簡(jiǎn)介：

　　CAD/CAM和3D打印技術(shù)的興起開(kāi)啟了口腔牙科數字化新時(shí)代：舒適的病患體驗、高效的診治和高性?xún)r(jià)比義齒定制。本文中，生產(chǎn)專(zhuān)家Maxime Fontaine將深入探討 CAD/CAM 數字化制造技術(shù)在口腔牙科的工作原理、生產(chǎn)種類(lèi)以及優(yōu)缺點(diǎn)。

　　口腔牙科正利用CAD/CAM數字化制造技術(shù)，迅速將長(cháng)期以來(lái)以費時(shí)和幾乎完全手工制作而著(zhù)名的過(guò)程數字化。借助最新的設計和制造技術(shù)，CAD/CAM數字化制造技術(shù)開(kāi)啟了口腔牙科新時(shí)代，標志著(zhù)更高效的程序、更精益的工作流程以及更卓越的患者體驗。

　　在本文中，我們將深入探討口腔牙科的CAD/CAM數字化制造技術(shù)，包括其工作原理、涉及內容、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)以及相關(guān)技術(shù)。

　　CAD/CAM數字化制造技術(shù)在口腔牙科中的應用？

　　計算機輔助設計(CAD)是指使用軟件創(chuàng )建口腔牙科產(chǎn)品的數字三維模型，而非傳統的蠟模型制作方法。

　　計算機輔助制造(CAM)是指由機器完成、并由軟件控制的CNC銑削和3D打印等技術(shù)，而非傳統的手工鑄造或陶瓷雕刻等工藝。

　　CAD/CAM數字化制造在牙科中的應用涵蓋了使用CAD工具和CAM方法制造牙冠、假牙、嵌體、高嵌體、牙橋、貼面、種植體以及基臺修復體或修復體等牙科產(chǎn)品。

　　簡(jiǎn)而言之，牙醫或技術(shù)人員使用CAD軟件創(chuàng )建虛擬牙冠，并通過(guò)CAM過(guò)程進(jìn)行數字化制造。如您所見(jiàn)，牙科CAD/CAM數字化制造相對于傳統方法更具可復制性和可擴展性。

　　口腔牙科CAD/CAM數字化制造技術(shù)的發(fā)展

　　口腔牙科CAD/CAM數字化制造技術(shù)的引入改變了口腔牙科診所和口腔牙科實(shí)驗室處理印模、設計和制造的方式。

　　在CAD/CAM 技術(shù)出現之前，牙醫會(huì )使用石膏或硅膠對患者的牙齒進(jìn)行印模。牙醫或口腔牙科實(shí)驗室的技術(shù)人員將使用這種印模用石膏制作模型。然后石膏模型將用于制造個(gè)性化假肢。從頭到尾，這個(gè)過(guò)程需要患者安排兩到三次預約，具體取決于最終產(chǎn)品的準確性。

　　口腔牙科CAD/CAM數字化制造技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)使以前的手動(dòng)流程變得更加數字化。

　　該過(guò)程的第一步可以直接在牙醫辦公室完成，牙醫使用口內三維掃描儀記錄患者牙齒的數字印模。生成的三維掃描結果可以發(fā)送到口腔牙科實(shí)驗室，技術(shù)人員在 CAD 軟件中打開(kāi)它，并使用它來(lái)設計將要打印或銑削的口腔牙科部件的 3D 模型。

　　即使牙醫使用物理印模，口腔牙科實(shí)驗室也可以利用 CAD 數字化設計技術(shù)，即通過(guò)桌面掃描儀將物理印模數字化，使其在 CAD 軟件中可用。

　　口腔智造：CAD/CAM數字化制造技術(shù)的優(yōu)勢

　　鑒于 CAD/CAM 牙科速度更快且工作流程更為簡(jiǎn)化，這對于牙科診所和實(shí)驗室而言也更具成本效益。例如，無(wú)需購買(mǎi)或運輸印?；蜩T件所需的材料。此外，CAD/CAM 技術(shù)還有助于解決牙科實(shí)驗室面臨的技術(shù)人員短缺問(wèn)題，因為它們能夠每天為每位技術(shù)人員制造更多的假體。

