數(shù)字化口腔模型采集技術(shù)在前牙區(qū)種植不同術(shù)式中的應(yīng)用

周明，王莉莉

（1.沈陽市第六人民醫(yī)院口腔科，沈陽 110006；2.天津市口腔醫(yī)院修復(fù)科，天津 300070）

前牙區(qū)牙缺失是一種臨床常見的口腔疾病，隨著疾病的進(jìn)展會影響患者的牙齒健康和外部美觀。前牙區(qū)解剖結(jié)構(gòu)分布更復(fù)雜，且牙槽骨長度更短，因此種植修復(fù)的難度較高。近年來，結(jié)合口腔數(shù)字化印模技術(shù)與3D打印技術(shù)的3D打印模型已逐漸被臨床采用，它能夠提高臨床診治效率，具有可操作性、可重復(fù)性的特點［1］。前牙區(qū)種植的常見術(shù)式包括翻瓣術(shù)（flap surgery，F(xiàn)S）和非翻瓣術(shù)（flapless surgery，F(xiàn)LS），目前臨床尚無明確的選擇指南［2］。前牙區(qū)修復(fù)精度是影響術(shù)后修復(fù)效果和主觀舒適度的重要因素。因此，本研究對數(shù)字化口腔模型采集技術(shù)聯(lián)合FS和FLS術(shù)式的臨床效果進(jìn)行對比，旨在指導(dǎo)臨床前牙區(qū)種植選取合適的治療方案。

1 材料與方法

1.1 研究對象和分組

研究對象為2016年3月至2019年3月我院收治的36例前牙區(qū)牙缺失患者（包括56顆牙缺失）。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）前牙區(qū)牙缺失；（2）牙缺失區(qū)域骨質(zhì)和軟組織狀況好；（3）黏膜連續(xù)性好、狀況好；（4）病歷資料完善，術(shù)后隨訪2周；（5）所有患者均進(jìn)行研究前溝通，充分知曉研究目的并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在種植手術(shù)的禁忌證；（2）近期接受過相關(guān)手術(shù)或放射治療；（3）因自身免疫力差等原因而無法耐受手術(shù)；（4）存在心、肺等嚴(yán)重器官功能衰竭的癥狀。

36例患者中，男性19例，女性17例；年齡范圍26～61歲，平均（37.72±10.72）歲。患者依據(jù)自身意愿與經(jīng)濟(jì)狀況自愿選擇手術(shù)方式，根據(jù)手術(shù)方式分為2組：FS組18例（28顆牙），接受FS術(shù)式模型及種植導(dǎo)板；FLS組18例（28顆牙），接受FLS術(shù)式模型及種植導(dǎo)板。2組比較，患者的性別、年齡、病程等術(shù)前基線資料，均無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。本研究通過醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)備案。

1.2 主要儀器

三維數(shù)字化口腔錐形束CT（cone beam CT，CBCT）機(jī)（型號：Dentrix20，深圳市菲森科技有限公司），Implant Studio、Trios口內(nèi)掃描儀（丹麥3Shape公司），3D打印機(jī)（型號：M-Dental，寧波智造數(shù)字科技有限公司），Straumann種植體（型號：ROXOLID，瑞士Straumann公司）。

1.3 方法

1.3.1 構(gòu)建三維模型：利用CBCT機(jī)將前牙區(qū)牙缺失數(shù)據(jù)導(dǎo)入，應(yīng)用Implant Studio軟件對口腔數(shù)字掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行重合模擬重建，重建結(jié)果作為手術(shù)的建模依據(jù)，利用3D打印機(jī)制作口腔三維模型。

1.3.2 制作導(dǎo)板：

1.3.2.1 FS組 以口腔三維模型數(shù)據(jù)為主構(gòu)建信息處理系統(tǒng)，選用Straumann種植體（直徑3.3 mm，長度10 mm），依據(jù)患者前牙區(qū)缺牙量情況，確定種植體的大小、部位、深度等參數(shù)。利用光固化成型3D打印技術(shù)制作骨支持式種植導(dǎo)板，檢查種植導(dǎo)板對種植體的契合、導(dǎo)航作用。見圖1。

