CAD/CAM全冠邊緣適合性的研究進展

田小溪 侯曉薇

計算機輔助設(shè)計和輔助制作（computer aided design and computer aided manufacture，CAD/CAM）修復(fù)技術(shù)與傳統(tǒng)修復(fù)方式不同之處在于其數(shù)字化的信息采集、設(shè)計及制造過程。計算機輔助的工作流程一定程度避免了操作者個體差異造成的誤差，同時提高了工作效率，因此CAD/CAM 全冠具有精準度高、加工周期短的優(yōu)勢。邊緣適合性指修復(fù)體邊緣與預(yù)備體邊緣線之間的密合程度，通常采用垂直方向的邊緣浮升量和水平方向的邊緣密合性來表示全冠邊緣的適合性。研究證實，CAD/CAM 技術(shù)制作的修復(fù)體與牙體間密合度良好且邊緣微滲漏程度較低[1]。隨著CAD/CAM 全冠在修復(fù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為獲得良好的臨床效果，其邊緣適合性的影響因素成為研究熱點。本文從臨床醫(yī)師及技工操作環(huán)節(jié)就牙體預(yù)備、數(shù)字化印模制取、計算機輔助設(shè)計與計算機輔助制造四方面如何影響CAD/CAM 全冠邊緣適合性進行分析，并探討邊緣適合性檢測方法的最新進展以幫助醫(yī)師精確高效地評估修復(fù)效果。

一、臨床醫(yī)師操作環(huán)節(jié)

1.牙體預(yù)備

不同的預(yù)備體形態(tài)設(shè)計會對CAD/CAM 全冠邊緣適合性產(chǎn)生影響。預(yù)備體的形態(tài)不但可直接影響修復(fù)體邊緣適合性，也可通過影響口內(nèi)掃描數(shù)據(jù)的準確性而間接影響邊緣適合性。因此CAD/CAM 全冠牙體預(yù)備需滿足數(shù)字化工作流程的要求。

（1）預(yù)備體高度及固位洞形深度：研究發(fā)現(xiàn)不同預(yù)備體高度的CAD/CAM 全鋯冠邊緣適合性無明顯不同，但考慮到固位效果建議預(yù)備體高度不低于3 mm[2]?；诖蠖嗫趦?nèi)掃描儀的景深約為10 mm，因此臨床中預(yù)備體高度應(yīng)低于此值[3]。髓腔固位冠的固位深度會對修復(fù)體邊緣適合性產(chǎn)生影響。曾百進[4]等發(fā)現(xiàn)當洞形深度為3 mm 時全冠的邊緣和內(nèi)部適合性最佳，而洞深過深或過淺都會對邊緣適合性產(chǎn)生不利影響。此外，髓腔固位洞形過深會阻擋口內(nèi)掃描光線，對掃描準確性產(chǎn)生負面影響[5]。

（2）基牙倒凹：基牙預(yù)備中產(chǎn)生的過大倒凹會造成粘接缺陷，從而影響全冠邊緣適合性。雖然對CAD/CAM 修復(fù)體進行設(shè)計時，軟件會自動避讓并填補軸壁內(nèi)側(cè)的倒凹，但過大的倒凹會導(dǎo)致局部粘接劑的積存[6]，樹脂光固化時發(fā)生聚合收縮而形成粘接縫隙。由于肩臺處粘接縫隙的出現(xiàn)必然導(dǎo)致邊緣適合性不佳及邊緣微滲漏，故醫(yī)師進行牙體預(yù)備時，應(yīng)注意消除基牙倒凹。

