一体化数控切削全口义齿的初步研究

闫越琪 宋哲文 刘亚禹 钱 超 孙 健

（上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔修复科，上海交通大学口腔医学院，国家口腔医学中心，国家口腔疾病临床医学研究中心，上海市口腔 医学重点实验室，上海 200011）

近年来，越来越多的学者提出将数字化技术应用于全口义齿修复领域，基于数字化义齿的诸多优点，大量学者以及商业公司在数字化义齿制作的各个阶段有不同方式的尝试。如AvaDent系统[1]、DentCA系 统[1，2]、Baltic系 统）[3]等 采 用 带有类似哥特式弓装置的成品托盘，一次就诊获取印模和颌位关系。FSD（Functionally Suitable Denture）系统在获取初印模的同时利用间装置记录颌位关系，并3D打印带有牙列的闭口式托盘，即“诊断义齿”，用于复诊时检查颌位关系及制取终印模[4]。孙玉春等建立人工牙数据库，开发了全口义齿CAD设计软件[5]。3Shape系统[6]、Zirkohnzan等开发了智能化排牙软件，配合面部扫描系统，可以在参考患者的面部信息的基础上进行排牙。试牙方面，有学者通过3DP技术制作聚乳酸一体试牙模型，并采用真彩色打印终义齿，其精度能满足要求[7]。终义齿制作方面，有学者将数字化制作的人工牙列插入切削的蜡型基托，或利用CAD/CAM技术完成全口义齿装胶前阴模的设计与制作，再结合装盒冲胶方式完成终义齿的制作[8]。

数字化全口义齿的应用前景广泛，可为临床全口义齿修复提供全新的方法。但是，在简化操作步骤和进一步规范数字化流程方面亟需进一步探索。基于此，本研究将数字化技术与传统全口义齿的制作流程相结合，进行一例全口无牙颌患者的全口义齿数字化修复，以初步探讨其制作流程及可行性。

1 临床资料和方法

1.1 病历资料

患者女，65岁；病史：全口牙列缺失20年，戴用旧义齿18年，现觉旧义齿易脱落，磨耗严重，美观性下降；口外检查：面下1/3距离减小，苍老面容；颌面部、颞下颌关节区、咀嚼肌未见明显异常。口内检查：全口牙列缺失，牙槽嵴较丰满，诊断：全口牙列缺损。治疗计划：由于患者不考虑种植修复，经与患者沟通后采取数字化全口义齿修复。

1.2 方法

1.2.1 取模 利用传统方法制取初印模，接着用扫描仪扫描初印模；再在三维逆向软件（Geomagic）中设计个别托盘，输出设计数据；3D打印制作的个别托盘（3D Systems Projet HD 3510，3D Systems，美国），见图1。采用3D打印个别托盘和聚醚材料（3M，美国）获取上下颌功能性印模。

图1 3D打印个别托盘

1.2.2 架制作 技师制作上下颌蜡堤，采用传统方式确定垂直距离和正中关系，标记中线，上唇线和尖牙的位置（图2A）。并将带有蜡堤的石膏模型暂时转移至简易架。通过三维面部扫描系统、立式面弓和配套软件将患者颌位关系转移至虚拟架（Zirkohnzan公司，意大利）；步骤如下：① 立式面弓配合面部扫描确定平面和铰链轴位置（图2B）；② 上颌蜡堤固定于带有标记点的叉，利用面部扫描记录上颌位置（图2C）；③ 在简易架上扫描上下颌模型，获取上下颌位关系。根据前述利用立式面弓及三维扫描获取的数据，将模型转移至虚拟架，再将虚拟架与面部扫描信息进行匹配（图2D）。

图2 制作过程

1.2.3 一体化数控切削全口义齿设计与制作 设计与制作流程如下（图3～图6）：

（1）该系统有多种人工牙形态可供选择，可根据患者年龄、牙槽骨状态等选择全解剖式及不同程度的半解剖式人工牙，并可对前牙的形态可进行个性化调整。

（2）通过软件根据平面位置、牙弓形态初步排列并调整上下颌牙列。

（3）排牙后，根据面部扫描结果预览闭唇、微笑及大笑时的面部外形与露齿情况（图3）。

图3 Zirkohnzan软件虚拟排牙

（4） 模型上描绘义齿基托边缘线，系统自动生成牙龈及义齿基托形态。牙龈形态及牙根暴露范围可进行人工调整。基托最薄处不低于2mm，唇侧基托不低于2.5mm。设计完成后，在面部三维模型上不同角度旋转复查（图4）。

图4 基托形态的虚拟效果

（5） 在虚拟架上模拟下颌运动，对全口义齿咬合面进行虚拟调，形成平衡（前伸髁导斜度设置为25°，侧方髁导斜度设置为15°）（图5）；

（6） 数控切削一体化试牙蜡型（沪亮生物科技有限公司，中国）后进行试戴。

（7）数控切削A2色丁酯改性PMMA盘制作一体化全口义齿（沪亮生物科技有限公司，中国），唇侧回切0.5mm，牙龈色光固化树脂（Zirkohnzan，意大利）修饰牙龈（图6）。