圖1 種植體和3D導(dǎo)板制作Fig.1 Implant and fabrication of the 3D implant guide

1.3.2.2 FLS組 利用光固化成型3D打印技術(shù)制作牙支持式種植導(dǎo)板，檢查種植導(dǎo)板對種植體的契合、導(dǎo)航作用。

1.3.3 植入種植體：2組患者根據(jù)不同術(shù)式分別接受相應(yīng)的手術(shù)操作。緊密結(jié)合三維模型與種植導(dǎo)板，在前牙缺損區(qū)制備種植窩，利用種植導(dǎo)板的引導(dǎo)植入Straumann種植體。

1.3.4 術(shù)后校準(zhǔn)：種植術(shù)完成后，再次利用三維數(shù)字化口腔CBCT機(jī)獲取數(shù)據(jù)，對比手術(shù)前后頜骨模型的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.4 評價指標(biāo)

1.4.1 術(shù)后種植精度的比較：測量患者實際種植體與術(shù)前設(shè)計的誤差值，包括距離誤差和角度誤差，其中距離誤差包括頂部、底部、縱向誤差［3］。

1.4.2 術(shù)后修復(fù)效果的比較：基于美國公共健康服務(wù)（United States Public Health Service，USPHS）標(biāo)準(zhǔn)［4］，由同一位高年資種植科醫(yī)生對2組修復(fù)體與實際種植窩的吻合性進(jìn)行評分，評分范圍為0～10分，分值越高，吻合性越好。

1.4.3 患者主觀舒適度的比較：對印模和手術(shù)過程中患者的主觀舒適度進(jìn)行評價，包括優(yōu)秀（未出現(xiàn)異物感、壓迫感，未出現(xiàn)惡心、疼痛、軟組織出血等癥狀）、良好（存在輕微異物感、壓迫感，未出現(xiàn)惡心、疼痛、軟組織出血等癥狀）、較差（存在明顯輕微異物感、壓迫感，合并惡心、疼痛、軟組織出血等癥狀）3個等級［5］。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，計數(shù)資料采用率（%）表示，2組間比較采用χ2檢驗；計量資料采用表示，2組間比較采用t檢驗（正態(tài)分布）或秩和檢驗（非正態(tài)分布）。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)后種植精度的比較

FS組患者的種植頂部、底部、縱向等距離誤差和角度誤差均明顯低于FLS組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

2.2 術(shù)后修復(fù)效果的比較

FS組吻合性評分均明顯優(yōu)于FLS組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 2組患者術(shù)后種植精度和修復(fù)效果的比較Tab.1 Comparison of implant precision and repair effect between the two groups after operation

2.3 患者主觀舒適度的比較

FS組患者的主觀舒適度優(yōu)良率明顯優(yōu)于FLS組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=19.835，P＜0.05）。見表2。

2.4 典型影像

表2 2組患者術(shù)后主觀舒適度的比較［n（%）］Tab.2 Comparison of subjective comfort between the two groups after operation［n（%）］

典型患者，女，49歲，左上1反復(fù)牙周膿腫，右上1、右上2、左上2牙槽骨吸收至根中1/3，故將右上1、右上2、左上1、左上2均拔除后，接受3D打印技術(shù)聯(lián)合FS種植術(shù)。見圖2～4。

3 討論

3.1 不同術(shù)式前牙區(qū)種植的現(xiàn)狀分析

圖2 術(shù)前口內(nèi)照片和曲面斷層片F(xiàn)ig.2 Preoperative intraoral image and orthopantomography

圖3 3D導(dǎo)板圖片和FS種植術(shù)后口內(nèi)照片F(xiàn)ig.3 3D implant guide and postoperative intraoral image by FS

圖4 FS種植術(shù)后3個月X線片和口內(nèi)照片F(xiàn)ig.4 X ray and intraoral image 3 months after FS

