Hongseok An博士(美)
俄勒冈健康与科学大学牙科学院口腔修复学系
威斯康辛州皮瓦基私人诊所
伊利诺伊州芝加哥私人诊所
威斯康辛州沃基肖私人诊所
田纳西大学健康科学中心牙科学院牙周病学系
各种类型的数字牙科技术已成功应用于口腔治疗,旨在提高牙科治疗的可预测性和工作效率。虚拟微笑设计从美学角度增强了可预测性,而虚拟𬌗架则成为了创建所需咬合方案的有用工具。本文的系列病例展现了一个全数字化的工作流程,能够可靠地实现预期的美学和功能结果。其中的治疗方案还包括了当前可用的数字技术,如口内扫描、计算机辅助设计、铣削和3D打印。
关键词:虚拟微笑设计,虚拟𬌗架,临时修复体壳,数字印模,3D打印
修复缺损牙列时,为患者恢复适当的功能和美学效果是口腔治疗的首要目标,因此,在制定治疗计划时,美学和咬合都是治疗设计的重要组成部分。二者缺一不可,若只顾其一,便不能称之为完善的治疗。
若想实现理想的美学效果,恢复正确的牙齿形态大小、并使其和其他面部结构之间建立和谐的位置关系,便是治疗计划的关键部分。特别是确定上颌前牙的位置、倾斜度和牙龈水平,这应是综合治疗计划的第一步;如果在治疗计划一开始就不能清楚地预期美学效果,那么最终的修复结果便可能会受到影响,甚至可能是灾难性的。目前,有各种类型的计算机辅助设计(CAD)系统可用于虚拟微笑设计。虚拟微笑设计有助于临床医生制定具有可预期性的、更好的治疗计划,令医生可在治疗程序开始之前便对修复和手术治疗的美学影响有直观的认识。
传统修复治疗流程中,𬌗架是设计理想咬合关系必需的工具。近年来,随着数字化牙科技术被广泛用于口腔修复,虚拟𬌗架的作用也变得非常重要。动态虚拟𬌗架能够复制机械𬌗架功能,可用于大多数当前的口腔病例设计。
本文通过系列病例报道,展示了一种数字化工作流程,可以达到理想且可预测的美学和功能结果。下文将通过三个临床病例的展示,来详细阐述数字化技术在每个步骤中的应用。
步骤1:数据采集
使用口内扫描仪(TRIOS 3,3Shape公司;或3M True Definition,3M公司)获取上下颌牙列的诊断性数字印模。拍摄患者微笑和拉开口唇的面部及局部特写照片。将数字印模和面部照片导入牙科CAD软件(Dental System 2019,3Shape公司)。在上颌数字印模和面部照片上选择四到六个共同的参考点。然后,使用所选的参考点将上颌数字印模和面部照片配准,调整参考点的位置,直到数字印模中的牙齿轮廓与面部照片达到准确匹配。
步骤2:虚拟设计
在数字印模上虚拟设计上颌牙齿,以实现理想的牙齿尺寸、比例和形状。通过叠加面部照片来评估虚拟设计的面部美学效果,并对其进行适当的修改,以实现与面部和口唇和谐的外观。数字印模上虚拟均值𬌗架,使用以下平均值对虚拟𬌗架设置参数:8° Bennett角、30°水平髁道斜度、0 mm下颌迅疾侧移和0°切道斜度。根据该病例计划的咬合方案设计上颌和下颌牙齿。
如果计划行牙龈切除术或冠延长术,可以沿着设计的理想龈缘制作1.0至1.5 mm厚的手术导板。使用丙烯酸树脂3D打印(Objet500 Connex3,Stratasys公司)制作手术导板。在冠延长术后,重复步骤1和2。
步骤3:临时修复体壳和备牙导板的制作
