數(shù)字化技術(shù)在直絲弓托槽間接粘接中的應(yīng)用

然而由于傳統(tǒng)的間接粘接實(shí)驗(yàn)室操作程序繁雜、材料及硬件設(shè)備受限，間接粘接一直難以大面積運(yùn)用到臨床口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。正畸醫(yī)生在粘接材料、轉(zhuǎn)移托盤(pán)、轉(zhuǎn)移方式等方面不斷的改進(jìn)及創(chuàng)新，想要突破傳統(tǒng)托槽間接粘接技術(shù)的壁壘口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

近年來(lái)三維牙頜模型重建和3D打印等數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展為間接粘接技術(shù)帶來(lái)革新，數(shù)字化間接粘接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為唇側(cè)直絲弓矯治注入了新的活力口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。數(shù)字化托槽間接粘接是指對(duì)三維牙頜模型進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量、分析及方案設(shè)計(jì)，然后利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的托槽或者定制個(gè)性化托槽，在三維模型上進(jìn)行托槽虛擬定位和排牙，再利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制作轉(zhuǎn)移托盤(pán)，將虛擬定位托槽的位置轉(zhuǎn)移至患者口中口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。Suresmile、Insignia、OrthoCAD iQ等都是類(lèi)似的間接粘接系統(tǒng)軟件口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

1.數(shù)字化牙頜模型的應(yīng)用

數(shù)字化間接粘接需要在計(jì)算機(jī)上對(duì)三維牙頜模型進(jìn)行唇側(cè)托槽虛擬定位和排牙口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。因此，三維牙頜模型的獲取是利用數(shù)字化間接粘接技術(shù)進(jìn)行直絲弓矯治的前提口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。相比較傳統(tǒng)石膏模型，數(shù)字化三維模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方便、不易磨損，可以在計(jì)算機(jī)上在模型的任意部位、以任意角度進(jìn)行放大縮小、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)，在清晰的圖像上進(jìn)行線距、角距、面積等的精準(zhǔn)測(cè)量，并可以模擬矯治后的三維牙頜模型，在數(shù)據(jù)交流和分享、數(shù)據(jù)測(cè)量和分析、醫(yī)患交流上有著傳統(tǒng)石膏模型無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。數(shù)字化三維牙頜模型的獲取途徑主要有兩條：容積成像技術(shù)和表面獲取技術(shù)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

前者主要有電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）及錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（cone beam computed tomography，CBCT），但是所得模型精度較后者差，且易將患者暴露于輻射下；后者以激光掃描為代表，但是掃描存在盲區(qū)，影響三維重建的準(zhǔn)確性口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，數(shù)字化三維模型在測(cè)量精準(zhǔn)度上可替代傳統(tǒng)石膏模型口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

Ko等認(rèn)為，參考數(shù)字化模型和石膏模型制定的正畸治療方案及制定方案所需的時(shí)間沒(méi)有差別口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。目前，臨床上多采用激光掃描獲得數(shù)字化模型，它包括陰模掃描、石膏模型掃描及口內(nèi)掃描口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

Kirschneck等認(rèn)為口內(nèi)掃描的可靠性、有效性和一致性均低于石膏模型掃描，但是兩者均符合臨床要求口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。關(guān)于陰模掃描、石膏模型掃描及口內(nèi)掃描的掃描精準(zhǔn)度的差異仍需進(jìn)一步研究探討口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。由于激光掃描獲得的數(shù)字化三維模型只顯示牙冠，不包含牙根及牙槽骨，在托槽虛擬定位時(shí)參考信息不全面，無(wú)法獲得良好的牙根位置口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

為此，有學(xué)者嘗試將CBCT掃描圖像和激光掃描的牙冠模型整合，獲得帶有牙冠、牙根、頜骨的三維數(shù)字化模型，在虛擬托槽定位時(shí)兼顧牙周狀況，保證牙根的平行及牙槽骨的厚度，避免骨開(kāi)裂、骨開(kāi)窗甚至牙根外露的發(fā)生口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。隨著面部軟組織三維重建系統(tǒng)的完善，可以對(duì)患者牙、頜、面三維信息進(jìn)行分析診斷，評(píng)估牙冠、牙根、頜骨的空間關(guān)系，為方案制定、托槽定位等提供良好依據(jù)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

