数字化全口义齿研究进展

汝晓娜，尹 通，牟亚群，高士军

佳木斯大学附属第二医院口腔修复科，黑龙江 佳木斯 154000

随着我国人口老龄化的发展，无牙颌患者数量不断增加，全口义齿修复仍是治疗的首选。近年来种植义齿发展迅速，但是并不能取代传统的全口义齿。传统的全口义齿存在固位稳定不良的缺陷，而种植义齿可以改善这一现状，但种植修复较为复杂，对患者身体健康状况要求较高，费用昂贵。全口牙列缺失患者大多为老年人，部分患者全身及局部健康状况不佳，并不是所有患者都可以接受种植修复治疗。在种植义齿修复手术之前需要制作导板，仍离不开传统全口义齿的制作，传统全口义齿仍是解决无牙颌患者修复治疗的最主要手段。近年来越来越多国内外学者研究数字化全口义齿，相比传统的全口义齿数字化义齿有明显优势，具有良好的研究背景。本研究现对数字化技术在全口义齿应用中优势、局限性及未来发展期望进行综述。

1 数字化全口义齿存在的优势

1.1 三维数据获取

在传统义齿制作过程中，印模的制备极其重要，关系到全口义齿制作的精确性和准确性。传统的印模方法主要是通过藻盐酸及硅橡胶制取，对于较敏感的患者，容易产生恶心、干呕等不适症状，影响取模效果及后续制作。数字化印模方法包括口内直接扫描法和口外间接扫描法。苗一鸣［1］选择100例患者作为对象，采用传统印模与数字化印模两种方式进行制取印模，数字化印模研究组中96%患者更满意治疗过程及效果，远高于参照组满意度。

1.1.1 口内直接扫描 口内直接扫描法是指通过扫描设备在口内直接进行扫描，在口内移动获取牙槽嵴及软组织的解剖信息。扫描头较小，避免触碰软腭等敏感部位，减少传统流动性材料造成的恶心不适，用扫描仪采集口内牙体预备后或无牙颌情况，用3D打印系统直接打印模型，避免传统印模制取过程中出现的误差，同时减少了灌注石膏模型过程中的误差［2］。Chebib等人［3］通过比较不可逆水胶体（ALG）、聚乙烯硅氧烷（PVS）、氧化锌丁香酚（ZOE）修饰的PVS（PVSM）和口内扫描仪（TRI）制作的上颌无牙颌印模与传统边缘成型的ZOE印模（对照）的真实性，得出用PVS、PVSM和TRI制作的无牙颌印模有相似的偏差，可能产生临床可接受的结果。Russo等［4］提出口腔内扫描与传统无牙颌印模之间的3D差异可归因于两种印模方法背后的不同物理特性，而不是一种方法与另一种方法相比的精度缺陷。口内直接扫描法印模测量与传统印模准确性无统计学意义，可以用作直接获取印模数据。无牙颌牙槽嵴表面没有明显的曲率变化，目前使用的口内三维扫描仪扫描数据拼接时易出现拼接误差，不易完整的获取牙槽嵴的信息［5］。Iturrate等人［6］使用当辅助几何装置（auxiliary geometric device）解决了解剖标志缺乏的问题，得出牙颌的全弓数字扫描更准确和使用AGD扫描更流畅的结论。

1.1.2 口外间接扫描 口外间接扫描的制作步骤几乎与传统全口义齿的制作相同，主要是个别托盘的制作方式不同，传统个别托盘经过手工制作，操作复杂，对医生技师要求较高，时间耗时长，具有高度的经验依赖性。而数字化技术制作个别托盘操作是通过数字化三维扫描仪扫描获取印模数据，根据患者实际情况，CAD设计个别托盘的三维空间，最终进行3D打印托盘实体。Chen等人［7］得出数字化定制托盘实现了与下颌模型的良好匹配，显示出比手工制作的托盘更高的精确度。Deng等人［8］研究显示结果显示，带有内部边缘带组织挡块的3D定制托盘更有助于预成型过程，并提高了印模的准确性和延展性。明佳俊等人［9］研究发现口内扫描结果的精确度干扰因素较多，口内环境150μL、200μL与250μL的水导致约300～1 600μm的误差。口外扫描仪坐标系与牙弓位置相对恒定，当模型精确度要求较高且缺牙较多时，口外扫描更为精确。

