作者：
Sebastian Hölzel，高级牙科技师（德）
Dental Labor Kock 牙科技工室
本文原载于《世界牙科技术》2022年第3期《CAD/CAM专刊》第17-20页。
如今，数字化工作流程已深入到牙科技术的许多领域，其中也包括了桩核的设计与制作。现已有多种制作工艺和材料可供选择，它们为一些传统工作方法如印模和铸造工艺等提供了一个有趣的替代方案。
关键词：数字化工作流程，桩核，扫描桩，增材制造，减材制造
如今，修复体的数字化制作已经成为义齿加工日常工作的一部分。众多计算机辅助替代方案使其可以依靠广泛的材料选择，来实施各种加工可能，从而实现纯数字化的工作流程。越来越多的传统加工方法被取代，这同样也发生在桩核制作领域。
本文将通过一个实例来展示制作桩核的各种数字化工作流程，以达到完全省去铸造等传统工艺的目标。
在口内进行牙齿预备和准备工作（图1）后，就可以将一些取模和制作过程以纯数字化的形式实现。在本病例中，即采用了口内扫描仪来获取纯数字印模，又制取了传统印模，后者是通过台式扫描仪对印模扫描后转化成数字印模的。为了能够准确地设计桩核，无论采用哪种印模方法，精确确定和保持根桩在根管内的位置都是至关重要的。因此，在描述本病例的过程中，将会更深入地详细讨论，因为还有一些用于确定位置的替代方法。随后将使用三种材料制作桩核，再对它们进行比较：非贵金属合金（NEM）和数控铣削技术（CNC）、非贵重金属合金和激光烧结技术以及氧化锆。
为了记录口内状况并创建工作方案，首先借助口内扫描仪获取数字或者说光学印模（图2）。如前文所述，桩核在根管内的位置在后续操作中必须能够准确再现。尽管有一些扫描仪已经能够扫描与根管一样深的空腔，但这也是许多口内扫描仪能达到的极限。在这个病例中，根管深度约为8 mm，使用登士柏西诺德公司（德国）的Primescan扫描仪进行口内记录（图3和4）。
作为更精确的替代方案，可以使用所谓的扫描桩（Scan Posts），它类似于一个用于种植体修复的扫描杆（Scanbody）。为此，使用配套的根管钻对根管进行预备，以匹配所使用的扫描桩。接下来将扫描桩在根管内就位并进行扫描。随后在CAD软件（例如使用3Shape公司的软件）上，将获取的扫描桩数据对齐并计算出位置。
不同的公司，例如来自法国的Apol公司，都会提供专用的扫描桩套装，该套装含有配套的预备钻和扫描桩，而且起初也是由3Shape公司进行市场销售的。该产品于2013年以“桩+核工作流程”（Post and Core Workflow）的标签与TRIOS IOS系统捆绑一起推向市场。“扫描+桩”的方案在法国非常流行，并且在那里成为技工室日常工作中众多数字化操作的一部分。由Frederic Rapp领导的位于法国Aspach-Michelbach的Crown Ceram牙科技工室，为本病例友情提供了激光烧结制作的桩核，在那里每天都使用激光烧结工艺大批量加工桩核。相比之下，在德国几乎还没有任何制造商或者供应商提供这类套装，原因是需求太低，而且临床医生主要采用椅旁直接使用，例如玻璃纤维桩，进行操作。因此，德国没有任何经销商出售Apol公司的扫描桩套装；该产品只供应法国市场。
作为另外一个选择方案，即使用混合方法，也就是将传统印模（图5）与印模的后续扫描（图6）结合在一起：在根管内放置一个占位器（桩），然后对其取模。理想的情况是，这种类型的印模从一开始就使用不透明的、不反光的印模材料。这有利于之后使用台式扫描仪进行扫描，并防止在扫描数据中形成伪影。
在完成基础工作后，就可以继续设计桩核了。
使用CAD软件exocad（exocad公司，德国）构建桩核。其设计过程几乎与传统的冠修复体相近：描记预备体边缘，定义适当的参数，并设计实体桩核（图7至9）。创建的设计底面形成根管桩（图10）。
根管的走行在每个印模中都有所不同，因此，设计了两种不同的桩核结构，来检查各种印模方法的适合精度。基于口内扫描的桩核略微凹凸，而部分印模的桩核由于占位桩的存在而显得绝对的平直（图11）。
现在可以制作设计好的桩核了。为此，有不同的材料可供选择，这就需要采用不同的制造工艺。本病例使用了两种不同类型的材料：非贵金属（NEM）和氧化锆，前者既可以采用数控铣削方法也可以进行激光烧结（图12）。由于有两个桩核版本—口内扫描和部分印模，因此共制作了六个桩核（图13）。
接下来，检查所有六个桩核在患者口内的适合精度。值得注意的是，没有任何桩核进行过返工，或者事先在模型上进行过调整。这可以更好地观察和展示桩核制作方法的准确性及其差异。
在所有桩核中，氧化锆桩核的适合精确度最高，并且完全封闭预备体边缘（图14），这里有几个原因：由于氧化锆在未烧结状态下明显更软，因此可以使用较小直径的（< 1 mm）铣刀。另一方面，铣刀的磨损也明显低于例如对非贵重金属等材料的加工。此外，所有处于生坯状态的铣削件基本上都是超大尺寸的，因为它们只能在结晶烧结过程中收缩到最终尺寸。由于这些因素，铣削成型的氧化锆桩核可以达到明显更高的适合精度。
然而，氧化锆的这些优势，特别是对于非贵金属合金就不再适用了：非贵金属合金使用的是大直径（≥ 1 mm）铣刀，且铣削的是坚硬的材料，因此铣刀磨损也得严重。这些因素都会导致适合度较差，这一点人们可以直接观察到。与铣削制作的非贵金属桩核（图15）相比，激光烧结的非贵金属桩核则更精确（图16）。这主要是由于激光束的直径非常小，因此使加工件达到非常高的分辨率。
有些许凸凹的桩核和直桩核基本上没有区别，这意味着所选择的印模方法与口腔中现有状况非常吻合。
尽管氧化锆适合度比非贵金属要精确得多，但它只是在有限的范围内适用于桩核，因为氧化锆桩核断裂会引起并发症。此外，事实证明，与非贵金属相比，氧化锆桩核的连接固定可能更加困难。出于稳定性和固位性的考虑，非贵金属制成的桩核也因此具有了明显的优势，它们应该在3D打印的模型上（图 17），或者直接在患者口内进行试戴和调整，以便更好地掌控精确度。从长远来看，也可以通过精确的参数开发和对铣削工具的持续控制省去这一步骤。在这里，特别是激光烧结技术，指明了未来的发展方向。
