数字化技术在全口义齿修复中的应用

随着我国进入老龄社会，无牙颌人数不断增多，且我国老年患者受到身体、心理、经济等因素的限制，经典的非种植支持全口义齿目前仍是无牙颌患者口颌功能重建的重要治疗手段，也是大多数无牙颌患者的首选，一副“可用且好用”的全口义齿成为量大面广的社会需求。传统全口义齿制作方法存在流程步骤多、制作周期长、患者就诊次数多、对医生和技师的经验依赖程度高等问题，因而无牙颌全口义齿修复技术的推广应用难度较大。

以CAD/CAM技术为代表的口腔修复数字化技术，在固定修复、种植修复和可摘局部义齿支架修复方面发展较为成熟，其特点是提高义齿制作的效率和精度。数字化技术在全口义齿修复方面的研究相对滞后，近年来则成为热点，国际上先后报道了Dentca、AvaDent、Ivoclar、Baltic等9种数字全口义齿系统。但上述系统在全口义齿制作的关键重要步环节——颌位记录和全口义齿排牙技术上，其临床操作手法和难度未得到降低，义齿排牙效率和智能化程度不高，仍不能解决全口义齿修复技术难于推广、普惠大众的目的。北京大学口腔医院数字化全口义齿团队（口腔医学数字化研究中心+口腔修复科）10多年来致力于应用数字化技术解决全口义齿设计制作上的难题，完成了拥有自主知识产权的数字化全口义齿解决方案——功能易适性数字全口义齿（Functional Suitable Denture， 简称FSD）。

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FSD系统的技术突破与应用

临床传统全口义齿制作需要经过初印模→终印模→颌位关系记录→义齿试戴→义齿初戴等5个步骤，北大口腔研发的FSD系统实现了将上述5步流程浓缩成“初印模及初始颌位记录→终印模、颌位关系及美学诊断→义齿初戴”3个步骤（图1）。

▲图1 功能易适性数字全口义齿与传统全口义齿就诊流程对比

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在患者第一次就诊时，使用印模膏制取上、下颌初印模，将印模膏放置上颌托盘背面嘱患者咬合至垂直距离，得到初始颌位记录，并用印模膏恢复上唇丰满度，标记中线、口角线、唇高线及唇缘线等美学信息。技工室扫描此初印模以及初始颌位记录（图2），依据颌位关系以及获取的美学信息，用自主研发的全口义齿CAD软件设计全口义齿形态的闭口式个别托盘（即诊断义齿，图3），并应用自主研发的椅旁3D打印机打印诊断义齿（图4）。

▲图2 无牙颌初始颌位关系印模扫描

▲图3 基于专家模板智能匹配的全口义齿及诊断义齿CAD

▲图4 FDM技术3D打印制作诊断义齿

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在患者第二次就诊时，检查颌位关系和诊断义齿咬合稳定性，使用低流动性硅橡胶边缘整塑，高流动性硅橡胶制取闭口式终印模，并校准颌位关系，医患双方共同确认美学信息。技工室扫描此终印模，用自主研发的CAD软件和3D打印机制作出全口义齿蜡型，结合传统工艺完成最终全口义齿的制作。

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在患者第三次就诊时即可完成戴牙。

FSD系统的技术突破在于解决了确定颌位关系和义齿排牙效率的问题，通过课题组研发的印模三维扫描设备、全口义齿（含诊断义齿、个别托盘）系列设计软件和椅旁3D打印设备的结合应用，可快速制作出聚乳酸（PLA，生物相容性材料）材质的全口诊断义齿。该诊断义齿兼具功能印模、颌位记录和美学诊断功能，可将传统上、下牙列间的平面关系转变为上、下牙列间的咬合关系，以咬合关系引导带印模材的诊断义齿准确就位于牙槽嵴，实现终印模制取和颌位关系校正。该方法的临床操作难度得到一定程度降低，颌位关系确定的准确性有所提升，有利于年轻医师的学习和使用。在诊断义齿设计环节，FSD系统还采用了基于数据挖掘算法和自动专家模板库匹配机制的义齿设计方案，大大提高了技工室环节数字义齿设计的效率及牙龈美学形态效果，并具有较好的可扩展性。

该项技术成果通过对10余例70岁以上老年全口无牙颌患者的初步临床验证，得到了较好的临床效果和评价（图5）。

▲图5 FSD技术临床应用病例

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FSD系统的特点

“功能易适数字全口义齿”技术是一项非常贴近口腔临床的技术，包含了临床全口义齿解决方案的一整套系列产品，包括自主研发的全国产化三维扫描仪、全口义齿设计软件、椅旁3D打印机及相关配套材料，可以说既“高端”，又“接地气”，具有自己的特点及优势（图6）。

▲图6 FSD数字全口义齿技术的特点和优势

FSD技术由北京大学口腔医院修复科主任周永胜教授支持和参与，口腔医学数字化研究中心主任王勇教授进行数字技术指导，孙玉春主任医师进行整体设计及实施。该技术创新全口义齿数字化制作流程，借助国产化的数字装备和材料，降低了医生临床和技师的手工操作难度和技巧依赖性，缩短了患者就诊次数，就诊过程中患者舒适度得到了有效改善，还显著提高了功能状态下全口义齿的固位力、稳定性与咀嚼效能。

FSD数字全口义齿技术与国际同类产品相比具有鲜明的技术特点，其各项单元技术性能均达到了国际同等先进水平，国际PCT发明专利检索报告显示其具有新颖性、创造性和工业实用性。该技术所包含的数字化软、硬件核心医学技术均由北京大学口腔医学院牵头自主研发。课题已经申请17项国家发明专利（已授权6项），科研成果目前均已成功转化落地，由企业进行生产和市场服务，实现了由技术到产品和服务的全业态模式。

FSD数字全口义齿技术下一步将在全国部分口腔临床机构开展临床应用，并将进一步完善技工室配套工艺。

作者简介

孙玉春，口腔修复学博士，副教授，主任医师，博士生导师。北京大学口腔医学院口腔医学数字化研究中心副主任，口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室数字制造平台牵头人。北京市科技新星、中华口腔医学会口腔医学计算机专业委员会常务委员、中华口腔医学会口腔修复学专业委员会委员、中国机械工程学会增材制造分会委员。《口腔颌面修复学杂志》编委，主持国家和省部级科研项目9项、参与10余项，发表学术论文100余篇，申请专利30余项。代表性研究成果“功能易适数字全口义齿”获2017年首都首届转化医学大赛二等奖和最佳创意奖。

王勇，教授级高级工程师、研究生导师。北京大学口腔医学院口腔医学数字化研究中心主任，口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室总工程师。中华口腔医学会理事、中华口腔医学会口腔医学计算机专委会副主任委员、中华口腔医学会口腔材料专委会委员。《中国实用口腔科杂志》、《中国口腔医学继续教育杂志》、《国际口腔医学杂志》编委，《中华口腔正畸学杂志》特邀编委。主持参加科研项目30余项，申请发明专利20余项，发表论文200余篇

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