無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)是相對(duì)于傳統(tǒng)的固定矯治技術(shù)而言,其矯治器是用醫(yī)用樹(shù)脂膜片加工而成,沒(méi)有了帶環(huán)、托槽、弓絲等固定矯治器的矯正裝置,因而稱之為“無(wú)托槽”;透明樹(shù)脂膜片加工的矯治器佩戴在口內(nèi)不宜被發(fā)覺(jué),因而稱之為“隱形”。
現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)的概念
傳統(tǒng)無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)
一類是基于石膏模型排牙后,通過(guò)熱壓成型技術(shù)加工矯治器傳統(tǒng)無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)。這類技術(shù)也有所差異,一種以Essix系統(tǒng)(圖1)為代表。此技術(shù)是在翻制的石膏模型上移動(dòng)牙齒后設(shè)計(jì)制作單個(gè)矯治器來(lái)矯治輕度的錯(cuò)畸形,其移動(dòng)牙齒的方式是對(duì)擬移動(dòng)的牙齒進(jìn)行修整和緩沖處理,通過(guò)Hilliard熱成型鉗改變矯治器形狀或在牙面上粘接樹(shù)脂突給牙齒加力,也可通過(guò)矯治器上的牽引鉤進(jìn)行彈性牽引,逐步實(shí)現(xiàn)牙齒移動(dòng)。
另一類更常見(jiàn)的方式是在石膏模型上分步、順序移動(dòng)牙齒,并加工多副矯治器,逐步實(shí)現(xiàn)牙齒移動(dòng)。這類矯治器的加工可以在技工中心生產(chǎn)完成,也可以在正畸醫(yī)師的診室自行設(shè)計(jì)加工完成。由于該類矯治器的設(shè)計(jì)與加工都是在石膏模型上手工操作完成,設(shè)備投入少、成本較低,但工作效率較低、需要臨床醫(yī)師多次取模型、適應(yīng)證窄,難以滿足大批量定制矯治器的需求。
圖1 Essix矯治器加力方式(鉗子加熱,測(cè)量鉗子溫度,使用加熱后的鉗子在矯治器上形成突起,矯治器完成)
現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)
現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)1997年最早在美國(guó)出現(xiàn),即所謂的隱適美(Invisalign)無(wú)托槽隱形矯治系統(tǒng)。2003年,國(guó)產(chǎn)EAB型無(wú)托槽隱形矯治系統(tǒng)也相繼研發(fā)成功(圖2)。之所以稱為“現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)”,是因?yàn)樵摷夹g(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展融合了現(xiàn)代正畸學(xué)、數(shù)字化圖像采集與處理技術(shù)、快速成型技術(shù)等多學(xué)科、多領(lǐng)域的科技成果。從三維牙頜數(shù)字模型信息采集、矯治器數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化可視化的醫(yī)技醫(yī)患溝通方式,到矯治器的數(shù)字化加工,計(jì)算機(jī)相關(guān)的最新成果無(wú)處不在。因而我們將該類技術(shù)稱為現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)。該類技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)托槽矯治器的個(gè)性化批量定制加工。
圖2 Simpli5矯治器和EAB型無(wú)托槽矯治器
現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)的工藝流程
現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)矯治器加工的工藝流程主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié):牙頜數(shù)字化模型、數(shù)字化模擬矯治設(shè)計(jì)、激光快速成型技術(shù)加工母模、熱壓成型技術(shù)加工矯治器(圖3)。
圖3現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治器生產(chǎn)工藝流程
國(guó)產(chǎn)EAB型無(wú)托槽隱形矯治器數(shù)字模型的獲取最早是采用層析技術(shù)。這種技術(shù)進(jìn)度高、模型細(xì)節(jié)獲取完整。在引進(jìn)高精度工業(yè)CT后,可以直接掃描硅橡膠印模來(lái)獲取牙頜的三維數(shù)字模型。工業(yè)CT掃描具有掃描效率高、精度高等優(yōu)勢(shì)。
牙頜模型數(shù)字化完成后,使用專用軟件(Teethcut)將每個(gè)牙齒切分,形成用于數(shù)字化模擬矯治設(shè)計(jì)的ODS文件。
數(shù)字化模擬矯治設(shè)計(jì)使用了自主開(kāi)發(fā)的Or thoDS軟件系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員根據(jù)與臨床醫(yī)師確認(rèn)的矯治方案和矯治目標(biāo),用該軟件模擬整個(gè)矯治過(guò)程,該模擬矯治過(guò)程由一系列牙齒移動(dòng)步驟組成,每個(gè)步驟中一定數(shù)量的牙齒按照一定移動(dòng)量進(jìn)行有序移動(dòng)。每個(gè)步驟對(duì)應(yīng)的數(shù)字模型是加工矯治器母模的原始數(shù)據(jù)。矯治器母模的加工是通過(guò)激光快速成型技術(shù)(stereolithogra phy,SLA)完成的。
快速成型技術(shù)又叫快速原型制造技術(shù)(rapid prototyping,RP技術(shù))。是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)。自該技術(shù)問(wèn)世以來(lái),已經(jīng)在制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用,并由此產(chǎn)生了一個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域。RP技術(shù)是在現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、精密伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來(lái)的。其基本原理就是“分層制造,逐層疊加”,類似于數(shù)學(xué)上的積分過(guò)程。形象地講,快速成型系統(tǒng)就像是一臺(tái)“立體打印機(jī)”。而激光快速成型技術(shù)是目前快速成型技術(shù)中精度最高的一種技術(shù)。所以現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)選擇該技術(shù)進(jìn)行矯治器母模的加工。
將上述獲得的每一個(gè)移動(dòng)步驟對(duì)應(yīng)的數(shù)字模型輸入激光快速成型設(shè)備,就可以批量加工出高精度的矯治器母模。
矯治器的加工是通過(guò)在牙科領(lǐng)域應(yīng)用已久的熱壓成型技術(shù)完成的,這里不再贅述。
作者簡(jiǎn)介
田杰,博士,1989年畢業(yè)于第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)系,并留校任教,1997年獲口腔醫(yī)學(xué)博士學(xué)位,師從我國(guó)老一代著名正畸學(xué)家林珠教授。現(xiàn)為中華口腔醫(yī)學(xué)會(huì)會(huì)員,中華口腔醫(yī)學(xué)會(huì)正畸委員會(huì)??茣?huì)員,世界正畸聯(lián)盟(WFO)會(huì)員,上海時(shí)代天使醫(yī)療器械有限公司首席醫(yī)學(xué)專家。田杰博士自2004年開(kāi)始致力于國(guó)產(chǎn)無(wú)托槽隱形矯治器的計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)規(guī)則建立、臨床初試、臨床操作流程、規(guī)范的制訂及技術(shù)的推廣。參加多部正畸專著的編寫(xiě),主譯和參譯正畸專著兩部,主導(dǎo)編寫(xiě)了《口腔正畸現(xiàn)代無(wú)托槽隱形矯治技術(shù)》。
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來(lái)源于中國(guó)醫(yī)學(xué)論壇報(bào)·今日口腔第21期第03版”