劉莉　虞永芳

[摘要]目的：探討3D打印、切削及失蠟鑄造在三單位橋固定義齒橋中的應(yīng)用效果。方法：隨機(jī)選擇3D打印、鑄造和切削制作的固定三單位橋義齒，各100付。通過對(duì)邊緣密合度和就位順利程度的等級(jí)檢測(cè)判斷三組固定式義齒橋的適應(yīng)性。結(jié)果：三組固定義齒三單位橋適應(yīng)性檢驗(yàn)情況之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05或P<0.01）。3D打印組目視檢查、顯微鏡檢查、探針檢查及就位檢查明顯優(yōu)于鑄造組（P<0.05或P<0.01）;切削組目視檢查、顯微鏡檢查、探針檢查及就位檢查明顯優(yōu)于鑄造組（P<0.01）。切削組邊緣間隙顯著低于3D打印組、鑄造組（P<0.01）;3D打印組肩臺(tái)中央間隙明顯低于切削組、鑄造組（P<0.05）;鑄造組軸面中央間隙低于3D打印組、切削組（P<0.05）;3D打印組牙合面中央間隙高于鑄造組和切削組（P<0.05）;三組內(nèi)部整體適合性無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。結(jié)論：SLM、切削及失蠟鑄造方法制作的三單位橋固定式義齒橋?qū)π迯?fù)體適合性有一定影響，3D打印、切削制作的固定式義齒橋（三單位橋）適合性優(yōu)于失蠟法鑄造。

[關(guān)鍵詞]3D打印;切削;鑄造;固定式義齒橋

[中圖分類號(hào)]R783.6? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A? ? [文章編號(hào)]1008-6455（2020）02-0106-04

Abstract： Objective To explore application of 3D printing， cutting and wax-loss casting in fixed denture bridge with triple crown.? Methods? Randomized selection of fixed 3-crown dentures made by 3D printing， casting and cutting， 100 pairs each. The adaptability of 3 groups of fixed denture bridges was judged by grading the degree of marginal closure and smoothness of placement.? Results? There were significant differences in the adaptability test of 3 groups of fixed denture triple crowns （P<0.01 or P<0.05）. Visual examination， microscopic examination， probe examination and in-situ examination in the 3D printing group were significantly better than those in the casting group （P<0.05 or P<0.01）.Visual examination， microscopic examination， probe examination and in-situ examination in the cutting group were significantly better than those in the casting group （P<0.01）. The gap of the edge of the cutting group is significantly lower than that of the 3D printing group and the casting group （P<0.01）.The central gap of the shoulder table of the 3D printing group is obviously lower than that of the cutting group and the casting group （P<0.05 ）. The central gap of the central gap of the shaft surface of the casting group is lower than that of the 3D printing group and the cutting group （P<0.05）; and the central gap of the 3D printing group is higher than that of the casting group， No statistical difference was found in the whole group （P<0.05）， and the overall fit of the group was not statistically significant （P>0.05）.? Conclusion? The three-crown fixed denture bridge made by SLM， cutting and casting method have certain influence on the fitness of the prosthesis. The three-crown fixed denture bridge made by 3D printing and cutting methodhave better fitness than that made by wax-loss method.

Key words： selective laser melting; cutting; wax-loss casting; fixed denture bridge

