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今天，人们很难想象没有数码技术和计算机辅助设计与制造技术（CAD/CAM）的牙科医学会是怎样的。口内和口外测量、拮抗力和咬力记录扫描、计算机三维设计、数据库中大量牙齿形状信息的获取、解剖学牙咬合面的制作、虚拟模型的功能性咬合、高性能陶瓷的切削加工等，如果没有计算机，这些都是不可能实现的。

这一飞跃性进展奠定于1985 年的瑞士。在那里，人们首次利用口内摄像机（三角测量技术）获取了制备牙齿的三维光学成像，并将其导入计算机中。苏黎士大学的Werner Mormann 教授和Marco Brandestini 博士利用计算机、专用成像软件以及计算机数字控制（C()NC）()研磨()机()，建了首个CAD/()CAM 硅酸盐陶瓷材料嵌体（图1）。Mormann 教授利用可承受咬合的复合嵌体作为汞合金替代物的试验看起来没什么应用前景，却促成了这一研发过程。

由于聚合收缩程度高，这些嵌体需要进行大量的加工，它们并不完全适用于临床，并且边缘的容限很大。此外，M觟rmann 教授希望能够使用陶瓷材料，它们与天然的牙釉质和牙本质更为接近。只有借助于计算机控制剖面研磨设备，才有可能对硅酸盐陶瓷材料（以及后来的氧化陶瓷材料）进行切削研磨，达到很高的美学修复效果，发挥材料持续和可再生的特性，实现成本的最优化。CAD/CAM 在牙科医学领域得到了广泛的应用，目前全球已经生产了两千多万个全瓷修复体（牙科诊所和技工室）。

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粘接剂推动了CAD/CAM 修复学的发展

两个因素在其中发挥了重要作用。第一个因素是，人们希望能够借助于计算机，直接在牙科椅旁将物理特性明确、经过工业加工的硅酸盐陶瓷研磨成修复体，并且能够为患者提供一次性的治疗，而不需要进行临时处理。第二个因素是，粘接剂的出现，使得陶瓷修复体与残留牙体组织强制性地接合到了一起，由于它没有机械界面，因此可以防止会产生裂纹的拉伸应力。随着粘接剂的出现，缺损部位定向技术以及物质保存制备技术的应用成为了可能。

CAD/CAM 陶瓷与粘接剂的联合使用有利于严重磨损齿尖保持持久的稳定（图2）。由于粘接剂可以使残留牙体之间保持紧密结合，因此，有可能不需要与龋洞结构保持机械固定。在许多情况下，部分陶瓷牙冠消除了人们对金属牙冠的需求。金属牙冠的缺点是，为了保证固定，需要有一个环状的牙体（因此导致了健康牙体组织的缺失）。根据个体化加工的硅酸盐陶瓷可以直接嵌于牙体组织上。这种材料尤其适用于嵌体、高嵌体、部分牙冠和严重磨损齿尖等情况下。

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Mormann 教授的目标是，能够利用CAD/CAM 技术在牙科椅旁即时制作全瓷修复体，而不需要进行加工处理。这一目标源于他的工作经验，即加工的修复嵌体洞型对牙釉质的完整性有显著的不良影响。在许多情况下，非粘接性嵌体固位就像是将一个楔子嵌入牙体洞型内，并将咀嚼力传递给受损的残留牙体。这一力量也会使受保护较弱的牙尖侧壁变形。这会导致口腔和前庭牙釉质表面发生裂缝。

第二个目标是利用高强度氧化陶瓷，比如氧化铝(Al2O3)与氧化锆(ZrO2)，以及计算机控制的研磨机来生产冠桥结构，为无金属的修复治疗铺平道路。

最近的另一项进展是，人们可以通过网络将口内和口外的数字成像，以及修复设计数据传输到外面的牙科技工室中，然后由这些技工室执行加工任务。因此，牙科技工室与牙科诊所工作的联系变得越来越紧密了。

临床验证

关于牙科椅旁全瓷修复体的研究是牙科治疗研究当中最大的热点之一。许多研究证实，嵌体和高嵌体的临床特性至少可以与铸金修复体相媲美。耐用性是对陶瓷材料评估的最为重要的指标之一。这里需要强调的是，2008 年，Tobias Otto 博士（Aarau，瑞士）发表了一篇十分重要的研究论文，该论文包括了一项为期17 年的临床长期调查研究。² 自从1989 年以来，Otto 博士（瑞士CEREC 的首批使用者）已经对利用CEREC 系统和长石陶瓷(VITA Mark I) 生产的200 个嵌体和高嵌体进行了监测。1989 年至1991 年期间，这些修复体被用于他诊所的108 名患者。他分别在10 年和17 年后，在美国公共卫生署（USPHS）修订标准的基础上对调查结果进行了评估，并对他的临床观察进行了总结。