图6 试戴效果图

2 结果

数字化方法一体数控切削全口义齿制作完成（图7）。结果显示：患者在口内正中咬合时，面下1/3与面部整体协调，上下唇关系与鼻唇沟、颏唇沟深浅合适（图7A），前牙中线位置恰当，前牙水平连线与瞳孔连线平行，人工牙形态大小协调；颌位关系正常，双侧后牙咬合平稳，接触密切，患者发“F”“Z”音清晰，依照临床经验评价，数字化方法制作的全口义齿修复效果令人满意（图7B）。

图7 数字化全口义齿修复效果

3 讨论

目前，全口义齿的修复实现了部分的数字化应用。学者们对数字化与传统全口义齿在美观、适合性、整体满意度等方面进行横向或者纵向比较，表明CAD/CAM全口义齿的临床效果良好，无论从医师还是患者角度，满意度均显著高于传统全口义齿，特别是在椅旁操作时间、加工精度、可操作性方面[11，12]。随着数字化技术与材料的进一步发展，需要展开更为广泛和深入的临床研究来评价数字化全口义齿的应用，以助于该技术在临床上更好地推广。

由于直接口内扫描无牙颌精度有限，目前常用的数字化印模多采用直接扫描模型获取。而颌位关系记录的数字化应用，几种不同的商用软件也推出了不同的新方式，但有些方式仍需进一步临床验证。基于目前几种数字化记录印模与颌位关系方式的优缺点并结合临床经验，本研究将传统方法与数字化方法相结合，在利用初模型数据完成数字化设计和制作的个别托盘上采用经典的二次印模法，较传统方法大大提高了精确性，保证印模的精确度。同时，选用传统方式进行正中颌位关系的记录，通过立式面弓和架扫描将颌位关系转移至Zirkonzhan系统的架，在保证正中颌位转移精确性的同时，通过面扫系统与数字化软件相结合，让医师观察和确定平面以及美学信息，并校准前期操作的误差。

在排牙方面，技师在传统的排牙过程中无法直接获取患者面部的信息，只能通过模型和堤上的标志信息来推测相关的美学因素，其最终的效果可能不尽如人意。目前多个商用系统将模型数据与面部特征整合，直观地获取患者面部软组织相关信息，技师在参考患者的面部信息的基础上进行排牙，在一定程度上有助于全口义齿的制作和提高美学修复的效果。本研究即采用Zirkonzhan软件并结合面部扫描系统进行数字化排牙，并进行虚拟调，消除早接触点。此方法极大简化了临床的调过程，保证了数字化排牙的准确性和美学效果。

现有的研究表明一体化切削的义齿比传统义齿固位性能更佳[13]。切削全口义齿的方法与自行开发的材料相结合制作数字化全口义齿，既保证了精度，又提高了强度和适合性。因此，本研究选用一体化切削义齿的方法，用以制作试牙蜡型与终义齿。医师在临床试戴试牙蜡型后对排牙或基托采取进一步的精细调整，比传统方式更为高效便捷。而终义齿材料选用自行开发的丁酯改性PMMA树脂盘，数字化切削的同时将唇侧基托回切，并使用牙龈色树脂修饰完成最终的制作加 工。

综上所述，本研究所采用的全口义齿数字化技术具有以下优势：（1）自动化、智能化程度提高，精确性高；（2）减少了医师的操作时间和技师的工作量，缩短了患者的就诊时间；（3）切削制作的义齿表面孔隙率及缺陷减少，一定程度降低了微生物附着及感染的风险；（4）义齿数据可以储存，便于旧义齿复制。（5）采用预成的树脂块数字化切削制造的全口义齿，在适合性和强度方面高于传统义齿。然而，采用数字化方法直接获取无牙颌（下颌）的个性化运动数据并有效应用于后续义齿的制作仍待深入的研究。同时，无论采用三维打印还是数控切削的加工方法，都急需开发出符合相关加工工艺要求和满足临床性能的数字化全口义齿材料（基托及人工牙）。此外，在排牙软件的智能化、简便化、基托与人工牙形态及界面的处理与设计等方面，也要进一步地探索研究。因此，基于目前数字化全口义齿制作的标准程序制作流程尚未建立，保留传统义齿制作标准的同时地结合数字化方法，规范互完善临床流程将是未来的研究重点。

4 结论

数字化技术制作的全口义齿减少了医师和技师的操作时间及患者的就诊时间。而面部扫描、数字化排牙等技术的应用，极大程度上提高了义齿制作的可预测性。本研究所探索的数字化全口义齿技术通路具备可行性。