固定橋修復(fù)是修復(fù)牙列缺損常用的一種修復(fù)方式，修復(fù)體組織面與基牙預(yù)備體之間的密合度為其適合性評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，適合性的程度與修復(fù)體是否完全就位于基牙上相關(guān)。修復(fù)體制作精密的程度通過密合度反映，其主要為衡量口腔材料性能、修復(fù)體最終質(zhì)量及遠(yuǎn)期效果的指標(biāo)之一[1]。對(duì)于金屬熔附烤瓷修復(fù)體，其復(fù)體質(zhì)量的主要指標(biāo)為基底冠的就位穩(wěn)定性和冠邊緣適合性，同時(shí)為牙周組織健康的重要保障之一[2]。相關(guān)研究顯示[3]，修復(fù)體邊緣不密合占金屬烤瓷修復(fù)體并發(fā)牙齦炎原因中42.36%，其中，冠邊緣的適合性對(duì)齦溝內(nèi)微生態(tài)、牙齦健康的影響更為明顯，冠邊緣密合者齦炎及不密合者齦炎發(fā)生率分別為22%、100%。冠修復(fù)體邊緣的適合性為主要影響修復(fù)體的美觀、固位及牙周組織的健康;以往使用的傳統(tǒng)鑄造方法，其鑄造技術(shù)需要嫻熟的技術(shù)工人完成，具有制作成本高、制作需要的時(shí)間較長等缺陷，目前已無法滿足當(dāng)今時(shí)代的快速發(fā)展對(duì)口腔模型制作工藝需求。選擇性激光熔覆（SLM）數(shù)字化成型技術(shù)，可利用計(jì)算機(jī)模型（CAD）直接進(jìn)行控制，在較短時(shí)間內(nèi)通過對(duì)材料精確堆積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制作任意復(fù)雜形態(tài)的三維實(shí)體，因此成型速度較快，被廣泛應(yīng)用于較復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的生產(chǎn)、修復(fù)，具有工序簡單、周期時(shí)間短、低成本等優(yōu)勢(shì)，近年來，SLM技術(shù)在口腔中的應(yīng)用越來越多[4]。本次研究旨在探討3D打印、切削及失蠟鑄造不同工藝制作的定制式固定義齒橋的適合性，為臨床選擇修復(fù)方法提供參考。

1? 材料和方法

1.1 準(zhǔn)備模型：隨機(jī)選擇3D、鑄造和切削制作的固定三單位橋義齒各100付，共300付。三組模型各項(xiàng)指標(biāo)相同。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有待加工的石膏模型均符合定制式固定義齒模型檢查標(biāo)準(zhǔn)[5]：①石膏表面及頸緣光滑清晰無氣泡，無石膏瘤、無脫粉，無缺損及斷裂;②工作模型必須用超硬石膏，對(duì)頜模型必須為超硬石膏或硬石膏;③工作模型底座要有足夠的厚度和強(qiáng)度;④基牙需要達(dá)到制備空間：牙合面空間≥1.5mm、唇側(cè)≥1.5mm、近遠(yuǎn)中1.0～1.2mm、舌側(cè)0.5～1.0mm;⑤各基牙有共同就位道;⑥對(duì)頜牙，要求完整，清晰無缺損;⑦咬合關(guān)系，咬合緊密，無咬合關(guān)系不清，咬合時(shí)無變形翹動(dòng)。蠟堤準(zhǔn)確完整，無錯(cuò)誤的咬合關(guān)系;⑧種植義齒替代體穩(wěn)定無松動(dòng)，義齦完整。

1.2 材料和設(shè)備：掃描系統(tǒng)3shape掃描系統(tǒng)（D800），設(shè)計(jì)軟件（3shape），氧化鋯研磨儀（吉爾巴赫5軸），高溫結(jié)晶爐（3FT碳硅棒），技工打磨機(jī)（NSKV-MAX），塑膠板種釘機(jī)（吉爾巴赫），石膏修整機(jī)（MILLO PRO），烤瓷爐（義獲嘉P300），氧化鋯瓷塊，鈷鉻烤瓷鋼，VITA瓷粉，鈷鉻烤瓷打印粉末，烤瓷包埋材料，選擇性激光熔覆機(jī)。

1.3 固定橋的制作

1.3.1 3D打印制作：所有模型使用掃描系統(tǒng)3 Shape（丹麥）進(jìn)行掃描，經(jīng)3 Shape系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助對(duì)內(nèi)冠進(jìn)行設(shè)計(jì)（內(nèi)冠與基牙之間預(yù)留不同粘著劑間隙數(shù)值的隙料空間），通過SLM機(jī)將鈷鉻合金金屬粉末在基底冠區(qū)逐層熔覆，以此形成金屬基底冠進(jìn)行SLM鈷鉻合金基底冠的制作。對(duì)金屬內(nèi)冠使用50μm氧化鋁粉，依次進(jìn)行噴砂、熱蒸汽噴洗及清潔處理等操作。對(duì)基底冠在同一烤瓷爐內(nèi)按照VITA飾面瓷廠商說明書進(jìn)行燒結(jié)。操作步驟為：預(yù)氧化、第1次遮色瓷燒結(jié)、第2次遮色瓷燒結(jié)、體瓷燒結(jié)、切端瓷燒結(jié)。燒結(jié)后打磨、拋光及上釉。制作過程見圖1。

