國產數字化導板輔助上前牙種植手術的精準度研究

金杭穎 吳英浩 徐繼文 姜帥 趙保東 徐昊

由于CAD和CAM技術的迅速發展，數字化導板開始在口腔種植領域展現出巨大潛力[1]。上前牙作為美學區最重要的位置，患者對此的美學期望較高，而該區常伴有骨量不足等解剖局限性，這使合理的術前評估以及精確的種植體三維位置對于上前牙缺牙區獲得長期穩定的美學修復效果顯得尤為重要[2]。本研究通過比較國產數字化3D打印導板與無導板輔助下的種植體植入三維位置的精確度差異，探討國產數字化導板應用于上前牙種植手術的臨床應用優勢。

1 對象與方法

1.1 對象

選取2015-09～2016-08于青島大學附屬醫院口腔種植科行種植手術的40 例患者(男17 例，女23 例)，年齡20～65 歲，平均39 歲。根據隨機數字表將其分為Ⅰ組(男8 例，女12 例)，20～62 歲，平均37 歲，共植入37 枚種植體；Ⅱ組(男9 例，女11 例)，22～65 歲，平均41 歲，共植入32 枚種植體。納入標準：①上頜前牙區單個或多個牙缺失；②全身狀況良好，無手術禁忌癥；③術前均簽署種植手術知情同意書。

1.2 方法

40 例患者術前均拍攝CBCT，完成全口潔治。首先為所有患者制作放射性過渡義齒，患者戴后拍攝CBCT，獲得DICOM三維數據。使用三維掃描儀對石膏模型進行光學掃描，用彩立方種植軟件系統將所得光學掃描模型與CBCT數據進行整合，配準三維重建的頜骨模型與石膏模型(圖 1)，再選擇合適的種植體進行合理的種植位點設計(圖 2)，并在三維圖上預測修復效果。在彩立方導板制作系統中生成虛擬導板(圖 3)，導出第Ⅰ組患者的植牙導板定制數據，利用3D打印機打印出數字化導板。同一醫師對第I組患者利用數字化3D打印導板進行種植手術(圖 4)，對第II組患者在無導板輔助下行種植手術。

1.3 評價指標

將術后拍攝的CBCT，數據導入“彩立方植牙與定位器定制系統”軟件(天津市亨達升科技股份有限公司)進行三維重建(圖 5)。將重建后的三維圖像導入術前設計數據中，通過選取特征性標志點進行配準，測量實際植入與術前設計的種植體位置及方向的偏差(圖 6)。評估參數包括：①角度偏差；②頂部偏差；③根尖部偏差；④深度偏差(圖7)。患者在術后1 周、1 月、3 月、6 月、1 年時復診，記錄其并發癥情況。

1.4 統計學方法

應用SPSS 22.0進行統計分析。采用獨立樣本t檢驗分析2 組患者種植體植入的偏離誤差，P<0.05表示有統計學差異。

圖 2 種植位點的設計

圖 3 虛擬導板 圖 4 數字化導板引導下制備種植窩

圖 5 術后三維重建

圖 6 術前、術后CBCT配準圖像

圖 7 評估參數

2 結 果

本研究中2 組患者實際植入的種植體位置與術前設計位置在頸部、根尖部、深度及角度的偏差如表 1,差異有統計學意義。術后1 年復查，第Ⅱ組中有1 例患者因粘結劑殘留出現種植體周圍炎，其余患者均無不良癥狀，種植體周圍軟硬組織均較穩定。

