數(shù)字化導(dǎo)板在口腔種植中的研究進(jìn)展

王曉華 劉艾芃 鄧文正

1.梧州市紅十字會醫(yī)院口腔科，梧州 543000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院，百色 533000

在過去的幾十年里，骨結(jié)合（活骨與植入物之間的直接接觸，而不插入纖維組織）的出現(xiàn)為種植學(xué)奠定了基礎(chǔ)[1]。與傳統(tǒng)三單位修復(fù)體相比，種植牙雖成本高，但可改善口腔健康，提高生活質(zhì)量，被認(rèn)為是修復(fù)缺失牙的一個安全且合適的選擇，逐漸成為患者修復(fù)缺失牙齒的首選[2-3]。成功的種植治療應(yīng)該包括功能和美學(xué)兩方面，種植體植入位置的精確性顯得至關(guān)重要，不僅術(shù)中避免損傷下牙槽神經(jīng)、血管、上頜竇底，而且可預(yù)防術(shù)后并發(fā)癥，有助于上部的冠修復(fù)[4]。數(shù)字化導(dǎo)板可將術(shù)前規(guī)劃的虛擬種植體位置精確地轉(zhuǎn)移到實際種植手術(shù)部位，是實現(xiàn)最佳種植的重要載體。在使用數(shù)字化導(dǎo)板植入多個種植體的情況下，如果患者的軟組織條件允許，可以使用預(yù)先的手術(shù)導(dǎo)板以不翻瓣方法進(jìn)行二期手術(shù)[5]。研究[6]顯示，骨內(nèi)牙種植體周圍緊密附著的角質(zhì)化黏膜可防止種植體周圍骨質(zhì)流失。數(shù)字化導(dǎo)板輔助種植術(shù)涉及的關(guān)鍵技術(shù)是圖像處理、術(shù)前設(shè)計、導(dǎo)板設(shè)計和制造[7]。在數(shù)字化導(dǎo)板的應(yīng)用中，當(dāng)前學(xué)科重點是減少實際種植位置和軟件模擬位置的偏差[8]。

1 數(shù)字化導(dǎo)板的發(fā)展與制作

1.1 數(shù)字化導(dǎo)板的發(fā)展

影像學(xué)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動了數(shù)字化導(dǎo)板的產(chǎn)生。CT提供的三維圖像具有高分辨率和精確度，逐漸應(yīng)用于種植治療的術(shù)前診斷和設(shè)計。錐形束CT（cone beam CT，CBCT）與傳統(tǒng)CT相比，成本低，輻射暴露少，可作為口腔頜面部影像輔助診斷的選擇[9-11]。牙科CT技術(shù)由Schwarz等于1987年開發(fā)，并首次用于頜骨重建術(shù)[12]。1988年推出了用于診斷和評估頜骨影像的三維牙科軟件，隨后開發(fā)的Simplant版本實現(xiàn)了在計算機(jī)斷層掃描圖像上虛擬放置植入物。2002年研究制作了種植手術(shù)導(dǎo)板，并用該導(dǎo)板輔助種植手術(shù)時將種植體精確地引入術(shù)前規(guī)劃的位置。隨后，各種新的計算機(jī)輔助設(shè)計軟件不斷推出，如以色列iDent公司的Scan 2Guide系統(tǒng)、瑞典NobelBiocare公司的Procera系統(tǒng)、美國Implant Logic公司的VIP系統(tǒng)、比利時Materialise公司的Simplant系統(tǒng)等[13]。2012年杭州六維齒科醫(yī)療技術(shù)有限公司研發(fā)出6Ddental軟件輔助設(shè)計和制作數(shù)字化種植導(dǎo)板，現(xiàn)已在國內(nèi)應(yīng)用。

使用設(shè)計軟件規(guī)劃種植體位置時，需要培訓(xùn)才能靈活運用設(shè)計軟件。許多臨床醫(yī)生不會熟練地使用該軟件，需要借助第三方來規(guī)劃植入位置。這些軟件的使用程序大致為：將DICOM格式的頜骨數(shù)據(jù)和牙模型掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入設(shè)計軟件，選擇合適的閾值進(jìn)行三維模型的重建，測量缺牙區(qū)的缺牙間隙、牙槽骨的寬度及高度，描記神經(jīng)管等。在軟件中選擇合適的種植體按合適的位置進(jìn)行虛擬植入，并設(shè)計手術(shù)導(dǎo)板，最后以STL格式導(dǎo)出帶有種植體和牙頜模型的數(shù)據(jù)到導(dǎo)板制作軟件中[14-15]。

