口腔CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展

計算機輔助設計和制作技術最早是應用于工業(yè)自動化的高科技技術，經過口腔醫(yī)師和科技人員的長期研究，CAD/CAM系統(tǒng)得以迅速發(fā)展，形成商品化，并應用于臨床。20世紀70年代主要停留在理論研究上，1973年法國牙醫(yī)師Duret首次發(fā)表了CAD/CAM在口腔應用的論文。此后，研究范圍逐漸擴大，研究人員也逐漸增多，1983年，第一臺用CAD/CAM技術制作修復體的樣機在法國問世。1985年Duret采用CAD/CAM技術制作修復體的樣機在法國問世。1985年Duret采用CAD/CAM修復制作系統(tǒng)展示制作了一個后牙全冠修復體。

迄今為止，全球已有超過10余種口腔CAD/CAM系統(tǒng)，下面介紹幾種有代表性的系統(tǒng)。

（1）Duret系統(tǒng)（法國系統(tǒng)）：該系統(tǒng)是由Duret領銜的研究小組研制的，主要原理是利用電子光學方法取得牙制作備體的光學印模-數(shù)字化-輸入計算機-制備體三維立體圖像-設計修復體-制作修復體。該系統(tǒng)最由法國Sopha Bioconcept公司開發(fā)完善，又稱Sopha Duret系統(tǒng)。其頜面設計采用根據(jù)對頜牙情況，在正中頜位建立頜面尖窩關系?？梢约庸ぬ沾刹牧虾外伜辖?。

（2）Cerec系統(tǒng)（瑞士系統(tǒng)）：Cerec（chariside economical restoration of esthetic ceramics）是“美學陶瓷的椅旁修復”的簡稱，該系統(tǒng)由牙醫(yī)師Mormann和工程師Brandetini共同設計和研制完成，1986年首次在瑞士蘇黎士展出，系統(tǒng)由三維口內攝像機、顯示器、鍵盤、軌跡球、切削車床和圖像處理、加工軟件等部分組成，主要用于加工陶瓷。

1994年CEREC2型則具有更快的微處理器和更高更高分辨率的攝像頭，研磨系統(tǒng)增加了研磨車針，之后由于軟件的發(fā)展，使CEREC2可以制作全瓷基底冠和頜面形態(tài)完整的全瓷冠。

2000年誕生的CEREC3基于windows平臺，研磨系統(tǒng)與可移動系統(tǒng)的圖像采集系統(tǒng)各自獨立工作，可以制作嵌體、高嵌體、全冠、部分冠和貼面。但此時軟件只能展現(xiàn)修復體的平面效果，不能整體觀察修復體。Sirona公司2002年推出CEREC inLab是針對口腔科技工作室所設計，采用間接方法制作修復體，不使用口內照相設備。數(shù)控加工單元完成石膏模型三維測量取像和圓錐形車針。磨切獲得的修復體根據(jù)情況往往還需要在技工室進一步加工。如以Vita Mark? II等預成瓷塊為坯體制作的修復體由于顏色均一，需進行個性化處理，可進行不同顏色的染色、上釉；而使用Vita-Ceram系列預成陶瓷坯體制作的全瓷冠、橋底冠或支架，需經玻璃滲透、表面飾瓷、上釉等工序才可以完成修復體。

2003年推出的CEREC 3D解決了以前機型的許多問題，在設計修復體時引入了多維視角、高度直觀界面，用戶可以沖三維角度觀察和評估所設計的修復體，并借助虛擬工具對計算機屏幕上顯示的對象進行編輯、修改。CEREC 3D 系統(tǒng)除在全瓷嵌體、貼面、全冠的制作功能上進一步強化以外，隨著新的3D設計軟件如FrameWork的加入以及新材料如二氧化鋯陶瓷的應用，實現(xiàn)了全瓷固定橋的制作。

Cerec系統(tǒng)是目前發(fā)展最為完善的口腔CAD/CAM系統(tǒng)之一，目前全球估計有近2000臺Cerec系統(tǒng)應用與臨床，臨床資料顯示，Cerec系統(tǒng)制作的全瓷修復體具有較高的成功率，修復效果良好。

（3）Cerec系統(tǒng)：Celay系統(tǒng)是由一個接觸式數(shù)字儀和一個微型銑床組成，其工作原理類似于配鑰匙，本質上并不是完全意義上的CAD/CAM系統(tǒng)，數(shù)字化儀“讀”取在口內或代型上制作的樹脂嵌體、冠的表面形態(tài)，將形態(tài)狀信息直接傳遞到銑床上進行復制加工，故又稱“復制磨切系統(tǒng)”。

