作者：王友金，福建医科大学口腔医学院；魏斌，福建医科大学附属第一医院口腔修复科
可摘局部义齿(removable partial denture， RPD)是牙列缺损修复中最普遍采用的方法之一，近年来，随着数字化印模技术(digital impression technology)、计算机辅助设计(computer aided design， CAD)和计算机辅助制作(computer aided manufacturing， CAM)技术的不断发展，RPD修复正逐步实现数字化。
数字化RPD制作包括3个基本步骤：数字化印模采集、修复体的数字化设计和数控修复体的制作。其中，快速、精确的数字化印模采集则是整个数字化口腔诊疗的前提和基础。随着数字化技术的发展，数字化印模技术正逐步替代传统印模技术，成为口内数据采集的基本手段，但在RPD修复中的应用尚未普及并且面临较多挑战。本文旨在阐述数字化印模技术在RPD修复中的应用现状，分析数字化印模技术在RPD修复中应用前景，为推动口腔临床数字化印模技术在RPD修复中的应用提供帮助。
1. 数字化印模技术的概念和分类
数字化印模技术，旨在通过数字化扫描设备，对患者的牙体及周围软硬组织状况进行扫描，得到口腔内部的数字化印模，以便进一步展开义齿的设计和制作。根据数字化信息采集方式不同，数字化印模技术可分为间接法和直接法。
1.1 间接法(口外采集法)
间接法是指在患者口内印模或翻制得到的石膏模型的基础上，通过扫描仪或扫描仓进行扫描，从而间接获取患者口内信息。常见的口外扫描仪有AutoScan-DS300、D2000、Hybrid、inEOS X5和PlanScan Lab。AutoScan-DS300、D2000和Hybrid扫描仪具有扫描彩色纹理的功能，这有助于将工作模型上绘制的支架设计方案转移至数字化印模上，从而方便支架的数字化设计；AutoScanDS300、Hybrid和inEOS X5扫描仪还可以扫描架，以辅助RPD支架的数字化设计。
Rossini等汇总了35个既往研究，结果表明数字化模型与传统石膏模型一样可靠，具有较高的准确性、可靠性和再现性。但由于间接方法仍需要进行传统的印模制取和石膏模型的翻制，有学者认为通过间接法获取的印模并未实现真正意义上的数字化印模。
1.2 直接法(口内扫描法)
直接法即采用口内扫描仪(intraoral scanner， IOS)直接在患者口内扫描牙齿、牙龈等软硬组织表面形态，从而获得口内三维数字化模型，该数字化模型数据可直接导入CAD软件设计修复体，并进一步使用CAM技术制作修复体。根据使用光源不同，口内扫描系统可分为两大类：一类是基于激光技术的口内扫描系统，采用平行共焦成像技术和激光三角测量等技术从不同的角度和位置捕捉口腔组织图像；另一类是基于可见光技术的口内扫描系统，通过静态图像采集、视频捕获及实时图像捕捉等技术方法采集图像。
口内数字化印模在临床上逐步成为常用的印模制取方法，口内扫描仪的代表产品有PlanScan、Omnicam、3Shape Trios、iTero和 CS3600等。口内数字化印模可减少制取印模和翻制石膏模型的步骤，缩短义齿的制作周期，有利于医生和患者沟通，减少临床操作时间等。关于口内扫描仪直接获取口腔内RPD数字化印模准确度的研究鲜有报道，大部分研究采用了口外模型扫描的方式。这些研究表明当口内扫描仪的准确度<100 μm时，可以满足义齿制作要求。然而，Ender等的研究表明：对于大跨度或全牙弓的扫描，口内扫描仪的精度不如传统印模，因此对于缺牙数目较多的牙列缺损患者选择RPD修复时，为减少对修复体质量影响，应尽量采用精度较高的口腔扫描仪并且遵循厂家推荐扫描路径进行扫描。
2. 数字化印模技术在RPD修复中的应用现状
2.1 基于数字化印模技术制作RPD个别托盘
个别托盘(custom tray)是以取功能印模或第2次印模为目的，吻合各个患者的牙弓和牙槽嵴制作的托盘。准确的印模是RPD修复的基础，与义齿的固位性和稳定性密切相关。对于缺牙数目较多的牙列缺损患者，为保证修复体质量，要求印模必须有精确的组织表面形态和适当的延伸范围，因此在获取初印模后常通过制作个别托盘来制取终印模。
