CAD/CAM系統及可切削材料在口腔修復的應用現狀

2014-11-29 趙昕 中國醫科大學口腔醫學院

  隨著患者對修復體美觀性和生物相容性要求的進一步提高,同時伴隨著高強度可切削材料的發展,計算機輔助設計與制作(CAD/CAM)系統以其高效率、高精確性等諸多優點在臨床中的應用日趨廣泛。本文就國內外CAD/CAM系統及可切削材料在口腔修復的應用現狀做一介紹。

  烤瓷熔附金屬全冠(porcelain fused to metal,PFM)是臨床常用的治療牙體、牙列缺損的修復體,目前已得到了廣泛的普及。但隨著其在臨床中應用時間的延長,也表現出了很多不足之處,如牙齦紅腫、頸緣黑線、美觀性差、基牙病變、崩瓷等。隨著高強度陶瓷的發展,全瓷冠(all ce爠愀洀椀挀 crowns)克服了PFM 在材料等方面的缺陷,以極佳的生物相容性與良好的美學性能在臨床上得到了逐步的推廣。傳統制作全瓷冠的工藝主要包括粉漿涂塑工藝、鑄造玻璃陶瓷工藝、熱壓鑄陶瓷工藝、玻璃滲透陶瓷工藝等,但其工藝流程復雜,且都無法很好地補償陶瓷在致密燒結過程中產生的體積收縮。近年來出現的計算機輔助設計與制作(CAD/CAM)技術,可對預燒瓷塊的收縮率進行精確地預計和補償,具有高精確性、高效率等諸多優點,從而越來越受到臨床醫生的青睞。

  口腔CAD/CAM 是結合了光電子技術、微機信息處理技術和自控機械加工技術的一門制作工藝。其中,CAD是指以計算機作為主要技術手段,運用各種數字信息和圖形信息對修復體進行設計;CAM是指由計算機控制的數控加工設備對產品進行加工成型的制作技術[6]。目前,國內外已有十幾種CAD/CAM 系統,比較完善的有CEREC AC Bluecam 系統、E4D Dentist 系統、iTero系統、Lava C.O.S.系統等,它們均可在臨床完成貼面、嵌體、全冠、固定橋等的制作。本文就CAD/CAM系統及可切削材料在口腔修復的應用現狀做一介紹。

  1、主要的CAD/CAM系統

  1.1、CEREC系統1985年,Mörmann創始了第一個椅旁系統——CEREC 1系統,之后Sirona公司陸續推出了CEREC 2、CEREC 3和CEREC In-lab系統。隨著硬件和軟件技術的逐步提升,于2009年該公司又推出最新的第4代椅旁系統——CERECAC Bluecam 系統。CEREC AC Bluecam 系統采用全新的短波藍光取像方式代替傳統的紅外線取像方式,Cook等通過對比上述2種取像方式對全冠邊緣密合度和內部適合性的影響發現,二者差異無統計學意義,通過短波藍光取像所得全冠的邊緣密合度和內部適合性同樣也在臨床可接受范圍內。

  參照文獻,CEREC AC Bluecam系統臨床主要操作步驟如下。(1)按全瓷冠標準常規牙體預備。(2)口內光學取像。這代替了傳統的取印模和灌模操作,大大提高了臨床醫生的工作效率。進行取像前,先在牙齒的表面噴涂一層二氧化鈦反光膜粉,以優化藍色波長光的成像水平。取像方式有自動和手動2種方法,自動取像即CEREC ACBluecam系統內自帶一種新型相機,當攝像系統穩定地放置于牙齒上,它能在不足1 min之內自動捕捉圖像并按下快門獲得掃描圖像;手動取像即臨床醫生需通過操作電腦和控制腳踏開關獲取圖像。(3)對掃描圖像進行關聯。關聯方式有兩種,一種是根據患者閉口正中位時的頰側圖像所得數據對上下頜模型進行關聯;另一種是根據咬合記錄的反向成像技術進行關聯,后者無需對對頜牙列和頰側進行掃描。(4)計算機輔助設計。首先繪制修復體邊緣線和確定就位道,而后根據CEREC Biogeneric生物再造軟件對修復體進行個性化的設計。并且,CEREC AC Bluecam系統還有對射變換和復制2種設計功能,對射變換功能可復制預先處理條件或蠟型在正確的垂直向上定型,復制功能可復制對側牙齒,且可通過反光鏡的使用創建對稱的鏡像圖像[。(5)計算機輔助制作。將經過計算機輔助設計的修復體模型通過與計算機相連接的研磨設備對修復體進行加工。(6)修復體上釉燒結或直接拋光后粘接在患者基牙上。