1.2 數(shù)字化導(dǎo)板的制作

快速成型和數(shù)控切割是計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）種植導(dǎo)板制作工藝的主要技術(shù)。快速成型技術(shù)根據(jù)成型的不同原理可分為液態(tài)光敏樹脂選擇性固化技術(shù)（stereolithography apparatus，SLA）、熔融沉積制造（fused deposition modeling，F(xiàn)DM）、粉末材料選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（selective laser sintering，SLS）。快速成型技術(shù)是一種所謂的“加法”制作，將計算機(jī)設(shè)計的三維模型或者CT等掃描資料轉(zhuǎn)化為片層信息，通過光固化將材料逐層添加制作出實體[16-17]。數(shù)控切削技術(shù)是一種所謂的“減法”制作，將整塊材料按照計算機(jī)設(shè)計下的模型進(jìn)行切割成型，其制作精度高，加工速度快[18]。

2 數(shù)字化導(dǎo)板的分類方法

2.1 支持類型

根據(jù)支持類型，數(shù)字化種植導(dǎo)板可以分為：牙支持式導(dǎo)板、黏膜支持式導(dǎo)板、骨支持式導(dǎo)板、混合支持式導(dǎo)板。牙支持式導(dǎo)板用于少數(shù)牙缺失且余留牙松動不明顯的部位，是通過鄰牙固位，在引導(dǎo)種植時精確性高[19]。黏膜支持式導(dǎo)板用于無牙頜患者，使用時需要固位釘進(jìn)行固位，頜骨解剖結(jié)構(gòu)的差異、黏膜厚度對其精確性影響較大[20]。骨支持式導(dǎo)板主要用于術(shù)中需要翻開暴露骨面進(jìn)行骨增量手術(shù)的無牙頜患者，創(chuàng)傷較大，不適感強(qiáng)?；旌现С质綄?dǎo)板用于缺牙較多有余留牙的患者，其精確性較高。

2.2 種植窩限制程度

根據(jù)種植窩限制程度，數(shù)字化種植導(dǎo)板可分為非限制式導(dǎo)板（nonlimiting surgical guides）、部分限制式導(dǎo)板（partially limiting surgical guides）、完全限制式導(dǎo)板（completely limiting surgical guides）。非限制式導(dǎo)板設(shè)計強(qiáng)調(diào)的是植入物的位置，不強(qiáng)調(diào)鉆頭的角度。部分限制式導(dǎo)板的設(shè)計中，用于手術(shù)的第一個鉆頭是使用手術(shù)導(dǎo)板引導(dǎo)的，然后由外科醫(yī)生根據(jù)經(jīng)驗完成后續(xù)種植窩的預(yù)備和種植體的放置部分。完全限制式導(dǎo)板限制了器械在近遠(yuǎn)中及頰舌方向的移動，止動裝置也限制了備洞的深度，在深度、角度、位點預(yù)備上精確性是最佳的。完全限制式導(dǎo)板主要有兩種設(shè)計形式：基于鑄造的手術(shù)導(dǎo)板和基于CAD/CAM的手術(shù)導(dǎo)板。盡管完全限制式導(dǎo)板被證實是更精確的輔助手術(shù)工具，但大多數(shù)臨床醫(yī)生仍然采用部分限制式導(dǎo)板，因為其具有成本效益性和可靠性[21-22]。

2.3 擴(kuò)孔的流程

根據(jù)擴(kuò)孔的流程，數(shù)字化種植導(dǎo)板可分為全程導(dǎo)板和半程導(dǎo)板。全程導(dǎo)板在使用時需要全程配用專門的外科手術(shù)器械，逐級更換套管及種植鉆行種植窩預(yù)備至最終深度，通過套管植入種植體。半程導(dǎo)板在種植手術(shù)過程中通過定位鉆引導(dǎo)和一級擴(kuò)孔鉆預(yù)備種植窩，撤去導(dǎo)板后再逐級預(yù)備窩洞，植入種植體時亦不需要導(dǎo)板[23-24]。