　　另一個(gè)顯著(zhù)的好處是CAD/CAM 牙科通常需要患者進(jìn)行更少的就診，只需進(jìn)行一次口腔內掃描和一次放置過(guò)程，使患者享受更便利的治療過(guò)程。此外，它也提高了患者的舒適度，因為他們可以接受數字掃描，避免了長(cháng)時(shí)間咬合粘稠的海藻酸鹽材料并等待其凝固的不愉快過(guò)程。

　　此外，牙科 CAD/CAM 技術(shù)也提供了更高的產(chǎn)品質(zhì)量?？趦葤呙鑳x、三維設計軟件、銑床(CNC Milling)和3D打印機的數字精度通常能夠產(chǎn)生更可預測和更符合患者需要的結果。此外，CAD/CAM 牙科還使診所更輕松地處理復雜的修復體。

　　CAD/CAM數字化制造技術(shù)在牙科的具體應用

　　口腔牙科CAD/CAM數字化制造技術(shù)應用主要是修復工作，即修復和更換腐爛、損壞或缺失的牙齒。 CAD/CAM 技術(shù)可用于制造各種口腔牙科產(chǎn)品，包括：

　　牙冠 Crowns

　　嵌體 Inlays

　　高嵌體 Onlays

　　貼面 Veneers

　　牙橋 Bridges

　　全口、半口假牙 Full and partial dentures

　　種植體修復 implant restorations

　　活動(dòng)局部假牙(支架) Removable Partial Denture

　　總體而言，口腔牙科的CAD/CAM數字化制造技術(shù)很有吸引力，因為它更快、更容易，同時(shí)經(jīng)常提供更好的結果。

　　口腔牙科CAD/CAM數字化制造的工作流程

　　口腔牙科CAD/CAM數字化制造遵循簡(jiǎn)單的流程，如果所有流程都在內部完成，則可以在短短 45 分鐘內完成。步驟通常包括：

　　1、準備：牙醫清除所有腐爛物，以確?；颊叩难例X做好掃描和修復的準備。

　　2、掃描：牙醫使用手持式口內掃描儀捕獲患者牙齒和口腔的三維圖像。

　　3、設計：牙醫(或診所的其他成員)將三維掃描數據導入 CAD設計軟件，并創(chuàng )建修復產(chǎn)品的 3D模型。

　　4、生產(chǎn)：定制修復體(牙冠、貼面、假牙等)，并采用 3D打印或銑削方式生產(chǎn)修復體。

　　5、精加工：此步驟取決于產(chǎn)品和材料的類(lèi)型，但可能包括燒結、染色、上光、拋光和燒制(對于陶瓷)，以確保精確的配合和外觀(guān)。

　　6、放置：牙醫將修復修復體安裝在患者的口腔中。

　　1、三維掃描：數字化印模流程

　　數字印模是通過(guò)口內三維掃描儀制作的，這些掃描儀是一種薄而輕便的設備，可以直接置于患者口腔內，能在幾秒內掃描患者的牙齒。某些掃描儀甚至配備更薄的尖端，以適應那些難以張大嘴巴的患者。

　　這些三維掃描儀使用視頻或LED燈快速捕獲患者牙齒和口腔的高分辨率、全彩圖像。掃描圖像可以直接導入CAD軟件進(jìn)行設計，省去了中間步驟。相較于傳統的物理印象，數字圖像更為準確、更加詳細，且不容易出錯。

　　這一方法的另一個(gè)重要優(yōu)勢在于牙醫可以確保確保咬合的質(zhì)量并確保有足夠的咬合空間。此外，牙科技工室在牙醫準備和審核數字印模后，僅需數分鐘就可以收到數字印模，而不需要處理通常與物理印模的運送時(shí)間和費用有關(guān)的問(wèn)題。

　　2、數字化設計：口腔牙科CAD工作流程

　　將三維掃描數據導入CAD軟件后，牙醫或設計專(zhuān)家可以使用該軟件創(chuàng )建牙冠、貼面、假牙或種植體等牙科產(chǎn)品。

　　這些軟件通常會(huì )引導用戶(hù)完成創(chuàng )建與患者的牙齒形狀、大小、輪廓和顏色相匹配的產(chǎn)品的過(guò)程。該軟件允許用戶(hù)調整厚度、角度、骨水泥間隙和其他變量，以確保正確的貼合和咬合。

　　CAD 軟件還可能包含特定工具，如接觸分析器、咬合檢查器、虛擬咬合架或解剖庫，所有這些工具都有助于改善設計。它還可以確定插入軸的路徑。許多CAD應用程序還使用人工智能(AI)來(lái)簡(jiǎn)化、優(yōu)化和自動(dòng)化許多步驟，或者為用戶(hù)提供建議。