Celay系統(tǒng)由瑞士蘇黎世大學研制，Mikroma公司生產。20世紀90年代蘇黎世大學與Vita公司合作，將Celay系統(tǒng)與In-Ceram技術相結合，推出了Celay/In-Ceram全瓷修復系統(tǒng)，采用Celay系統(tǒng)加工預燒結多孔氧化鋁瓷塊，然后再采用滲透陶瓷技術。次方法不僅不需要進行長時間的氧化鋁底層燒結（一般需10小時左右），而且還將玻璃滲透的時間由4小時左右縮短為40~50分鐘左右。與常規(guī)滲透陶瓷技術相比，此法可在一天內制作出滲透陶瓷修復體。目前Celay/In-Ceram全瓷修復系統(tǒng)不僅包括Celay/In-Ceram Alumina、Celay/In-Ceram spinell,還包括Celay/In-Ceram Zirconia,可分別用于前后牙單冠和固定橋的制作。

（4）卡瓦珠穆朗瑪峰（Kavo Everest）CAD/CAM系統(tǒng)：Kavo Everest 系統(tǒng)是2003年由德國的卡瓦公司推出的一套口腔技工室CAD/CAM系統(tǒng)，由掃描儀、計算機輔助設計系統(tǒng)、數(shù)控車床、燒結系統(tǒng)、專用材料和配套的專業(yè)技工臺構成。該系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集、設計、制作于一體的較成熟的CAD/CAM系統(tǒng)，可用于制作瓷嵌體、高嵌體、貼面、全瓷冠和全瓷核冠底層的制作，可以制作最長45mm的全瓷固定橋支架。

（5）Procera AllCeram系統(tǒng)：Procera AllCeram系統(tǒng)由Andersson和Oden設計，瑞典Nobel Biocare AB和AB Sandivk Hard Materials 公司共同研制開發(fā)，1987年在瑞士首次展出。該系統(tǒng)由CAD/CAM兩部分組成。CAD部分包括Procera精密加工機與工業(yè)成型技術，可根據(jù)數(shù)據(jù)進行精確加工。

一般牙體預備后，取模，制作活動代型，使用Procera掃描儀掃描代型，獲取三維數(shù)據(jù)，在計算機內生成三維數(shù)字化代型，再根據(jù)實際所需厚度，設計全瓷底冠。將設計完成的數(shù)字化代型與底冠數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網傳送到Procera工作站。工作站的Procera CAM根據(jù)傳來的數(shù)據(jù)精確的將放大后的數(shù)字化代型轉換為機制代型，然后用工業(yè)上的干壓成型技術一很高的壓力將純度高達99.9%以上的Procera CAM氧化鋁瓷細粉壓在機制代型表面，形成氧化鋁底冠坯體。底冠坯體從代型上取下后在1550℃高溫下致密燒結，燒結完成后的氧化鋁底冠呈半透明象牙色，強度高達600MPa以上，具有良好的適合性。在工作站完成后在郵寄回技工加工中心，堆塑飾面瓷，完成修復體。

（6）澤康（Cercon）系統(tǒng)：2002年，Cercon smart ceramics氧化鋯陶瓷推出，撓曲強度大于1300MPa。氧化鋯全瓷材料是目前口腔陶瓷中抗彎強度最高的陶瓷材料，逐漸廣泛的應用于全瓷橋的修復。該系統(tǒng)為Degussa公司推出的專門切削氧化鋯陶瓷的CAM系統(tǒng)。預燒結瓷塊有12mm、30mm、38mm、47mm的不同長度規(guī)格，最長可以做到6個單位的橋體，其平均線收縮率為29%，預燒結的瓷塊非常酥松，被稱作粉筆樣（chalk-hard），切削完成后還需要手工進行修整。燒結的溫度在1350℃，大約6小時。其飾面瓷是專門研制的材料（Cercon ceram），與氧化鋯支架的熱膨脹系數(shù)想匹配。

（7）LAVA系統(tǒng) LAVA全瓷修復系統(tǒng)是由3M ESPE公司設計開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)，于2003年推出，主要用于二氧化鋯全瓷冠橋底冠和支架的制作，其基本結構、原理、功能與Kavo Everest Cercon相似。系統(tǒng)由高精度掃描儀、CAD設計軟件，研磨切削系統(tǒng)和燒結爐等構成。