几种常用全口义齿数字化系统的比较及相关研究进展

王 灿，吴珺华

自计算机辅助设计与计算机辅助制造技术(computer-aided design and computer-aided manufacturing，CAD/CAM)应用于全口义齿制作以来，数字化全口义齿因其就诊次数少、操作时间短、适合性好等优点备受医师和患者的青睐[1-2]。迄今已有多个商品化的数字化系统广泛用于临床，如AvaDent Digital Dentures(ADD，GDS公司，美国)、DentCa CAD/CAM Dentures(DCD，DentCa公司，美国)、Wieland Digital Denture(WDD，Ivoclar Vivadent公司，美国)、Baltic Denture System(BDS，Merz公司，德国)、Ceramill Full Denture(CFD，Amann Girrbach公司，奥地利)、Vita Vionic(VV, Vita公司，德国)、3Shape(3Shape公司，丹麦)和功能易适数字化全口义齿系统(FSD，Functionally suitable denture，中国)等[3-6]。但多数系统仍然依赖传统方法制取终印模及确定颌位关系，然后借助口外扫描技术获得具有空间位置信息和美学信息的上下颌虚拟三维模型，利用CAD/CAM技术设计制作义齿。为了减少就诊次数，提高操作简便性，多数系统研发出其特有的一套使用装置和操作方法，以便在一次就诊内完成印模和颌位关系及美学信息的记录[7]。掌握各种数字化系统的特点将有利于临床医师为不同病例选择合适的系统，从而提高诊疗的效率和疗效。所以本文旨在对多种临床常用全口义齿数字化系统的专用装置和技术特点进行阐述和比较，并对相关研究进展进行综述和展望。

1 常用全口义齿数字化系统的比较

1.1 不同系统的专用装置

终印模制取完成后，利用口外扫描技术扫描终印模可以获得上下颌的虚拟三维数据，但与ADD和BDS系统相比，DCD、WDD和FSD系统获得的虚拟模型还带有空间位置信息。

ADD系统的颌位记录通过其专用的解剖测量装置(anatomic measuring device，AMD)完成，AMD由上下颌托盘、哥特式弓描记装置和可调节唇支持板共同构成，具有与终印模虚拟数据的配准、记录颌位关系、确定上唇丰满度等功能[9-10]。DCD系统的颌位记录通过DentCa托盘组装系统专用的哥特式弓描记部件后完成。与其他数字化系统相比，DCD系统在记录颌位关系时通过切割拆卸后段印模和托盘，大大减少了修复部件在患者口内的体积，避免了下颌运动受阻及可能出现的颌位关系误差。WDD系统的颌位记录通过其CAD/CAM个别托盘装配哥特式弓后完成。尽管ADD、DCD、WDD系统均使用了哥特式弓描记法记录颌位关系，但3种系统之间仍有所差异，ADD系统无需组装其他哥特式弓部件，DCD系统需组装系统专用的哥特式弓部件，WDD系统使用的则是非系统专用的哥特式弓装置。与上述3种系统不同，BDS和FSD两种系统记录颌位关系的方式是直接咬合法。BDS系统通过BD KEY成品义齿完成颌位记录和与终印模的配准，BD KEY义齿带有牙列与咬合关系，具有小、中、大3种尺寸，在就位上颌BD KEY义齿时通过咬合平面分析仪可确保上颌义齿的咬合平面与参考平面平行，然后通过BD KEY Lock固定上下颌义齿[12]。FSD系统通过其CAD/CAM诊断义齿完成颌位记录。

在颌位关系记录完成时，ADD和BDS系统分别利用其AMD装置和BD KEY义齿与终印模虚拟数据配准，同时获取具有空间位置信息的上下颌虚拟模型。

1.2 就诊次数与就诊内容

全口义齿的传统制作流程需就诊5次，分别为制取初印模、制取终印模、记录颌位关系、试牙和义齿初戴，而多数全口义齿数字化系统仅需2～3次[13]，就诊次数越少，该系统的数字化程度越高。其中，ADD、DCD、BDS系统的就诊次数最少，分为2次(无义齿试戴)或3次(有义齿试戴)，第一次制取终印模、记录颌位关系和美学信息；第二次佩戴义齿[9-10,14]。WDD的就诊次数相对较多，为4次，第一次传统法制取初印模、正中托盘初步记录颌位关系、安装UTS CAD装置记录正中托盘与参考平面的数值；第二次利用CAD/CAM个别托盘制取终印模、安装哥特式弓确定颌位关系；第三次试戴义齿；第四次佩戴义齿[5]。FSD的就诊次数为3次，第一次传统法制取初印模、利用后牙咬合法记录初始颌位、美学信息记录，第二次制取终印模、颌位关系和美学信息确认核对，第三次佩戴义齿[3]。