传统RPD设计个别托盘通常是在用成品托盘取得的研究模型上，再利用个别托盘材料为每个患者制作专用的印模托盘，其过程包括灌注石膏模型、修整模型、填倒凹、划线、手工雕塑、固化等多个步骤，耗时耗力。为节省椅旁操作时间及减少诊疗次数，目前各口腔修复专业设计软件相继推出个别托盘的设计模块(3Shape、Exocad等)。
同传统个别托盘制作方式相比，数字化设计个别托盘只需通过数字化印模技术获取患者口内软硬组织相关信息，并将数字化模型数据发送至上述设计软件，然后直接进行模型观测及填倒凹，绘制托盘边缘线，添加手柄与指支托，最终完成个别托盘的设计。对于初学者来说，该设计过程具有可逆性和可修改性，软件可以在确定托盘位置后自动显示并填充倒凹区域，初学者可以通过鼠标直观地改变模型，获得立体和全面的观察，有助于初学者掌握倒凹位置和制作技巧，从而有效简化并精准制作个别托盘。
数字化设计的个别托盘可用于混合支持式、黏膜支持式RPD。针对个别患者的牙槽嵴顶索状松软黏膜，数字化印模可以提供定制化的开窗式个别托盘设计，以满足患者的特殊需求。与传统个别托盘相比，数字化设计的个别托盘可以减少传统印模材料厚度差异导致的收缩误差，有利于提高印模边缘的准确性。Sun等研究表明，使用数字化印模设计制作的个别托盘组织面预留空间的厚度分布比传统手工个别托盘更加均匀，且设计了有组织终止器的数字化个别托盘比无组织终止器的数字化个别托盘更容易取得厚度均匀一致的印模。
此外，有研究表明基于光学原理的数字化印模技术较难直接获得RPD印模制取时边缘整塑的形态，而且扫描时对口周组织的牵拉会导致边缘扫描误差增大，因此使用数字化设计的个别托盘取模时还需进行边缘整塑，为边缘区域的印模材料提供有效的支撑，从而有助于获取准确完整的终印模。
总之，通过数字化印模技术获取数字化模型进行RPD个别托盘设计制作，不仅可以提高印模质量，最大程度满足临床及患者要求，而且对于旧义齿，还能直接利用数字化印模技术进行扫描作为个别托盘，减少了义齿制作工序。
2.2 基于数字化印模技术制作RPD
因RPD种类较多，其中按义齿对支持组织不同可分为三种，分别为牙支持式、牙-黏膜混合支持式和黏膜支持式义齿。近年来，由于数字化印模技术具有较高的精度、舒适度及便于储存数据等优势，在其RPD修复中正逐步得到应用，同时也面临诸多挑战。根据已发表的临床病例报告显示数字化印模大多数应用于Kennedy Ⅲ类和Ⅳ类牙列缺损患者，少数涉及Kennedy Ⅰ类和Ⅱ类牙列缺损。
2.2.1 数字化印模技术在牙支持式RPD修复中的应用
牙支持式RPD的力主要由天然牙承担，通过位于缺隙两端基牙上的支托，将力传递至基牙上，缺牙区黏膜组织受压不明显，临床上常采用解剖式印模制作义齿。解剖式印模是指口腔内软、硬组织处于非功能状态下取得的印模，为无压力或轻微压力印模，通过口内扫描仪扫描获取的数字化模型也属于该类型。随着数字化技术的发展，解剖式印模的数字化重建也逐渐成了一种常见的做法，数字化印模技术在牙支持式RPD制作中的应用近年来得到了广泛关注。
许多临床研究已经证实，数字化印模技术制作的牙支持式RPD具有较高的适合性和良好的临床修复效果。Mohamed、Mansour等利用数字化印模技术及三维打印技术制作Kennedy Ⅲ类牙支持式RPD，结果表明患者对义齿的修复效果非常满意，并指出在对软组织不产生压力的情况下，使用数字化印模制作Kennedy Ⅲ类RPD可能会提高RPD适用性。
Carneiro Pereira等通过口内数字化印模技术直接制作Kennedy Ⅲ类牙支持式RPD，义齿在适合性、准确性及患者满意度方面均达到了临床可接受的结果。由于Mohamed、Mansour和Carneiro、Pereira等的临床病例报告未进行对比研究，为进一步验证数字印模技术在牙支持RPD中的应用，张楠等用对比研究发现数字化印模结合3D打印树脂模型技术可提高RPD与天然牙的适合性及义齿初戴时咬合的准确性。
