數(shù)字化全口義齒研究進展

汝曉娜，尹 通，牟亞群，高士軍

佳木斯大學(xué)附屬第二醫(yī)院口腔修復(fù)科，黑龍江 佳木斯 154000

隨著我國人口老齡化的發(fā)展，無牙頜患者數(shù)量不斷增加，全口義齒修復(fù)仍是治療的首選。近年來種植義齒發(fā)展迅速，但是并不能取代傳統(tǒng)的全口義齒。傳統(tǒng)的全口義齒存在固位穩(wěn)定不良的缺陷，而種植義齒可以改善這一現(xiàn)狀，但種植修復(fù)較為復(fù)雜，對患者身體健康狀況要求較高，費用昂貴。全口牙列缺失患者大多為老年人，部分患者全身及局部健康狀況不佳，并不是所有患者都可以接受種植修復(fù)治療。在種植義齒修復(fù)手術(shù)之前需要制作導(dǎo)板，仍離不開傳統(tǒng)全口義齒的制作，傳統(tǒng)全口義齒仍是解決無牙頜患者修復(fù)治療的最主要手段。近年來越來越多國內(nèi)外學(xué)者研究數(shù)字化全口義齒，相比傳統(tǒng)的全口義齒數(shù)字化義齒有明顯優(yōu)勢，具有良好的研究背景。本研究現(xiàn)對數(shù)字化技術(shù)在全口義齒應(yīng)用中優(yōu)勢、局限性及未來發(fā)展期望進行綜述。

1 數(shù)字化全口義齒存在的優(yōu)勢

1.1 三維數(shù)據(jù)獲取

在傳統(tǒng)義齒制作過程中，印模的制備極其重要，關(guān)系到全口義齒制作的精確性和準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的印模方法主要是通過藻鹽酸及硅橡膠制取，對于較敏感的患者，容易產(chǎn)生惡心、干嘔等不適癥狀，影響取模效果及后續(xù)制作。數(shù)字化印模方法包括口內(nèi)直接掃描法和口外間接掃描法。苗一鳴［1］選擇100例患者作為對象，采用傳統(tǒng)印模與數(shù)字化印模兩種方式進行制取印模，數(shù)字化印模研究組中96%患者更滿意治療過程及效果，遠高于參照組滿意度。

1.1.1 口內(nèi)直接掃描 口內(nèi)直接掃描法是指通過掃描設(shè)備在口內(nèi)直接進行掃描，在口內(nèi)移動獲取牙槽嵴及軟組織的解剖信息。掃描頭較小，避免觸碰軟腭等敏感部位，減少傳統(tǒng)流動性材料造成的惡心不適，用掃描儀采集口內(nèi)牙體預(yù)備后或無牙頜情況，用3D打印系統(tǒng)直接打印模型，避免傳統(tǒng)印模制取過程中出現(xiàn)的誤差，同時減少了灌注石膏模型過程中的誤差［2］。Chebib等人［3］通過比較不可逆水膠體（ALG）、聚乙烯硅氧烷（PVS）、氧化鋅丁香酚（ZOE）修飾的PVS（PVSM）和口內(nèi)掃描儀（TRI）制作的上頜無牙頜印模與傳統(tǒng)邊緣成型的ZOE印模（對照）的真實性，得出用PVS、PVSM和TRI制作的無牙頜印模有相似的偏差，可能產(chǎn)生臨床可接受的結(jié)果。Russo等［4］提出口腔內(nèi)掃描與傳統(tǒng)無牙頜印模之間的3D差異可歸因于兩種印模方法背后的不同物理特性，而不是一種方法與另一種方法相比的精度缺陷?？趦?nèi)直接掃描法印模測量與傳統(tǒng)印模準(zhǔn)確性無統(tǒng)計學(xué)意義，可以用作直接獲取印模數(shù)據(jù)。無牙頜牙槽嵴表面沒有明顯的曲率變化，目前使用的口內(nèi)三維掃描儀掃描數(shù)據(jù)拼接時易出現(xiàn)拼接誤差，不易完整的獲取牙槽嵴的信息［5］。Iturrate等人［6］使用當(dāng)輔助幾何裝置（auxiliary geometric device）解決了解剖標(biāo)志缺乏的問題，得出牙頜的全弓數(shù)字掃描更準(zhǔn)確和使用AGD掃描更流暢的結(jié)論。

