口腔CAD/CAM系统的发展

计算机辅助设计和制作技术最早是应用于工业自动化的高科技技术，经过口腔医师和科技人员的长期研究，CAD/CAM系统得以迅速发展，形成商品化，并应用于临床。20世纪70年代主要停留在理论研究上，1973年法国牙医师Duret首次发表了CAD/CAM在口腔应用的论文。此后，研究范围逐渐扩大，研究人员也逐渐增多，1983年，第一台用CAD/CAM技术制作修复体的样机在法国问世。1985年Duret采用CAD/CAM技术制作修复体的样机在法国问世。1985年Duret采用CAD/CAM修复制作系统展示制作了一个后牙全冠修复体。

迄今为止，全球已有超过10余种口腔CAD/CAM系统，下面介绍几种有代表性的系统。

（1）Duret系统（法国系统）：该系统是由Duret领衔的研究小组研制的，主要原理是利用电子光学方法取得牙制作备体的光学印模-数字化-输入计算机-制备体三维立体图像-设计修复体-制作修复体。该系统最由法国Sopha Bioconcept公司开发完善，又称Sopha Duret系统。其颌面设计采用根据对颌牙情况，在正中颌位建立颌面尖窝关系。可以加工陶瓷材料和钛合金。

（2）Cerec系统（瑞士系统）：Cerec（chariside economical restoration of esthetic ceramics）是“美学陶瓷的椅旁修复”的简称，该系统由牙医师Mormann和工程师Brandetini共同设计和研制完成，1986年首次在瑞士苏黎士展出，系统由三维口内摄像机、显示器、键盘、轨迹球、切削车床和图像处理、加工软件等部分组成，主要用于加工陶瓷。

1994年CEREC2型则具有更快的微处理器和更高更高分辨率的摄像头，研磨系统增加了研磨车针，之后由于软件的发展，使CEREC2可以制作全瓷基底冠和颌面形态完整的全瓷冠。

2000年诞生的CEREC3基于windows平台，研磨系统与可移动系统的图像采集系统各自独立工作，可以制作嵌体、高嵌体、全冠、部分冠和贴面。但此时软件只能展现修复体的平面效果，不能整体观察修复体。Sirona公司2002年推出CEREC inLab是针对口腔科技工作室所设计，采用间接方法制作修复体，不使用口内照相设备。数控加工单元完成石膏模型三维测量取像和圆锥形车针。磨切获得的修复体根据情况往往还需要在技工室进一步加工。如以Vita Mark  II等预成瓷块为坯体制作的修复体由于颜色均一，需进行个性化处理，可进行不同颜色的染色、上釉；而使用Vita-Ceram系列预成陶瓷坯体制作的全瓷冠、桥底冠或支架，需经玻璃渗透、表面饰瓷、上釉等工序才可以完成修复体。

2003年推出的CEREC 3D解决了以前机型的许多问题，在设计修复体时引入了多维视角、高度直观界面，用户可以冲三维角度观察和评估所设计的修复体，并借助虚拟工具对计算机屏幕上显示的对象进行编辑、修改。CEREC 3D 系统除在全瓷嵌体、贴面、全冠的制作功能上进一步强化以外，随着新的3D设计软件如FrameWork的加入以及新材料如二氧化锆陶瓷的应用，实现了全瓷固定桥的制作。

Cerec系统是目前发展最为完善的口腔CAD/CAM系统之一，目前全球估计有近2000台Cerec系统应用与临床，临床资料显示，Cerec系统制作的全瓷修复体具有较高的成功率，修复效果良好。

（3）Cerec系统：Celay系统是由一个接触式数字仪和一个微型铣床组成，其工作原理类似于配钥匙，本质上并不是完全意义上的CAD/CAM系统，数字化仪“读”取在口内或代型上制作的树脂嵌体、冠的表面形态，将形态状信息直接传递到铣床上进行复制加工，故又称“复制磨切系统”。

Celay系统由瑞士苏黎世大学研制，Mikroma公司生产。20世纪90年代苏黎世大学与Vita公司合作，将Celay系统与In-Ceram技术相结合，推出了Celay/In-Ceram全瓷修复系统，采用Celay系统加工预烧结多孔氧化铝瓷块，然后再采用渗透陶瓷技术。次方法不仅不需要进行长时间的氧化铝底层烧结（一般需10小时左右），而且还将玻璃渗透的时间由4小时左右缩短为40~50分钟左右。与常规渗透陶瓷技术相比，此法可在一天内制作出渗透陶瓷修复体。目前Celay/In-Ceram全瓷修复系统不仅包括Celay/In-Ceram Alumina、Celay/In-Ceram spinell,还包括Celay/In-Ceram Zirconia,可分别用于前后牙单冠和固定桥的制作。

（4）卡瓦珠穆朗玛峰（Kavo Everest）CAD/CAM系统：Kavo Everest 系统是2003年由德国的卡瓦公司推出的一套口腔技工室CAD/CAM系统，由扫描仪、计算机辅助设计系统、数控车床、烧结系统、专用材料和配套的专业技工台构成。该系统是集数据采集、设计、制作于一体的较成熟的CAD/CAM系统，可用于制作瓷嵌体、高嵌体、贴面、全瓷冠和全瓷核冠底层的制作，可以制作最长45mm的全瓷固定桥支架。

（5）Procera AllCeram系统：Procera AllCeram系统由Andersson和Oden设计，瑞典Nobel Biocare AB和AB Sandivk Hard Materials 公司共同研制开发，1987年在瑞士首次展出。该系统由CAD/CAM两部分组成。CAD部分包括Procera精密加工机与工业成型技术，可根据数据进行精确加工。

一般牙体预备后，取模，制作活动代型，使用Procera扫描仪扫描代型，获取三维数据，在计算机内生成三维数字化代型，再根据实际所需厚度，设计全瓷底冠。将设计完成的数字化代型与底冠数据，通过互联网传送到Procera工作站。工作站的Procera CAM根据传来的数据精确的将放大后的数字化代型转换为机制代型，然后用工业上的干压成型技术一很高的压力将纯度高达99.9%以上的Procera CAM氧化铝瓷细粉压在机制代型表面，形成氧化铝底冠坯体。底冠坯体从代型上取下后在1550℃高温下致密烧结，烧结完成后的氧化铝底冠呈半透明象牙色，强度高达600MPa以上，具有良好的适合性。在工作站完成后在邮寄回技工加工中心，堆塑饰面瓷，完成修复体。

（6）泽康（Cercon）系统：2002年，Cercon smart ceramics氧化锆陶瓷推出，挠曲强度大于1300MPa。氧化锆全瓷材料是目前口腔陶瓷中抗弯强度最高的陶瓷材料，逐渐广泛的应用于全瓷桥的修复。该系统为Degussa公司推出的专门切削氧化锆陶瓷的CAM系统。预烧结瓷块有12mm、30mm、38mm、47mm的不同长度规格，最长可以做到6个单位的桥体，其平均线收缩率为29%，预烧结的瓷块非常酥松，被称作粉笔样（chalk-hard），切削完成后还需要手工进行修整。烧结的温度在1350℃，大约6小时。其饰面瓷是专门研制的材料（Cercon ceram），与氧化锆支架的热膨胀系数想匹配。

（7）LAVA系统 LAVA全瓷修复系统是由3M ESPE公司设计开发的CAD/CAM系统，于2003年推出，主要用于二氧化锆全瓷冠桥底冠和支架的制作，其基本结构、原理、功能与Kavo Everest Cercon相似。系统由高精度扫描仪、CAD设计软件，研磨切削系统和烧结炉等构成。