总之，随着技术的不断发展，通过数字化印模制作的牙支持RPD疗效基本满足Kennedy Ⅲ类和Ⅳ类牙列缺损患者的临床需求，数字化印模技术在牙支持式RPD制作中的应用将更加广泛。
2.2.2 数字化印模技术在牙-黏膜混合支持式RPD修复中的应用
数字化印模技术在牙-黏膜混合支持式RPD修复中的应用也日益增加。牙-黏膜混合支持式RPD修复是RPD修复最复杂的一类，其所承受的咬合力一部分通过基牙上支托传递至基牙，另一部分通过义齿基托传递至承托区牙槽骨和黏膜，由基牙和黏膜(牙槽骨)共同承担力，这种修复方式既要考虑牙齿的支撑，也要考虑黏膜的稳定性，因此对扫描准确度和义齿舒适性的要求更高。
牙-黏膜混合支持式RPD多见于游离端缺失的牙列缺损患者，由于后牙游离端缺失牙列的组织结构较非游离缺失牙列复杂，在正常受力状态下，健康天然牙的生理动度为30 μm左右，而缺牙区牙槽嵴黏膜的下沉量可达0.14～0.35 mm，当采用数字化印模技术获得的解剖式印模直接制作混合支持式RPD时，其游离端受力后，义齿对近缺隙基牙会产生不利扭力，损害天然牙牙周健康，同时游离端基托下沉，牙槽嵴所受应力不均，容易造成缺牙区牙槽骨的快速吸收和黏膜组织损伤，从而引起口腔软硬组织的医源性损害和短期内修复治疗失败，因此混合支持式RPD修复在获取数字化解剖式印模后，还需要制取功能性印模。
功能性印模是指软硬组织受到一定压力形变后的印模，功能性印模技术的应用可以获得牙槽嵴黏膜在功能状态下的形态模型，减少义齿基托在咬合力下的下沉位移，增加义齿的稳定性，显著提高末端游离缺失RPD的修复效果及质量。同时功能性印模技术可以减少基牙和牙槽嵴黏膜下沉量的差异，减少对基牙的扭力。
现阶段，口内扫描只能获得牙列及黏膜组织的表面形态，暂无法直接获得功能状态下的印模，制约了数字化RPD制作的应用，需要采用创新的技术或结合传统方法来实现功能状态下的数字化印模。Wu等对KennedyⅡ类牙列缺损患者，采用“传统方法+数字方法”进行了数字化修正/功能性印模的应用研究，取得了较好的临床效果，这一方法结合了传统和数字化技术，有助于克服现有口内扫描技术在功能状态下印模获取方面的局限性。
张力等提出使用模拟压力数字模型进行游离端RPD制作，这一方法利用数字化印模与口腔锥形束CT(CBCT)数据生成模拟压力数字模型，初步研究结果表明能够制作出临床效果满意的RPD。为了获得足够的数据来评估数字化印模制作混合支持式RPD的准确性和临床有效性，以上新技术和方法仍需要进行更多研究。这些研究应该包括更多的参与者，以便在不同人群中评估数字RPD的准确性，同时也需要关注RPD在患者口腔内的实际表现，例如修复体的稳定性、咬合效果、舒适度和寿命等。
数字化牙-黏膜混合支持式RPD制作过程中，功能状态下的数字化印模是重要的研究领域，目前的研究已经取得了一定的进展，但仍有许多其他挑战需要克服，如应用三维打印技术可以通过数字化印模设计制作RPD金属支架，但是仍需要通过排牙、充胶和装盒等传统流程才能完成RPD的制作。因此，如何实现RPD制作的全程数字化一直是口腔医疗工作者探索的方向。
冯志宏等利用口内扫描仪扫描获得解剖式模型后设计制作支架，再将支架戴入口内就位，重新扫描获取牙列、牙槽嵴及金属支架的复合模型，采用虚拟模型置换游离端牙槽嵴数字化印模的方法获得游离端修正模型，然后设计栓体栓道式树脂基托及人工牙列三维模型，并采用数字化切削技术制作基托及人工牙列树脂模型，最后进行注塑树脂粘合金属支架、树脂基托及人工牙列完成RPD的制作。
其研究结果初步表明该方法可基本解决游离端修正模型的数字化制取以及树脂基托、人工牙列与金属支架的装配问题，但该数字化游离端修正模型仍属于解剖式印模，因此如何实现RPD游离端功能性印模的数字化制取、树脂基托和人工牙列的数字化设计及制作，是RPD数字化制作流程亟须解决的技术难题。
2.2.3 数字化印模技术在黏膜支持式RPD修复中的应用
黏膜支持式RPD的力主要由黏膜和牙槽骨承担，关于黏膜支持式RPD采用解剖式印模还是功能性印模的问题，目前确实存在争议：采用功能性印模可以增强义齿在功能状态下的稳定性，但存在加速牙槽嵴吸收的风险；采用解剖式印模虽然可能降低义齿稳定性，但可能对组织压力较小。因此，在选择印模类型时，需要根据患者的具体情况和治疗目标进行权衡。
