数字化直接和间接印模法在全瓷冠临床应用中的比较研究

陈 诚,张琳梅,赵许兵,代 泉,程 政*

(1陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室,西安交通大学口腔医院综合科,西安 710004;2西安医学院口腔系;#共同第一作者;*通讯作者,E-mail:chzheng@mail.xjtu.edu.cn)

数字化与制造业的结合在口腔医学领域发展迅速,从20世纪80年代的传统手工技艺到现阶段的计算机辅助设计与制造(computer-aided design & computer-aided manufacture,CAD/CAM)技术,修复体的制作也发生着翻天覆地的改变[1-3]。其中修复体印模技术也从数字化的间接法向直接法过渡,目前广泛使用的还是间接法,其是通过扫描石膏模型或者印模的办法来获取间接的口内印模的数据,然后使用该数据完成CAD/CAM,并生成最终修复体[3]。这个过程中石膏模型和印模获取阶段存在一定的误差,其已经成为影响修复体精密度的主要原因之一。而近年来口内直接扫描技术发展成熟,其可以直接获取口内印模数字化数据,避免了石膏模型带来的误差,可以预见其将成为口腔修复印模技术发展的趋势。经过30多年的发展,目前开发成熟的口内扫描仪较多,应用较为广泛的有Trios以及Cerec系统,而3shape公司推出的Trios系统不需要口内喷粉,扫描精度高,相关软件开发成熟,在临床上逐渐开始应用[4]。本文就将应用较广泛的间接数字化印模技术和新兴的直接口内印模技术在全瓷冠修复领域进行比较,评估其临床效果和患者的满意度。

1 材料和方法

1.1 研究资料

本研究随机选择2016-12～2017-12期间在西安交通大学口腔医院行全瓷冠修复的病例74例,其中35例患者运用了3shape口内扫描仪进行采集数据,为直接组;39例患者运用硅橡胶取模间接3shape模型扫描仪进行数据采集,为间接组。患者入选研究队列的纳入标准为:①患者在过去的3月内接受牙周治疗或者牙周状况良好:经检查患牙牙周无探诊出血、牙龈无红肿、牙周袋在5 mm以内,如无法达到此标准则予以剔除;②患者修复类型选择均为CAD/CAM二氧化锆全瓷修复单冠。

1.2 材料和设备

3shapeTrios口内扫描仪(3shape公司,丹麦);3shape模型扫描仪(3shape公司,丹麦);DMJ硅橡胶印膜材料;Ultrapak排龈线;硅橡胶咬合印记。

1.3 牙体预备

本研究中医师队伍为综合科口腔修复专业背景的全科医生,修复临床经验较为丰富,已经完成数字化直接扫描的培训。依据全瓷单冠牙体预备原则统一精细化预备,部分在显微镜协助下完成。确保全瓷冠预备的切端或咬合面的间隙在1.5-2.0 mm,轴面去除倒凹后1.0 mm;而确保肩台预备为1.0 mm的浅凹形肩台。

1.4 数据采集

间接组病例运用排龈膏或排龈线排龈后,常规采用二次印模法对工作区进行硅橡胶精细印模制取,获得工作区印模;非工作颌采用藻酸盐制取模型;并运用硅橡胶咬合印记记录咬合关系。比色采用Vita tooth guide 3Dmaster比色板,由负责医师和技工现场完成比色,随后转至加工中心。直接组病例运用3shape口内扫描仪直接获得工作模型、对颌模型、咬合关系以及比色,并标记边缘线。最后通过网络直接发送订单至技工中心。本研究中所有病例记录口内印模制取的时间。

1.5 全瓷冠的制造和完成

本研究的全瓷冠修复均由1位技师完成。对间接组病例所获得的硅橡胶印模进行灌模、代型、修整后置入模型扫描仪完成数据最终采集。在3shape技工端进行包括间接组和直接组的所有修复体设计和生成,运用3D打印技术生成局部模型和可携带型以供医师参考。

1.6 戴牙、复诊和随访

本研究各组均记录戴牙时间,其时间为一个单冠的戴牙时间,如患者为多个修复体则取平均数。修复完成后1周,患者通过扫描二维码填写满意度调查。整体满意度占比为‘非常满意’计数与总体调查计数的比率,以百分比表示。修复完成1月后复诊,由1位经验丰富的高年资副主任医师对修复体进行检查,根据改良的美国公共卫生署(USPHS)标准对修复体进行评价。表1中标注了修复体检查的4个项目,其得分从A-D进行效价。