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据Otto 博士称，经过17 年后，这200 个修复体中的187 个仍然在使用。这些修复体在经过15 年的平均使用期限后，存留率是88.7%（图3-5）换句话说，S)损坏发在第6 年和第13 年之间。在大多数情况下，这些损坏是由于陶瓷断裂。它们存留的几率明显高于技工室生产的陶瓷嵌体，几乎能够与铸金嵌体等长期修复体的替代物相媲美，后者20 年后的存留率是87%，每年的损坏率是0.7% 。³Otto 博士发现，这些CEREC 嵌体中有166 个在临床上是完整的（在1991 年200 个嵌体的原有基础上）。这相当于经过15 年的平均使用期限后，⁴ 存留率是83% 。该产品15 年后的存留率优于

Smales 铸造嵌体（损失率:1.5 豫）。它还可以与1.3% 年损坏率的全瓷、非CAD/CAM 陶瓷嵌体相媲美。⁵ 另一个推动因素是，牙科椅旁制作的陶瓷嵌体可以在一次就诊治疗时，立即给患者应用，因此消除了不必要的临时处理。在传统牙科修复的情况下，临时处理是不可避免的。Roland Frankenberger 教授指出，在咀嚼力的影响下，由于加工处理用的复合材料具有较低的弹性模量，牙齿会受到扭转应力。这些应力会使未受充分保护的牙尖侧壁发生变形，造成部分断裂和早期牙釉质裂缝，并削弱牙釉质粘接作用。与此相反，立即使用陶瓷嵌体可以促进无污染的粘接剂与坚硬的牙齿组织结合，稳定磨损的牙尖。临床长期调查研究的结果表明，对残留牙体的稳定效果以及粘接剂的存在，可以明显地抵消更宽的粘接间隙带来的影响。⁶

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CAD/CAM 陶瓷材料符合金标准

2006 年，Bernd Reiss 博士发表了一篇关于CEREC 修复体耐用性的长期研究报道。在一家私人牙科诊所里，医生为299 名患者植入了1010 个CEREC 嵌体和高嵌体。经过15 年至18 年后，有84.4% 的修复体仍然具有很好的临床特性（图6 和7）。直到该研究结束时（18.3 年），均未观察到其他事件发生。如果将修复体的固定作为评估存留率的唯一标准（即，忽

略预备后以及后续的计算机辅助边缘校正等治疗过程）Ka原plan–Meier 在研究期间的存留率是89% 。在研究之初还没有牙科粘接剂。如果将患者分为2 组（即，是否有接受粘接剂治疗）则发现2 组之间存在显著差异。经过16 年后，没有接受粘治疗组的存留率下降到80%，而接受粘接剂治疗组的存留率为90% 。填料的大小并未起作用。双尖牙的情况好于磨牙。关键的牙齿好于非关键的牙齿。在研究期间，发生了122 起事件。有86% 的事件导致了修复体的缺失。骨折(39 %) 是最常见的原因。⁷

Gerwin Arnetzl 教授也报道了类似的研究结果。在1988 年至1990 年期间，Arnetzl 教授利用粘接剂技术，为患者植入了358 个由Dicor, Optec, Hi -Ceram, Duceram 和CEREC1 (Mark I) 制作的2 面和3 面嵌体。经过15 年后，CEREC 和金制嵌体的存留率为93% 。这显著高于技工室热压结的陶瓷嵌体，后者有32豫的损坏率。⁸

Reinhard Hickel 和J俟rgen Manhart 博士对10 年来发表的科学文献进行了回顾，并统计了用于I 类和II 类龋齿治疗的各种材料的年损坏率。他们发现，CEREC 修复体的损坏率比铸金填料低25% 。⁹

Anja Posselt 博士和Thomas Kerschbaum 教授进行了一项特别有趣的调查研究，他们分析了794 名患者在牙科诊所内植入的2328 个CEREC 修复体的性能。10 经过9 年后，修复体的存留率为95.5% 。填料的大小、牙齿的活力、深层龋齿预治疗、牙齿的类型和填料的位置（根据上下腭区分）并不会产生任何影响。最常见的故障原因是拔牙(22.9 %) 和牙齿断裂(17.1 %) 。

