CN114848177A - 一种前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，属于牙科修复数字化制备技术领域。本发明实现了全流程数字化技术，使用3D打印双层导板能够将软件设计准确转化到患者口内，内侧软导板能依靠本身一定的弹性进入倒凹，而外侧硬导板为其提供支撑，就位后，使其稳定在预设的位置，暂时树脂固化后，软质导板又能依靠自身弹性顺利脱位而不破坏修复体。相对于目前应用的半数字化技术，本发明优化了流程，简化了操作，充分利用数字化技术的优势保证了操作精度。
Description
技术领域
本发明属于牙科修复数字化制备技术领域，具体涉及一种前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法。
背景技术
临床常见前牙排列不齐患者，对于这类患者，虽然最好的治疗方式是正畸治疗，但是对于成年人，贴面修复更容易被接受。其他如牙齿缺损，畸形牙，色素牙，氟斑牙的患者，贴面修复往往也是最佳的选择。在最终制作瓷贴面之前，需要制作蜡型在患者口内翻制诊断饰面(mock up)。诊断饰面是牙医、患者和牙科技工室技术人员之间沟通的一个客观而有效的工具。通过诊断饰面，可以更好地评估美学、语音和功能的修复效果。随后可根据诊断饰面结果，进行最终修复。
传统方式在制取印模后，灌制石膏模型，在其上手工制作蜡型，然后使用硅橡胶印模技术翻制到患者口内，进行试戴。而随着数字化技术的发展，已经可以实现在三维设计软件中设计蜡型，比传统方式更精细，更加方便快捷。但是在软件中设计完蜡型后如何把数字化蜡型准确转移至患者口内，是当下数字化修复要解决的问题之一。目前临床常用的方法还是要先打印出模型，再使用硅橡胶印模进行诊断饰面翻制，无疑是一种较为麻烦的选择。文献报道中很少有研究能够较好地解决这一问题。
在中国专利网站中，检索到名为“一种口腔数字化临时贴面生产办法”的专利(CN201811072870.4)，描述了在不用备牙的情况下如何通过全数字化方式制作临时贴面。临时贴面的技术也可以用于制作诊断饰面，但是此专利回避了将软件设计中诊断饰面准确翻制到患者口内的问题。其直接在软件中确定修复体形态，忽略了患者的自我调整和自我适应。在传统贴面修复中，诊断饰面的试戴是必不可少的，因为每一个患者的咬合关系、下颌运动轨迹都是不同的，需要患者自适应之后对于诊断饰面的设计略做调整才能确定准确的修复形态。因此，这篇专利虽然通过打印出临时修复体的方式实现了全数字化，但是并没有解决如何将软件设计准确翻制到患者口内的问题，且离体制作的临时贴面，相对于通过导板在口内翻制出来的贴面，更容易损坏。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，能够有效克服现有数字化制备技术无法准确翻制的技术难题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，包括以下步骤：
1)将获取得到的上、下颌口内扫描数据保存为STL格式文件，导出备用；
2)采用修复体设计软件进行蜡型与缺失牙模型建单操作，将STL格式的上、下颌口内扫描数据导入，调整牙冠形态和位置，得到蜡型模型，将其保存为STL格式文件，导出备用；
3)将步骤2)制作得到的蜡型模型文件导入数字化设计软件中，在蜡型模型上创建设计出包括内层软质导板和外层硬质导板的双层导板；
4)采用3D打印技术分别打印出内层软质导板和外层硬质导板，再经后处理，获得前牙诊断饰面翻制导板。
优选地，步骤2)所述的修复体设计软件采用Exocad软件、3Shape软件或UPCAD软件等。
优选地，步骤3)所述的数值化设计软件采用Geomagic Wrap，Geomagic Design，Geomagic studio，Imageware，CopyCAD或RapidForm等软件。
优选地，步骤3)中，在蜡型模型上创建设计出包括内层软质导板和外层硬质导板的双层导板具体操作如下：
在蜡型模型上创建导板边界，选中导板覆盖区域，复制此区域并抽壳1.5mm，即得到内层软质导板；
然后，选择内层软质导板的外侧表面，复制后先向合方偏移0.1mm，作为装配间隙；再继续抽壳1.5mm，即建立得到外层硬质导板；
在后牙非术区建立垂直于合面且直径为2mm的圆柱，左、右两侧各建立一个，与内层软质导板和外层硬质导板分别进行布尔运算，在内层软质导板上形成定位孔，在外层硬质导板上形成定位柱，用于内层软质导板和外层硬质导板的装配。
进一步优选地，在内层软质导板的两侧非操作区域均设有装配定位孔，在外层硬质导板两侧相对应的位置处设置装配定位柱，装配定位孔与装配定位柱配合实现内层软质导板和外层硬质导板的装配。
更进一步优选地，进行布尔运算时，将外层硬质导板与复制后的圆柱相加，形成带有装配定位柱的外层硬质导板；将内层软质导板与圆柱相减，形成带有装配定位孔的内层软质导板。
优选地，抽壳操作时选择平滑操作而非统一操作。
优选地，内层软质导板和外层硬质导板均采用透明材料制成。