1.1.2 口外間接掃描 口外間接掃描的制作步驟幾乎與傳統(tǒng)全口義齒的制作相同，主要是個別托盤的制作方式不同，傳統(tǒng)個別托盤經(jīng)過手工制作，操作復(fù)雜，對醫(yī)生技師要求較高，時間耗時長，具有高度的經(jīng)驗依賴性。而數(shù)字化技術(shù)制作個別托盤操作是通過數(shù)字化三維掃描儀掃描獲取印模數(shù)據(jù)，根據(jù)患者實際情況，CAD設(shè)計個別托盤的三維空間，最終進行3D打印托盤實體。Chen等人［7］得出數(shù)字化定制托盤實現(xiàn)了與下頜模型的良好匹配，顯示出比手工制作的托盤更高的精確度。Deng等人［8］研究顯示結(jié)果顯示，帶有內(nèi)部邊緣帶組織擋塊的3D定制托盤更有助于預(yù)成型過程，并提高了印模的準(zhǔn)確性和延展性。明佳俊等人［9］研究發(fā)現(xiàn)口內(nèi)掃描結(jié)果的精確度干擾因素較多，口內(nèi)環(huán)境150μL、200μL與250μL的水導(dǎo)致約300～1 600μm的誤差?？谕鈷呙鑳x坐標(biāo)系與牙弓位置相對恒定，當(dāng)模型精確度要求較高且缺牙較多時，口外掃描更為精確。

1.2 數(shù)字化個別托盤及虛擬排牙設(shè)計

與普通托盤相比，定制的托盤可以通過保持壓模材料的均勻厚度來確保工作模型的準(zhǔn)確性，也減少組織變形，最小化患者的不適。傳統(tǒng)的個別托盤制作和排牙由技師手工完成，具有技師技術(shù)水平依賴性，效果并非完全理想。目前，計算機輔助設(shè)計（CAD）和增材制造（CAM）已在修復(fù)牙醫(yī)學(xué)中得到普及，并已顯示出定制托盤制造的前景［10］。數(shù)字化排牙在虛擬頜架上進行虛擬排牙和虛擬頜運動，設(shè)計的義齒更加精確，曲線更加完美。Yu等人［11］介紹了一種全口義齒虛擬排牙方法。首先，掃描并提取人工牙三維三角網(wǎng)格數(shù)據(jù)的特征點，建立牙齒選擇系統(tǒng)。其次，掃描并標(biāo)記上頜和下頜鑄造表面的解剖特征，例如面部中線、弓的曲線。利用輸入的信息，研究計算假牙的常見排列線，并將假牙自動排列在正確的位置，根據(jù)屏幕上排列的牙齒設(shè)計假牙的牙齦部分，使用計算機數(shù)控（CNC）技術(shù)、快速原型（RP）技術(shù)或3D打印機技術(shù)制造假牙。最后，選擇的假牙嵌在蠟框中。提高了牙齒排列的準(zhǔn)確性，并可定制全口義齒。目前，也有公司推出了商用的全口義齒排牙的CAD系統(tǒng)。比如Avadent Digital Dentures、Dentca、3 ShapeDentalSystem等系統(tǒng)，具有更快速，可以微調(diào)牙齒形態(tài)，創(chuàng)造更加個性化的面型等優(yōu)點［12］。Lucio Lo Russo等人［13］在數(shù)字化全口義齒操作流程在設(shè)計過程中整合了部分和完整的面部掃描，面部掃描減少了排牙修正的需要，優(yōu)化了牙齒排列。Cheng等人［14］對無牙頜模型、人工牙和上頜咬合板進行三維測量、數(shù)據(jù)處理和制作模型后，根據(jù)全口義齒排牙的原則和要求，在中心關(guān)系位置排列人工牙。通過仿射和投影變換來調(diào)整牙齒和咬合的關(guān)系。該系統(tǒng)為CAD/CAM全口義齒提供可行性。