Andreas Bindl 博士证实了牙科椅旁方法适用于解剖学CEREC 牙冠的制作、研磨和一次性植入。¹¹ 他利用长石陶瓷材料制作了208 个残留牙体的牙冠。经过5 年后，前磨牙和磨牙的常规制备（斜面制备）牙冠仍然保持完好，存留率分别为97 %和94.6% 。前磨牙和磨牙的临床短冠存留率分别为92.9% 和92.1% 。前磨牙内冠的故障率明显更高。研究者利用meta 分析研究了不同生产成本的各种高质量保守修复体的临床存留率。金嵌体和CEREC 嵌体的成功率最高。CEREC 修复体在性价比和耐用性方面表现得更好。铸金嵌体的一个缺点是，它的生产成本更高。¹²

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仿生咬合面

功能性咬合面的设计是恢复咀嚼功能时面临的一个挑战。在这方面，CEREC 也已经利用数字技术领域取得了进展。信息技术为缺失牙齿的重塑提供了有价值的帮助，比如，与现有牙齿在结构和功能特性上进行很好地协调。Albert Mehl 教授等人利用生物发生模拟软件，成功地自主研制了为患者个性化定制的嵌体、高嵌体和部分牙冠等咬合面。^13-15 在这项研究中，残留的咬合牙体组织可以与CEREC 牙齿数据库中的数千种数字扫描的天然咬合面进行对比（图8）。该软件可以鉴别与牙体相匹配的形态学特征（裂隙、齿尖、边缘嵴、滑动接触角），然后将相应的牙尖、凹洞、裂隙和接触面插入一个虚拟的修复模型中。根据接触点分布、牙尖高度和邻面接触，该软件能够制作匹配良好的牙齿，检测咬面可能出现的碰撞。该仿生模拟程序能够构建天然的、个性化的功能咬合面。

CEREC 的适用范围扩展到了牙科椅旁和多个技工室网络（临时的和永久的），这增加了人们对口内和口外测量方法的需求。最近推出的CEREC AC 系统采用了一种短波长的蓝色LED 光源。与一个固定的参照激光扫描仪相比，该蓝色光源与内部抗振系统相结合，可以将测量允许误差减少至19 滋m。¹⁶ 该系统可以从不同角度对患者口腔进行光电子扫描。然后与个体化成像相结合，形成一个完整的四分体（图9）。该系统可以自动检测出不恰当的成像。对拮抗力进行扫描后，局部牙弓/四分体的图像可以无线传输到内部的牙科技工室中。此外，数据可以通过CEREC 门户网站传输到外部技工室或配备有固定的CAD 系统的外部研磨中心。然后可以进行修复体的虚拟设计。如果需要的话，可以利用一个专门的立体原型和模型制作程序(SLA) 构建一个三维的工作模型。该模型为CAD/ CAM 研磨冠桥的微调提供了基础。

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“无印模”牙科医学具有众多优势。患者不必再忍受传统印模引起的身体不适（比如，呕吐反射）。此外，牙科技工室可以减少产品制作的次数，显著提高生产率。

成像系统有助于植入计划

CEREC 系统与椎体束容积断层扫描（CBVT）整合，加强了植入设计的可靠性。低辐射的CBVT 系统可以呈现关于骨骼结构的详细三维图像。这确保了诊断更加准确，解剖结构定位更加精确。因此，CBVT 为植入外科手术计划提供了依据。¹⁷CEREC 的口内摄像机可以扫描植入位点和邻近的牙齿。此后，该软件将生成一个虚拟的三维模型，后者是未来进行植入牙冠设计和开展修复计划的基础。然后，将植入牙冠的三维模型叠加在三维CBVT 图像上。这使得临床医生可以参照计划和骨骼结构来确定植入位点（图10）。CEREC 也已经用于制作植入物的上部结

构。Daniel Wolf 博士等人报道说，具有解剖学结构大小、粘接剂粘合和1.5 mm 牙合壁厚度的植入磨牙冠（VITA Mark II 硅酸盐陶瓷）在技工室测试中表现良好。它们也适用于钛基牙牙冠和氧化锆基牙牙冠。¹⁸

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摘要

CEREC 已经从基于计算机的“镶嵌机”转变为

一个十分通用的系统，可以用于一次性的牙科治疗。今后，CEREC 将协调牙科诊所和技工室的各项职能。许多国际公认的研究证明，牙科椅旁陶瓷嵌体和高嵌体达到的临床存留率可以与铸金修复体相媲美。

随着光电子印模在完整四分体中的应用，CEREC 已经开启了无印模牙科医学的大门，并且将牙科技工室整合到牙科诊所的工作中。CEREC 技术已经向牙科专业人士表明，CAD/ CAM 过程和计算机辅助治疗方法将决定牙科诊所和牙科技工室今后的活动和作用。