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运用传统技术及3D 技术制作的上腭快速扩弓器之间的比较— 用于乳牙和恒牙的牙槽固位器
日期:2021/02/02
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作者:


Santiago Isaza Penco博士
Andrea Nakleh博士
Thomas Lietz博士
Stefano Negrini博士
本文原载于《世界牙科技术》2019年第10期《综合版》第26-30页。


介绍

上颌扩弓可以创造间隙、纠正锁合,主要是用于治疗单侧和双侧锁合。正畸医生必须记住,虽然有各种不同的治疗理念和治疗方案,但是最重要的是实现治疗目标,并随着时间的推移能够保持治疗结果。

通过扩大牙弓来扩展腭部的方法最早是由安吉尔博士于1860年提出并发表的,后来是布莱克(1893)和霍利(1912)。当时的基本原理是用一根可旋转加力的双向螺钉人工打开腭缝。从那时起,作为基本原理就没有做过很大的改变,仅仅是对扩展螺丝的形式、尺寸和材料进行了修改。现有产品(图1),在国际上被称为Hyrax或Palex,由两个结构组成,一个主轴和两个导向销(hyraxclick / palexclick 图1)或只有一个导向销(Variety click图2)。临床使用一再重申, 治疗期间螺丝往往自己会回旋。因此,一些螺丝增加了防止不必要回旋的功能。DENTAURUM螺旋扩弓器,如hyraxclick(图1)和Variety click(图2),都内置了这一功能。

图1.png

图2.png


螺旋扩弓器带有预制支架或者主体上留出足够空间来添加个性化的支架(钢丝)。支架的作用是连接螺旋器和矫治器(带环,夹板或窄径种植钉)。扩张时需要一个安全钥匙来给螺旋器加力。

起初,螺旋扩弓器由白色金属制成。由于白色金属易生锈腐蚀,hyrax螺丝现在是由不锈钢或者钛金属制成。

上腭扩弓矫治器
100多年来,螺旋扩弓器只连接到牙齿上。固位只能通过牙槽固位来实现。目前,腭部扩弓有三种选择:
• 牙槽固位的腭部扩弓器 
hyrax螺旋器的四条支架使用带环固定在先进前磨牙和磨牙上。也有一种改型是使用额外的丙烯酸树脂块固定。
•混合腭扩弓器 
hyrax螺钉的近中支架连接到骨性支抗或者微种植钉(TADs)上(图3)。远端支架固定在牙槽骨锚固物(比如支抗牙)上,焊接到带环上。


图3.png


• 使用骨性支抗的上腭扩弓器
该器械被称为骨源性上颌hyrax扩弓器(BBME)。hyrax的支架和主体部分直接连接到两个或四个微型种植钉上。
本文将讨论使用数字技术制作一种牙槽固位的腭部扩弓器。
数字化制造技术

几十年来,用于腭部扩张的矫治器都是按照同样的工艺制作的:固定带环、制取模型、灌注工作模、装配及嵌入矫治器。正畸中逐渐引入的数字化可以让快速螺旋扩弓矫治器更并且患者能够更好地适应它。

该过程将通过一个实际案例加以说明(图4)。

图4.png


模型制取



在传统工艺中,取模是制作矫治器的先进步,通常使用藻酸盐。接下来,印模要用牙科石膏灌制出来。正畸技工可以根据模型制作该矫治器。尽管因为化学属性,印模和石膏材料的体积发生了变化,但这一传统工艺在临床实践中仍然有效。例如,石膏在固化过程中由于二次反应会发生膨胀。

传统的印模制取还会产生另外一个问题。根据技术和材料的不同,取模时可能会压迫软组织。对牙周韧带施加压力可能会导致正常情况下无法检测到的牙齿位移。这些外形和体积上的改变可能会导致矫治器不贴合。固定和活动矫治器的不贴合可能会对牙齿造成无法预料的力量并给患者带来不适感。由于软组织和硬组织具有一定的可让性,小的不精确点很难检测到。所有的误差在印模制取和模型制作过程中都会造成问题,这些问题将会贯穿整个制作过程直至临床应用。

数字化矫治器的制作需要一个数字化模型(图5)。如果将石膏模型数字化或者通过扫描将印模数字化(从技术角度来说更复杂),那么上述误差也会数字化。这就是为什么光学印模或口腔内扫描是必要的。扫描仪为制取数字化模型提供了一个解决方案。利用数字扫描仪,可以消除传统的压印和模型制作过程中所产生的上述误差。在过去的几年里,口内扫描仪的使用和可靠性的评述一直是各种出版物的主题。

采用口内扫描仪(TRIOS,3Shape)获取数字印模(图5)。建议采取以下步骤:

1.下颌牙弓

2.上颌牙弓

3.左右侧咬合关系的配准

根据作者的经验,扫描牙弓需要3分钟。这一过程比传统的取模快一些。扫描文件(或多或少完成的模型)通过FTP传输立即发送至正畸技工室。

口内扫描数据提供了精确的牙弓图像、咬合关系和牙龈形态。利用数字化印模,牙科医生可将所有模型以数字化方式存档,从而为诊所及技工室节省大量空间。另一个优势是数字通信。在矫治器制造和加工过程中,无论诊所和技工室位于何处,正畸医师和牙科技工都可以通过计算机进行交互联系。

图5.png



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矫治器制作



传统的技术中,从扩弓螺旋器到牙齿上的力的传递是通过带环(支托)和连接杆来实现的。新的数字化技术消除了传统技术中因螺旋器引起的适应性和力传递方法的问题。利用数字技术,可以制作出完全适应的带环和个性化的半圆形力臂(图6)。

图6.png

在本案例中,该矫治器是使用 OrthoAnalyzer™(3Shape)软件制作的。这个过程类似于义齿卡环的制作。先进磨牙被安全地包绕在个性化的带有两个支托的带环内,这允许了足够的力量传输。包绕优于带环,不会造成过早的咬合接触。传统的带环覆盖了牙齿的主要部分,造成了另一个问题:在颈部和接触区域,带环的不贴合会损害组织,增加牙菌斑、龋病和牙龈炎的概率。如所述病例中的环形包绕,不覆盖颈部区域,便于清洁。如果使用预制带环,需要分离相邻的牙齿,随着新流程的出现,这将变得过时。

在这个病例中,螺钉的前方施力点是尖牙和先进乳磨牙。为了保持美学和预防龋坏,口腔前庭和近端区域可以不包裹。

施加在先进/第二乳磨牙上的力使腭中缝打开,这些牙齿横向移动以优化治疗结果(图7)。

图7.png

文件保存好以后,STL文件被传输到机器上,用来加工矫治器,有两种加工方式的选项。虚拟数据到真实物体的转换可以通过减材或增材制造过程来实现。

在减材制造的情况下,夹板是从一块材料上磨切下来的。这里所述的增材制造是指用激光将金属粉末熔合制成夹板。这个过程被称为选择性激光熔融技术(SLM)。

研磨后的零件表面光滑。然而,必须对粘接表面上的组织面进行粗化处理,以便粘附到牙齿上。粘接表面的任何机械加工都会影响其与牙齿表面的贴合程度和粘接能力。

所述组织面的机械加工会影响粘接间隙。间隙越大,密合度越差。使用SLM,整个组织面的表面将或多或少粗糙。这就是为什么粘接面有足够的固位力。剩余的表面可以被平滑和抛光而不产生任何后果。

放置hyrax螺钉的支架时必须要和硬腭之间留有足够的间隙,但是间隙应该保持尽可能小。记住在扩张的过程中上腭是平坦的!在先进磨牙或第二磨牙上,支架必须连接到带环的中心(图8)。hyrax支架通过激光焊接连接到带环的中心。由于焊接材料更易腐蚀,不建议采用常规焊接。如果螺旋扩弓器是钛制的,传统的焊接也是不可取的。抛光后,腭部扩弓器即可安装。

图8.png

hyrax扩弓器由不锈钢或钛制成。用于固定腭部扩弓器到牙齿上的个性化带环必须由相同的材料制成。否则,各组件之间无法焊接到一起,如果以减材或者增材方法制作不锈钢或者钛支架,就不会出现问题。

安装和加力
用树脂水门汀将腭部扩弓器粘在牙齿上(图9)。先进天hyrax螺旋扩弓器加力使其完全旋转一圈。以后每一天螺旋扩弓器旋转¼圈,直到螺丝被打开到计划的幅度。Variety螺旋器和hyrax螺旋器每¼圈打开0.2mm


图9.png

进度控制
数字化技术可用于记录和评价治疗进展和结果。例如,可以在矫治器安装后6个月重复进行口内扫描(图10)。当观察图时,可以看到带有矫治器进行常规取模不能得到高质量的模型。


双侧磨牙及尖牙之间的距离(图10)可以使用OrthoAnalyzer™(3Shape)进行测量和数字化评估。在石膏模型上也可以完成。我们可以把前后模型放在一张表格上,直观地观察它们之间的区别。使用数字化模型将会使这个过程更容易,因为它们可以通过数字化实现叠加和评估。

图10.png

结论
数字化工作流程为诊断、治疗结果评估和腭部扩弓器的制造都提供了许多优势。可避免因印模材料和石膏模型误差造成的匹配性问题。数字模型存储节省了诊所和技工室的空间。
通过虚拟矫治器的设计,即使加工厂距离较远,正畸医生也可以全程参与整个生产设计过程。数字化使腭部扩弓器的设计更精细,适应性更好,减少了副作用(图11)。


图11.png


使用数字模型可以更容易地分析和评估治疗结果。模型的虚拟叠加可以显示治疗进展,有助于临床更好地管理扩弓器的设计和制作过程中的错误(图11a)。


图11a.png



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