數(shù)字化技術(shù)在前牙區(qū)種植美學中的應(yīng)用進展

魏翔 張善勇 趙華強

自Branemark等[1]進行第一例臨床口腔種植手術(shù)開始，口腔種植學便開始了蓬勃的發(fā)展。隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，患者對于種植修復的要求也日漸提高。其中，前牙區(qū)種植更是臨床中的難點。首先，前牙是美學區(qū)，患者要求較高；其次，前牙區(qū)骨量常不足，因此對種植體的植入位置和方向有很高的要求。本世紀以來，隨著數(shù)字化技術(shù)在口腔種植中的全面開展，改變了以往憑借經(jīng)驗和術(shù)前影像信息來完成種植牙手術(shù)的狀況。口腔錐形束CT（CBCT）是一種較為理想的口腔種植術(shù)前影像檢查技術(shù)[2]，同時種植設(shè)計軟件、數(shù)字化種植導板的應(yīng)用也日趨廣泛[3]。數(shù)字化導板的應(yīng)用不僅可以輕松避開神經(jīng)、血管等重要解剖結(jié)構(gòu)[4]，提高手術(shù)效果[5]，更重要的是為前牙美學區(qū)的種植提供了良好的生物力學性能和美學效果。但是，數(shù)字化導板仍存在一定的局限性。本文就數(shù)字化導板在種植美學區(qū)的應(yīng)用、精確性評估進行綜述，并總結(jié)其適應(yīng)證，以期為臨床應(yīng)用提供一定的參考。

1 口腔種植美學

1.1 口腔種植美學的發(fā)展

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進步，種植成功的定義已不僅僅局限于種植體在骨內(nèi)長期生存，軟組織和種植體美學形態(tài)的長久保持得到了更為廣泛的關(guān)注。臨床觀察到很多患者因前牙種植后發(fā)生軟組織退縮、基臺邊緣暴露等問題而影響美觀。因此，長期美學效果的穩(wěn)定與維持，即美學并發(fā)癥的預防是目前臨床亟待解決的問題。大量的多中心研究分析認為，種植失敗主要受植體的直徑、唇側(cè)骨壁厚度和牙齦生物學類型的影響。如果種植體頰側(cè)的骨壁厚度和牙齦生物型是固定的，那么最終決定因素就是種植體植入的三維位置。所以，獲取上前牙區(qū)的骨壁厚度、牙與相應(yīng)牙槽突的角度關(guān)系，將有助于上前牙美學區(qū)種植方案的制定。此外，隨著計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）數(shù)字化技術(shù)的引入，特別是口內(nèi)數(shù)字化掃描技術(shù)的成熟應(yīng)用，使舒適化拔牙后即刻種植和即刻修復成為可能[6-7]，既減少了椅旁時間，也增加了模型精確度[8]，提高了美學效果。

在現(xiàn)代生物-心理-社會醫(yī)學模式中，患者的評價是醫(yī)療質(zhì)量的最終評定。影響患者對修復體滿意度的因素是多方面的，例如：性別差異導致女性較男性更易對牙齒的顏色不滿意，而男性較女性更易對牙齒的排列不滿意；青少年和年輕人更加關(guān)注牙齒的美觀，而隨著年齡的增長，患者對修復體的不滿意度呈下降趨勢；隨著受教育程度的提高，患者對牙齒顏色的不滿意度下降而對牙齒排列的不滿意程度上升；此外，高收入人群對修復效果的期望也就越高。

1.2 口腔種植美學的標準

醫(yī)學美學應(yīng)是站在美學的角度觀察經(jīng)過醫(yī)學行為后的人體美學，其評價方法主要為肉眼審美觀察、專業(yè)技術(shù)輔助和動態(tài)容貌的觀察。因此，口腔種植美學的標準應(yīng)該是衡量治療的美學效果。Belser等將口腔美學指標分為兩部分，即紅白美學。其中，白美學分數(shù)（White esthetic score）主要指暴露在口腔中的牙齒或牙冠的美學，包括牙齒形態(tài)、牙齒輪廓、顏色、表面紋理、透明度及其他；紅美學分數(shù)（Pink esthetic score）是指紅色的牙槽嵴輪廓和軟組織的美學，包括近中齦乳頭、遠中齦乳頭、唇側(cè)黏膜的弧度、唇側(cè)黏膜水平、牙根凸度、軟組織顏色及紋理等。然后根據(jù)臨床的具體情況將這些指標分別打分：0、1、2。再將這些分數(shù)相加就能得到一比較可觀的美學評分，代表修復的美學效果。目前，該標準已被臨床廣為接受。同時，前牙美學中對稱性非常重要，雙側(cè)牙齦緣的位置差距超過0.5 mm就會影響美觀。使用種植數(shù)字化導板，可較好保存軟硬組織形態(tài)，與天然牙相協(xié)調(diào)[9]，極大地提高美學分數(shù)。