　　CAD 軟件還可以協(xié)助選擇材料，因為不同材料具有不同的彎曲強度、機械強度和半透明度組合。

　　3、加工編程：口腔牙科CAM工作流程

　　完成牙科產(chǎn)品的設計后，文件將被發(fā)送至CAM軟件，以控制3D打印機或CNC銑床。

　　根據CAM軟件和輸出設備的類(lèi)型，生產(chǎn)可能完全自動(dòng)進(jìn)行，也可能需要技術(shù)人員啟動(dòng)該過(guò)程。有些工廠(chǎng)配備了自己的CAM系統，而其他工廠(chǎng)可能會(huì )將CAD文件發(fā)送到外包制造的中心。

　　對于樹(shù)脂產(chǎn)品，如牙科模型、鑄造模型和手術(shù)導板，最常見(jiàn)的兩種3D打印技術(shù)是立體光刻(SLA)和數字光處理(DLP)。

　　通過(guò)SLA，激光束照射充滿(mǎn)液體樹(shù)脂的容器，從而固化選定的顆粒。DLP的工作原理與SLA相似，但使用數字光投影儀而不是激光。因此，DLP可以一次暴露整個(gè)層或樹(shù)脂，而SLA中使用的激光必須四處移動(dòng)才能做到這一點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，SLA更為精準，而DLP更快。取決于修復體類(lèi)型，一種技術(shù)可能比另一種更為適宜。

　　這兩種方法都需要進(jìn)行后處理，包括溶劑清洗或旋轉去除多余的樹(shù)脂，有時(shí)還需要去除支撐結構。

　　對于最終修復體通常是金屬制品，兩種最常見(jiàn)的3D打印技術(shù)是選擇性激光熔化(SLM)和直接金屬激光燒結(DMLS)。這兩者的工作原理與SLA類(lèi)似，但使用功率更高的激光來(lái)熔化金屬粉末并塑造最終的牙冠、牙橋、RPD框架或正畸器具。SLM和DMLS都需要進(jìn)行后處理熱處理，以確保材料保持其強度和形狀。

　　另一方面，銑削是一種減材工藝，通過(guò)去除固體塊或盤(pán)上的材料來(lái)制造牙科產(chǎn)品。CAM軟件的編程功能將數字3D文件轉換為刀具路徑，以最有效的方式切除周?chē)槐匾牟牧?#xff0c;同時(shí)保持速度、質(zhì)量和運營(yíng)成本的平衡。

　　大多數牙科銑床都是5軸系統，能夠生產(chǎn)非常復雜的零件，例如種植桿或全口橋。機床的第五軸允許銑床傾斜材料塊以到達底部和插入軸，這是3軸系統無(wú)法實(shí)現的。值得注意的是，隨著(zhù)CAD/CAM牙科市場(chǎng)的增長(cháng)，這些銑床變得越來(lái)越小、設計更加緊湊，以便在牙科診所中也能輕松實(shí)現工作。

　　材料：數字化制造能夠生產(chǎn)哪些口腔牙科產(chǎn)品？

　　口腔牙科診所或口腔牙科實(shí)驗室使用的 CAM 設備類(lèi)型很大程度上取決于產(chǎn)品所需的材料類(lèi)型。常見(jiàn)的材料選擇包括：

　　烤瓷：可實(shí)現最佳美觀(guān)(外觀(guān))，但前牙修復體強度較低

　　樹(shù)脂：在全覆蓋或部分覆蓋修復體中具有更大的靈活性

　　聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)：用于臨時(shí)修復體

　　陶瓷(二硅酸鋰)：在全覆蓋后牙修復體中具有高抗彎強度

　　氧化鋯：在牙冠和后牙修復體中具有卓越的機械強度

　　鈷鉻合金：用于 RPD支架、種植和正畸矯治器

　　CAD/CAM數字化制造與種植牙科

　　種植牙科專(zhuān)注于替代缺失的牙齒。種植系統通常由一個(gè)植入體構成，它被外科手術(shù)植入到患者的下顎，通常位于牙齒根部所在的位置，還包括一個(gè)植入體連接柱，它附著(zhù)在植入體上并穿過(guò)牙齦組織，以及一個(gè)牙冠。