萬(wàn)鳳閑等對(duì)15例數(shù)字化牙頜模型分別采用含牙根信息托槽定位法和托槽高度定位法進(jìn)行托槽虛擬定位，用OrthoRx軟件形成矯治后狀態(tài)，并用美國(guó)正畸目標(biāo)評(píng)分系統(tǒng)（American board of orthodontics-ob jective grading system， ABO-OGS）評(píng)估矯治效果口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。結(jié)果顯示，含牙根信息托槽定位法在牙根平行度和牙齒排齊兩項(xiàng)指標(biāo)中扣分均小于托槽高度定位法，他們認(rèn)為含牙根信息托槽定位法的模擬矯治效果更好口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

2.個(gè)性化托槽的定制

雖然直絲弓矯治器在托槽里預(yù)置了不同的軸傾角、轉(zhuǎn)矩角以及不同的托槽底厚度和形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了不同牙齒托槽的個(gè)性化，但是由于牙體解剖差異和個(gè)性化矯治的需求，很難實(shí)現(xiàn)真正的直絲弓矯治口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。為此，正畸醫(yī)師可以根據(jù)患者牙齒具體解剖結(jié)構(gòu)、牙齒和顱頜面結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系等對(duì)每顆牙齒設(shè)計(jì)個(gè)性化托槽，進(jìn)行細(xì)節(jié)性的調(diào)整和過(guò)矯治等口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。這在使用舌側(cè)托槽進(jìn)行矯治上同樣得到了體現(xiàn)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

個(gè)性化金屬托槽多采用選擇性激光熔化技術(shù)（selective laser melting，SLM） 加工成型，SLM技術(shù)的最大特點(diǎn)是成型過(guò)程中金屬粉末理論上完全熔化，成型過(guò)程幾乎不受試件復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)的限制，因此特別適合于細(xì)小、精密的口腔個(gè)性化器械的直接加工和制造口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。2016年，有學(xué)者選取50個(gè)SLM技術(shù)生產(chǎn)的個(gè)性化托槽，在掃描電子顯微鏡放大30倍條件下與設(shè)計(jì)的托槽進(jìn)行托槽槽溝寬度和深度的測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

唇側(cè)個(gè)性化托槽矯治器以Insignia為代表，它將患者的掃描三維牙頜模型與CBCT數(shù)據(jù)相結(jié)合，根據(jù)患者牙齒的位置設(shè)置托槽的底板厚度、托槽軸傾，根據(jù)牙根的位置設(shè)置托槽轉(zhuǎn)矩，根據(jù)牙齒的解剖形態(tài)設(shè)計(jì)個(gè)性化的粘接導(dǎo)板，完成托槽位置的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)移，充分表達(dá)托槽的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)牙齒三維方向的精準(zhǔn)控制口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

有學(xué)者比較了直接粘接DamonQ托槽、間接粘接DamonQ托槽和間接粘接InsigniaSL個(gè)性化定制托槽的矯正效果和矯治時(shí)間口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。其中，矯治效果采用美國(guó)正畸協(xié)會(huì)（American board of orthodontics，ABO） 差異指數(shù)及ABO模型-放射線片評(píng)價(jià)法來(lái)評(píng)估口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種托槽在矯治效果上無(wú)差別，但是InsigniaSL個(gè)性化定制托槽的矯正時(shí)間更短，復(fù)診次數(shù)更少口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。個(gè)性化托槽底板的設(shè)計(jì)、表面處理及底板面積不同，其對(duì)應(yīng)的去粘接強(qiáng)度（debonding force，DF） 和抗剪切力強(qiáng)度（shear bond strength，SBS）也不同口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

Insignia托槽底板為網(wǎng)格狀；Harmony托槽底板為光滑的表面；Incognito托槽底板為經(jīng)噴砂處理及表面化學(xué)涂層的不規(guī)則狀；Orapix托槽底板為復(fù)合樹(shù)脂口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。韓宇等采用實(shí)驗(yàn)比較了各種不同公司的個(gè)性化唇舌側(cè)托槽與預(yù)成的自鎖金屬托槽的DF和SBS，結(jié)果顯示不同系列的個(gè)性化托槽間的DF和SBS差別很大，但是所有系列的個(gè)性化托槽的DF值都大于等于預(yù)成的自鎖托槽口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

3.計(jì)算機(jī)輔助制作轉(zhuǎn)移托盤(pán)

目前，臨床上常用的轉(zhuǎn)移托盤(pán)為硅橡膠轉(zhuǎn)移托盤(pán)和真空壓膜轉(zhuǎn)移托盤(pán)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。研究顯示，硅橡膠轉(zhuǎn)移托盤(pán)轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性更高口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。然而，由于硅橡膠成本高、無(wú)法使用光固化樹(shù)脂粘接劑及托盤(pán)脫位困難等原因，真空壓膜轉(zhuǎn)移托盤(pán)應(yīng)用更為普遍，其中以快速粘接系統(tǒng)最常見(jiàn)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