從口腔修復學的角度，前牙美學中研究的牙冠長度是臨床牙冠長度，涉及切緣和牙齦緣2個方向。其中，上頜中切牙的臨床牙冠長度對于前牙美學和微笑美學的意義重大，目前認為中切牙的黃金長度為10～12 mm。對于休息位時暴露的中切牙長度，專業(yè)人群更傾向于上中切牙暴露2 mm，而普通人更喜歡上中切牙暴露4 mm。微笑時暴露中切牙的長度，專業(yè)人群認為10.7 mm時最為合適，而患者認為8.1 mm時最為滿意。對于中切牙的輪廓設(shè)計，一般認為上頜中切牙較美觀的解剖牙冠寬長比例為0.78，一般可接受的范圍為0.66～0.80，健康狀況下的臨床牙冠稍短于解剖牙冠，可接受的范圍為0.75～0.85。此外，中切牙、側(cè)切牙和尖牙的寬度比也是重要的參考標準，此寬度為正面投影的寬度，而不是牙齒的實際寬度，這是美學修復中最為重大的比例關(guān)系。一般認為，中切牙投影寬度/側(cè)切牙投影寬度=側(cè)切牙投影寬度/尖牙投影寬度 （尖牙的正面投影寬度指尖牙正中邊緣嵴到唇嵴的寬度，唇嵴之后處于陰影之中）。三者之間存在黃金比例關(guān)系，即0.618∶1∶1.618。

我國牙周病患者較多見，80%～90%的成人患有不同程度的牙周疾患。研究表明，有牙周炎病史的患者較牙周健康的患者具有更高的種植體周圍炎易感性，而未經(jīng)有效治療、持續(xù)進展的種植體周圍炎可引起種植體周圍持續(xù)的骨吸收，最終導致骨結(jié)合大部分喪失，種植體暴露，種植失敗。因此，牙周炎患者種植前進行有效的牙周治療，并在種植后堅持牙周維護十分必要。種植體植入前牙周治療的主要目的是：①消除牙周感染，控制炎癥；②幫助患者實現(xiàn)有效的菌斑控制。通過牙周治療，恢復健康的、有利于菌斑控制的軟硬組織形態(tài)，通過個性化的口腔衛(wèi)生指導，幫助患者掌握正確的菌斑控制方法，鼓勵定期復診，進行牙周維護。種植的數(shù)字化設(shè)計可以降低種植體周圍炎的發(fā)生，更易于患者自潔，減少軟硬組織的吸收。

近年來，不同牙齦生物型對種植治療的影響也得到了較多的關(guān)注及研究。眾多研究表明，薄齦型是種植后美學失敗的一個危險因素。Zuhr等[10]提出，當牙齦厚度大于1.44 mm，術(shù)后穩(wěn)定性較好。薄齦生物型患者拔牙后或受到炎癥侵犯時，牙槽骨吸收迅速，易導致種植體周圍骨量不足，并且骨吸收后伴隨著表面軟組織退縮，齦乳頭喪失，出現(xiàn)黑三角，致使美學修復失敗。因此，術(shù)前進行必要的牙周評估，根據(jù)患者情況選擇使用數(shù)字化導板，可最大限度降低影響美學因素的風險，尤其對于后期前牙美學區(qū)的軟硬組織保存意義重大。

1.3 前牙區(qū)種植位點的定位

種植體只有植入在正確的三維位置上，才能獲得良好的修復效果，保證美學效果的完美實現(xiàn)，這在種植美學區(qū)尤為重要。種植體與鄰近天然牙或種植體的距離會影響齦乳頭的形態(tài)，故應(yīng)根據(jù)修復情況合理確定種植體近、遠中距離，與鄰牙要保證1～1.5 mm的水平距離。國際種植學會（ITI）的種植臨床治療指南指出，美學區(qū)唇側(cè)的骨壁厚度至少為2～3 mm，否則種植體周圍會產(chǎn)生骨吸收，并可能引起軟組織退縮，導致美學并發(fā)癥。種植體的粗糙部分應(yīng)位于牙槽嵴水平或嵴頂下1 mm范圍內(nèi)，而理想的種植體肩臺（軟組織水平種植體）位于種植修復體唇側(cè)齦緣中點根方約2 mm。骨水平種植體肩臺要比標準種植體植入深約1 mm，即位于齦邊緣中點以下3 mm左右，植入過深亦會加重牙槽嵴頂?shù)墓俏铡?/p>