优选地，步骤4)中，使用Formlabs打印机和Elastic材料，打印内层软质导板；使用Sprintray打印机和surgical guide材料打印外层硬质导板。
优选地，步骤4)中，后处理是采用95％酒精清洗5分钟，手工剪去支撑后在40℃下光固化处理30分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本方法实现了全流程数字化技术，使用3D打印双层导板能够将软件设计准确转化到患者口内。内侧软导板能依靠本身一定的弹性进入倒凹，而外侧硬导板为其提供支撑，就位后，使其稳定在预设的位置，暂时树脂固化后，软质导板又能依靠自身弹性顺利脱位而不破坏修复体。
2)相对于目前应用的半数字化技术，即在数字化软件中将设计好的蜡型与模型融合后打印，然后使用硅橡胶印模技术翻制到患者口内，本技术优化了流程，简化了操作，充分利用数字化技术的优势保证了操作精度。
3)本技术不仅能制作诊断饰面，还可以应用于制作暂时贴面、暂时冠等。
4)在耗材成本上，半数字化流程需要打印模型再进行硅橡胶翻制，一般即便是空心的单颌模型，也需要耗费大约15mL打印材料，而且成本还要加上翻制中使用的硅橡胶材料约30g；而本发明中的双层导板只需要两种不同的材料共约9-10mL。所以，结合各种不同材料价格和用量，单从材料成本上考虑，本发明节省了约50％的成本。
附图说明
图1为本发明实施步骤流程图；
图2为蜡型修复模型；
图3为数字化软件中双层导板的设计图；其中，(a)为硬质导板设计图(b)为软、硬导板设计完成的剖面图；
图4为3D打印导板的实体图；其中，(a)为打印完成的软质导板(b)为打印完成的硬质导板；
图5为临床应用实体图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，一种使用数字化技术设计制作前牙诊断饰面翻制导板的方法，包括以下步骤：
1)获取患者上下颌口内扫描数据：保存为STL格式文件；
2)使用修复体设计软件设计蜡型，导出修复完成模型：在修复体设计软件(如Exocad等)中选择蜡型与缺失牙模式建单，将上下颌口扫数据导入。调整牙冠形态和位置，设计完成后导出保存为stl格式文件；
3)在数字化设计软件中设计双层导板：首先，将制作好的蜡型模型导入至数字化设计软件如Geomagic Wrap等，参见图2，修整模型后使用“创建”中“样条边界”功能在蜡型模型上创建导板边界，选中导板覆盖区域，复制此区域并向合方抽壳1.5mm，命名为“内导板”，此部分即为内侧软导板部分。然后，选择内导板的外侧表面，复制后先向合方偏移0.1mm，作为内外导板的装配间隙；再继续抽壳1.5mm建立外侧导板，命名为“外导板”。在后牙非术区建立垂直于合面直径为2mm的圆柱，左右两侧各一个，与软硬导板进行布尔运算，具体为与硬导板相加、与软导板相减，这样分别在软硬导板上形成定位孔和定位柱，用于软硬导板装配；
4)使用3D打印机分别打印两层导板：使用牙科3D打印机和软质透明材料，如Formlabs打印机和Elastic材料，打印内层软质导板；使用牙科3D打印机和硬质透明材料，如Sprintray打印机和surgical guide材料打印外层硬质导板；
5)后处理：清理导板，去除支撑，光固化；
6)临床应用：将双层导板装配完成，在患者口内试戴无误后，在双层导板内侧修复牙位注入暂时树脂，复位于患者口内，因为两层导板均是透明的，因此可以选择光固化树脂；暂时树脂固化后依次取下外层导板和内层导板，局部处理，抛光，完成诊断饰面。
参见图3和图4，所述的导板由内层软质导板和外层硬质导板双层组成，内外层导板除依靠形态固位外，在软导板的两侧非操作区域设置有装配定位孔，硬质导板两侧相应位置设置有装配定位柱，通过此结构保证两层导板准确装配。
所述的双层导板参数是内层导板厚度为1.5mm，外层导板厚度为1.5mm，两层之间装配间隙为0.1mm，且在数字化设计软件中抽壳时选择“平滑”而不是“统一”，尽量避免两层导板在装配过程中产生较大倒凹，影响摘戴效果。
所述的双层导板均为透明材料，紫外光可透射，在操作中，可使用紫外光对暂时树脂等材料进行光照固化。
临床应用案例：
一例需要贴面修复的患者，按照贴面修复原则，在瓷贴面修复前，需要制作诊断饰面以确认美学效果，患者同意后以此方案制作瓷贴面进行修复。患者初诊时，使用口内扫描仪获取口内扫描数据。使用Exocad等软件确定修复蜡型，使用Geomagic Wrap软件按照本方法设计双层导板，并打印。双层导板后处理后，利用就位孔和就位柱进行精准装配。在患者口内试戴，就位和脱位顺利。如图5示，注入暂时树脂后，在患者口内复位。树脂固化后，取出导板，修整诊断饰面边缘。将翻制完成的诊断饰面进行口内扫描，获取stl文件数据。使用Geomangic Wrap软件将翻制前设计文件和翻制后扫描数据通过非治疗牙进行配准。计算RMS值，得出结果为0.12±0.07mm。同样的患者数据，打印初诊模型和诊断蜡型模型后，在诊断蜡型模型上使用硅橡胶翻制，并在初诊模型上制作诊断饰面，对翻制后戴有诊断饰面的初诊模型进行扫描，将其扫描数据与设计数据通过未治疗牙配准。计算其RMS值，结果为0.17±0.09。将两种方式进行对比，其精度具有统计学意义(P＜0.05)。此3D偏差分析结果表明，使用本方法相对于使用硅橡胶翻制诊断饰面的方式具有更高的精度。