其具體操作包括：在模型牙上劃參考線并放置托槽，利用不同的粘接劑固定托槽，制作雙層透明壓膜轉(zhuǎn)移托盤(pán)，取下轉(zhuǎn)移托盤(pán)，處理牙面后，將托槽轉(zhuǎn)移至患者口中口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。雖然是在直視下定位托槽，但托槽的位置仍由操作者目測(cè)或手工測(cè)量決定，精準(zhǔn)性無(wú)法保證，且托盤(pán)制作步驟繁雜口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。因此，越來(lái)越多的正畸醫(yī)生將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到轉(zhuǎn)移托盤(pán)的制作中，使托槽定位精準(zhǔn)化、定量化，托盤(pán)制作簡(jiǎn)單化口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

現(xiàn)在常用的計(jì)算機(jī)輔助托盤(pán)制作有2種方式，在帶有定位托槽的3D打印牙頜模型上壓制轉(zhuǎn)移托盤(pán)或者直接用快速激光成型技術(shù)輸出軟件上設(shè)計(jì)好的轉(zhuǎn)移托盤(pán)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。兩種方式都需要事先在數(shù)字化三維牙頜模型上進(jìn)行托槽虛擬定位，精準(zhǔn)度可達(dá)0.01 mm口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。在實(shí)體模型上壓制轉(zhuǎn)移托盤(pán)需要先將三維牙頜模型進(jìn)行數(shù)字化排牙、虛擬定位托槽，將牙列恢復(fù)到原有排列狀態(tài)，然后將帶有定位托槽位置的三維模型3D打印出來(lái)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

目前，臨床上3D打印牙頜模型主要采用立體光刻成型（stereo lithography apparatus，SLA） 技術(shù)和面曝光快速成型（digital light procession，DLP）技術(shù)，兩者都屬于光固化快速成型技術(shù)，以光敏樹(shù)脂為打印材料，精度可達(dá)0.1 mm以上，后者具有更高的成型速度，是未來(lái)快速成型技術(shù)最重要的發(fā)展方向口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

由于3D打印模型的精度是影響最終壓制的轉(zhuǎn)移托盤(pán)精準(zhǔn)性的關(guān)鍵，有學(xué)者對(duì)14個(gè)SLA技術(shù)打印的光固化模型上的托槽和頰面管長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行測(cè)量，與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)托槽的寬度和頰面管的長(zhǎng)度和寬度大多稍大于檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值，差異范圍在0.04~0.17 mm，是否會(huì)影響臨床上間接粘接轉(zhuǎn)移托盤(pán)的制作并造成托槽轉(zhuǎn)移位置誤差需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。直接3D打印計(jì)算機(jī)上數(shù)字化設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)移托盤(pán)操作更為簡(jiǎn)單，全程均在計(jì)算機(jī)上完成，省去了實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移托盤(pán)制作的流程口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

早期，Ciuffolo等用快速成型技術(shù)打印出轉(zhuǎn)移托盤(pán)并成功完成了托槽的轉(zhuǎn)移口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。Son等利用光固化成型技術(shù)打印單個(gè)的轉(zhuǎn)移托盤(pán)對(duì)一名前牙開(kāi)合，輕度擁擠的安氏Ⅰ類(lèi)患者進(jìn)行托槽的間接粘接，13個(gè)月后療效良好口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。隨著3D打印托盤(pán)的臨床應(yīng)用越來(lái)越廣，正畸醫(yī)生開(kāi)始對(duì)3D打印托盤(pán)的托槽轉(zhuǎn)移精準(zhǔn)度和托槽粘接后治療效果進(jìn)行驗(yàn)證口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

陳慧等用激光快速成型技術(shù)輸出的轉(zhuǎn)移托盤(pán)對(duì)10名舌側(cè)矯治的患者進(jìn)行間接粘接，用Blandand Altman’s一致性分析比較托槽虛擬位置和口內(nèi)實(shí)際位置的線距和角距值，驗(yàn)證了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/輔助制造（computer aided design/computer aided making，CAD/CAM） 轉(zhuǎn)移托盤(pán)的轉(zhuǎn)移精準(zhǔn)性，認(rèn)為相比較傳統(tǒng)的雙層轉(zhuǎn)移托盤(pán)，光敏樹(shù)脂材料制成的托盤(pán)無(wú)收縮性和彈性，尺寸精度較高，有利于托槽位置的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

