《International Dental Journal》：Digital Polyetheretherketone Complete Dentures: A Clinical Study and Finite Element Analysis
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目的：比较数字化制造的聚醚醚酮（polyether-ether-ketone，PEEK）全口义齿与常规聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）全口义齿的临床结局与生物力学性能，采用有限元分析（finite element a
目的：比较数字化制造的聚醚醚酮（polyether-ether-ketone，PEEK）全口义齿与常规聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）全口义齿的临床结局与生物力学性能，采用有限元分析（finite element analysis，FEA）。
方法：纳入10例无牙颌患者。每例患者均接受常规PMMA全口义齿和数字化复制PEEK全口义齿。采用轻体硅橡胶（light-body silicone）与三维偏差分析评价组织适合性。采用分光光度法评估咀嚼效率，并通过问卷评估患者满意度。采用配对t检验（paired t-test）进行比较。首次在体外测量PEEK与黏膜之间的摩擦系数。将该值与同期测得的PMMA-黏膜摩擦系数一并纳入有限元分析软件，以评价在正中咬合和侧方咬合条件下义齿、黏膜及牙槽骨的应力分布与位移。
结果：两组在1、3、6个月时义齿-组织适合性或患者满意度均未见显著差异（P > .05）。然而，PEEK全口义齿显示出显著更高的咀嚼效率（P < .01）。FEA表明，在两种咬合条件下，PEEK组黏膜应力分布更均匀，义齿变形更小。两组牙槽骨应力分布相似，且均处于生理限度内。
结论：数字化制造的PEEK全口义齿达到与PMMA全口义齿相当的适合性和满意度，同时提供改善的咀嚼效率和有利的生物力学性能。
临床意义：通过数字化工作流程制造的PEEK全口义齿显示出作为常规全口义齿可靠替代方案的强大潜力，具有较好的临床适用性。
研究背景与问题：随着全球人口老龄化，无牙颌患者数量持续增加；无牙颌影响咀嚼、言语、美观和心理健康，并增加全身疾病风险。全口义齿可恢复咀嚼功能、改善面部美观与言语清晰度并提高生活质量。传统全口义齿基托和人工牙主要采用PMMA，因易加工、成本低和美观性较好；但PMMA硬度与耐磨性相对较低，弯曲强度和疲劳抗力不足，长期使用易磨损甚至折裂；易色素沉积导致变色；表面易黏附白念珠菌和变形链球菌等微生物，可能引起口腔黏膜炎症；临床常加金属加强物，但金属暴露有过敏风险。因此，研发兼具良好生物相容性、优良力学性能和长期稳定性的全口义齿材料成为修复学重点。PEEK为高性能聚合物，具良好生物相容性，弯曲强度140～170 MPa、弹性模量3.5～4.0 GPa接近人骨，并具疲劳和蠕变抗力；作为基托材料机械强度高于PMMA，惰性表面不易黏附菌斑和色素、不释放金属离子，适合金属过敏患者；作为人工牙时维氏硬度（Vickers hardness）30～32 VH高于PMMA，可抵抗长期咬合磨耗并维持咬合垂直距离和咬合关系；且可用计算机辅助设计与制造（computer-aided design and computer-aided manufacturing，CAD/CAM）技术制作。Ye等和Ge等报道全数字化工作流程制作的PEEK可摘局部义齿组织面适合性优于常规方法。基于此，本研究采用数字扫描和铣削技术制作基托与人工牙一体化的PEEK全口义齿，结合临床评价与FEA探讨其临床应用潜力，为数字化全口义齿设计优化提供依据；零假设为常规PMMA与数字化PEEK全口义齿在义齿-组织适合性、咀嚼效率和患者舒适度方面无显著差异（α=0.05）。
研究开展与总体结论：研究纳入10例无牙颌患者，每例先制作常规PMMA全口义齿，再以数字技术复制PEEK全口义齿，进行临床比较与FEA。结果显示两组组织适合性和满意度无显著差异，PEEK咀嚼效率显著更高，FEA显示PEEK组黏膜应力更均匀、义齿变形更小，牙槽骨应力相似且处生理限度；零假设被部分拒绝。该研究提示数字化PEEK全口义齿在保持适合性和满意度的同时，可能改善咀嚼功能并具有有利生物力学表现，为无牙颌修复提供潜在替代方案。
