CAD/CAM全冠边缘适合性的研究进展

    计算机辅助设计和辅助制作（computer aideddesign and computer aided manufacture，CAD/CAM）修复技术与传统修复方式不同之处在于其数字化的信息采集、设计及制造过程。计算机辅助的工作流程一定程度避免了操作者个体差异造成的误差，同时提高了工作效率，因此CAD/CAM 全冠具有精准度高、加工周期短的优势。
    边缘适合性指修复体边缘与预备体边缘线之间的密合程度，通常采用垂直方向的边缘浮升量和水平方向的边缘密合性来表示全冠边缘的适合性。研究证实，CAD/CAM 技术制作的修复体与牙体间密合度良好且边缘微渗漏程度较低。随着CAD/CAM 全冠在修复领域的广泛应用，为获得良好的临床效果，其边缘适合性的影响因素成为研究热点。
    本文从临床医师及技工操作环节就牙体预备、数字化印模制取、计算机辅助设计与计算机辅助制造四方面如何影响CAD/CAM 全冠边缘适合性进行分析，并探讨边缘适合性检测方法的最新进展以帮助医师精确高效地评估修复效果。
    1.临床医师操作环节
    1）牙体预备
    不同的预备体形态设计会对CAD/CAM 全冠边缘适合性产生影响。预备体的形态不但可直接影响修复体边缘适合性，也可通过影响口内扫描数据的准确性而间接影响边缘适合性。因此CAD/CAM 全冠牙体预备需满足数字化工作流程的要求。
    （1）预备体高度及固位洞形深度：研究发现不同预备体高度的CAD/CAM 全锆冠边缘适合性无明显不同，但考虑到固位效果建议预备体高度不低于3 mm。基于大多口内扫描仪的景深约为10 mm，因此临床中预备体高度应低于此值。髓腔固位冠的固位深度会对修复体边缘适合性产生影响。曾百进等发现当洞形深度为3 mm 时全冠的边缘和内部适合性最佳，而洞深过深或过浅都会对边缘适合性产生不利影响。此外，髓腔固位洞形过深会阻挡口内扫描光线，对扫描准确性产生负面影响。
    （2）基牙倒凹：基牙预备中产生的过大倒凹会造成粘接缺陷，从而影响全冠边缘适合性。虽然对CAD/CAM 修复体进行设计时，软件会自动避让并填补轴壁内侧的倒凹，但过大的倒凹会导致局部粘接剂的积存，树脂光固化时发生聚合收缩而形成粘接缝隙。由于肩台处粘接缝隙的出现必然导致边缘适合性不佳及边缘微渗漏，故医师进行牙体预备时，应注意消除基牙倒凹。
    （3）终止线位置及形态：预备体终止线的位置及形态也会影响CAD/CAM 全冠的边缘适合性。Markarian 等发现当终止线位于龈下1 mm 时，全冠边缘适合性较终止线完全暴露时明显降低。Keunbada 等发现此结果与龈下边缘的扫描数据准确性低有关，并证实使用排龈线可以显著提高终止线处的扫描准确性。
    预备体的形态对光学扫描时终止线信息的获取可产生影响，将CAD/CAM 全锆冠边缘分别设计为有角肩台组及凹形肩台组，使用口内扫描仪扫描后进行制作，测量发现有角肩台组的边缘密合性较凹形肩台组更优。然而，学者们对于何种终止线形态能获得最佳的边缘适合性并无一致结论，但尖锐的边缘形态不利于CAD/CAM 系统扫描及切削，医师预备终止线时应注意线角圆钝。
    考虑到切削精度受到车针直径的限制，故终止线还应具有适当的宽度及平整度。Ahmed 等证实终止线宽度影响修复体边缘适合性，当终止线宽度从0.5 mm增加到1.2 mm 时，全锆冠垂直方向的边缘密合性显著提高，这可能与烧结过程陶瓷形变有关，该实验还发现终止线宽度与烧结方式及牙冠厚度对全锆冠边缘密合性具有显著的交互影响作用。这提示了各因素对边缘适合性的影响不一定是独立的。