在CAD软件中对牙齿进行虚拟预备并设计临时修复体,然后用五轴牙科铣床(DWX-52D,Roland DGA公司)和高密度聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA;TruTemp,3DBioCAD公司)铣削0.5 mm厚的临时冠壳用于临时修复。3D打印(Objet500 Connex3)设计好修复体的上颌和下颌模型。使用热塑性真空压膜机(Biostar,Scheu Dental公司)在3D打印的模型上压膜制作备牙导板。使用4号圆钻在牙齿的颊面和舌面上钻出小孔,以便使用牙周探针测量备牙量。根据需要,用硅橡胶翻制3D打印模型阴模用于制作诊断饰面(Aquasil Easy Mix Putty,登士柏西诺德公司)。
步骤4:牙体预备、制取数字印模和完成临时修复体的制作
使用硅橡胶导板和流动树脂(Integrity Temporary Crown and Bridge Material,登士柏西诺德公司)直接在口内制作诊断饰面。患者和牙医评估诊断饰面。如果患者对现有的诊断饰面不满意,可以在口内直接修改。为确认修改后的诊断饰面制作数字印模,作为最终修复体设计的参考。
在适当的麻醉下,进行全瓷冠牙体预备。通过备牙导板检查预备量是否合适。用口内扫描仪进行上颌和下颌数字印模和颊侧咬合扫描。调整临时修复体壳至完全就位,并使用自聚合聚甲基丙烯酸甲酯(Snap,Parkell公司)加衬。修整、抛光临时修复体,并使用无丁香酚临时粘接剂(UltraTemp,UltraDent公司)暂粘。
步骤5:最终修复体的设计与制作
数字印模上虚拟𬌗架并使用前述均值完成设置。如果没有修改初始诊断设计,则可将初始诊断设计用作设计导板。如果在口内对诊断饰面或临时修复体做了很大的调整,则应制取调整后的诊断饰面或临时修复体的数字印模,并将其作为设计导板。最终修复体应当复制设计导板的形态,只做一些小的修改,以达到完美的美学效果和咬合关系。3D打印代型。使用二硅酸锂玻璃陶瓷(IPS e.max CAD,义获嘉伟瓦登特公司)和四轴铣床(DWX-4W,Roland DGA公司)制作最终修复体。根据制造商的建议,手动精修及结晶、染色和上釉烧结。根据需要进行唇侧回切和分层堆瓷(IPS e.max Ceram,义获嘉伟瓦登特公司)。
步骤6:最终修复体粘接
试戴和咬合调整后,用氢氟酸(IPS陶瓷蚀刻凝胶,义获嘉伟瓦登特公司)和硅烷偶联剂(Monobond Plus,义获嘉伟瓦登特公司)处理修复体组织面。双固化树脂水门汀(Multilink Automix,义获嘉伟瓦登特公司)完成全瓷冠粘接。
病例1
一位76岁的男性患者,主诉为前牙缺损、笑容不美观和牙齿普遍敏感(图1)。该患者有胃食管反流病史,临床检查可见多处酸蚀性牙齿磨损。I类尖牙关系,由于切缘磨损和代偿性萌出(supraeruption),上下前牙为对刃关系。可以观察到咬合垂直距离降低;由于临床牙冠较短,休息位和微笑时的切缘暴露量显著减少。讨论了几种治疗方案后,患者选择恢复至前磨牙咬合。计划对上颌前牙、上颌前磨牙和下颌前磨牙行全覆盖修复,并对下颌切牙行复合树脂直接修复。
将所有收集的图像导入CAD软件,完成初步诊断设计(图2和3)。利用虚拟𬌗架设计平缓的尖牙引导。根据诊断饰面制作临时修复体壳和备牙导板(图4)。
进行全瓷冠牙体预备,并完成临时修复体的制作。下颌切牙用复合树脂修复,形成均匀的咬合接触。扫描获取上下颌数字印模和咬合记录。粘接临时修复体并扫描,以作为制作正式修复体的参考。
使用扫描的临时修复体作为最终修复体的设计参考(图5)。制作并戴入单层二硅酸锂增强玻璃陶瓷全瓷修复体。患者对最终治疗效果满意(图6a和b)。
病例2