1.3 修復(fù)體制作效果

傳統(tǒng)的修復(fù)體由樹脂材料制造，樹脂聚合收縮減少了義齒基托與承載義齒組織的一致性，從而降低了傳統(tǒng)義齒的固位力。Kattadiyil等人［15］實踐歸納得出與傳統(tǒng)全口義齒相比，數(shù)字上頜全口義齒的固位力得分明顯更高。研究者得出使用預(yù)聚丙烯酸樹脂制造的CAD/CAM全口義齒更穩(wěn)定，可以設(shè)計覆蓋在上顎上的更薄的基托。當(dāng)前上頜骨突出時，數(shù)字化義齒更美觀有利，且抗表面著色性更好，彈性模量、抗彎強度和斷裂韌性更高［16］。Srinivasan等人［17］在他們的比較研究中得出結(jié)論，所有三種研究技術(shù)的凹版表面的真實性保持在臨床可接受的范圍內(nèi)，但是他們的報告說CAD/CAM組顯示出最強的壓縮（除了結(jié)節(jié)之外），特別是在前庭凸緣區(qū)域適應(yīng)性之間提供了理想的平衡。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，CAD/CAM制造工藝是最精確和可重復(fù)的義齒制造技術(shù)，在CAD/CAM制造中，義齒基托是由完全聚合的丙烯酸樹脂制成，不會再發(fā)生收縮或變形現(xiàn)象，臨床固位性更好，外傷性潰瘍率降低。魏菱等人［18］研究顯示FSD數(shù)字化全口義齒術(shù)后，除易清潔性外，咀嚼能力，舒適度，整體滿意度，美觀程度等方面均較傳統(tǒng)義齒有所提高。

1.4 數(shù)字化義齒可減少就診次數(shù)

與傳統(tǒng)方案相比，利用CAD/CAM技術(shù)制造全口義齒的明顯優(yōu)點是減少了預(yù)約次數(shù)和簡化了實驗室工作。傳統(tǒng)全口義齒的標(biāo)準(zhǔn)診療流程需要患者5次就診，分別是制取初印模、制取終印模、確定和制取頜位關(guān)系、試戴、初戴。極少數(shù)經(jīng)驗非常豐富的口腔醫(yī)生，可在3次就診內(nèi)完成全口義齒。數(shù)字化方案的患者就診次數(shù)減少（通常為2次就診），由于采用設(shè)計的個別托盤裝置（含哥特式弓描記功能），如AMD（AvaDent系統(tǒng)）、KIT（Dentca系統(tǒng)）和BDKEY（Baltic系統(tǒng)），印模和頜位關(guān)系的確定及記錄可集中在1次完成，就診次數(shù)可減少到2次，若要試戴則需要增加1次就診［19］。FSD診斷義的設(shè)計和制造類似于最終義齒，可以用于確定印模和下頜關(guān)系的記錄，進行閉口功能邊緣造型，咀嚼食物時，閉口印痕與黏膜表面相似，改善了適合度和最小的壓痛［20］。王勇等人研制的功能易適數(shù)字化全口義齒系統(tǒng)（FSD系統(tǒng)），F(xiàn)SD系統(tǒng)將上述5步流程簡化成“初印模及初始頜位關(guān)系和美學(xué)信息記錄→終印模、頜位關(guān)系及美學(xué)信息確認(rèn)核對→義齒初戴”，經(jīng)驗證臨床效果良好。

1.5 數(shù)字化存檔

數(shù)字化技術(shù)的另一個很大的優(yōu)勢，即來自患者的所有臨床數(shù)據(jù)的電子存檔，以及制造的假體的設(shè)計，這使得能夠制造備用的或新的假體，以防它們斷裂或丟失，而無需臨床預(yù)約［21］。Kurahashi等［22］介紹了利用數(shù)字技術(shù)制作全口義齒復(fù)制品的新方法，掃描儀將假牙的三維形狀數(shù)字化，通過三維打印機由聚乳酸制成復(fù)制假牙。這種方法的優(yōu)點是材料耗費少，使用更少的人力，降低污染率，并且在治療訪問時易于制造。