表1美国公共卫生署修复体评价标准(USPHS)

Table1StandardofevaluationforprosthesisofUSPHS

检查项目评级评分标准边缘适合性A探针肉眼均不能检测出间隙B探针探有间隙,肉眼可见超出或不足的边缘,但无牙本质和基底材料暴露C探针探有间隙,肉眼可见超出或不足的边缘,有牙本质和基底材料暴露,但无活动和破裂填充材料D边缘有破裂或充填材料脱落外形A表面外形正确,或外形略有过突,接触点紧B表面外形不正确,外形突度不足,接触点松C修复体有缺陷,牙本质或基底材料暴露,无邻接触点表面质地A表面光滑,感觉不到粗糙面B肉眼可见及探针探到粗糙表面,无斑点状或弹坑样缺损,有不光滑纹裂C表面斑点状或弹坑样缺损,表面不光滑颜色A无明显颜色改变,表面光泽度好B轻度透明度降低,但在正常牙色范围以内C表面严重变暗,不在正常牙色范围以外

1.7 评分和统计分析

为了方便统计分析,本研究中两组满意度和修复体评价的比较通过卡方检验进行。将满意度调查表中的‘非常满意’的效价定义为1,其他定义为0;将USPHS修复体评价中得分‘A’的效价定义为1,其他定义为0。P<0.05为两组差异有统计学意义。本研究中两组取模时间和戴牙时间的比较通过非配对t检验进行,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 满意度调查结果

本研究中共完成了135颗全瓷冠修复体,其中直接法68颗,间接法67颗。直接组患者对于修复体的整体满意度为97.1%,间接组为84.6%(见表2)。各项进行比较后发现直接法较间接法在修复体使用舒适度方面得分高,其差异具有统计学意义(P<0.05,见表3)。其余各项均无显著差异。

表2直接组和间接组患者修复后满意度调查表(例)

Table2Surveyondegreeofsatisfactionafterrestorationindirectandindirectgroups(cases)

项目非常满意较满意一般不满意直接组间接组直接组间接组直接组间接组直接组间接组外形3233340200颜色3030352202使用舒适度3434150000费用11991081377整体满意度3433130201

表3直接组和间接组修复后患者满意度比较(例)

Table3Comparisonofdegreeofsatisfactionbetweendirectandindirectgroups(cases)

项目效价直接组间接组χ2P外形132330.800.48036颜色130300.930.38059使用舒适度128346.450.01015费用11190.650.4402430整体满意度134333.380.11016

2.2 USPHS修复体评价和比较

改良的USPHS标准结果见表4,直接组各项评价指标达到A级最低为92%,间接组达到A级最低为86%。其中在边缘适合性的评估中直接法修复优于间接法,并且差异具有统计学意义(P<0.05,见表5)。

表4直接组和间接组全瓷单冠修复后USPHS评价例(%)

Table4EvaluationofUSPHSforallceramiccrownafterrestorationintwogroupscases(%)

项目ABCD直接组间接组直接组间接组直接组间接组直接组间接组边缘67(98.5)58(86.6)170200外形65(95.6)64(95.5)3300--质地67(98.5)65(97.0)1101--颜色63(92.6)63(94.0)4311--

2.3 取模和戴牙时间统计

直接法平均取模时间略大于间接法的平均取模时间,其差异具有统计学意义(P<0.05,见表6);而直接法戴牙平均时间远小于间接法平均戴牙时间,其差异具有统计学意义(P<0.05)。

表5直接组和间接组全瓷单冠修复后USPHS评价比较

Table5ComparisonofUSPHSevaluationforall-ceramiccrownafterrestorationbetweendirectandindirectgroups

项目效价直接组间接组χ2P 边缘167587.040.02019 外形1656401.0033 质地167650.360.99012 颜色163630.11.0054

项目n取模(min)戴牙(min)直接法3517.35±0.4310.32±0.55间接法3915.56±0.4215.43±0.55t2.956.49P0.0040.001

3 讨论

随着数字化口腔的发展,光学印模技术目前已经进入了临床应用阶段。目前主流的口内扫描仪可以直接获取口腔内的光学模型,并将其转为数字化模型,然后利用数字化模型与CAD/CAM的无缝对接最终完成修复体的直接生成[5]。Trios系统在扫描精度和速度上均具有明显的优势,其不需要对牙齿表面进行喷砂处理,咬合记录的数字化拟合相对简单易行,该方法正逐渐为各大口腔院校和医疗机构选择[6]。理论上口内直接法在精度和就诊体验上要优于传统的印模方式,但是目前临床应用的相关调查还比较少。本研究通过比较直接法口内扫描与间接印模扫描在单冠修复的临床应用来评估其效果。