一位29岁的女性患者,主诉为前牙冷刺激敏感(图7)。该患者患有干燥综合征伴口干。上下颌前牙颊侧可见直接复合树脂修复体,而舌侧则有大量牙齿硬组织丧失和牙本质暴露。患者安氏I类关系伴前牙开𬌗,因此没有适当的前牙引导,下颌的非正中运动只能由第二磨牙引导。患者前牙和后牙上均可见与酸蚀一致的磨损模式。在第二磨牙上也可见磨损迹象。最终的治疗计划包括涂氟治疗、上下颌前牙和第一前磨牙的全覆盖修复,以及第二前磨牙和磨牙的复合树脂直接修复。
使用数字印模和面部照片完成虚拟诊断设计(图8a和b)。制作了临时修复体壳和备牙导板(图9)。
进行全瓷冠牙体预备,并通过重衬临时修复体壳完成临时修复体的制作(图10和11)。单线排龈后,口扫制取数字印模。
临时修复体佩戴2个月以验证新的咬合关系是否合适,再次扫描临时修复体,以用作设计参考。通过复制临时修复体来设计最终修复体(图12)。制作并戴入单层二硅酸锂增强玻璃陶瓷全瓷冠(图13a和b)。前牙过敏症状得到了解决,患者对治疗结果感到满意。
病例3
一位34岁的女性患者,主诉为前牙过短、牙缝过大(图14a和b)。检查可见患者前牙临床牙冠较短,牙体缺损明显。患牙颊侧表面广泛的牙釉质凹陷表明这很可能是由酸蚀引起的。上前牙腭侧也有因酸蚀和磨耗造成明显的牙体硬组织丧失。患者后牙和下前牙基本完好。患者磨牙与尖牙为安氏II类关系,覆𬌗和覆盖约6 mm。患者微笑时牙龈显露过多,这是牙齿过度被动萌出异常所致。综上制定治疗计划,拟对6颗上颌前牙行牙冠延长和全冠修复。
制取数字印模并拍摄面部照片。对6颗上前牙做数字化设计。根据诊断设计,设计并3D打印冠延长导板(图15),用于牙冠延长手术(图16)。
术后12周,再次完成数据采集和虚拟设计,制作临时修复体壳和备牙导板(图17)。在口内翻制诊断饰面,患者对设计效果满意(图18)。对6颗上颌前牙进行全瓷冠牙体预备,并通过重衬临时修复体壳完成临时修复。制取数字印模,并在最大牙尖交错位扫描记录咬合关系。
使用诊断饰面辅助设计最终修复体。制作并戴入双层二硅酸锂增强玻璃陶瓷全瓷冠,微调(图19a和b)。患者对最终治疗效果感到满意。
在早些年,虚拟微笑设计利用的是面部照片、线条图和虚拟卡尺,再通过制作诊断蜡型,将设计的效果转移到物理模型中。这可能会导致一些信息丢失,因为它依赖于临床医生根据2D照片上的绘图来重现3D蜡型的能力。近年来,由于虚拟设计软件允许将数字印模直接叠加到2D面部照片或3D面部扫描图像上,因此有可能将虚拟设计效果更精确地转移至3D打印模型上。本系列病例报道中,就采用了将数字印模叠加到2D面部照片上进行虚拟微笑设计的方法。这种方法的局限性在于,它只允许从拍摄照片的角度来评估面部美学效果。然而,本文所报道的系列病例表明,使用2D照片的虚拟微笑设计仍能提供对最终结果的良好预测。
本病例系列中的所有患者均通过虚拟𬌗架成功地复制了计划的咬合方案。将数字印模以均值位上虚拟𬌗架,并进行均值设置。尽管虚拟𬌗架的精度与机械𬌗架相当,但使用均值参数设置时可能会产生一些咬合误差。如果预计会有相当大的咬合调整量,则可使用传统的面弓转移和咬合记录将3D打印模型安装在机械𬌗架上,以便在正式戴牙前由技工室调𬌗。
各临床步骤使用的导板能以不同方式制作。本病例系列中,使用3D打印和热塑性压膜成型技术制作了备牙导板和牙冠延长术导板。临时修复体壳的制作也是为了将预先确定的设计准确地转移到临时修复体上。使用正确导板,有助于临床医生基于预定的设计精准开展治疗程序;导板在将预定设计转移为最终结果方面发挥着关键作用。
本系列病例报道中提出的方案将有助于临床医生可预期地实现理想的美学和功能修复。虚拟诊断程序可用于制定治疗计划和诊断设计。各临床步骤中的导板,如备牙导板和牙冠延长术导板,是基于诊断设计制作而成,有助于在临床中精准复制预期效果。
作者声明本文不存在任何利益冲突。