1.2 数字化个别托盘及虚拟排牙设计

与普通托盘相比，定制的托盘可以通过保持压模材料的均匀厚度来确保工作模型的准确性，也减少组织变形，最小化患者的不适。传统的个别托盘制作和排牙由技师手工完成，具有技师技术水平依赖性，效果并非完全理想。目前，计算机辅助设计（CAD）和增材制造（CAM）已在修复牙医学中得到普及，并已显示出定制托盘制造的前景［10］。数字化排牙在虚拟颌架上进行虚拟排牙和虚拟颌运动，设计的义齿更加精确，曲线更加完美。Yu等人［11］介绍了一种全口义齿虚拟排牙方法。首先，扫描并提取人工牙三维三角网格数据的特征点，建立牙齿选择系统。其次，扫描并标记上颌和下颌铸造表面的解剖特征，例如面部中线、弓的曲线。利用输入的信息，研究计算假牙的常见排列线，并将假牙自动排列在正确的位置，根据屏幕上排列的牙齿设计假牙的牙龈部分，使用计算机数控（CNC）技术、快速原型（RP）技术或3D打印机技术制造假牙。最后，选择的假牙嵌在蜡框中。提高了牙齿排列的准确性，并可定制全口义齿。目前，也有公司推出了商用的全口义齿排牙的CAD系统。比如Avadent Digital Dentures、Dentca、3 ShapeDentalSystem等系统，具有更快速，可以微调牙齿形态，创造更加个性化的面型等优点［12］。Lucio Lo Russo等人［13］在数字化全口义齿操作流程在设计过程中整合了部分和完整的面部扫描，面部扫描减少了排牙修正的需要，优化了牙齿排列。Cheng等人［14］对无牙颌模型、人工牙和上颌咬合板进行三维测量、数据处理和制作模型后，根据全口义齿排牙的原则和要求，在中心关系位置排列人工牙。通过仿射和投影变换来调整牙齿和咬合的关系。该系统为CAD/CAM全口义齿提供可行性。

1.3 修复体制作效果

传统的修复体由树脂材料制造，树脂聚合收缩减少了义齿基托与承载义齿组织的一致性，从而降低了传统义齿的固位力。Kattadiyil等人［15］实践归纳得出与传统全口义齿相比，数字上颌全口义齿的固位力得分明显更高。研究者得出使用预聚丙烯酸树脂制造的CAD/CAM全口义齿更稳定，可以设计覆盖在上颚上的更薄的基托。当前上颌骨突出时，数字化义齿更美观有利，且抗表面着色性更好，弹性模量、抗弯强度和断裂韧性更高［16］。Srinivasan等人［17］在他们的比较研究中得出结论，所有三种研究技术的凹版表面的真实性保持在临床可接受的范围内，但是他们的报告说CAD/CAM组显示出最强的压缩（除了结节之外），特别是在前庭凸缘区域适应性之间提供了理想的平衡。与传统技术相比，CAD/CAM制造工艺是最精确和可重复的义齿制造技术，在CAD/CAM制造中，义齿基托是由完全聚合的丙烯酸树脂制成，不会再发生收缩或变形现象，临床固位性更好，外伤性溃疡率降低。魏菱等人［18］研究显示FSD数字化全口义齿术后，除易清洁性外，咀嚼能力，舒适度，整体满意度，美观程度等方面均较传统义齿有所提高。