　　CAD/CAM牙科技術(shù)可以用于創(chuàng )建種植系統的每個(gè)部分，通常使用鈦材料進(jìn)行植入體和連接柱的CNC銑削。根據其位置、牙醫的偏好和患者的預算，牙冠可以由鋯石、金屬陶瓷(PFM)、陶瓷(二硅酸鋰)或金制成。臨時(shí)牙冠(用于在最終牙冠制成時(shí)安放)可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或樹(shù)脂制成。

　　CAD/CAM數字化制造技術(shù)還可以用于制作咬合夾板，幫助患者避免在夜間磨牙，以及制作手術(shù)導板，這些是由樹(shù)脂制成的套筒，放置在患者的下顎上，以幫助外科醫生在正確的位置鉆植體。

　　牙科CAD/CAM數字化制造技術(shù)的缺點(diǎn)

　　與牙科領(lǐng)域的任何技術(shù)一樣，CAD/CAM數字化制造技術(shù)也存在一些需要考慮的不足之處。對于牙科診所和實(shí)驗室而言，成本可能是一項障礙。初始投資，包括軟件、3D打印機、銑床和后處理設備等，可能相當高昂。

　　此外，使用CAD/CAM數字化制造技術(shù)需要學(xué)習曲線(xiàn)。如果沒(méi)有自動(dòng)化解決方案的幫助，與數字文件準備和數據管理相關(guān)的手動(dòng)工作可能很多，而這些工作對于牙科技工而言可能不太熟悉。這是因為CAD/CAM牙科技術(shù)相對較新，通常不包含在技工的培訓課程中。

　　通常情況下，員工需要學(xué)習如何使用多種軟件工具，包括口腔內掃描、CAD和CAM。如果購買(mǎi)了新的銑床或3D打印機，員工可能還需要學(xué)習另一個(gè)軟件應用程序。更不用說(shuō)目前的勞動(dòng)力短缺可能會(huì )使尋找足夠的受過(guò)培訓的牙科技工成為一項難題，尤其是對于大型診所或實(shí)驗室來(lái)說(shuō)，更不用說(shuō)擁有強大的CAD/CAM技能的高素質(zhì)牙科技工。

　　未來(lái)展望：牙科CAD/CAM數字化制造自動(dòng)化與AI

　　CAD/CAM牙科技術(shù)持續不斷地發(fā)展演進(jìn)。由于這些技術(shù)是數字化的，牙科實(shí)驗室正在不斷改進(jìn)其效率和易用性。

　　最近的兩個(gè)例子包括人工智能(AI)和“智能自動(dòng)化”。在一些先進(jìn)軟件上，AI被用來(lái)自動(dòng)化所有的CAM步驟，包括：

　　文件分類(lèi)和分區

　　零件擺放

　　鏤空

　　打標

　　支撐結構設計

　　打印排版

　　切片和填充

　　在口腔牙科實(shí)驗室等大型企業(yè)中，人工智能可以自動(dòng)化整個(gè)預生產(chǎn)工作流程。具體來(lái)說(shuō)，軟件可以學(xué)習：

　　將零件分類(lèi)為預定義的類(lèi)別(牙冠、基臺、貼面等)

　　識別零件上的感興趣區域，并相應地應用標簽和支撐結構

　　為零件的正確擺放方向提供建議(如最快打印角度、最佳表面質(zhì)量角度、最節約耗材角度等

　　最大化 2D 和 3D 排版生產(chǎn)密度

　　根據機器和技術(shù)人員的可用性、交貨日期和其他因素來(lái)計劃生產(chǎn)

　　這降低了牙科實(shí)驗室雇傭熟練的3D打印機和CNC銑床操作員的需求，同時(shí)通過(guò)最小化文件準備和制造所需的時(shí)間，提高了這些系統的效率。在這個(gè)快速增長(cháng)的市場(chǎng)中，通過(guò)更少的員工從這些機器中提取更多的價(jià)值對于最大化盈利至關(guān)重要。

　　口腔智造，簡(jiǎn)化口腔牙科數字工作流程：AI與關(guān)鍵軟件

　　口腔牙科的CAD/CAM數字化制造技術(shù)已經(jīng)使許多實(shí)驗室的口腔牙科生產(chǎn)變得更快、更容易，并且很可能會(huì )成為廣泛應用的生產(chǎn)方式。

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