2018年，Kim等發(fā)現(xiàn)不同后牙牙尖高度對(duì)3D打印托盤(pán)轉(zhuǎn)移精準(zhǔn)性產(chǎn)生的影響并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但是后牙牙尖越高，轉(zhuǎn)移誤差出現(xiàn)頻率越大口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。為驗(yàn)證托槽轉(zhuǎn)移精準(zhǔn)性不僅和托盤(pán)的3D打印精度、托盤(pán)材質(zhì)等因素有關(guān)，還和操作者轉(zhuǎn)移水平有關(guān)，Duarte等對(duì)不同操作者用3D打印托盤(pán)轉(zhuǎn)移托槽位置的可重復(fù)性進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)由33名不同年齡和不同正畸臨床經(jīng)驗(yàn)的正畸醫(yī)生完成，對(duì)MiniSprint Roth和BioQuick托槽進(jìn)行粘接，實(shí)驗(yàn)之前所有醫(yī)生都進(jìn)行了間接粘接訓(xùn)練口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3D打印托盤(pán)轉(zhuǎn)移托槽精度符合臨床要求，年齡和臨床經(jīng)驗(yàn)對(duì)托槽轉(zhuǎn)移后的位置沒(méi)有影響，由此驗(yàn)證了不同操作者間用3D打印托盤(pán)進(jìn)行數(shù)字化間接粘接的可重復(fù)性口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。在間接粘接轉(zhuǎn)移托盤(pán)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改良，Xue等在Freeform 12.0軟件中設(shè)計(jì)了一種新型的托槽定位引導(dǎo)裝置，唇面由“L”型的支架組成，分別和托槽翼的面和遠(yuǎn)中邊緣相吻合，牙齒咬合面由類(lèi)似板的裝置覆蓋，將兩者相連接，當(dāng)引導(dǎo)裝置就位于牙列，托槽位置就相應(yīng)固定下來(lái)口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

他們利用這種3D打印的個(gè)性化托槽引導(dǎo)裝置對(duì)10位患者進(jìn)行了托槽粘接并從水平向、垂直向、近遠(yuǎn)中、軸傾、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)矩6個(gè)方向進(jìn)行了托槽轉(zhuǎn)移誤差測(cè)量，發(fā)現(xiàn)這種新型的個(gè)性化托槽引導(dǎo)裝置具有很高的托槽定位精準(zhǔn)性口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。這種托槽引導(dǎo)裝置保留了間接粘接提前進(jìn)行托槽虛擬定位，節(jié)省椅旁操作時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，又可以在粘接時(shí)去除多余粘接劑，不用考慮去除轉(zhuǎn)移托盤(pán)時(shí)引起的托槽脫落口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。但是對(duì)于后牙區(qū)無(wú)法在直視下定位托槽的區(qū)域，操作不如轉(zhuǎn)移托盤(pán)方便口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

如今，3D打印間接粘接轉(zhuǎn)移托盤(pán)已經(jīng)成為主流研究方向，雖然已有不少臨床應(yīng)用實(shí)例并且它的轉(zhuǎn)移精準(zhǔn)性也逐漸被學(xué)者證實(shí)，然而在3D打印精度、材料性能及托盤(pán)設(shè)計(jì)方面還有很大的改進(jìn)空間口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。此外，數(shù)字化定位托槽、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移托盤(pán)及口內(nèi)實(shí)際運(yùn)用轉(zhuǎn)移托盤(pán)間接粘接托槽需要相當(dāng)一段學(xué)習(xí)周期，以保證數(shù)字化定位托槽的準(zhǔn)確性以及轉(zhuǎn)移托槽時(shí)托盤(pán)的完全就位等口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。

4.結(jié)語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，數(shù)字化必將成為各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的主流發(fā)展方向口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。口腔正畸領(lǐng)域同樣如此口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。目前，直絲弓矯治器是運(yùn)用最廣泛的矯治器之一，而數(shù)字化間接粘接技術(shù)使直絲弓矯治變得定量化、個(gè)性化、簡(jiǎn)單化，讓醫(yī)生減輕臨床負(fù)擔(dān)的同時(shí)患者也享受到精準(zhǔn)化的治療，推動(dòng)口腔正畸的與時(shí)俱進(jìn)，擁有巨大的臨床應(yīng)用前景口腔招聘網(wǎng) kqzp.cn。