CT影像、三维设计、DLP3D打印推动下的种植牙导板数字化技术
相关统计显示，直至2015年，在中国内地65岁以上老年人中，人均缺失牙齿11颗，全口无牙的比例为6.8%。受技术等因素的局限，我国大部分患者还是选择可摘式义齿(假牙)修复缺失牙齿，而发达国家已有超过50%的患者选择种植牙方式修复缺失牙齿。2013年我国人工种植牙种植体行业产能约4万颗，预计到2020年中国人工种植牙种植体行业产能将达到21.5万颗。市场上对种植牙种植体的需求，将带动对种植牙及种植牙手术导板数字化技术的需求。
传统的口腔种植手术，是通过人工目测，来确定种植牙根的植入位置。牙医缺乏高科技设备的精确辅助，无法详细了解患者的口腔情况，仅仅是单纯依靠经验和感觉。其弊端显而易见。
数字化种植，是目前口腔种植的尖端技术。它依托全口CT扫描，测出缺牙部位的牙槽骨高度、宽度、紧密度，并计算出相关数据。这些数据，精度可达0.1毫米。医生通过分析这些三维数据，来确定种植的最佳位置、角度及深度，从而实现种植牙稳定固位。同时，它还可以帮助牙医在手术时避开重要的神经和血管，从而大大提高了种植手术的安全性。
数字化种植手术中，医生需要通过手术导板来实施手术。手术导板的设计与制造也由数字化技术来实现。
参考：种植导板在种植手术中的应用概述
口腔影像技术、三维建模技术、计算机模拟技术与3D打印等数字化加工技术相互衔接、配合，共同构成了手术导板的数字化设计与制造工艺。基于光聚合工艺的DLP 3D打印机与生物相容性材料逐渐挑起了手术导板制造的“大梁”。
手术导板是在实施种植手术前制造完成。通过数字化技术制造的手术导板，精准地确定了种植体半径、种植深度、倾斜度以及种植体与牙颌窦底距离等关键信息。牙医按照种植导板的“导航”进行操作，不需要反复切开、翻瓣、缝合，缩短了种植手术时间，使手术更加精准，大大减少了患者的痛苦。
1986年，菲林哈姆(Fellingham)医师首次应用了种植导板技术辅助种植外科手术的实施，当时并没有引起人们的重视，此时种植导板的应用仅局限于对种植方向的把握，并未涉及到使用数字化技术引导种植体的位置、深度、修复体的方向等因素。
最开始的压膜式导板技术实现的仅仅是对种植体植入位点的控制，而经过不断发展，目前计算机三维影像成像技术、种植体设计软件、数字加工技术推动了种植手术导板的应用。接下来，我们将介绍其中几种有代表性的手术导板数字化技术。
-- 口腔数字化的关键设备CBCT
口腔CT设备是一种专门针对口腔颌面部特点设计的X线成像系统，医生借助CT发现和治愈了多种口腔疾病，完成了以前不可能完成的手术。
在传统的螺旋式CT基础上，锥形束CT(CBCT)在扫描和数据获取方式上进行了升级。其原理是X线发生器以较低的射线量(通常球管电流在10毫安左右)围绕投照体做环形DR(数字式投照)。然后围绕投照体多次(180次-360次，依产品不同而异)数字投照，交集中所获得的数据在计算机中重组后进而获得三维图像。
CBCT获取数据的投照原理和传统扇形扫描CT是不同的，不过后期计算机重组的算法原理有类似之处。随着CBCT技术及相关重建算法的进一步精准化，相对于传统扇形扫描CT优势将逐步拉大。CBCT设备的出现改变了世界牙科放射学全景，使得数字化口腔成为可能。
-- 导板设计
3Shape Implant Studio 方案集成了种植牙计划，牙冠修复，种植牙导板设计功能于一体，为齿科加工所和牙医提供了一个可靠而性价比高的解决方案。
虚拟牙冠功能既能提高审美需求，更能提高临床应用效果。为牙医提供一整套的解决方案：种植导板，修复牙冠。 Implant Studio 为开放式系统，提供工具盒，金属套筒，CT/CBCT扫描，生成系统和各大主要厂商的种植体库。