3 數(shù)字化導(dǎo)板的優(yōu)缺點

3.1 數(shù)字化導(dǎo)板的優(yōu)點

與傳統(tǒng)種植術(shù)相比，使用數(shù)字化導(dǎo)板輔助種植可較精確地將種植體按照術(shù)前規(guī)劃位置植入[25]。由于可預(yù)測性的增加，術(shù)中外科手術(shù)損傷性降低，減少了下牙槽神經(jīng)、上頜竇損傷的風(fēng)險[26]。在無牙頜患者中，使用導(dǎo)板可減少頰側(cè)和近中方向的植入物偏差[27]，計算機(jī)輔助的種植手術(shù)允許不翻瓣手術(shù)，降低了術(shù)后發(fā)病率和出血風(fēng)險[28]。Vieira等[29]研究顯示，不翻瓣種植術(shù)更適合于無牙頜患者。數(shù)字化導(dǎo)板輔助的不翻瓣種植還可實現(xiàn)即刻負(fù)荷，滿足患者功能需求[30]，術(shù)后短期內(nèi)的疼痛減少，患者滿意度提高。由于手術(shù)中的位置偏差變小[4]，在制作上部修復(fù)體的空間位置得到保證，數(shù)字化導(dǎo)板輔助種植的美學(xué)效果也較好[31]。在種植體存活方面，傳統(tǒng)種植術(shù)和數(shù)字化導(dǎo)板輔助的種植術(shù)均能達(dá)到較高的存活率[32-33]。

3.2 數(shù)字化導(dǎo)板的缺點

數(shù)字化導(dǎo)板輔助種植術(shù)前需要拍攝CBCT，取口內(nèi)印模，灌注石膏模型，制作數(shù)字化導(dǎo)板，費用高，術(shù)前準(zhǔn)備時間長。種植體植入時導(dǎo)板的穩(wěn)定性依賴于導(dǎo)板支持方式，直接受到黏膜或骨突的影響，還要借助第三方進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計。種植術(shù)中，種植體位置與鄰近牙齒距離較近時，導(dǎo)板的管道易干擾種植體的植入[34]，不能臨時改變種植計劃，且導(dǎo)板限制沖洗，易產(chǎn)熱[35]。當(dāng)不翻瓣種植時，即使有導(dǎo)板輔助，術(shù)者仍需要考慮種植體唇頰側(cè)的偏移[36-37]。在磨牙區(qū)，可操作空間小，術(shù)中很難做到直視操作，降低了術(shù)者的觸覺靈敏性，容易造成角度偏差[38]。這在很大程度上限制了數(shù)字化導(dǎo)板在第二磨牙區(qū)的使用。數(shù)字化導(dǎo)板使用時偶爾會出現(xiàn)明顯偏差，當(dāng)偏差大于2 mm時，有可能導(dǎo)致神經(jīng)、上頜竇或者鄰牙的損傷和出血[2,39]。

4 影響數(shù)字化導(dǎo)板精確性的因素

目前評價種植體精確性的方法是將患者術(shù)前與術(shù)后CT放于測量軟件中，通過配準(zhǔn)，對比術(shù)前和術(shù)后種植體植入的位置，從角度、頂點、尖端、深度偏差的距離這4個指標(biāo)來評估其精確性[40]。年齡、導(dǎo)板類型、種植位置、術(shù)者經(jīng)驗、有無固定針、放射學(xué)方法、是否翻瓣等因素都會影響數(shù)字化導(dǎo)板的精確性，從而導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)偏差，但具體的偏差是何種原因所致仍存在爭議，總的偏差是手術(shù)過程各步驟產(chǎn)生的偏差累加的結(jié)果。

4.1 年齡

Zhou等[41]的Meta分析中年齡不會影響數(shù)字化導(dǎo)板的精確性。也有學(xué)者[42]提出異議，認(rèn)為年輕患者具有較高的骨密度，移除手術(shù)導(dǎo)板后，在骨密度較低的頜骨放置種植體會引起較大的角度偏差。年齡對數(shù)字化導(dǎo)板精確性的影響尚不明確，有待進(jìn)一步研究。

4.2 導(dǎo)板類型

3種數(shù)字化導(dǎo)板均能精確地輔助種植手術(shù)[43]。牙支持式導(dǎo)板種植體定位的準(zhǔn)確性高于黏膜支持式和骨支持式導(dǎo)板[44]。Yatzkair等[45]研究認(rèn)為，黏膜支持式導(dǎo)板輔助種植在種植體尖端和頂點的精度低于牙支持式導(dǎo)板。牙支持的數(shù)量也影響導(dǎo)板精確性，El Kholy等[46]研究顯示，僅使用2顆牙齒支撐的外科手術(shù)導(dǎo)板輔助種植，種植體的偏差明顯高于使用4顆或更多牙齒支撐的外科手術(shù)導(dǎo)板輔助種植。骨支持式導(dǎo)板和黏膜支持式導(dǎo)板之間的精確性無明顯差異[47]。數(shù)字化導(dǎo)板的類型要結(jié)合患者口內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行選擇。學(xué)者[23]認(rèn)為，全程引導(dǎo)與半程引導(dǎo)數(shù)字化種植導(dǎo)板的精確性相當(dāng)。但國際口腔種植學(xué)會第五屆共識研討會指出，在同是手動植入種植體的情況下，全程導(dǎo)板制備種植窩洞植入的種植體的精確性高于半程導(dǎo)板[48]。