目前，关于数字化印模制作黏膜支持式RPD的临床研究及相关文献鲜有报道，数字化印模技术在黏膜支持式RPD修复的应用仍需深入探讨和研究。当前面临的技术挑战主要包括：
①采用解剖式印模时，由于缺牙数目较多，口内数字化印模的扫描精度会随牙弓的扫描范围增大而降低，而且缺牙区域的范围大小也会对扫描仪准确度产生显著影响。这是因为较长的牙弓意味着更多的数据点和更高的扫描复杂度，可能导致扫描结果出现误差。此外，缺牙区域的大小可能会影响扫描时口内扫描仪的定位和稳定性，进一步影响结果的准确性。为解决上述问题，可以采用分段扫描、选择合适的扫描仪和优化扫描参数等方法以提高数字化印模准确性。
②采用功能性印模时，现有的口内数字化印模技术在功能上无法记录可移动的软组织。因此，数字化印模技术在功能性印模中的应用将面临与混合支持式RPD修复相同的挑战。为了解决这些技术挑战，未来需要关注两个方面的发展。一方面是多材料一体化增材制造技术和材料的发展：通过采用新型材料和一体化增材制造技术，牙色与牙龈色双层聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate， PMMA)饼状坯料在全口义齿中的应用已经得到了临床研究的关注，该新技术和材料的发展可能会促进RPD支架与基托、人工牙实现同期制作，进而推动RPD修复全数字化流程。另一方面是数字化印模技术的改进：通过不断改进数字化印模技术，提高其扫描准确度和可重复性，有望解决当前面临的技术挑战。
2.3 数字化印模技术在数字化颌位关系记录和转移中的应用
在RPD修复中，颌位关系的记录与转移具有极大的重要性，这对于修复体的设计、制作以及最终使用效果具有关键性的影响。针对不同的牙列缺损患者，对颌位关系进行数字化处理具有以下挑战：
①缺牙数目较多、丧失颌位关系的患者——对于这类患者，采用数字化技术模拟咬合接触及下颌运动，以替代传统过程中的面弓转移上架过程，是数字化技术在RPD应用中需要解决的关键问题。
②匹配上下颌数字化印模数据、颌位关系数据与虚拟架——在数字化处理过程中，如何实现上下颌数字化印模数据、颌位关系数据与虚拟架在三维空间中的精确匹配，是解决颌位关系记录的关键环节。
为了应对这些挑战，未来研究需要关注以下几个方面。
①数字化颌位关系记录的方法：已有研究证明余留牙咬合接触稳定的患者戴入通过数字颌位关系记录制作的RPD，对余留牙的咬合几乎无影响。然而，对口内无稳定咬合关系的患者获取颌位关系数字化的主要方式是通过对传统颌位的记录如托、哥特式弓、闭口式印模三维扫描，再将上下颌模型数据配准至颌位记录以重建口内颌位关系。Kanazawa等将硅橡胶置于患者上下颌牙槽嵴之间以稳定颌位，然后使用口内三维扫描仪直接获取该位置下的上下颌牙槽嵴数据，从而实现颌位关系的重建。这种方法可以准确地获取颌位关系，但可能受限于口内三维扫描仪的精度，未来研究应开发更为精确、稳定的数字化颌位关系记录技术，以提高颌位关系的准确性和可重复性。
②颌位关系的数字化处理和分析：通过计算机模拟技术，实现颌位关系的数字化处理和分析，从而为RPD修复体的设计提供更精确的数据支持。近年来电子面弓的兴起，在记录患者颞下颌关节(temporomandibular joint， TMJ)、下颌运动及肌肉肌电变化等动静态咬合数据方面更为精准，可提供个性化咬合参数，利用咬合记录器配合口内扫描、虚拟架、CAD/CAM系统等可完善RPD制作数字化流程。
③虚拟架的设计与制作：开发智能化的虚拟架设计系统，结合数字化模型数据、颌位关系数据以及患者特定需求，实现RPD支架与基托、人工牙的同期制作，进而实现RPD修复全数字化流程。
④虚拟架与实际颌位的匹配：在数字化处理过程中，需要研究实现上下颌数字化模型数据、颌位关系数据与虚拟架在三维空间中的精确匹配方法。随着CBCT的逐渐普及与精度的提高，下颌运动数据不仅仅局限于匹配虚拟架，模拟动态接触，还可进一步将口扫数据、上下颌骨重建数据及下颌运动数据相匹配，通过软件精准实现具有个性化咬合特点的RPD制作。