（3）終止線位置及形態(tài)：預(yù)備體終止線的位置及形態(tài)也會影響CAD/CAM 全冠的邊緣適合性。Markarian 等[7]發(fā)現(xiàn)當終止線位于齦下1 mm 時，全冠邊緣適合性較終止線完全暴露時明顯降低。Keunbada 等[8]發(fā)現(xiàn)此結(jié)果與齦下邊緣的掃描數(shù)據(jù)準確性低有關(guān)，并證實使用排齦線可以顯著提高終止線處的掃描準確性。預(yù)備體的形態(tài)對光學(xué)掃描時終止線信息的獲取可產(chǎn)生影響，將CAD/CAM 全鋯冠邊緣分別設(shè)計為有角肩臺組及凹形肩臺組，使用口內(nèi)掃描儀掃描后進行制作，測量發(fā)現(xiàn)有角肩臺組的邊緣密合性較凹形肩臺組更優(yōu)[9]。然而，學(xué)者們對于何種終止線形態(tài)能獲得最佳的邊緣適合性并無一致結(jié)論，但尖銳的邊緣形態(tài)不利于CAD/CAM 系統(tǒng)掃描及切削，醫(yī)師預(yù)備終止線時應(yīng)注意線角圓鈍?？紤]到切削精度受到車針直徑的限制，故終止線還應(yīng)具有適當?shù)膶挾燃捌秸?。Ahmed 等[10]證實終止線寬度影響修復(fù)體邊緣適合性，當終止線寬度從0.5 mm增加到1.2 mm 時，全鋯冠垂直方向的邊緣密合性顯著提高，這可能與燒結(jié)過程陶瓷形變有關(guān)，該實驗還發(fā)現(xiàn)終止線寬度與燒結(jié)方式及牙冠厚度對全鋯冠邊緣密合性具有顯著的交互影響作用。這提示了各因素對邊緣適合性的影響不一定是獨立的。

2.數(shù)字化印模制取

印模采集的精確性是固定修復(fù)成功的關(guān)鍵。傳統(tǒng)固定修復(fù)技術(shù)多采用硅橡膠制取印模，受到取模手法、材料配比等因素的影響，患者口內(nèi)信息不能準確傳達給技師。口內(nèi)掃描獲得的數(shù)字化印模具有精確、高效的優(yōu)點，可直接將口內(nèi)原始數(shù)據(jù)快速傳遞給技師，使醫(yī)技間的空間距離不再成為負面因素，能避免使用傳統(tǒng)印模方式產(chǎn)生的誤差[11]?？趦?nèi)掃描可以將清晰的預(yù)備體形態(tài)特征即刻反饋給醫(yī)師，醫(yī)師可快速進行修復(fù)體邊緣質(zhì)量評估及改進，有益于提高修復(fù)體的邊緣適合性及修復(fù)成功率。

（1）口內(nèi)掃描儀的準確性及范圍：口內(nèi)掃描儀的準確性可影響修復(fù)體邊緣適合性。占莉琳等[12]研究CEREC AC、3Shape TRIOS 和Planmeca PlanScan三種口內(nèi)掃描系統(tǒng)對CAD/CAM 全瓷冠邊緣適合性的影響，發(fā)現(xiàn)CEREC AC 組的邊緣適合性最優(yōu)。Nedelcu 等[13]比較七類口內(nèi)掃描儀掃描終點線清晰度和準確性的差異，發(fā)現(xiàn)3Shape TRIOS 掃描的終點線清晰度最高。另有研究認為3Shape TRIOS 可準確反映口內(nèi)不同組織的顏色，便于設(shè)計者更好地區(qū)分牙齦和肩臺[14]。此外，研究表明掃描范圍越大，口內(nèi)掃描儀的誤差也越大[15]。為保證掃描邊緣線的準確性，應(yīng)盡量減小掃描范圍。

（2）口內(nèi)掃描技術(shù)：操作者的經(jīng)驗可對數(shù)字化印模的準確性產(chǎn)生影響，有經(jīng)驗者掃描效果優(yōu)于無經(jīng)驗者，此外，操作者所采取的特定掃描方式也會影響口內(nèi)掃描儀的性能[16]。全牙列掃描的時間一般應(yīng)控制在3～5 min 內(nèi)，多次重復(fù)掃描可因數(shù)據(jù)疊加影響圖像質(zhì)量，長時間掃描可使醫(yī)、患產(chǎn)生疲勞感，對掃描數(shù)據(jù)的準確性產(chǎn)生不利影響[3]。