1.4 美學區(qū)使用種植導板的必要性

上前牙區(qū)種植的風險很多，主要是美學方面的風險，包括金屬基臺的暴露、軟組織退縮、種植后無法進行修復或修復效果差、種植體唇側(cè)骨壁缺損肉眼可見 （種植體在黏膜下）。產(chǎn)生上述風險的最主要原因就是術(shù)前對缺牙區(qū)局部骨質(zhì)、骨量缺乏了解，導致種植體植入的位置和方向不正確。因此，上前牙區(qū)的種植成功需要術(shù)前精確評估頜骨的質(zhì)量及其與重要解剖結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，從而確定種植體植入的位置和方向[11]。確定準確的術(shù)前設(shè)計思路，并將術(shù)前設(shè)計思路準確轉(zhuǎn)移到種植手術(shù)中是成功的關(guān)鍵，種植導板即承擔了該角色[12]。同時，研究顯示，數(shù)字化種植可減少20%的椅旁調(diào)磨時間，有效縮短25%的技工操作時間，減少33%的成本消耗，提高患者滿意度[13-14]。對于全牙列種植患者，尤其應(yīng)用顴種植體的患者[15]，更需要每顆種植體的精確植入，以獲得最大的美學效果[16]。

2 口腔種植數(shù)字化外科導板簡介

2.1 數(shù)字化外科導板的概念

按照傳統(tǒng)的方式，僅僅通過曲面斷層片無法獲得種植體最佳植入的3D位點，更無法在失去軟組織支持的基礎(chǔ)上制備包含個性化穿齦輪廓的基臺與即刻修復的牙冠。目前，牙種植手術(shù)前，可利用CT掃描技術(shù)獲取頜骨影像數(shù)字信息，通過三維重建與可視化處理，清楚地顯示種植區(qū)頜骨的牙槽骨高度和寬度、骨質(zhì)密度、頦孔位置、下牙槽神經(jīng)管走向等。然后，可利用口腔種植設(shè)計軟件進行三維計算機輔助手術(shù)規(guī)劃，通過軟件模擬手術(shù)放置種植體，檢查植入方向，將缺牙區(qū)擬植入種植體的部位、數(shù)量以及植入的方向角度和深度等信息參數(shù)轉(zhuǎn)化為STL文件格式，通過數(shù)控機床加工[17]，最終完成數(shù)字化外科導板的制作[18]。要將術(shù)前虛擬手術(shù)設(shè)計及修復體設(shè)計在患者身上付諸實現(xiàn)，就要求將醫(yī)學解剖學、計算機圖像處理、精密加工及手術(shù)經(jīng)驗整合到一起[19]。

2.2 數(shù)字化外科導板的分類

數(shù)字化外科導板可分為牙支持式導板、骨支持式導板和黏膜支持式導板[20]。牙支持式導板適用于缺失牙較少的牙列缺損，導板覆蓋在鄰近缺損區(qū)的基牙上獲得固位；骨支持式導板適用于無牙頜以及缺牙較多的牙列缺損，導板直接覆蓋在頜骨表面，手術(shù)時需要翻開黏骨膜瓣，直接暴露出骨面，導板與骨面緊密貼合；黏膜支持式導板主要適用于無牙頜患者，導板直接覆蓋在牙槽嵴的黏膜上，不需要翻開黏骨膜瓣，通過環(huán)切的方式去除局部黏膜，植入種植體。

2.3 數(shù)字化外科導板的精確性評估

通過數(shù)字化技術(shù)制作相應(yīng)的種植導板，明顯比僅憑經(jīng)驗種植的誤差小、精確度高。不使用導板時鉆針的方向會向阻力小的方向偏移，容易導致嚴重偏差。但數(shù)字化外科導板并不能實現(xiàn)種植體完全精確的植入[21]，從術(shù)前的準備到種植手術(shù)的各個階段的操作不當，都會導致種植體植入的實際位置和軟件設(shè)計的位置有所偏差。不同支持類型的種植手術(shù)導板精度存在差異，黏膜支持式手術(shù)導板依賴黏膜提供支持固位，而黏膜又具有一定的彈性，因此在種植術(shù)中導板的穩(wěn)定性常會受到影響。研究表明，使用黏膜支持式導板進行手術(shù)，種植體植入后的頸部、尖部位置偏差以及角度偏離均較大，而牙支持式手術(shù)導板的精度最高、固位穩(wěn)定性最好[22]。1篇關(guān)于數(shù)字化導板精確性的系統(tǒng)性評述共納入了19項相關(guān)研究，涉及1 688顆種植體。結(jié)果顯示，種植體頸部線性偏差平均為0.99 mm，在根尖部平均為1.24 mm，深度誤差平均為0.46 mm，存在平均3.81°的角度偏差[23]。其次，不同的軟件系統(tǒng)造成的偏差也有所區(qū)別。Simplant系統(tǒng)的偏離角度誤差為4.5°±2.0°，種植體頭、尾部分別有0.9±0.5 mm和1.0±0.6 mm的偏離值[24]。研究證實，Nobel Guide系統(tǒng)的角度偏離值為2.0°±0.8°，種植體頭部和尾部的偏離值分別為1.1±0.7 mm和2.0±0.7 mm[25]。Pettersson等[26]對139枚種植體的研究顯示，肩部平均誤差為0.80 mm，根部平均誤差為1.09 mm，角度平均誤差為2.26°。D'haese等[27]的研究認為尾部偏差比頭部偏差要大。很多研究顯示，使用快速成形技術(shù)制作的外科導板進行種植手術(shù)，種植體的線性偏差最大可以達到1.5 mm以上[28]。因此，數(shù)字化外科導板不能完全替代常規(guī)的診斷和治療計劃，還需要臨床結(jié)合實際情況進行具體的判斷分析[29]。