1.3.2 切削制作：所有需要制作CAD/CAM全瓷冠的石膏模型均常規(guī)修整并制作分割代型，采用3 Shape掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描，獲得預(yù)備體的3D模型，數(shù)據(jù)導(dǎo)入3 Shape設(shè)計(jì)軟件，采用五軸自動(dòng)研磨儀對(duì)氧化鋯瓷塊以一定放大比例進(jìn)行研磨，研磨完成后切割、染色、燒結(jié)，燒結(jié)后上瓷，經(jīng)過打磨、拋光、上釉，完成修復(fù)體的制作。制作過程見圖2。

1.3.3 鑄造制作：按照常規(guī)制作代型、蠟型、包埋、鑄造、打磨、上瓷、車瓷、拋光、上釉，完成修復(fù)體的制作。制作過程見圖3。

修復(fù)體完成后對(duì)適合性分級(jí)檢查打分[5]（見表1）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：應(yīng)用SPSS 20.0軟件分析，計(jì)數(shù)資料以%表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? ?結(jié)果

2.1 三組固定義齒三單位橋適應(yīng)性比較：三組固定義齒三單位橋適應(yīng)性檢驗(yàn)情況之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01或0.05）。3D打印組目視檢查、顯微鏡檢查、探針檢查及就位檢查明顯優(yōu)于鑄造組（χ2=10.889， 7.906， 10.141， 20.450;P=0.012， 0.048， 0.017， 0.002）。切削組目視檢查、顯微鏡檢查、探針檢查及就位檢查明顯優(yōu)于鑄造組（χ2=16.708， 15.279， 16.099， 20.450;P=0.001， 0.018， 0.001， 0.002），見表2。

2.2 三組固定義齒三單位橋邊緣和內(nèi)部適合性的測(cè)量結(jié)果：三組邊緣間隙顯著低于3D打印組、鑄造組（t=10.250， 14.229， P<0.01）。肩臺(tái)中央的間隙3D打印組明顯低于切削組、鑄造組（t=14.514， 8.889，P<0.05）;鑄造組軸面中央間隙低于3D打印組、切削組（t=15.881， 6.879， P<0.05）;3D打印組牙合面中央間隙高于鑄造組、切削組（t=4.227， 6.416， P<0.05）;三組內(nèi)部整體適合性無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），見表3。

3? 討論

近年來，快速制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一種新型的制造工藝，其工作原理為“離散—堆積”，同時(shí)與CAD-CAM與激光技術(shù)進(jìn)行融合，然后經(jīng)高功率激光器進(jìn)行燒結(jié)-熔融金屬粉末，接著制作出具有較高密度與精度的金屬零件[7-8]。隨著SLM技術(shù)的快速發(fā)展，通過將數(shù)字化技術(shù)、激光熔化等高科技，與鈷鉻合金基底冠的制作緊密結(jié)合，進(jìn)而降低了因傳統(tǒng)失蠟鑄造法而造成的人為誤差、金屬鑄造收縮變形等發(fā)生率[9]，同時(shí)改善了基底冠的材料性能、增加了其邊緣密合性，已成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。然而有關(guān)SLM相關(guān)報(bào)道，多表現(xiàn)在其材料性能及初戴時(shí)效果評(píng)價(jià)方面，關(guān)于其長期使用的效果尚未有定論[10]。在全冠制作中燒結(jié)是較為重要的環(huán)節(jié)，在臨床工作中，因?yàn)轭伾?、修?fù)體外形等方面需要及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，反復(fù)進(jìn)行燒結(jié)的現(xiàn)象也較常見，需在高溫下進(jìn)行燒結(jié)。目前，國內(nèi)外對(duì)于反復(fù)燒結(jié)是否對(duì)修復(fù)體的邊緣密合性產(chǎn)生影響研究結(jié)果不一。