前牙區(qū)牙缺失在臨床上常見，患者可能合并牙槽骨萎縮，對患者的牙齒健康和外部美觀等均可能產(chǎn)生不利影響。前牙區(qū)解剖結(jié)構(gòu)分布更復(fù)雜，前牙區(qū)牙缺失易引發(fā)骨質(zhì)吸收，影響臨床療效和遠(yuǎn)期美學(xué)水平［6］。既往研究［7］表明，相較于后牙區(qū)，前牙區(qū)牙槽骨更短，且上下頜的牙槽骨厚度不同，增加了前牙區(qū)種植修復(fù)的難度。前牙區(qū)修復(fù)精度是影響術(shù)后修復(fù)效果和主觀舒適度的重要因素，因此在前牙區(qū)種植中，應(yīng)充分考慮種植體的空間范圍吻合程度，保留足夠的牙槽骨厚度，提高修復(fù)的精確程度。

前牙區(qū)種植的常見術(shù)式包括FS和FLS，2種術(shù)式的特點不同、各有優(yōu)劣，目前臨床對于2種術(shù)式的選取尚未制定通用的指南。FS采用剝離黏骨膜瓣的方式，其優(yōu)勢在于操作空間清晰、明確，有利于術(shù)中全面檢視患者的骨缺損狀況，規(guī)避操作導(dǎo)致頜骨損傷，并根據(jù)實際需要行必要的增骨操作。FLS采用不剝離黏骨膜瓣而直接植入種植體的方式，其優(yōu)勢在于操作簡單、患者創(chuàng)傷小，有利于縮短手術(shù)時間、減少術(shù)中出血量等，規(guī)避操作不當(dāng)對牙乳頭的損傷，有效降低術(shù)后不良反應(yīng)的發(fā)生率［8］。目前，不同術(shù)式前牙區(qū)種植精度的相關(guān)研究較少，應(yīng)在術(shù)前準(zhǔn)確、全面評價頜骨的參數(shù)和骨含量，制定適合的手術(shù)方案，提高操作精度。

3.2 3D打印技術(shù)在前牙區(qū)種植中的優(yōu)勢分析

前牙區(qū)種植操作中需要合理利用牙種植導(dǎo)板進(jìn)行導(dǎo)航，有利于充分利用術(shù)前評價的檢測指標(biāo)，改善種植操作的精度與生物力學(xué)的傳遞，避免操作不當(dāng)導(dǎo)致復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)損傷［9］。傳統(tǒng)牙種植手術(shù)常借助石膏模型，依據(jù)硅橡膠材料制取印模，可基本保證種植修復(fù)的臨床效果和美學(xué)需求，但石膏模型采用機(jī)械印模法，具有材料單一、精度一般、閉合性和穩(wěn)定性差等劣勢［10］。

近年來，結(jié)合口腔數(shù)字化印模技術(shù)與3D打印技術(shù)的3D打印模型已逐漸被臨床采用。口腔數(shù)字化印模改善了機(jī)械化印模的采集流程，提高了臨床診治效率，且豐富了印模材料的多樣性［11］。3D打印技術(shù)是基于數(shù)字層次化、立體化成像的高效成型方法，結(jié)合數(shù)字化印模、計算機(jī)輔助、標(biāo)準(zhǔn)化診治等，可有效用于前牙區(qū)種植。3D打印模型具有以下優(yōu)勢［12］：（1）模型采集數(shù)據(jù)更立體、更詳實，在牙齒結(jié)構(gòu)分布、上下頜的契合等方面均具有較高的精確度；（2）模型與實際牙缺損區(qū)的閉合性較好，具有較高的契合度與穩(wěn)定性；（3）模型的可操作性、可重復(fù)性較好，對于經(jīng)驗缺乏的醫(yī)師更為友好，適合在基層醫(yī)院廣泛推廣。