（3）口內(nèi)掃描環(huán)境：姜楠等[17]研究發(fā)現(xiàn)全冠預(yù)備體近、遠中部分終止線的掃描準確性遠低于其他部位，去除鄰牙阻擋后，全冠預(yù)備體近、遠中終止線的準確性明顯提高。因此，醫(yī)師在獲取數(shù)字化印模時，應(yīng)充分掌握掃描系統(tǒng)成像原理，通過調(diào)整掃描方向及角度最大限度避開鄰牙對光線的遮擋。預(yù)備體的材料性質(zhì)也會影響口內(nèi)掃描準確性。預(yù)備體透明度越高，掃描成像越無法重現(xiàn)預(yù)備體邊緣線銳利的轉(zhuǎn)角形態(tài)[18]。此外，口內(nèi)掃描時應(yīng)注意吹干牙體表面的唾液及血液，避免液體影響基牙邊緣線準確性[19]。

二、技師操作環(huán)節(jié)

1.計算機輔助設(shè)計

計算機輔助設(shè)計軟件具有流程化的操作步驟、經(jīng)驗化的參數(shù)設(shè)置以及智能化的設(shè)計方式。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助設(shè)計軟件的精度及功能也不斷升級，使得修復(fù)體設(shè)計的精確性及智能化大大提升，例如有學(xué)者認為第三代CEREC 系統(tǒng)的設(shè)計與制作精度較一、二代更優(yōu)良，所設(shè)計制造的修復(fù)體邊緣密合性更好[20]。

修復(fù)體預(yù)留粘接間隙的大小可影響全冠邊緣適合性。有研究報道，修復(fù)體邊緣間隙隨粘接間隙增大而減小[21]。因粘接間隙越大，越有利于粘接劑溢出，全冠就位越順利，但過大的粘接間隙會使修復(fù)體內(nèi)部適合性不佳[2]。計算機輔助設(shè)計軟件的出現(xiàn)使得粘接間隙變?yōu)橐粋€可以精確調(diào)控的參數(shù)，對修復(fù)體邊緣適合性的提高發(fā)揮了積極作用。多項研究報道不同的CAD/CAM 加工系統(tǒng)最適預(yù)留間隙值不同，Sirona MC XL 系統(tǒng)中粘接間隙調(diào)整為90 μm和110 μm 可以提高CAD/CAM 冠的邊緣適合性[21]，使用Exocad 軟件系統(tǒng)間隙參數(shù)設(shè)置為60 μm 時，可獲得更好的邊緣密合性[22]。

計算機輔助設(shè)計程序還可以設(shè)定粘接間隙的起始和終末位置，同時可在咬合面、軸面甚至局部小范圍設(shè)置附加間隙，某些設(shè)計軟件還提供多種冠邊緣形態(tài)選擇以匹配終止線形態(tài)，這些個性化的設(shè)置有助于提高修復(fù)體與基牙的內(nèi)部及邊緣適合性。Kale等[23]建議分區(qū)段設(shè)置預(yù)留粘接間隙，使內(nèi)部間隙稍大于邊緣間隙，以獲得更好的邊緣適合性。羅有成等[24]發(fā)現(xiàn)在距終止線2 mm 范圍內(nèi)設(shè)粘接間隙為20 μm，距終止線2 mm 范圍以上設(shè)粘接間隙為60 μm 時修復(fù)體的邊緣密合性更好。