2 數(shù)字化全口義齒存在的局限性

近年來，國內(nèi)外醫(yī)生和研究者對數(shù)字化口腔修復(fù)技術(shù)關(guān)注逐漸增加，數(shù)字化技術(shù)在口腔中的應(yīng)用也更加廣泛，但是仍然具有局限性。

2.1 技術(shù)成本

盡管數(shù)字化全口義齒技術(shù)需要設(shè)備較多，在三維掃描、數(shù)字化設(shè)計軟件、數(shù)字化加工等方面設(shè)備，醫(yī)院或診所需要更多資金投入。但是從長遠角度分析，數(shù)字化全口義齒遠期治療效果更佳，可以減少后期修復(fù)體不良再次修復(fù)次數(shù)。

2.2 對操作者要求較高

目前，市面上存在多種口腔掃描設(shè)備及操作系統(tǒng)，每種設(shè)備使用方法各不相同，操作步驟及注意事項均有差別。除此之外，數(shù)字化修復(fù)系統(tǒng)需要操作者具有熟練的操作技術(shù)，例如修復(fù)體邊緣線流暢繪制，操作者的手法差異直接關(guān)系到義齒數(shù)據(jù)的精確性及支持制作的準(zhǔn)確性?？趦?nèi)掃描獲取數(shù)據(jù)，患者的牙齦軟組織不清晰，血液唾液等都會影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在全口牙列缺失患者修復(fù)治療中，雖然無牙頜患者的附著齦及上顎是穩(wěn)定的，但由于缺少清晰的解剖標(biāo)志，掃描數(shù)據(jù)仍不夠精準(zhǔn)［23］。數(shù)字化全口義齒的制作大大降低了醫(yī)生和技工對自身經(jīng)驗的依賴性，使得制作結(jié)果更加精確。

2.3 定制義齒

現(xiàn)有CAD/CAM 假牙制造技術(shù)不能生產(chǎn)定制的假牙，F(xiàn)ang J H 等人［24］根據(jù)提出了數(shù)字化義齒制作流程可以提供定制的義齒牙齒以優(yōu)化咬合。

3 展望

隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，口腔修復(fù)的診療模式逐漸朝著高效、精準(zhǔn)、舒適的方向轉(zhuǎn)變。三維數(shù)字化技術(shù)制作全口義齒，很大程度提高了全口義齒的制作工藝。代替手工個別托盤，手工印模，人工排牙，數(shù)字化全口義齒避免了醫(yī)生和技師因個人經(jīng)驗、技巧等主觀因素對全口義齒最終效果的影響。醫(yī)生還可以通過數(shù)字化操作設(shè)計出特殊的咬合關(guān)系，頜面形態(tài)，制作出更加精美的全口義齒［25］，其主要優(yōu)點是減少了臨床治療時間和就診次數(shù)、數(shù)字化存檔、顯著提高了固位力，以及提高義齒制作質(zhì)量等，同時CAD/CAM 義齒具有優(yōu)越的機械和物理性能。數(shù)字義齒方案可以證明對老年人和受損無牙患者非常有益，因其可以通過減少臨床程序、就診次數(shù)、治療時間和產(chǎn)生的費用來幫助減輕患者的治療負擔(dān)。盡管數(shù)字化技術(shù)在口腔修復(fù)方面已經(jīng)應(yīng)用多年，但在全口義齒方面技術(shù)仍不夠成熟，制約了其發(fā)展，在虛擬調(diào)頜，創(chuàng)建國內(nèi)數(shù)據(jù)庫，開發(fā)適合全口義齒的數(shù)字化材料方面仍需進一步完善。隨著科技的進步和數(shù)字化研究的發(fā)展，上述問題可以逐步解決，數(shù)字化口腔修復(fù)將是義齒修復(fù)的趨勢。