少,一定程度降低了微生物附著及感染的風險;(4)義齒數(shù)據(jù)可以儲存,便于舊義齒復制。(5)采用預成的樹脂塊數(shù)字化切削制造的全口義齒,在適合性和強度方面高于傳統(tǒng)義齒。然而,采用數(shù)字化方法直接獲取無牙頜(下頜)的個性化運動數(shù)據(jù)并有效應用于后續(xù)義齒的制作仍待深入的研究。同時,無論采用三維打印還是數(shù)控切削的加工方法,都急需開發(fā)出符合相關加工工藝要求和滿足臨床性能的數(shù)字化全口義齒材料(基托及人工牙)。此外,在排牙軟件的智能化、簡便化、基托與人工牙形態(tài)及界面的處理與設計等方面,也要進一步地探索研究。因此,基于目前數(shù)字化全口義齒制作的標準程序制作流程尚未建立,保留傳統(tǒng)義齒制作標準的同時地結(jié)合數(shù)字化方法,規(guī)范互完善臨床流程將是未來的研究重點。
數(shù)字化技術制作的全口義齒減少了醫(yī)師和技師的操作時間及患者的就診時間。而面部掃描、數(shù)字化排牙等技術的應用,極大程度上提高了義齒制作的可預測性。本研究所探索的數(shù)字化全口義齒技術通路具備可行性。