1.4 数字化义齿可减少就诊次数

与传统方案相比，利用CAD/CAM技术制造全口义齿的明显优点是减少了预约次数和简化了实验室工作。传统全口义齿的标准诊疗流程需要患者5次就诊，分别是制取初印模、制取终印模、确定和制取颌位关系、试戴、初戴。极少数经验非常丰富的口腔医生，可在3次就诊内完成全口义齿。数字化方案的患者就诊次数减少（通常为2次就诊），由于采用设计的个别托盘装置（含哥特式弓描记功能），如AMD（AvaDent系统）、KIT（Dentca系统）和BDKEY（Baltic系统），印模和颌位关系的确定及记录可集中在1次完成，就诊次数可减少到2次，若要试戴则需要增加1次就诊［19］。FSD诊断义的设计和制造类似于最终义齿，可以用于确定印模和下颌关系的记录，进行闭口功能边缘造型，咀嚼食物时，闭口印痕与黏膜表面相似，改善了适合度和最小的压痛［20］。王勇等人研制的功能易适数字化全口义齿系统（FSD系统），FSD系统将上述5步流程简化成“初印模及初始颌位关系和美学信息记录→终印模、颌位关系及美学信息确认核对→义齿初戴”，经验证临床效果良好。

1.5 数字化存档

数字化技术的另一个很大的优势，即来自患者的所有临床数据的电子存档，以及制造的假体的设计，这使得能够制造备用的或新的假体，以防它们断裂或丢失，而无需临床预约［21］。Kurahashi等［22］介绍了利用数字技术制作全口义齿复制品的新方法，扫描仪将假牙的三维形状数字化，通过三维打印机由聚乳酸制成复制假牙。这种方法的优点是材料耗费少，使用更少的人力，降低污染率，并且在治疗访问时易于制造。

2 数字化全口义齿存在的局限性

近年来，国内外医生和研究者对数字化口腔修复技术关注逐渐增加，数字化技术在口腔中的应用也更加广泛，但是仍然具有局限性。

2.1 技术成本

尽管数字化全口义齿技术需要设备较多，在三维扫描、数字化设计软件、数字化加工等方面设备，医院或诊所需要更多资金投入。但是从长远角度分析，数字化全口义齿远期治疗效果更佳，可以减少后期修复体不良再次修复次数。

2.2 对操作者要求较高

目前，市面上存在多种口腔扫描设备及操作系统，每种设备使用方法各不相同，操作步骤及注意事项均有差别。除此之外，数字化修复系统需要操作者具有熟练的操作技术，例如修复体边缘线流畅绘制，操作者的手法差异直接关系到义齿数据的精确性及支持制作的准确性。口内扫描获取数据，患者的牙龈软组织不清晰，血液唾液等都会影响数据的准确性。在全口牙列缺失患者修复治疗中，虽然无牙颌患者的附着龈及上颚是稳定的，但由于缺少清晰的解剖标志，扫描数据仍不够精准［23］。数字化全口义齿的制作大大降低了医生和技工对自身经验的依赖性，使得制作结果更加精确。

2.3 定制义齿

现有CAD/CAM 假牙制造技术不能生产定制的假牙，Fang J H 等人［24］根据提出了数字化义齿制作流程可以提供定制的义齿牙齿以优化咬合。

3 展望

随着数字化技术的发展，口腔修复的诊疗模式逐渐朝着高效、精准、舒适的方向转变。三维数字化技术制作全口义齿，很大程度提高了全口义齿的制作工艺。代替手工个别托盘，手工印模，人工排牙，数字化全口义齿避免了医生和技师因个人经验、技巧等主观因素对全口义齿最终效果的影响。医生还可以通过数字化操作设计出特殊的咬合关系，颌面形态，制作出更加精美的全口义齿［25］，其主要优点是减少了临床治疗时间和就诊次数、数字化存档、显著提高了固位力，以及提高义齿制作质量等，同时CAD/CAM 义齿具有优越的机械和物理性能。数字义齿方案可以证明对老年人和受损无牙患者非常有益，因其可以通过减少临床程序、就诊次数、治疗时间和产生的费用来帮助减轻患者的治疗负担。尽管数字化技术在口腔修复方面已经应用多年，但在全口义齿方面技术仍不够成熟，制约了其发展，在虚拟调颌，创建国内数据库，开发适合全口义齿的数字化材料方面仍需进一步完善。随着科技的进步和数字化研究的发展，上述问题可以逐步解决，数字化口腔修复将是义齿修复的趋势。