什么是数字化牙科？
2024-12-30
2025-12-24
在快速发展的数字化牙科领域，计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）已成为一项基石技术。该系统可以精确创建牙修复体，例如牙冠、牙桥、嵌体、高嵌体、贴面，甚至全口假牙。通过集成数字扫描、虚拟设计和自动化制造，CAD/CAM 最大限度地减少人为错误、缩短生产时间并提高整体配合度和美观度。
第 1 步：数据采集 – 扫描和模型准备
CAD/CAM 流程首先捕获患者口腔解剖结构的准确数字数据。在实验室环境中，这通常是在诊所发送物理印模或数字文件时开始的。
对于作为硅胶模具收到的传统印模，实验室会浇注超硬石膏来创建物理模型。然后使用高精度桌面扫描仪扫描该模型，以微米级精度（通常为 5-10 微米）捕获 3D 数据。扫描仪使用结构光或激光技术生成点云，然后将其转换为网格以进行进一步处理。
关键考虑因素包括确保扫描覆盖预备边缘、相邻牙齿和对牙弓，以实现正确咬合。任何人工制品，如唾液或血液，都必须进行数字化清洁。这一步为整个过程奠定了基础；这里的不准确可能会导致修复体不合适。
第 2 步：计算机辅助设计 (CAD) – 虚拟修复规划
获取 3D 数据后，会将其加载到专门的设计软件中。在这里，技术人员虚拟地设计修复体。该软件显示扫描的模型，允许对解剖结构、轮廓和咬合进行精确调整。
设计首先是标记准备线并定义插入轴。先进的算法根据仿生原理提出最佳形状，确保修复体模仿自然牙齿形态。强制执行诸如最小厚度（例如，氧化锆为 0.5-1.0 毫米）等参数以防止破裂。对于像牙桥这样的多单元修复体，连接器的尺寸应根据强度进行适当调整。
现代软件中的人工智能集成使大部分工作实现自动化，将设计时间从几小时缩短到几分钟。输出是代表最终修复体设计的 STL 文件。在实验室工作流程中，可以嵌套多个设计以有效利用材料，因此他们还需要对牙齿进行排版，生成 NC 格式的生产文件以进行制造。
此阶段对于定制至关重要 - 技术人员可以模拟咬合力和美观，确保患者特定的结果。
第 3 步：计算机辅助制造 - 铣削和雕刻
设计文件准备好后，流程将转移到 CAM，在其中实际生成虚拟模型。这涉及使用多轴铣床的减材制造。
将 NC 文件加载到铣刀中，铣刀用预烧结的材料块（例如氧化锆、二硅酸锂或复合树脂）雕刻修复体。氧化锆因其强度而受到青睐，在软状态下进行铣削以避免刀具磨损。
每个单元的铣削需要 10-30 分钟，具体取决于复杂程度。湿磨用于玻璃陶瓷，以防止热损坏，而干磨则适合氧化锆。铣削后，将修复体与支撑结构分离并检查是否存在缺陷。
第四步：着色和干燥——增强美观
对于像氧化锆这样从白色或单色开始的材料，着色对于获得自然的牙齿色调至关重要。在预烧结状态下，将铣削修复体浸入或刷涂与 Vita 色调 (A1-D4) 相匹配的液体着色剂。
具有梯度半透明度的多层块减少了对大量着色的需要，但定制染色增加了切端蓝色或牙龈粉红色等细节。涂覆后，将工件在低温（约 80-100°C）下干燥，以蒸发溶剂而不开裂。
此步骤可确保修复体与周围牙齿无缝融合，从而提高患者满意度。干燥通常持续 30-60 分钟，为下一阶段做好准备。
第 5 步：烧结 – 实现最终强度和密度
烧结将柔软的研磨氧化锆转变为致密、高强度的陶瓷。修复体被放置在专用炉中，并根据特定曲线加热 - 通常在数小时内升温至 1450-1550°C，保持 2 小时，然后缓慢冷却以避免热冲击。
熔炉设置因材料厚度和类型而异；快速烧结选项可将单个单元的周期缩短至 2-4 小时。这个过程会导致体积收缩，最终确定尺寸并提高半透明度。
烧结后表面粗糙、哑光。上釉采用薄陶瓷层，在较低温度 (750-850°C) 下烧制 1-2 分钟，形成光滑、防污的饰面。
可以添加外部污渍以获得细微的颜色变化，从而增强真实感。使用金刚石工具抛光是一种获得更光滑感觉的替代方法，尽管玻璃可以提供更好的耐磨寿命。
这种美学上的精致对于前牙修复体至关重要，因为自然光反射很重要。在实验室中，为了提高效率，会对多个单元进行批量上釉。
优势及市场趋势
CAD/CAM 具有众多优势：精度（配合精度 >95%）、减少办公时间（可能当天）、节省材料和减少重制（低于 5%）。它还支持氧化锆等生物相容性材料，其 5 年存活率超过 95%。
趋势包括人工智能驱动的设计、混合动力的 3D 打印集成以及诊所和实验室之间基于云的协作。随着人口老龄化和化妆品需求的不断增长，全球的采用率激增——北美占据 36% 的市场份额，但亚太地区的复合年增长率为 12%。
挑战依然存在，例如初始投资（系统 50,000 美元至 200,000 美元）和培训需求，但通过效率提升，可在 1-2 年内实现投资回报。
结论
牙科 CAD/CAM 整个流程（从扫描到修复）代表了牙科领域的范式转变，将技术与艺术融为一体，以实现卓越的效果。无论是在椅旁诊所还是高级实验室，掌握此工作流程都可以让专业人员提供更快、更准确的护理。到 2034 年，市场规模将扩大至 74.8 亿美元，保持更新可确保数字牙科的竞争力。对于世界各地的从业者来说，采用 CAD/CAM 不仅仅是一种选择，而且是口腔健康的未来。