关键技术方法：研究纳入10例无牙颌患者，经吉林大学口腔医院伦理委员会批准（JDKQ2023106）。每例先常规制作PMMA全口义齿，再三维扫描、数字化设计并以五轴数控铣削PEEK盘制作一体化PEEK全口义齿，前牙唇颊面选择性回切后以光固化复合树脂恢复牙色及牙龈色。采用轻体聚乙烯基硅氧烷（polyvinyl siloxane，PVS）印模材料原位获取组织面薄膜，结合Geomagic Control X行三维偏差分析；以分光光度法测咀嚼效率，以Yongcheng Ge量表问卷评价满意度；体外测定PEEK-黏膜与PMMA-黏膜最大静摩擦系数；基于锥形束计算机断层扫描（cone-beam computed tomography，CBCT）及Mimics、Geomagic Wrap、Exocad、SolidWorks和Ansys构建有限元模型，分析正中与侧方咬合下应力与位移；采用配对t检验。
研究结果：
临床结果：（1）CAD/CAM数字化复制的准确性评估：通过三维形态偏差分析，铣削复制PEEK与常规PMMA全口义齿平均总体扫描准确度间隙分别为26.35±8.19 μm和25.90±5.70 μm；讨论认为其与既往数据一致且处临床可接受范围，提示数字扫描和铣削能较忠实复制原义齿形态。（2）全口义齿的组织适合性：通过轻体PVS薄膜原位扫描和三维偏差分析，上、下颌总体及区域义齿-黏膜间隙在两组间均无显著差异（P > .05）；上颌总体PEEK为270.3±51.84 μm、PMMA为257.4±67.59 μm，下颌总体PEEK为307.8±67.47 μm、PMMA为300.2±85.98 μm，表明两种义齿均具良好组织适合性。（3）咀嚼效率测量：通过分光光度法测定咀嚼后花生悬液吸光度，PEEK组0.66±0.12高于PMMA组0.56±0.08（P=.0016），表明PEEK全口义齿咀嚼效率显著更高。（4）满意度评价：采用Yongcheng Ge量表问卷交叉设计，在戴入后1、3、6个月比较，总体满意度两组无显著差异（P > .05），随访期内评分呈上升趋势，示两种义齿主观满意度相当。
有限元分析结果：（5）摩擦系数实验结果：体外猪口腔黏膜测定显示PEEK-黏膜摩擦系数为0.15±0.02，低于PMMA-黏膜的0.20±0.02，提示PEEK界面剪切阻力较低。（6）有限元分析结果：通过CBCT建模和Ansys分析正中及侧方咬合下应力与位移，PEEK组义齿基托最大等效应力更高、高应力区更广，集中部位两组相似（正中咬合上颌中央硬腭、下颌前部；侧方咬合上颌工作侧后部、下颌前部），侧方加载使最大等效应力升高；正中咬合下PMMA水平向颊侧变形及牙槽嵴顶/颊区垂直变形更明显，PEEK水平位移更小；侧方咬合下PMMA工作侧位移更大、平衡侧更小，下颌PMMA平衡侧颊侧向黏膜位移及舌侧抬升更明显，提示更明显倾斜变形；PMMA黏膜最大von Mises应力更高且高应力区更广，PEEK更小更分散；牙槽骨应力两组均低且相似，处生理限度。
讨论与结论：讨论指出，PEEK弹性模量接近骨、化学惰性、耐磨并兼容数字流程，可高精度一体化制作。数字复制精度在临床可接受范围；PVS薄膜原位扫描可评价咬合负载下功能适合性，避免脱模后变形，较既往方法更接近口内功能状态，两组适合性无显著差异。咀嚼效率提高与PEEK较高维氏硬度、低体积磨损和表面粗糙度稳定、惰性表面减少食物黏附及促进自洁有关。满意度无显著差异且随时间提高，可能与新义齿适应和神经肌肉协调改善有关，支持数字复制流程和PEEK材料可行性。FEA纳入实测摩擦系数并扩展至侧方咬合，较假设粘结接触或统一摩擦系数更接近临床；PEEK-黏膜摩擦系数较低，可能有利于自洁并减少黏膜刺激。PEEK基托应力更高与较高弹性模量有关，但其弯曲强度远高于研究中最大应力，仍低于失效阈值；PMMA变形倾向与适合性测量中后腭封闭区、上颌后牙颊侧及下颌后牙颊舌侧平均间隙略大相符，反复循环载荷下局部变形可能促进疲劳裂纹，而PEEK断裂韧性和抗裂纹扩展更优。PEEK基托刚性较高使咬合力分布更均匀，黏膜高应力区更小更分散，可能减少压力相关不适；牙槽骨应力两组均低，侧方咬合增加但仍在生理限度，提示PEEK不增加骨吸收风险。局限包括未定量评估固位、长期老化及对牙槽骨吸收影响不清，需超过1年随访、影像学评估及前瞻性随机对照研究。
研究结论（译）：数字化制造的PEEK全口义齿在义齿-组织适合性和患者满意度方面达到与PMMA相当的结果，同时表现出更优的咀嚼效率、更均匀的黏膜应力分布和更小的变形倾向。将实验测定的摩擦系数纳入分析为有限元分析提供了真实的边界条件。根据这些发现，数字化制造的PEEK全口义齿可能成为需要全口义齿修复的无牙颌患者的有前景治疗选择，尤其适用于功能需求较高或对常规丙烯酸树脂过敏者。本研究提出的数字化整合PEEK全口义齿方法具有较大的临床潜力，并可能有助于改善无牙颌患者的生活质量。