2.4 使用數(shù)字化外科導板可能發(fā)生的問題及預防措施

使用數(shù)字化導板一定要遵循標準的操作方式[30]，例如排除感染因素、建立良好的初期穩(wěn)定性、避免臨時修復體功能性負載等[31]。

2.4.1 放射導板與軟組織不貼合或定位不準確

由于翻制放射導板過程中樹脂的收縮、模型變形等因素，可導致制作的放射導板與黏膜不密合，或存在微小的轉(zhuǎn)動，從而掃描后不能精確地再現(xiàn)軟硬組織的情況，導致種植手術(shù)精度欠佳。對此可通過丙烯酸樹脂重襯、掃描和放置導板時使用咬牙合記錄來解決。

2.4.2 掃描時患者定位不準確或患者移動

掃描前應(yīng)進行充分交流，不正確的定位或掃描過程中患者的移動可能導致圖像的某些解剖結(jié)構(gòu)的缺失、牙列的重疊和運動偽影等，從而不能得到精確清晰的圖像，準確度就會下降。因此，掃描定位板應(yīng)和咬牙合平面平行，掃描時咬牙合分開，防止牙齒重疊。使用頦托，前額帶固定頭部防止傾斜、移動。

2.4.3 外科導板未完全就位或固定不穩(wěn)

導板引導下種植的精確性基于外科導板的精確放置，導板輕微的旋轉(zhuǎn)就會導致種植體偏離其預期的位置。外科導板術(shù)中不能僅僅用手固定進行種植，應(yīng)該在導板具有正確的咬牙合并完全與黏膜貼合后，用固位釘固定后再進行種植。

2．4．4 虛擬設(shè)計方案向?qū)嶋H種植手術(shù)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生誤差

在虛擬方案向?qū)嶋H手術(shù)轉(zhuǎn)移的過程中，精確度受預留牙的數(shù)量及分布情況影響，余留牙少的導板誤差增大。同時，導板上導管孔數(shù)量也影響精確度，數(shù)量增加，精確度增加，而翻瓣與不翻瓣、上頜與下頜也有少許區(qū)別，但影響不大。CBCT圖像中GV變化范圍較大，不利于評價骨的密度和質(zhì)量。引起的原因很多，例如照射野有限、散射線劑量相對高以及重建算法有限等[32]。盡管已嘗試改進GV變量，但目前CBCT仍不適合定量測量灰度值評估骨密度。

此外，骨質(zhì)的密度、種植體的長度、臨床經(jīng)驗等也會影響種植體植入的精確性。骨質(zhì)越致密，種植體長度越長則產(chǎn)生的誤差越大；臨床經(jīng)驗越豐富，則產(chǎn)生的誤差也相對越小，增加了手術(shù)的可預期性。

3 展望

對于前牙美學區(qū)的牙種植手術(shù)，僅憑臨床經(jīng)驗，很難取得理想的種植體植入位置和方向，也不可避免會造成較大的手術(shù)創(chuàng)傷，術(shù)后效果難以保證。利用數(shù)字化外科導板完成前牙種植手術(shù)，既減小了手術(shù)風險，縮短了手術(shù)時間，減少了患者的痛苦，又最大程度地滿足了患者的美學要求，更易取得理想的美學修復效果。然而，我們不能完全依賴于數(shù)字化導板，需要對數(shù)字化導板精度的誤差有所預估，頭部的誤差會影響修復體的就位，而尾部的誤差會引起各種并發(fā)癥的發(fā)生。因此，臨床設(shè)計中一般建議保證2 mm的預留空間避免傷及重要的解剖結(jié)構(gòu)。總之，影響前牙美學區(qū)種植修復效果的因素有很多，從患者的自身條件與訴求出發(fā)，應(yīng)在詳細周全的臨床檢查基礎(chǔ)上進行治療設(shè)計，在使用數(shù)字化外科導板的同時，還應(yīng)考慮到其他影響美學的因素，全面考量，將數(shù)字化外科導板的優(yōu)勢最大化，以提供一個良好的種植條件。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化外科導板用于前牙美學區(qū)種植將具有更為明顯的技術(shù)優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。