  1.2、E4D Dentist系統E4D Dentist 系統是由美國E4D Technologies 公司于2008 推出的,它是除CEREC系統之外僅有的另一椅旁系統。在常規的牙體預備之后,臨床醫生可根據需要在牙齒表面噴粉,而后進行口內取像,E4D系統的取像原理是基于光學相干斷層成像和共焦顯微技術,通過控制腳踏開關逐一獲得多張圖像后利用系統軟件形成3D圖像。在經過計算機輔助設計之后,利用其專有的配套椅旁切削系統制作出修復體。目前,E4D Dentist系統可以同時設計16個修復體,這無疑是其優勢所在。

  1.3、Lava C.O.S.系統美國3M ESPE公司最新推出了Lava 椅旁口內印模掃描儀(Lava chairsideoral scanner,Lava C.O.S.)系統。該系統的取像原理是激活波前采樣技術,并采用了3D移動技術,可快速獲得口內清晰影像。van der Meer等通過對多個CAD/CAM系統的口內取像圖像比較得出,Lava C.O.S.系統具有更高的精確性和圖像連續性。但相比于椅旁系統,Lava C.O.S.系統需要將通過掃描儀獲得的口內信息傳輸到與其建立網絡連接的Lava加工中心,由加工中心完成虛擬模型的確認,在軟件中切割代型,完成CAD/CAM過程。

  1.4、iTero系統iTero系統是Cadent公司于2007年推出的首個數字化印模系統。該系統是基于平行共焦成像的原理獲取數字化印模,與其他系統不同的是,其無需在取像前對牙齒表面進行噴粉,這大大提高了患者就診的舒適性。掃描得到的圖像信息經過無線傳輸到Cadent技工中心進行加工處理,處理之后的數字信息再送到Cadent公司切削出模型,而后技工中心根據模型完成最終高精度修復體的制作。

  1.5、Procera 系統Procera 系統是由瑞典Nobel Biocare公司推出的。Procera掃描儀通過接觸式掃描方式讀取石膏代型表面的數據,經過Procera軟件處理后形成數字化的代型,技工人員利用計算機對基底冠的外形進行三維設計,并將設計后的數據傳輸到Procera工作站進行計算機輔助制作。該系統的CAD部分有個重要的功能,它可以將數字化代型和底層冠放大12%~20%,以補償氧化鋁15%~20%的燒結收縮。經過CAD/CAM 技術加工形成的是氧化鋁或氧化鋯高強度冠核基底,之后再通過在其表面涂塑飾瓷以完成全瓷修復體的最終制作。

  1.6、Cercon系統Cercon系統是美國Dentsply公司在2001年推出的。該系統是先人工制作蠟冠,然后通過激光掃描系統收集在口內或代型上的蠟型表面外形數據,并傳遞到數控銑床同步制作修復體,所以它并非真正意義上的CAD/CAM系統。切銑完成之后再放入專用的燒結爐中燒結形成最終的修復體。

  綜上所述,目前隨著國內外CAD/CAM系統的不斷完善和可切削材料的不斷發展,CAD/CAM技術可完成臨床貼面、嵌體、全冠、固定橋等的制作,但在局部可摘義齒和全口義齒的制作方面由于技術的限制尚需進一步的研究。CAD/CAM技術以其高效率、高精確性、顯著減少患者就診次數等諸多優點必將成為臨床醫生進行口腔修復的首選技術。