本方法在上述病例中使用的双层导板打印材料消耗总体积为9800mm3，而同一个病例若使用先打印模型再使用硅橡胶翻制的方式则需要消耗模型材料14600mm3，且还需消耗硅橡胶印模材约50g。折合成人民币计算，本方法节省成本约￥13左右，在现有硅橡胶翻制方法中占比约45％。
此外，当把本发明的方案应用于暂时贴面、暂时冠设计制作时，其数据来源分别为软件中带有最终贴面修复形态的牙列模型、软件中带有牙冠修复形态的牙列模型。获取模型后，后续的软件设计过程，制作过程相同。打印完毕后后处理方式也相同。在临床中的使用过程也相同。
综上所述，相对于目前应用的半数字化技术，即在数字化软件中将设计好的蜡型与模型融合后打印，然后使用硅橡胶印模技术翻制到患者口内，本发明优化了流程，简化了操作，充分利用数字化技术的优势保证了操作精度。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将获取得到的上、下颌口内扫描数据保存为STL格式文件，导出备用；
2)采用修复体设计软件进行蜡型与缺失牙模型建单操作，将STL格式的上、下颌口内扫描数据导入，调整牙冠形态和位置，得到蜡型模型，将其保存为STL格式文件，导出备用；
3)将步骤2)制作得到的蜡型模型文件导入数字化设计软件中，在蜡型模型上创建设计出包括内层软质导板和外层硬质导板的双层导板；
4)采用3D打印技术分别打印出内层软质导板和外层硬质导板，再经后处理，获得前牙诊断饰面翻制导板。
2.根据权利要求1所述的前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，步骤2)所述的修复体设计软件采用Exocad软件、3Shape软件或UPCAD软件；步骤3)所述的数值化设计软件采用Geomagic Wrap，Geomagic Design，Geomagic studio，Imageware，CopyCAD或RapidForm。
3.根据权利要求1所述的前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，步骤3)中，在蜡型模型上创建设计出包括内层软质导板和外层硬质导板的双层导板具体操作如下：
在蜡型模型上创建导板边界，选中导板覆盖区域，复制此区域并抽壳1.5mm，即得到内层软质导板；
然后，选择内层软质导板的外侧表面，复制后先向合方偏移0.1mm，作为装配间隙；再继续抽壳1.5mm，即建立得到外层硬质导板；
在后牙非术区建立垂直于合面且直径为2mm的圆柱，左、右两侧各建立一个，与内层软质导板和外层硬质导板分别进行布尔运算，在内层软质导板上形成定位孔，在外层硬质导板上形成定位柱，用于内层软质导板和外层硬质导板的装配。
4.根据权利要求3所述的前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，在内层软质导板的两侧非操作区域均设有装配定位孔，在外层硬质导板两侧相对应的位置处设置装配定位柱，装配定位孔与装配定位柱配合实现内层软质导板和外层硬质导板的装配。
5.根据权利要求4所述的前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，进行布尔运算时，将外层硬质导板与复制后的圆柱相加，形成带有装配定位柱的外层硬质导板；将内层软质导板与圆柱相减，形成带有装配定位孔的内层软质导板。
6.根据权利要求3所述的前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，抽壳操作时选择平滑操作而非统一操作。
7.根据权利要求1所述的前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，内层软质导板和外层硬质导板均采用透明材料制成。
8.根据权利要求1所述的前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，步骤4)中，使用Formlabs打印机和Elastic材料，打印内层软质导板；使用Sprintray打印机和surgical guide材料打印外层硬质导板。
9.根据权利要求1所述的前牙诊断饰面翻制导板的数字化制备方法，其特征在于，步骤4)中，后处理是采用95％酒精清洗5分钟，手工剪去支撑后在40℃下光固化处理30分钟。
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2022
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