1.3 制作技术与适应证

数字化义齿的制作技术包括数控切削和3D打印(3D-printing，3DP)，义齿可由基托和人工牙装配完成或由基托和人工牙一体制作完成[6,15]。由于受到材料性能、义齿美观性等因素的限制，大部分数字化终义齿由切削的基托装配成品人工牙组成，但不同数字化系统之间的制作技术不全相同。目前，只有ADD系统和BDS系统研发出带有粉色基托和白色牙列的切削用树脂块，并有多种颜色可供选择，实现了终义齿的一体式切削制作。除了BDS和WDD系统使用切削技术外，DCD系统使用3DP技术制作义齿，ADD系统两种制作技术均可，FSD系统则是数字化技术和传统方法的结合，即利用3DP技术打印义齿蜡型后通过传统装盒、冲蜡、充胶完成[6,10-11,16]。受限于专用装置的使用方法，ADD和BDS系统的适应证相对较窄，而DCD、WDD和FSD系统除了适用于双颌、即刻全口义齿和种植覆盖义齿外，还适用于单颌全口义齿。

1.4 其他

与ADD、DCD、WDD、BDS、FSD系统不同，CFD、VV和3Shape系统没有专用配套装置，其操作流程与传统方法类似，就诊次数为5次，其特点在于不同系统有专用的设计软件和或制作仪器，在排牙理念、人工牙种类等方面有所差别。其中，VV和3Shape为开放系统，设计软件能结合其他开放仪器一起使用。

2 全口义齿数字化系统应用的研究进展

2.1 数字化全口义齿材料的性能

义齿基托树脂根据聚合固化方式分为热凝、自凝型、光固化型、热凝注射型4种。目前，广泛使用的义齿基托树脂是聚甲基丙烯酸甲酯(poly-methylmethacrylate，PMMA)树脂及其改性产品。传统全口义齿基托最常用的是热凝树脂，树脂在固化过程中会出现体积收缩导致基托适合性减小，直接影响义齿的固位[17]。切削义齿所用基托材料是在高压下预固化的树脂块，大大减少了残留单体量，有效避免了树脂在加工过程中出现体积收缩。3DP义齿的基托材料主要是未聚合的光固化树脂，通过紫外线或可见光在支撑结构上分层聚合，加工完成后还需二次聚合。

在义齿基托树脂的物理机械性能方面，Steinmassl等[18]体外比较了5种数字化系统的基托树脂(ADD、BDS、VV、DCD、WDD)和2种传统基托树脂(热凝和自凝)在断裂负载、断裂韧性和弹性模量上的差异，研究发现有4种数字化基托树脂的断裂负载和断裂韧性显著高于1种或2种传统树脂，5种数字化基托树脂的弹性模量均高于传统树脂。Einarsdottir等[19]通过数字化分析方法配准下颌义齿基托与模型的三维数据，体外比较了数字化义齿基托(ADD)和传统义齿基托(热凝和热凝注射型)的尺寸变化，发现数字化树脂的尺寸变化显著小于传统树脂。在生物化学性能方面，Steinmassl等[20]体外比较了4种数字化义齿(BDS、VV、DCD、WDD)与传统热凝义齿在去离子水中储存7 d后的单体释放率，发现数字化义齿和传统义齿无显著差异。Al-Fouzan等[21]体外比较了数字化义齿(WDD)与传统义齿表面对白色念珠菌的粘附性，发现数字化义齿表面粘附的白色念珠菌群显著低于传统义齿。

2.2 数字化全口义齿的正确度和适合性

紧密贴合的组织面形态是全口义齿固位的关键因素之一，因此，义齿的正确度和适合性是评价数字化全口义齿精确性的重要指标。正确度指测量值与被测对象实际尺寸之间的偏差[22]，适合性是指义齿组织面与终模型之间的偏差，通过口外扫描技术获取义齿或模型的三维虚拟数据后，导入数字化软件进行数据配准和分析即可以计算正确度和适合性。