冠邊緣適合性主要是通過測(cè)量邊緣縫隙來進(jìn)行評(píng)估，影響修復(fù)體成敗的關(guān)鍵主要因素為適合性[11]。經(jīng)臨床研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)于影響修復(fù)體適合性的相關(guān)因素較多，幾乎覆蓋于修復(fù)體制作的每個(gè)步驟，其中較為重要的包括：①材料的膨脹、收縮以及鑄造工藝等都可影響修復(fù)體的精密度;②包埋料與合金間的匹配;③合金的鑄造性能，以上均對(duì)全冠的適合性產(chǎn)生影響。國外學(xué)者[12]將3D打印的蠟型與傳統(tǒng)手工蠟型熔模的適合性進(jìn)行比較，研究結(jié)果表明3D打印的蠟型達(dá)到的邊緣及內(nèi)部適合性與傳統(tǒng)手工蠟型一致。相關(guān)研究表明[13]，經(jīng)CAD/CAM制作蠟熔模聯(lián)合傳統(tǒng)鑄造工藝，可能夠獲得更加高質(zhì)量的基底冠。國外學(xué)者研究報(bào)道[14]，與傳統(tǒng)粉漿涂塑技術(shù)及CAM相比，CAD/CAM制作的全瓷橋，其邊緣適合性和內(nèi)冠密合性效果較好。王思錢等[15]研究發(fā)現(xiàn)，CAD/CAM切削軟質(zhì)鈷鉻合金，其在頸部肩臺(tái)的最邊緣處（頸緣邊緣A及頸緣邊緣B）具有最小的間隙，10個(gè)樣本的平均間隙為19 ?m左右，而鑄造組為57 ?m左右，CAD/CAM切削軟質(zhì)鈷鉻合金頸緣邊緣間隙厚度明顯小于鑄造組。

本次研究中，SLM制作較傳統(tǒng)鑄造法制作的全冠，其全冠和基牙之間的適合性更好。SLM技術(shù)可以通過較高的激光能量密度，對(duì)一定層厚的金屬粉末進(jìn)行全部的熔融，初步形成金屬零件CAD模型切片厚度的實(shí)體，重復(fù)上述操作過程至制作出高密度金屬零件。蠟型、包埋、鑄造等環(huán)節(jié)不包含在SLM制作過程中，進(jìn)一步避免了因蠟型變形、包埋料與合金不匹配以及鑄造失誤而造成的修復(fù)體適合性差、組織面有小瘤等現(xiàn)象[16]。本次研究中，三組修復(fù)體的邊緣適合性以切削組最好，SLM組次之，鑄造組最差，三組內(nèi)部整體適合性無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，表明CAD/CAM切削技術(shù)仍然是加工精度最高的修復(fù)體加工工藝，但是其在加工過程中會(huì)不可避免地造成材料的巨大浪費(fèi)，且切割硬質(zhì)金屬時(shí)會(huì)使鉆頭磨損嚴(yán)重，需要頻繁更換鉆頭，也會(huì)增加成本。SLM技術(shù)雖然加工精度不如切削技術(shù)，但其邊緣間隙遠(yuǎn)小于臨床可接受的120 ?m，且比傳統(tǒng)的失蠟鑄造法制作的修復(fù)體邊緣適合性更好，完全可以滿足臨床需求。與傳統(tǒng)失蠟鑄造法相比，SLM制作全冠修復(fù)體具有更好的可重復(fù)性、穩(wěn)定性，全冠與基牙的密合程度更高。通過SLM技術(shù)制作的全冠修復(fù)體，在保證修復(fù)體質(zhì)量的同時(shí)可以提高工作效率，值得臨床推廣應(yīng)用。

綜上所述，SLM、切削及鑄造方法制作的三單位橋固定式義齒橋?qū)π迯?fù)體適合性有一定影響，3D打印、切削制作的固定式義齒橋（三單位橋）適合性優(yōu)于失蠟法鑄造。

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[收稿日期]2019-05-13

本文引用格式：劉莉，虞永芳.不同鑄造方法在三單位橋固定式義齒橋中的應(yīng)用效果分析[J].中國美容醫(yī)學(xué)，2020，29（2）：106-109.