3.3 3D打印不同術(shù)式種植精度、修復(fù)效果和舒適度的研究

既往關(guān)于前牙區(qū)種植中3D打印模型的研究已充分關(guān)注種植精度，OSMAN等［13］對使用與未使用3D打印導(dǎo)板的種植精度進(jìn)行對比，結(jié)果表明，使用3D打印導(dǎo)板的精度明顯優(yōu)于未使用者。利用口腔數(shù)字化印模技術(shù)與3D打印技術(shù)有利于精確還原患者頜骨結(jié)構(gòu)，提高種植精度。本研究對2組患者術(shù)后各方位的種植精度進(jìn)行比較，所有操作均由同組醫(yī)師完成，充分排除了條件、人為操作等混雜因素。結(jié)果表明，F(xiàn)S組患者的種植頂部、底部、縱向等距離誤差和角度誤差均明顯低于FLS組（P＜0.05）。本研究與既往研究［14］結(jié)果一致。因此，3D打印技術(shù)聯(lián)合FS術(shù)式在前牙區(qū)種植中具有更高的精度，有利于取得更好的種植效果。3D打印技術(shù)用于前牙區(qū)種植時，可充分利用數(shù)字化掃描的立體化優(yōu)勢，極少出現(xiàn)因修復(fù)效果差而需要行二次手術(shù)的患者。本研究對2組患者術(shù)后修復(fù)效果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，F(xiàn)S組患者的吻合性評分優(yōu)于FLS組（P＜0.05）。

2種術(shù)式結(jié)合不同的導(dǎo)板支持方式，前牙區(qū)種植的精度、吻合度存在差異，分析其原因如下［15］：（1）將骨支持式種植導(dǎo)板用于FS中，可有效降低術(shù)中操作黏膜層的深度，較少鉆孔的路徑和時間，充分降低操作誤差；（2）將骨支持式種植導(dǎo)板用于FS中，可減小3D打印導(dǎo)板與鉆孔間的空隙，降低因鉆孔移動產(chǎn)生的影響；（3）FS用于前牙區(qū)種植時可充分適應(yīng)個性化的頜骨類型，易于降低牙種植難度；（4）將骨支持式種植導(dǎo)板應(yīng)用于FS中，3D打印導(dǎo)板具有更好的彈性特征，與前牙區(qū)結(jié)構(gòu)的吻合度更高；（5）FS在操作的各方向均具有更高的精確度，手術(shù)操作更高效、流暢，可有效規(guī)避操作不當(dāng)對修復(fù)體的影響，有利于保證修復(fù)體邊緣的閉合性、外形與牙缺損區(qū)的吻合性及表面質(zhì)地的光滑性［16］。

本研究還比較了2組患者的術(shù)后主觀舒適度，結(jié)果表明，F(xiàn)S組患者的主觀舒適度優(yōu)良率明顯優(yōu)于FLS組（P＜0.05）。因此，F(xiàn)S用于3D打印導(dǎo)板有利于取得更好的術(shù)后修復(fù)效果，改善患者的主觀舒適度。

3.4 本研究的不足

本研究中，3D打印技術(shù)用于前牙區(qū)種植可取得較好的精度和修復(fù)效果，但仍存在以下不足：（1）3D打印模型的共性問題在于選取人工樹脂等固化性材質(zhì)，缺乏黏膜適應(yīng)性與牙結(jié)構(gòu)彈性；（2）FLS可能受軟件優(yōu)化、模型狀態(tài)等因素影響，具有較大的應(yīng)用誤差，可能影響精度；（3）因3D打印種植技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用，本研究納入的病例數(shù)較少，后續(xù)應(yīng)進(jìn)行長時程、大樣本量研究。

綜上所述，在前牙區(qū)牙缺失的患者中合理使用3D打印技術(shù)輔助的種植操作，有利于提高模型采集與臨床診治的效率，模型的可操作性、可重復(fù)性較好。臨床應(yīng)用中要對患者前牙區(qū)狀況進(jìn)行充分、準(zhǔn)確的術(shù)前評估，對于狀態(tài)復(fù)雜的患者建議優(yōu)先選擇FS，有利于在前牙區(qū)種植中獲得更高的精度，取得更好的種植體修復(fù)效果，改善患者的主觀舒適度。