3D打印外科導板用于上頜all-on-six種植修復的三維精度分析

路萌萌，張建蘭，李明，邱憬

(南京醫科大學 口腔疾病研究江蘇省重點實驗室，南京醫科大學附屬口腔醫院 口腔種植科，江蘇 南京 210029)

口腔種植義齒已成為牙列缺損、缺失最主要的修復方法，也被譽為“人類的第3副牙齒”[1]。無牙頜患者通常因牙周病、外傷等拔除患牙，因而都存在不同程度的垂直或水平向骨缺損，缺牙后繼發性原因如廢用性萎縮、上頜竇氣化、可摘局部義齒壓迫等導致牙槽嵴進一步萎縮，給種植修復帶來巨大的挑戰[2-3]。Malo等[4-5]提出all-on-six技術用于上頜無牙頜，可避免上頜后牙區牙槽骨高度不足時需進行的復雜骨增量手術，傾斜植體的應用縮短了患者的治療周期，減少了手術創傷。但使用該技術時傾斜植體的植入對術者的手術經驗要求較高，有時需術中進行翻瓣探查種植體位置與上頜竇的關系，限制了臨床上的廣泛應用。本研究使用3D打印外科導板進行上頜無牙頜種植即刻修復，與常規種植進行三維精度比對，探究其在臨床上的使用效果。

1 資料與方法

1.1 病例選擇

選取2017年9月至2019年10月于南京醫科大學附屬口腔醫院口腔種植科治療的40例上頜無牙頜種植即刻修復患者。男18例，女22例；年齡57～85歲，平均(67.0±08.27)歲。病例納入標準：上頜牙列缺失要求種植治療并即刻修復的患者，全身狀況良好，無系統性疾病，口腔衛生良好，無吸煙及酗酒等不良習慣，顳下頜關節無明顯紊亂，張口度≥50 mm。排除標準：口腔衛生較差者，伴有嚴重全身系統性疾病等種植手術禁忌證者，近5年有頭頸部放化療史者，無法完成隨訪者，服用雙磷酸鹽藥物者。隨機將患者分為常規種植組22例和導板種植組18例，患者均知情并簽署同意書。

1.2 材料

種植機(W&H公司，奧地利)；種植外科手術和上部修復器械(Nobel公司，瑞典)；錐形束CT(cone beam computed tomography，CBCT)攝影機(Newtom公司，意大利)；硅橡膠印模材料(3M公司，美國)

1.3 術前準備

術前1周完成常規血液檢查。術前常規查體，詢問既往病史，檢查咬合關系和鄰牙等軟硬組織情況。口內余留天然牙全口菌斑指數(FMPS)<20%，全口出血指數(FMBS)<25%，余留牙探診深度≤5 mm。CBCT檢查并測量擬種植區牙槽骨三維骨量。

1.4 導板設計及制作

上頜制取硅橡膠印模，灌注超硬石膏制作放射導板。通過3Shape掃描石膏模型，輸出STL格式數據，同患者拍攝CBCT獲取的 DICOM(digital imaging and communications in medicine)數據共同導入3Shape Dental System 進行術前設計。根據種植部位與鼻底、上頜竇的位置關系，以修復為導向設計種植體三維位置，見圖1。所有設計信息輸入制作軟件進行導板的打印，生成導板，見圖2。

圖1 術前軟件中設計植體植入三維位點 a、b分別為種植體穿出位置的正、側面像；c、d分別為軟組織穿出位置的頜、側面像

圖2 3D打印數字化外科導板

1.5 手術及修復過程

術前1 h口服阿莫西林(青霉素過敏時選用克林霉素)，配合含漱液含漱。常規局部消毒鋪巾。常規種植組：采用鹽酸阿替卡因腎上腺素注射液浸潤麻醉后，行牙槽嵴頂切口，翻瓣后行常規種植。導板種植組：根據硅橡膠咬合記錄戴入3D打印并消毒的外科導板，檢查導板與黏膜的密合度，術區浸潤麻醉后不翻瓣進行窩洞預備，植入種植體。兩組均制作臨時修復體即刻負重。手術及修復過程見圖3。

圖3 3D打印數字化外科導板下種植體植入及完成即刻修復 a～d依次為咬合記錄輔助導板就位、局麻下行不翻瓣種植術、種植體植入后夾板式印模、臨時義齒就位

1.6 種植三維位置精確度評測

種植后給患者拍攝CBCT并將數據導入3Shape設計軟件，與種植前設計的位置進行對比，具體測量方法見圖4。

圖4 種植體植入與術前設計間配準測量參數示意圖 A為種植體根方垂直向偏差；B為根方水平向偏差；C為頸部水平向偏差；D為頸部垂直向偏差；a表示植入角度偏差

1.7 患者滿意度調查

采用牙列缺損患者種植義齒修復疾病專表(OHIP-I)評價種植患者的滿意度[6]，見表1。該表涉及3個方面共14個口腔健康相關的問題，總體得分范圍為0～56分。患者自評口腔健康狀況越好、滿意度越高則得分越低。

表1 牙列缺損患者種植義齒修復疾病專表(OHIP-I)

1.8 統計學處理

采用SPSS 22.0統計軟件(SPSS Inc，Chicago，美國)進行統計分析。計量資料以±s表示，非正態分布資料采用秩和檢驗，正態分布資料采用t檢驗，計數資料采用χ2或Fisher 精確概率法分析。檢驗水準α=0.05 。