3. 数字化印模技术在RPD应用中的优势和局限性
和传统印模方式相比，数字化印模技术在RPD应用具有以下优势：
①口内扫描法可以有效避免取模时患者对印模材料产生的恶心不适、误食等现象，提升患者的诊疗体验，而且医生可以在操作过程中实时监测印模质量，检查卡环、支托等初步预备结果以及软组织扫描情况，对未达标的部位可进行即刻修改和重新扫描。
②口内扫描法还可获得稳定的正中咬合关系，可以省去传统治疗过程中试支架、取上下颌关系的操作，减少了患者复诊次数，并减少了修复操作环节，降低可能产生误差的机会。
③数字化印模数据以数字的形式储存于电子数据库中，节约了存储空间，扫描生成的立体光刻(standard tessellation language， STL)文件可以直接发送到技工室，缩短了患者的整体就医时间，而且当义齿丢失或需要重新设计时，可以迅速调用数据进行制作而不需要重新取模，数据储存和调用更为方便。
④与传统RPD制作方法相比，采用口内数字化印模技术结合CAD/CAM制作RPD，可以减少义齿基托的变形和孔隙。
虽然数字化印模技术具有以上优势，但数字化印模技术还没有广泛应用于缺牙较多的患者，其原因主要在于：
①口腔内部解剖结构的复杂和口腔湿润环境的影响，增加了口内直接扫描的难度，这对口内扫描设备和医生操作的熟悉程度有较高的要求。此外，不同患者的解剖特点差异会影响扫描的效果，曹悦等研究认为，腭穹窿较高且窄、前庭深的患者印模扫描精度相对前庭沟浅、腭部低且宽的患者下降，因此在这类患者身上，数字化印模与传统的二次印模仍然具有一定的软组织误差。
②受扫描头尺寸、患者张口度、缺牙类型和唾液影响，软硬组织扫描时可能会出现模型数据缺失的问题，导致后期修复体设计和制作质量出现波动。临床口内扫描最常见的缺失区域主要位于上颌结节区以及磨牙后垫区，而图片拼接容易出现问题的区域常常在上颌腭部、边缘封闭区、舌下区(>500 μm)以及扫描头难以抵达部位，并且来回多次扫描会增加图像拼接错误，降低扫描精度。为减少图像扫描不全问题，临床上可按照最佳扫描方案完成扫描后对取像不全区域进行局部补扫或对扫描完成的边缘区域进行局部锁定后再进行扫描。
③口内扫描仪均基于不同原理的非接触式光学扫描技术，而光学扫描对被检测物体表面有较严格要求，并且扫描光线无法探测到被遮挡的区域、无法全部进入深度过大的区域，邻牙倒凹的存在以及肩台位于龈下，使扫描光源无法直线进入终止线区域，或者受患者血液影响，终止线被遮挡，这些均会影响扫描精度，从而影响最终修复体的质量。
4. 总结
数字化印模技术在RPD中的应用具有诸多优势，如提高患者舒适度、简化工作流程、缩短治疗时间以及提高数据储存和调用便利性。然而，在缺牙数目较多的患者中的应用仍然面临着一些挑战，包括口内直接扫描难度大、模型数据缺失可能导致修复体设计和制作质量波动、无法直接获取功能性印模等问题。
为了克服这些局限性，未来数字化印模技术在RPD领域的发展方向可能包括：①改进口内扫描设备——研发更加精确、操作简便的设备，提高口内扫描的准确性和成功率，减少患者不适感。②优化扫描方案——根据患者口腔特点制定个性化的扫描方案，提高软硬组织扫描的准确性，减少图像缺失问题。③提升数据处理能力——发展更为先进的图像处理算法和人工智能AI技术，以提高模型数据的完整性和准确性。④数字化技术与传统工艺相结合——在充分发挥数字化印模技术优势的同时，合理利用传统工艺的优势，提高RPD的整体质量。
总之，随着数字化印模技术、CAD/CAM技术和材料科学的不断发展，数字化印模技术有望在不久的将来彻底取代传统印模技术，成为RPD全数字化修复中重要的诊疗流程和必要手段，在这个过程中，我们需要不断克服现有技术的局限性，探索新的技术和方法，以实现更高质量、更精确的修复结果。
来源：王友金,魏斌.数字化印模技术在可摘局部义齿中的应用现状[J].口腔医学,2024,44(06):462-468.
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