2.計算機輔助制作

CAD/CAM 制造環(huán)節(jié)中的材料選擇及切削、燒結(jié)過程均能影響全冠邊緣適合性。Zimmermann 等[25]比較Celta Duo、Empress CAD 及Lava Ultimate 三種可切削材料制作的髓腔固位冠的適合性，發(fā)現(xiàn)Lava Ultimate 修復(fù)體的邊緣密合性最好。臨床上常因佩戴時間短而忽視臨時冠的邊緣適合性，事實上邊緣密合的臨時修復(fù)體可保持基牙牙體及牙周組織健康，引導(dǎo)形成良好的牙齦輪廓，從而延長正式修復(fù)體的遠期壽命。與傳統(tǒng)臨時修復(fù)體相比，CAD/CAM技術(shù)制作的臨時修復(fù)體因加工精度高而具有更好的邊緣適合性[26]。Merve 等[27]比較聚乳酸、聚醚醚酮及聚甲基丙烯酸甲酯三種臨時冠材料的適合性，認為CAD/CAM 臨時冠材料及生產(chǎn)方法（增材或切削）的選擇可能影響其邊緣適合性。

對于切削系統(tǒng)的選擇，研究發(fā)現(xiàn)相比于軸數(shù)少的設(shè)備，5 軸切削設(shè)備可以修整出更為精細的結(jié)構(gòu)[28]，有利于形成準確的邊緣形態(tài)。研究者[29]發(fā)現(xiàn)某些瓷材料在燒結(jié)結(jié)晶前后邊緣間隙會改變，這可能是晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生致密性變化導(dǎo)致的，因此在牙冠設(shè)計階段應(yīng)充分預(yù)留出空間以補償材料收縮，使燒結(jié)后的邊緣密合度達到最佳效果。針對標準燒結(jié)方案氧化鋯結(jié)晶時間過長的問題，制造商推出快速燒結(jié)技術(shù)，有效縮短了燒結(jié)時長，但研究發(fā)現(xiàn)，標準燒結(jié)方案制造的修復(fù)體邊緣適合性在特定條件下優(yōu)于快速燒結(jié)方案[10]。

三、邊緣適合性檢測方法的進展

不同的評估手段影響著邊緣適合性定量測量的重復(fù)性及真實性[30]。傳統(tǒng)定量檢測法為顯微鏡測量法及硅橡膠復(fù)制法。顯微鏡測量法為應(yīng)用體視顯微鏡或掃描電鏡直接測量修復(fù)體與預(yù)備體的邊緣間隙，但無法評估修復(fù)體內(nèi)部適合性。硅橡膠復(fù)制法為使用高流動性硅橡膠模擬粘接，待凝固后進行包埋、切片并測量不同位點厚度，該方法操作簡單，但薄層硅橡膠易變形而影響準確性。光學(xué)相干層析成像利用光學(xué)技術(shù)產(chǎn)生微米級分辨率的實時橫斷面二維圖像，準確性高、耗時少，是一種新的邊緣適合性測量方法[31]。

與以上二維測量法不同，三維測量法是對邊緣和內(nèi)部區(qū)域多個點的全局厚度測量，主要包括Micro-CT（micro-computed tomography）法及數(shù)字化掃描法。經(jīng)證實三維測量法比二維測量法結(jié)果更加可靠[30]。

Micro-CT 法是一種X 射線微斷層掃描技術(shù)，其能在不同位點對修復(fù)體內(nèi)部及邊緣適合性進行微米級的高分辨率研究[32]。Micro-CT 測量法需要在體外進行，而數(shù)字化掃描法則可彌補該不足。常用的數(shù)字化掃描法為三重掃描法（triple scan method），即使用掃描儀獲得預(yù)備體表面、修復(fù)體組織面及修復(fù)體就位后的點云數(shù)據(jù)，分析得出預(yù)備體與修復(fù)體間隙的三維數(shù)據(jù)后進行測量。Amelie 等[33]將數(shù)字化掃描法應(yīng)用于椅旁修復(fù)，使醫(yī)師在診間進行高效、精確的邊緣適合性評估成為可能。

本文通過探討CAD/CAM 全冠加工流程中的各環(huán)節(jié)如何影響邊緣適合性，為臨床醫(yī)師及技師的操作提供參考。同時總結(jié)邊緣適合性評估方法的優(yōu)缺點及最新進展，供臨床醫(yī)師根據(jù)實際情況選擇合理的測量手段來評估修復(fù)效果。