GuideMia 是一个数字化种植方案和种植导板设计的开放式系统， 也是一个拥有“种植和导板设计软件系统” 美国专利的产品。该系统包括以下功能：
预防性种植设计/可预测设计
虚拟软组织模型和扫描质量检查
即刻修复设计
修复导板
种植后取模导板
植骨设计，上颌窦提升设计
多重扫描协议
术前术后对比和分析
GuideMia 专业版软件为诊所、医院和小型技工室提供了完整的解决方案。通过 GuideMia 的快捷导向工具在5到8分钟以内就可以完成一个简单的种植和导板设计。二十分钟就可以完成AllOnFour, AllOnSix 等全口设计。
SimPlant系统是一款为口腔医学研发的三维手术设计平台。该系统接受CT和CBCT导出的DICOM文件，精确实现三维数字化口腔手术。SimPlant平台包括以下应用：
种植
种植术前设计
种植手术导板
正颌外科
正颌手术模拟
容貌预测
正颌导板
正畸
头影测量分析
牵引模拟
其他应用
根尖炎症
埋伏牙
牙体牙髓
肿瘤
修复
讲解教学
SimPlant通过分体重建工具，把各个解剖结构分离成独立的三维模型，可实现CT和X-Ray影像切换诊断。
-- DLP 3D打印技术
EnvisionTEC 针对牙科应用推出了DLP 3D打印机(如本文视频中的Perfactory Vida)与一系列牙科3D打印材料。并与3Shape进行合作，提供种植牙手术导板、托盘等口腔修复工具的数字化设计方案。
EnvisionTEC与3Shape在2015年就建立了合作关系，双方共同提供口腔钻孔导板的数字化设计与生产解决方案。2017年，EnvisionTEC与3Shape又有了合作新动向，EnvisionTEC的Vida 3D打印机结合了3Shape的TRIOS intraoral 口腔扫描和Ortho Analyzer软件，这些数字化技术将共同用于间接粘结托盘的设计与生产。
EnvionTEC的DLP 3D打印技术与牙科材料可制造以下数字化产品：
牙科模型
牙冠、牙桥铸造模
直接制造临时冠桥(4个冠)
个性化托盘
手术导板
德国牙科设备与材料制造商贝格(BEGO)也推出了DLP 3D打印系统，这套3D打印系统被称为Varseo。Varseo是一款开放式的设备，它可以兼容所有的牙科软件。它能够使用八种不同的树脂材料来生产夹板、手术导板、CAD/施放局部义齿框架和个人印模托盘。
BEGO公司将该系统的功能扩展至生产基托、临时牙冠和牙桥修复、永久牙冠和牙桥等。
-- 牙科3D打印技术新趋势
打印速度更快
Bego将推出高速的牙科3D打印机，打印技术为nexa3D专有的润滑剂子层光固化(LSPc)技术，由XYZ Printing进行打印机制造。通过结构化光源矩阵专利技术，打印速度达1厘米/分钟。据称该技术将3D打印周期，从几小时缩短到几分钟。
无需支撑结构，后处理效率提升
德国Rapid Shape公司目前已有两类牙科3D打印设备，其中一种是面向小型技工所和牙科诊所的DLP 3D打印设备。这些设备用于快速制造种植牙手术导板、牙科模型、铸造模型等产品。另一种是面向隐形矫正器制造用的牙科模型批量产的3D打印设备。
Rapid Shape公司与德国Fraunhofer 研究所(Fraunhofer ILT)共同研发了一种3D打印技术“TwoCure”，通过该技术可以在无需添加支撑结构的情况下打印出牙科产品，有望进一步提升树脂3D打印的效率。
面向生产的流水线
3D Systems 推出了“高速数字成型”Figure 4 系统，该系统可以打印牙科设计原型和失蜡铸造模型，并可以集成自动化的后处理和物料传送设备，实现自动化批量生产。
参考资料：
口腔数字化;种植导板在种植手术中的应用概述;数字化种植–CT、软件、导板、工具;智研数据;动脉网-揭秘口腔数字化的关键设备CBCT.
(责任编辑：中国3D打印网)
页:
[1]