    2）数字化印模制取
    印模采集的精确性是固定修复成功的关键。传统固定修复技术多采用硅橡胶制取印模，受到取模手法、材料配比等因素的影响，患者口内信息不能准确传达给技师。口内扫描获得的数字化印模具有精确、高效的优点，可直接将口内原始数据快速传递给技师，使医技间的空间距离不再成为负面因素，能避免使用传统印模方式产生的误差。口内扫描可以将清晰的预备体形态特征即刻反馈给医师，医师可快速进行修复体边缘质量评估及改进，有益于提高修复体的边缘适合性及修复成功率。
    （1）口内扫描仪的准确性及范围：口内扫描仪的准确性可影响修复体边缘适合性。占莉琳等研究CEREC AC、3Shape TRIOS 和Planmeca PlanScan三种口内扫描系统对CAD/CAM 全瓷冠边缘适合性的影响，发现CEREC AC 组的边缘适合性最优。Nedelcu 等比较七类口内扫描仪扫描终点线清晰度和准确性的差异，发现3Shape TRIOS 扫描的终点线清晰度最高。
另有研究认为3Shape TRIOS 可准确反映口内不同组织的颜色，便于设计者更好地区分牙龈和肩台。此外，研究表明扫描范围越大，口内扫描仪的误差也越大。为保证扫描边缘线的准确性，应尽量减小扫描范围。
    （2）口内扫描技术：操作者的经验可对数字化印模的准确性产生影响，有经验者扫描效果优于无经验者，此外，操作者所采取的特定扫描方式也会影响口内扫描仪的性能。全牙列扫描的时间一般应控制在3～5 min 内，多次重复扫描可因数据叠加影响图像质量，长时间扫描可使医、患产生疲劳感，对扫描数据的准确性产生不利影响。
    （3）口内扫描环境：姜楠等研究发现全冠预备体近、远中部分终止线的扫描准确性远低于其他部位，去除邻牙阻挡后，全冠预备体近、远中终止线的准确性明显提高。因此，医师在获取数字化印模时，应充分掌握扫描系统成像原理，通过调整扫描方向及角度最大限度避开邻牙对光线的遮挡。
    预备体的材料性质也会影响口内扫描准确性。预备体透明度越高，扫描成像越无法重现预备体边缘线锐利的转角形态。此外，口内扫描时应注意吹干牙体表面的唾液及血液，避免液体影响基牙边缘线准确性。
    2.技师操作环节
    1）计算机辅助设计
    计算机辅助设计软件具有流程化的操作步骤、经验化的参数设置以及智能化的设计方式。随着信息技术的发展，计算机辅助设计软件的精度及功能也不断升级，使得修复体设计的精确性及智能化大大提升，例如有学者认为第三代CEREC 系统的设计与制作精度较一、二代更优良，所设计制造的修复体边缘密合性更好。
    修复体预留粘接间隙的大小可影响全冠边缘适合性。有研究报道，修复体边缘间隙随粘接间隙增大而减小。因粘接间隙越大，越有利于粘接剂溢出，全冠就位越顺利，但过大的粘接间隙会使修复体内部适合性不佳。计算机辅助设计软件的出现使得粘接间隙变为一个可以精确调控的参数，对修复体边缘适合性的提高发挥了积极作用。
    多项研究报道不同的CAD/CAM 加工系统最适预留间隙值不同，Sirona MC XL 系统中粘接间隙调整为90 μm和110 μm 可以提高CAD/CAM 冠的边缘适合性，使用Exocad 软件系统间隙参数设置为60 μm 时，可获得更好的边缘密合性。计算机辅助设计程序还可以设定粘接间隙的起始和终末位置，同时可在咬合面、轴面甚至局部小范围设置附加间隙，某些设计软件还提供多种冠边缘形态选择以匹配终止线形态，这些个性化的设置有助于提高修复体与基牙的内部及边缘适合性。
