不同鑄造方法在三單位橋固定式義齒橋中的應用效果分析

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用效果。方法：隨機選擇3D打印、鑄造和切削制作的固定三單位橋義齒，各100付。通過對邊緣密合度和就位順利程度的等級檢測判斷三組固定式義齒橋的適應性。結(jié)果：三組固定義齒三單位橋適應性檢驗情況之間差異具有統(tǒng)計學意義（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)計學差異（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迯腕w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。

[關鍵詞]3D打印;切削;鑄造;固定式義齒橋

[中圖分類號]R783.6? ? [文獻標志碼]A? ? [文章編號]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

固定橋修復是修復牙列缺損常用的一種修復方式，修復體組織面與基牙預備體之間的密合度為其適合性評價的標準，適合性的程度與修復體是否完全就位于基牙上相關。修復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、修復體最終質(zhì)量及遠期效果的指標之一[1]。對于金屬熔附烤瓷修復體，其復體質(zhì)量的主要指標為基底冠的就位穩(wěn)定性和冠邊緣適合性，同時為牙周組織健康的重要保障之一[2]。相關研究顯示[3]，修復體邊緣不密合占金屬烤瓷修復體并發(fā)牙齦炎原因中42.36%，其中，冠邊緣的適合性對齦溝內(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%。冠修復體邊緣的適合性為主要影響修復體的美觀、固位及牙周組織的健康;以往使用的傳統(tǒng)鑄造方法，其鑄造技術需要嫻熟的技術工人完成，具有制作成本高、制作需要的時間較長等缺陷，目前已無法滿足當今時代的快速發(fā)展對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，可利用計算機模型（CAD）直接進行控制，在較短時間內(nèi)通過對材料精確堆積，進而實現(xiàn)制作任意復雜形態(tài)的三維實體，因此成型速度較快，被廣泛應用于較復雜結(jié)構零件的生產(chǎn)、修復，具有工序簡單、周期時間短、低成本等優(yōu)勢，近年來，SLM技術在口腔中的應用越來越多[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，為臨床選擇修復方法提供參考。

1? 材料和方法

1.1 準備模型：隨機選擇3D、鑄造和切削制作的固定三單位橋義齒各100付，共300付。三組模型各項指標相同。納入標準：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準[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度;④基牙需要達到制備空間：牙合面空間≥1.5mm、唇側(cè)≥1.5mm、近遠中1.0～1.2mm、舌側(cè)0.5～1.0mm;⑤各基牙有共同就位道;⑥對頜牙，要求完整，清晰無缺損;⑦咬合關系，咬合緊密，無咬合關系不清，咬合時無變形翹動。蠟堤準確完整，無錯誤的咬合關系;⑧種植義齒替代體穩(wěn)定無松動，義齦完整。

1.2 材料和設備：掃描系統(tǒng)3shape掃描系統(tǒng)（D800），設計軟件（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（NSKV-MAX），塑膠板種釘機（吉爾巴赫），石膏修整機（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。

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）進行掃描，經(jīng)3 Shape系統(tǒng)進行計算機輔助對內(nèi)冠進行設計（內(nèi)冠與基牙之間預留不同粘著劑間隙數(shù)值的隙料空間），通過SLM機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行SLM鈷鉻合金基底冠的制作。對金屬內(nèi)冠使用50μm氧化鋁粉，依次進行噴砂、熱蒸汽噴洗及清潔處理等操作。對基底冠在同一烤瓷爐內(nèi)按照VITA飾面瓷廠商說明書進行燒結(jié)。操作步驟為：預氧化、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掃描儀進行數(shù)據(jù)掃描，獲得預備體的3D模型，數(shù)據(jù)導入3 Shape設計軟件，采用五軸自動研磨儀對氧化鋯瓷塊以一定放大比例進行研磨，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，完成修復體的制作。制作過程見圖3。

修復體完成后對適合性分級檢查打分[5]（見表1）。

1.3 統(tǒng)計學分析：應用SPSS 20.0軟件分析，計數(shù)資料以%表示，組間比較采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2? ?結(jié)果

2.1 三組固定義齒三單位橋適應性比較：三組固定義齒三單位橋適應性檢驗情況之間差異具有統(tǒng)計學意義（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)計學差異（P>0.05），見表3。

3? 討論

近年來，快速制造技術已經(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”，同時與CAD-CAM與激光技術進行融合，然后經(jīng)高功率激光器進行燒結(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技術的快速發(fā)展，通過將數(shù)字化技術、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)外學者的研究熱點。然而有關SLM相關報道，多表現(xiàn)在其材料性能及初戴時效果評價方面，關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，因為顏色、修復體外形等方面需要及時的進行調(diào)整，反復進行燒結(jié)的現(xiàn)象也較常見，需在高溫下進行燒結(jié)。目前，國內(nèi)外對于反復燒結(jié)是否對修復體的邊緣密合性產(chǎn)生影響研究結(jié)果不一。

冠邊緣適合性主要是通過測量邊緣縫隙來進行評估，影響修復體成敗的關鍵主要因素為適合性[11]。經(jīng)臨床研究發(fā)現(xiàn)，關于影響修復體適合性的相關因素較多，幾乎覆蓋于修復體制作的每個步驟，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，以上均對全冠的適合性產(chǎn)生影響。國外學者[12]將3D打印的蠟型與傳統(tǒng)手工蠟型熔模的適合性進行比較，研究結(jié)果表明3D打印的蠟型達到的邊緣及內(nèi)部適合性與傳統(tǒng)手工蠟型一致。相關研究表明[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。國外學者研究報道[14]，與傳統(tǒng)粉漿涂塑技術及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技術可以通過較高的激光能量密度，對一定層厚的金屬粉末進行全部的熔融，初步形成金屬零件CAD模型切片厚度的實體，重復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)計學差異，表明CAD/CAM切削技術仍然是加工精度最高的修復體加工工藝，但是其在加工過程中會不可避免地造成材料的巨大浪費，且切割硬質(zhì)金屬時會使鉆頭磨損嚴重，需要頻繁更換鉆頭，也會增加成本。SLM技術雖然加工精度不如切削技術，但其邊緣間隙遠小于臨床可接受的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制作全冠修復體具有更好的可重復性、穩(wěn)定性，全冠與基牙的密合程度更高。通過SLM技術制作的全冠修復體，在保證修復體質(zhì)量的同時可以提高工作效率，值得臨床推廣應用。

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迯腕w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用效果分析[J].中國美容醫(yī)學，2020，29（2）：106-109.