表 1 種植體實際位置與設計位置的偏差值

3 討 論

CAD/CAM技術的發展促進了口腔種植臨床工作流程的更新與進步，數字化種植手術導板的制作過程日益精準化、個性化和自動化。最常用的數字化導板制造加工方式主要是快速成型技術和數控切割技術[3]。快速成型技術是在計算機控制下將設計好的三維模型轉化為實體模型，能夠制作極其復雜的構件，成型精度可高達±0.01%[4]。研究中所用的彩立方種植系統作為一國產數字化軟件，主要為3D打印快速成型技術，近年來在國內口腔領域應用較為普遍，這與國外導板相比，縮減了等待時間與制作費用。張健等[5]研究顯示：應用彩立方打印導板進行手術的種植體中心偏差距離頰舌向為(0.3±0.2)mm，近遠中向為(0.4±0.3)mm，種植體中心線角度偏差頰舌向為(0.9±0.2)°，近遠中向為(1.1±0.3)°。本研究同樣采用彩立方3D打印導板，其偏差結果與張健等研究結果較大的原因可能是其研究對象包含骨量較充足的后牙區，本研究對象為上前牙區，該區唇側骨板往往較薄并易形成凹陷性骨吸收，進行種植窩洞預備與植入種植體過程中，鉆頭和植體均易向唇側偏移，引起種植體的頸部骨吸收、齦緣萎縮、基臺暴露等并發癥[6]。

上頜前牙區種植涉及諸多美學風險，對手術精準性及美學修復效果提出更高的技術要求。同時，避讓切牙管等特殊解剖結構也增加了手術的技術敏感性與復雜性。若術前對種植區局部骨質、骨量評估不準確，則會導致種植體植入位置的偏差[7]。種植體被植入切牙管內會影響其骨結合，鼻腭神經的損傷也會對上腭部分黏膜的感覺功能造成損傷[8]，致使黏膜麻木，鈍痛等癥狀，嚴重降低患者的生活質量[9]。因此，上頜前牙區種植對種植體植入位點有著更為嚴苛的要求。數字化導板對前牙美學區的種植手術更為重要。

數字化3D打印種植導板技術能協助精確定位種植體的植入位置。本研究結果顯示兩組種植體在頂部、根尖部、深度、角度的差異具有統計學意義，充分說明使用彩立方數字化導板輔助手術較常規手術可以獲得更高的精準度，提高了手術成功率和患者滿意度，最終能夠獲得更理想、更穩定的美學修復效果[10-11]。數字化導板按照其支持方式可分為牙支持式、黏膜支持式和骨支持式導板[12]，導板在口腔內的固位穩定情況，將直接影響種植體植入的精準度[13]。Turbush等[14]測量了牙支持式、黏膜支持式和骨支持式數字化外科導板的精確度，結果顯示在頸部偏移和根尖部偏移方面，牙支持式導板的誤差最小。Ozan等[15]也發現牙支持式導板在角度及尾部偏差上明顯小于其余支持方式。本研究中所選病例均為前牙單個或部分缺失，均采用牙支持式導板，固位相對良好，依照金屬套管逐級備洞，故實驗組種植體精確度明顯較對照組高，且偏離誤差均較小。應用導板輔助前牙區種植還可實現使螺絲開孔于牙冠舌側面，采用螺絲固位方式可避免粘結劑殘留，從而減少種植體周圍炎的發生。

國內外學者研究導板精確度的誤差有所不同，如何減小誤差從而達到更精準的種植是目前數字化技術的研究熱點。分析本研究中導板精確度的偏差主要來自以下幾個方面：CBCT掃描到三維重建過程中、導板制作過程中出現的誤差；導板戴入口內的穩定性；擴孔鉆與壓板、壓板與金屬套筒之間都存在微小的間隙；術前設計與術后數據配準比較時測量偏差等。從CBCT掃描、導板制作、種植窩制備至種植體植入每一步都會有偏差，整個過程中誤差逐漸積累[16]。從最初的模擬設計到完成種植手術的每一步過程都將影響導板的精準性[17]。能否精準高效轉換術前設計從而保障種植體的最佳植入位置，能否進一步提高數字化導板的精準度從而達到個性化“精準醫療”的要求，是我們今后亟待研究的方向。

4 結 論

利用彩立方種植軟件進行術前設計并制作數字化3D打印導板輔助上前牙區種植手術，能夠顯著提高種植體植入的精確性，但其精準度仍需進一步提高。