Stawarczyk等[23]通过切削技术制作了5副上下颌蜡义齿(数字化义齿)并将蜡义齿注塑成型(传统义齿)，比较了切削蜡义齿与其CAD数据之间的偏差以及蜡义齿注塑前后的偏差，结果显示数字化义齿在咬合面和磨光面的正确度均优于传统义齿。Yoon等[24]和Hwang等[25]比较了切削义齿和3DP义齿组织面的正确度，发现切削义齿在0.059 mm至0.157 mm之间，3DP义齿在0.075 mm至0.096 mm之间。不少学者比较了数字化义齿与传统义齿的适合性，发现数字化义齿的适合性在0.058 mm[26]至0.290 mm[27]之间，传统义齿的适合性在0.105 mm[26]至0.300 mm[27]之间，两种义齿之间无显著差异[23,25-27]，或数字化义齿优于传统义齿[25-26,28-31]。在上述研究中，ADD系统是最常见的实验对象[26-27,29,30]。Steinmassl等[26]比较了4种数字化义齿(ADD、BDS、DCD、WDD)与传统义齿的适合性，发现数字化义齿优于传统义齿，且ADD系统的适合性最好((0.058±0.005)mm)，其后依次为WDD系统((0.068±0.005)mm)、DCD系统((0.074±0.011)mm)、BDS系统((0.086±0.012)mm)。

2.3 数字化全口义齿制作的临床预后

在义齿的固位性方面，AlHelal等[32]用ADD系统为20例上颌牙列缺失患者制作了数字化义齿基托，与其传统热凝义齿基托相比较，发现数字化义齿的固位性显著优于传统义齿。数字化系统制取终印模的过程与传统方法类似，即托盘边缘整塑后再利用流动性好的印模材料制取精细的组织解剖形态，托盘的适合性越好，印模的精确性和伸展范围就越符合临床要求，义齿的固位性也越好。因此，从托盘适合性方面而言，固位性最好的是WDD和FSD系统，其次是ADD系统，最后是DCD和BDS系统。从数字化制作技术和使用材料方面而言，切削和3DP均避免了传统装盒、冲蜡、充胶等一系列加工过程中树脂变形的可能性，且切削技术所用材料为预成树脂块，避免了树脂的聚合收缩[20]，因而基托适合性更好，义齿的固位性也更好。

在义齿的满意度方面，Kattadiyil等[33]为15例无牙颌患者分别制作了一副ADD系统的数字化义齿和传统义齿，问卷调查结果显示患者对数字化义齿的满意度更高。患者满意度可能与其解剖条件和性格因素有关，患者为Ⅰ类颌位关系，牙槽嵴高度、外形和肌肉附着位置越有利于义齿的固位和稳定，那么数字化义齿就越容易获得良好的临床效果[34]。此外，义齿的并发症也是影响患者满意度的重要原因，数字化全口义齿常见义齿固位差和美观性差等[35]，这与传统义齿的常见并发症类似[36-37]。数字化义齿固位差可能是因为数字化设计时，对义齿边缘的选点不准确造成义齿边缘封闭性不佳，义齿美观性差可能是因为有些数字化系统在美学信息记录方面有所欠缺，如WDD和FSD系统没有特殊的美学信息记录装置，从而较易造成美观性差。

在义齿佩戴后所需的调整次数方面，Drago等[38]回顾了73例数字化义齿(ADD)和33例注塑制作传统义齿，发现50%的患者需调整1～2次，两种义齿无显著差异。根据Saponaro等[39]的一项横断面调查，48例数字化义齿(ADD)中，31例完成义齿佩戴需就诊2次，16例需3次或以上，超过2次的原因有固位差、垂直距离需调整、美观问题等。因此，建议在佩戴终义齿前增加义齿试戴步骤，以获得更好的临床效果，减少与垂直距离、正中关系、牙齿排列和美学等相关并发症的发生率，提高患者满意度，避免重复制作义齿[39]。

2.4 数字化全口义齿的发展趋势

3 小 结

不同的全口义齿数字化系统具有相应的一些专用装置，如印模制取装置、颌位关系及美学信息记录装置等，因而在就诊次数、就诊内容和病例适应证等方面有所不同(表1)，并对义齿固位性、美观性和患者满意度等也有一定影响。总之，数字化义齿可获得较好的临床疗效，但在实际操作过程中，医师需掌握不同系统的优缺点，以便扬长避短，或根据系统的不足进行改良，如尽量选择CAD/CAM个别托盘，在椅旁选择人工牙的形态和颜色，尽量增加试牙环节等，以提高数字化全口义齿的成功率。

表1 全口义齿数字化系统比较Tab.1 Comparison of digital denture system