2 結 果

2.1 一般情況

40例患者(240枚植體)全部完成整個研究過程。術后無明顯紅腫、排異等反應，兩組種植體的存活率均為100%。

2.2 兩組患者基線資料比較

兩組患者基線資料比較差異均無統計學意義，見表2。

表2 兩組患者性別、年齡及牙位的比較

2.3 試驗流程圖

見圖5。

圖5 試驗分組流程圖

2.4 3D打印外科導板下種植精度分析

將種植后獲取的數據導入軟件，如圖6所示，與種植前設計的三維位置(圖7)進行對比，獲得常規種植組及導板組種植體頸部垂直、水平向偏差，以及兩組種植體根方垂直向、水平向誤差，并比較兩組種植體植入角度誤差。由表3中所示具體偏差值可知，兩組種植體根方水平向誤差、角度誤差均值較大，常規種植組偏差值大于導板種植組，差異具有統計學意義。

圖6 種植體植入前后三維位置CT對比 a-f依次為12、14、16、22、24、26位點術前；A-F依次為12、14、16、22、24、26位點術后

圖7 術前設計與術后的曲面斷層片 a導板組的術前設計；b術后曲面斷層片

表3 兩組種植體植入三維位置偏差比較(±s,n=120) mm

表3 兩組種植體植入三維位置偏差比較(±s,n=120) mm

位 置常規種植組導板種植組t值P值頸部垂直向偏差1.253±0.7590.639±0.10307.160.009頸部水平向偏差1.112±0.8720.442±0.13908.640.021根方垂直向偏差1.474±0.8460.476±0.12209.28<0.001根方水平向偏差1.628±0.9300.607±0.15106.83<0.001植入角度偏差8.371±0.8724.371±0.8725.415<0.001

2.5 患者滿意度

40例患者均完成了滿意度問卷調查，術前OHIP-I得分為(16.49±1.92)分，術后復查常規種植組和導板種植組得分分別為(3.36±0.44)分和(2.65±0.78)分，即導板種植組患者對種植修復效果的滿意度更高。

3 討 論

All-on-six廣泛應用于臨床，給患者帶來極大的方便，無需植骨或少許植骨即刻進行當天戴牙，縮短了患者的治療周期[7]。上頜后牙區的三維位置不良會增加植體穿破上頜竇造成外科并發癥的風險。3D打印外科數字化導板的設計通過術前軟件進行最佳三維位置的設計，不僅可以簡化手術操作，而且容易達到預期的修復效果，是以修復為導向的種植外科技術[8-10]。

本研究術者對全口無牙頜有較豐富的經驗，兩組存活率均為100%，提示兩組方法均為臨床可行的治療方案。

數字化導板技術已經廣泛應用于口腔科學的各個領域，如頜面外科囊腫、腫瘤或多生牙的手術以及前牙美學區的種植[11-12]。但目前關于全口種植的精度分析較少。本研究顯示，導板種植組頂端垂直向和水平向誤差、根端垂直向和水平向誤差、角度誤差等均顯著低于常規種植組，其中根端及角度軸向誤差較大，這與Aghaloo等[13]研究基本相符。研究中發現，導板組的手術時間及技師修復臨時義齒時間均短于常規種植組，使用導板大大節省了常規種植時術者對種植體位置修正的時間，且種植體旋入復合基臺后的穿出位置更有利于技師的操作。董海東等[14]通過對上頜無牙頜修復中種植體部位和數量對應力分布影響的研究表明，精準的三維位置有利于最佳的應力分布，種植體周圍牙槽骨可以將咬合力有效地分散，最大程度地降低了種植體的側向力。Ayna等[15]研究表明，使用數字化導板技術有利于術者將種植體植入更理想的位置。

Sannino等[16]研究證實，常規種植手術時容易出現較大誤差，造成外科或修復并發癥比例增加，且在回訪時更容易出現軟組織并發癥如食物嵌塞等；他們認為3D打印外科導板的植入方向更符合以修復為導向的種植，而常規手術組容易產生懸臂端，從而導致導致菌斑指數增加。Ting等[17]研究表明，黏膜支持式外科導板會存在一定的誤差，因為口腔黏膜都有一定的可讓性，導致最終種植體植入位置誤差的產生，不過研究也表明誤差是在可允許的范圍內。本研究中導板組也存在一定的誤差，但相比常規種植組均在可接受的范圍內。本研究中導板組均達到了理想的三維位置，上頜竇高度低于2 mm的病例通過傾斜植體設計避免了上頜竇外提升術式。常規植入傾斜植體需行上頜竇外側壁開窗探查并確定種植體的植入方向，增加了患者的手術創傷及手術時長[18]。數字化外科導板的應用不僅可以減少手術創傷，而且可以在保證植入精度的前提下縮短手術時間[19]。

數字化種植已經取得了不錯的臨床效果，但仍存在少許誤差，主要包括系統誤差和操作誤差。系統誤差包括CBCT拍攝、印模制取、放射導板制作及3D打印的精度誤差等[20]；操作誤差包括導板制作者和術者的操作經驗。如今導板制作技術參差不齊，由導板制作技術限制造成的種植體植入的誤差應盡可能避免。另外導板制作受到材料及環境的影響，應該嚴格按照材料特性制作以提高手術精度。患者開口度也會影響術者的操作，尤其在上頜后牙區的傾斜種植體植入時導板的設計要便于手術醫師的操作。上頜需截骨時種植不利于導板的精度控制，作者建議使用無需頸部成型鉆的植體，在導板的精準控制下植入種植體后再行骨修整。

綜上所述，3D打印外科導板用于上頜all-on-six種植修復能取得較好的臨床效果，相比傳統種植其植入精度更高，且患者對診療過程及結果更滿意。但目前3D打印數字化外科導板在制作中仍存在一定技術限制，如何更好地規避這些誤差尚待進一步研究。