4.3 種植位置

牙缺失種植時，上頜后牙要考慮上頜竇的位置，下頜后牙要考慮下頜神經(jīng)管的位置，前牙要考慮美學(xué)問題。國內(nèi)外許多研究都關(guān)注于種植位置是否對精確性有影響。Pettersson等[49]研究顯示，上下頜位置對數(shù)字化導(dǎo)板輔助種植精確性有影響，上頜種植體的角度偏差略大于下頜骨。Cristache等[50]研究顯示，下頜種植體頸部、尖端的偏差小于上頜。也有學(xué)者[51]研究表明，種植位置（上頜/下頜）對種植體精確性無明顯影響。以上研究可能由于選擇的研究對象、牙列缺損方式、種植系統(tǒng)不同等，結(jié)論有所差異。不同種植位置的精確性差異，還可能是牙槽嵴的解剖結(jié)構(gòu)影響了導(dǎo)板的穩(wěn)定性，尤其在牙槽骨嚴(yán)重丟失的位置，又或者是操作空間的大小影響了精確性。通過控制相關(guān)因素，可在一定程度上獲得較佳的精確性。Tallarico等[52]研究顯示，前牙區(qū)種植體的角度精確性高于后牙區(qū)。Lee等[53]研究認(rèn)為，在前牙區(qū)進(jìn)行手術(shù)時，需要控制導(dǎo)板穩(wěn)定性，以獲得植入的精確性。

4.4 術(shù)者經(jīng)驗

Rungcharassaeng等[54]研究顯示，當(dāng)使用計算機(jī)輔助種植時，種植體放置深度受操作者經(jīng)驗水平的影響。有經(jīng)驗的術(shù)者在使用數(shù)字化導(dǎo)板輔助植入的精確性高于較少經(jīng)驗者[55]。

4.5 其他

CT或CBCT來源制作的數(shù)字化導(dǎo)板的精確性較高[56]；但拍攝CT時，患者的移動會增大虛擬計劃與實際植入位置的偏差。使用藻酸鹽制取印模時，不及時灌注會導(dǎo)致模型形變量大。在導(dǎo)板設(shè)計與制造的過程中，石膏模型與CT數(shù)據(jù)的匹配情況也影響種植導(dǎo)板的精確性。三維重建的閾值越大，配準(zhǔn)的精確性越高[57]。Zhou等[41]的Meta分析研究表明，是否翻瓣不會影響數(shù)字化導(dǎo)板的精確性。由于受后牙區(qū)的限制，種植體過長會降低種植的精確性[58]，Naziri等[51]研究發(fā)現(xiàn)增加種植體長度對偏離種植體規(guī)劃位置有顯著的負(fù)面影響。在骨密度較低的位置，植入種植體的角度和深度偏差較大[20,56]，也有學(xué)者[59]認(rèn)為，骨密度對種植體位置精度沒有影響。黏膜的厚度與種植體頂點偏差呈正相關(guān)[19]，但也有學(xué)者認(rèn)為黏膜的厚度不影響種植體的位置[60]。

5 結(jié)束語

數(shù)字化技術(shù)是口腔醫(yī)學(xué)一個重要的發(fā)展方向，也是必然的趨勢。數(shù)字化技術(shù)改變了醫(yī)生、患者、技師的溝通模式，讓患者手術(shù)前可以直觀修復(fù)的效果，在避免術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥的同時增加了患者的滿意度。雖然術(shù)前規(guī)劃與術(shù)后的植入位置仍還有偏差，但也達(dá)到了良好的精確性，為后續(xù)修復(fù)提供了保障。臨床醫(yī)生應(yīng)盡量控制引起偏差的相關(guān)因素，以提高數(shù)字化導(dǎo)板引導(dǎo)種植手術(shù)的精確性，達(dá)到美學(xué)修復(fù)的效果。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。