黄婉怡等[7]运用口内直接扫描制作了25例患者共计63颗全瓷单冠,发现总体满意度超过96%,修复体的评价在B级以上,其建议推广和应用。同样,本研究运用直接法和间接法共制作了74例共计135颗全瓷单冠,发现在主观整体满意度评价方面两组患者并没有显著差异,但在使用舒适度方面直接法的评价高于间接法,作者认为口内直接记录咬合关系比硅橡胶咬合印记误差可能更小,这样可以减少后期调改咬合的几率。另一方面,直接法记录的邻接关系比硅橡胶印模可能更加准确,不会出现因脱模而导致微小形变。

Ng等[8]比较了传统印模和直接法制作的30颗后牙冠修复体,结果表明口内直接法的冠边缘适应性优于经过灌注石膏的传统制作。而Lee等[9]研究显示直接法和间接法生成的不同工艺和材质的修复体在精度上并没有显著差别。本研究中直接法和间接法均未经过石膏模型阶段,只是模型制取的方法一个在口外一个在口内,其中对边缘适应性的评价直接组中显著高于间接组。作者认为可能的原因是在硅橡胶印模扫描时对牙龈、肩台以及龈沟的细微结构扫描容易出现数据误差;并且龈沟内的飞边菲薄,脱模的时候容易发生变形和折断,这可能是造成误差的另一个原因。可见,单纯从直接法和间接法的后期制作来说,修复体技工阶段并无直接差异,其差异还是在精细结构的获取上。同时作者认为直接扫描和间接扫描对牙体预备和牙周状况的要求较高,建议进行口内扫描前要完善牙周基础治疗以及掌握先进的牙体预备方法,尽量少损伤牙龈组织,充分分离牙龈和牙体以提高扫描精度。

本研究还统计了直接法和间接法两组模型制取时间、平均戴牙时间来间接评价两种诊疗的体验感,结果显示直接法的平均取模时间略大于间接法;而直接法的平均戴牙时间显著小于间接法。本文作者认为直接法扫描时间并不长,其时间主要浪费在口内扫描仪的安装和预热等环节。口腔修复医生更加倾向于口内直接法,因为其显著缩短了戴牙时间,在提高修复成功率的同时减少了医者在调改时产生的人为误差。再者,本研究中有几例多个牙齿的单冠修复,口内直接扫描可以随意掌控时间,对于医者来说不必担心印模材料凝固等带来的影响。

但是口内扫描仪在使用过程中也存在一些局限性和不足,比如扫描仪的安装和预热需要较长时间;较重的扫描头持握时容易抖动而影响扫描结果;并且其仅限于3个单位内的桥体扫描。Malik等[10]分析了传统印模技术与在全牙弓扫描中的精确度,结果发现传统的印模技术比口内直接扫描的精度高。可见,虽然口内直接扫描技术在口腔修复领域逐渐应用,但其需要更加深入的研究和开发,对于桥体和全牙列修复来说需谨慎使用。

牙齿比色对于修复体来说也是必不可少的。Mehl等[11]评估了口内扫描系统的比色效果,结果显示口内扫描对于牙体比色和牙齿表面信息的获取都具有较好的效果。本研究中口内扫描同样采用的是数字比色,软件自动测定牙齿颜色,并且可以直接将患者口内牙齿的纹理和表面特征快速传输给技工,这其实极大地方便了医技交流。但是修复体评价表明直接法软件比色与传统比色方法并没有显著差异。由于本研究中传统比色均是由技工和医师在临床上直视下完成,与口内扫描比色无明显区别,但是如果在技工不参与的情况下,口内扫描比色的优势还是相当显著的。

另外,口内扫描仪有助于医师提高牙体预备的精度,当扫描件以高清晰的3D模式完全展示在医生面前的时候,许多牙体预备的不足和缺陷将显露无疑;通过咬合检查还可以预测义齿间隙的获得量,这可以指导修复医生预备出适宜的修复体间隙。患者也可以对自己的牙齿有直观的认识,对个别患病的牙齿(比如龋病、牙周病等)可以通过3D视窗与口腔医生进行交流。

综上所述,相比较数字化间接法,口内直接扫描可以提高全瓷单冠修复体的制作精度,也间接提高了完成该修复种类医生的临床效率和成功率,同时对修复医师的牙体预备提出了更好的要求,值得推广应用。