    Kale等建议分区段设置预留粘接间隙，使内部间隙稍大于边缘间隙，以获得更好的边缘适合性。罗有成等发现在距终止线2 mm 范围内设粘接间隙为20 μm，距终止线2 mm 范围以上设粘接间隙为60 μm 时修复体的边缘密合性更好。
    2）计算机辅助制作
    CAD/CAM 制造环节中的材料选择及切削、烧结过程均能影响全冠边缘适合性。Zimmermann 等比较Celta Duo、Empress CAD 及Lava Ultimate 三种可切削材料制作的髓腔固位冠的适合性，发现Lava Ultimate 修复体的边缘密合性最好。临床上常因佩戴时间短而忽视临时冠的边缘适合性，事实上边缘密合的临时修复体可保持基牙牙体及牙周组织健康，引导形成良好的牙龈轮廓，从而延长正式修复体的远期寿命。
    与传统临时修复体相比，CAD/CAM技术制作的临时修复体因加工精度高而具有更好的边缘适合性。Merve 等比较聚乳酸、聚醚醚酮及聚甲基丙烯酸甲酯三种临时冠材料的适合性，认为CAD/CAM 临时冠材料及生产方法（增材或切削）的选择可能影响其边缘适合性。对于切削系统的选择，研究发现相比于轴数少的设备，5轴切削设备可以修整出更为精细的结构，有利于形成准确的边缘形态。
    研究者发现某些瓷材料在烧结结晶前后边缘间隙会改变，这可能是晶体结构发生致密性变化导致的，因此在牙冠设计阶段应充分预留出空间以补偿材料收缩，使烧结后的边缘密合度达到最佳效果。针对标准烧结方案氧化锆结晶时间过长的问题，制造商推出快速烧结技术，有效缩短了烧结时长，但研究发现，标准烧结方案制造的修复体边缘适合性在特定条件下优于快速烧结方案。
    3.边缘适合性检测方法的进展
    不同的评估手段影响着边缘适合性定量测量的重复性及真实性。传统定量检测法为显微镜测量法及硅橡胶复制法。显微镜测量法为应用体视显微镜或扫描电镜直接测量修复体与预备体的边缘间隙，但无法评估修复体内部适合性。硅橡胶复制法为使用高流动性硅橡胶模拟粘接，待凝固后进行包埋、切片并测量不同位点厚度，该方法操作简单，但薄层硅橡胶易变形而影响准确性。
    光学相干层析成像利用光学技术产生微米级分辨率的实时横断面二维图像，准确性高、耗时少，是一种新的边缘适合性测量方法。与以上二维测量法不同，三维测量法是对边缘和内部区域多个点的全局厚度测量，主要包括Micro-CT（micro-computed tomography）法及数字化扫描法。
    经证实三维测量法比二维测量法结果更加可靠。Micro-CT 法是一种X 射线微断层扫描技术，其能在不同位点对修复体内部及边缘适合性进行微米级的高分辨率研究。Micro-CT 测量法需要在体外进行，而数字化扫描法则可弥补该不足。常用的数字化扫描法为三重扫描法（triple scan method），即使用扫描仪获得预备体表面、修复体组织面及修复体就位后的点云数据，分析得出预备体与修复体间隙的三维数据后进行测量。
    Amelie 等将数字化扫描法应用于椅旁修复，使医师在诊间进行高效、精确的边缘适合性评估成为可能。本文通过探讨CAD/CAM 全冠加工流程中的各环节如何影响边缘适合性，为临床医师及技师的操作提供参考。同时总结边缘适合性评估方法的优缺点及最新进展，供临床医师根据实际情况选择合理的测量手段来评估修复效果。