CAD/CAM種植修復技術在無牙頜患者中應用
計算機輔助設計和制作系統(CAD/CAM)應用于牙科學領域已有20余年歷史,其快速發展和不斷完善為口腔種植修復治療提供越來越廣泛的服務。無牙頜患者因頜骨條件較差,傳統的黏膜支持式義齒通常存在固位不佳、咀嚼功能恢復不良的問題。種植體支持的固定義齒徹底改善了無牙頜患者的固位和穩定,但種植固定長橋的制作及就位困難。利用CAD/CAM制作的無牙頜修復體具有精確的邊緣密合性、良好的機械學性能及生物相容性,本文介紹CAD/CAM技術發生、發展、制作過程及臨床應用注意事項,并通過運用CAD/CAM技術完成1例頜骨重度萎縮無牙頜患者的種植修復。
計算機輔助設計和制作系統(CAD/CAM)的出現被認為是口腔醫學領域的革命性突破,使自動化或半自動化制作修復體成為現實,引發了口腔修復學界重大的技術革命,為牙科修復體的制作提供了全新的方法。目前,國外先后研制了幾十種牙科CAD/ CAM 系統。以Procera CAD/ CAM系統為代表的世界惟一的集約式大型全自動化修復體流水生產線,將CAD/CAM與網絡完美結合,我國臨床醫生可以將國內掃描的數字化模型通過網絡傳輸到瑞典、美國或日本的工作站,加工中心通過CAM進行義齒的精準快速加工,從而大大簡化修復體在技工室的加工流程。同時,CAD/CAM的應用范圍也在不斷拓寬,不僅應用于固定義齒的制作,而且使可摘局部義齒、全口義齒和種植義齒的應用逐漸得到推廣。無牙頜患者因為頜骨條件較差,傳統的黏膜支持式義齒通常存在固位不佳、咀嚼功能恢復不良的問題。種植體支持的固定義齒徹底改善了無牙頜患者的固位和穩定,但種植固定長橋的制作及就位困難。利用CAD/CAM制作的無牙頜修復體具有精確的邊緣密合性、良好的機械學性能及生物相容性。本文介紹CAD/CAM技術發生、發展、制作過程及臨床應用注意事項,并通過運用CAD/CAM技術完成1例頜骨重度萎縮無牙頜患者的種植修復。
1、CAD/CAM技術在口腔修復領域的發生、發展
20 世紀70 年代初,法國學者Frances等首次將CAD/CAM 的概念引入口腔修復領域;1973 年Altschuler 等解決了印模的數據化問題,使口腔CAD/CAM系統成為現實;1983年首臺采用CAD/CAM技術制作的修復體樣機在法國問世;1985年該設備制作出首個后牙全冠。在進入20世紀90
年代后,該項技術發展迅速,世界各國已開發了幾十種口腔CAD/CAM系統,主要用于完成固定義齒的修復。20多年來,CAD/CAM系統已在嵌體、貼面、全瓷冠等固定修復體加工制作中得到廣泛的關注,主要包括三部分:數據采集、CAD、CAM。該項技術可在短時間內為患者提供優良的修復體,節省了制作義齒的繁瑣工藝過程,節約了時間,而且減輕了醫生的勞動強度。
我國的口腔CAD/CAM系統起步較晚,具有自主產權的系統目前多停留在基本理論和實驗室研究階段,臨床上也多是對從國外引進的系統進行評估。2002年北京大學口腔醫學院研制的口腔修復CAD/CAM系統,利用三維激光掃描儀獲取具有中國人標準解剖形態的牙冠模型數據信息,并以Matlab格式保存為可編數,從而進行數據處理,建立了標準的三維幾何模型,構建出相應的數據庫,并完成了國內第一個CAD/CAM 金屬全冠的制作。天津醫科大學口腔醫院采用機械式采集技術獲得的三維點云數據存儲在計算機中,從而進行數據處理,在此基礎上建立了牙冠幾何模型的數據庫。吳琳等初步實現了對肯氏Ⅱ類牙列缺損模型的CAD,并用激光快速成形機加工出可摘局部義齒支架的樹脂鑄型。王曉波等采用數控銑床及新型層析數據采集系統,通過對標準無牙頜模型的層切,二維輪廓數據獲取及計算,重建無牙頜模型。在此基礎上,通過Surfacer軟件,設計上頜半口金屬基托義齒,并利用激光立體成形技術通過純鈦粉直接成形,初步加工出上半口基托。
近年來,活動義齒(如可摘局部義齒、全口義齒)CAD/CAM技術取得了一定的進展,Williams等基于一種具有力回饋功能的人機交互設備,嘗試進行了可摘局部義齒的CAD與金屬支架的快速成形,并在患者口內初步驗證了適合性。孫玉春等嘗試采用兩步法進行全口義齒的CAD軟件的開發以及全口義齒修復體的快速成型技術(rapid prototyping,RP),初步完成了全口義齒CAD/RP輔助制作系統基礎理論和基本方法的探索,實現了CAD/CAM技術在全口義齒修復領域的突破。
2、CAD/CAM系統在種植義齒修復領域的研究現狀
CAD/CAM技術在口腔種植修復領域取得了令人矚目的應用效果,主要包括種植規劃專家系統、種植外科手術導航和即刻永久固定種植修復等,患者一次就診即可全部完成種植體的植入及最終修復體的戴入,從而在最短的時間內為患者制作兼具美觀、功能和舒適的固定修復體。20世紀90年代早期,CAD/CAM技術開始用于制作種植體基臺和支架修復體,可用金屬鈦、鈦合金或瓷材料(如氧化鋁、氧化鋯)制作種植體基臺和支架滿足其生物學、功能和美學上的要求,并且修復體可以精確地被動就位于對應的種植體,防止在使用中出現諸如螺絲松動、骨喪失和基臺折斷等并發癥。CAD/CAM 種植修復體有如下優勢。
(1)CAD/CAM制造的支架由整塊材料完成,利用這種制造技術,材料均質性好、具有更高的機械性能。
(2)因沒有傳統的堆蠟、包埋或熔鑄的過程,最大程度降低了誤差,這一結果可轉化為生產成本的全面降低。
(3)不合適的種植體角度可以被修正,亦可達到更合適的外形輪廓。
(4)CAD/CAM瓷基臺可提供天然牙齒一樣最佳的視覺效果,最適合牙周組織的美學效果。借助CAD/CAM技術,基于各種經過改性后性能更加優越的氧化鋯類材料制作冠、橋,基于純鈦金屬材料制作種植義齒上部結構正成為研究的熱點。本文主要討論無牙頜種植修復涉及的CAD/CAM定制種植體支架系統,介紹幾種常用的CAD/CAM 定制種植體支架系統。