數字化和傳統方法制備上頜骨缺損贗復體的效果評價

周 恬 顧曉宇

口腔頜面部腫瘤切除術后,造成上頜骨缺損，患者可能會遭受不同程度的鼻音、上頜竇腔積液、吞咽困難和美容畸形等，嚴重影響其生活質量。因此，上頜骨缺損的修復對于恢復患者正常言語和吞咽功能，改善其心理和社會健康具有至關重要的作用。目前臨床上常用的修復方法包括外科重建手術和贗復體修復。外科重建手術可采用皮瓣修補的方式［1,2］，患者需要經歷二次手術，供區組織會受到損傷，且術后可能發生血管危象、出血、氣道堵塞等并發癥［3,4］。傳統贗復體主要通過取模、雕刻蠟型、鑄造支架、裝膠成型等工藝制而成，通常需要卡環和基托提供固位力和穩定性，而這些結構會破壞牙齒組織，且容易造成黏膜壓痛，影響患者的舒適度。近年來，數字化設計由于其快速、精準的特性逐漸成為贗復治療的熱點。贗復體在口腔頜面缺損修復中的應用越來越多。前期我們已報道通過數字化三維設計和三維打印加工方案設計，可以制作口腔頜面缺損贗復體用于修復鼻、眼眶、面頰部等缺損［5］。然而，對于上頜骨缺損的修復，數字化方法和傳統方法在制作流程和修復效果上的區別并未詳細闡明，因此，本研究針對上頜骨缺損，采用數字化陰模輔助制作硅橡膠阻塞器的方式進行修復，并用傳統方法制作的贗復體進行對照，主要探討兩種修復方式在數據采集、工作流程和固位方式方面的區別，并初步評價兩者的臨床療效，以期為口腔臨床贗復治療提供新思路。

1.資料和方法

1.1 臨床資料選取2017年5月至2019年6月因口腔頜面部腫瘤術后累及上頜骨缺損的患者16例。男8例，女8例，年齡22～65歲，平均年齡49歲，病理學診斷：8例鱗狀細胞癌，3例黏液表皮樣癌，3例惡性淋巴瘤，2例腺樣囊性癌。根據Aramany分類［6］，其中Ⅰ類4例，Ⅱ類4例，Ⅲ類8例。術后缺損部位無暴露的骨創面，創口愈合良好，無明顯炎癥，腫瘤無明顯復發跡象，患者能主動配合修復治療。對16個病例進行隨機化分組，實驗組8例，采用數字化設計陰模輔助制作硅橡膠阻塞器修復，對照組8例，采用傳統方法進行修復。

1.2 實驗組數字化設計贗復體制備方法

1.2.1 數據采集患者端坐，在患者上頜前庭溝區加棉卷以隔開頰粘膜，囑患者舌體不要接觸上腭并處于微張口狀態。使用螺旋CT（Optima CT520Pro，GE，美國）掃描患者頭顱部位，像素尺寸0.4～0.5mm，層厚1.00～1.25mm，以DICOM文件存儲掃描數據。

1.2.2 陰模設計及加工將CT 掃描數據導入Geomagic Studio 12.0 軟件（Geomagic，美國）讀取CT，重建三維模型，并對患者軟組織三維數據進行分割，提取用于阻塞器三維設計的上腭、缺損腔、鼻腔等相關數據, 利用Nurbs曲線建立上頜阻塞器的上、下邊緣線，保留有固位作用的倒凹區，設計腭部阻塞器的初步形態。調整阻塞器模型的位置和尺寸，對于口腔內較敏感的部位，如鼻甲、軟腭等，用局部區域變形進行緩沖，通過偏移運算使阻塞器邊緣厚度保持均勻0.5mm。設計一個可以完全包含贗復體的陰模，將陰模設計成幾個部分，其中上下陰模之間設計盒蓋式的固位結構，保留邊緣0.05mm的公差，便于陰模組裝。并設計材料溢出道，便于將來取出贗復體。陰模數據保存為STL格式，導入Projet 3510 P1us三維打印設備（3D Systems，美國），用樹脂材料（Visjet Crystal，3D Systems，美國）打印贗復體數字化樹脂陰模的各個組件。

1.2.3 硅橡膠阻塞器制作完成在為患者定制的個性化樹脂陰模中，緩慢注入贗復用硅橡膠（Multisil Epithetik，Bredent，德國），將上下陰模裝配組合后整體加壓固定，在室溫下靜置自凝，使硅橡膠充分固化。24h后脫模，得到最終硅橡膠阻塞器并戴入口內（圖1）。

圖1 病例1數字化設計硅橡膠阻塞器A:上頜骨缺損口內照；B:三維重建；C:陰模設計；D:打印數字化陰模E:注入硅橡膠；F,G:硅橡膠阻塞器；H:口內初戴

1.2.4 牙列缺損的義齒修復對于上頜牙列缺損的患者，在數字化硅橡膠阻塞器制作完成后，將阻塞器戴入，按照常規方法取模和制作可摘局部義齒，阻塞器與義齒之間采用數字化設計的機械固位結構相連接，以利于整體固位及方便患者摘戴（圖2）。

圖2 病例2數字化設計硅橡膠阻塞器A:上頜骨缺損口內照；B:三維重建和數字化阻塞器設計；C:陰模設計；D:三維打印數字化陰模；E:硅橡膠阻塞器；F:阻塞器口內試戴；G:可摘局部義齒制作并與阻塞器機械連接；H:修復體口內初戴

1.3 對照組傳統贗復體制備方法根據腭部缺損位置，選取4顆健康牙齒作為基牙，常規牙體預備，設計卡環和支托以增加對贗復體的固位力和支持力。根據腭部缺損形態制取印模，灌注并修整石膏模型，翻制耐火材料模型，制作金屬支架或樹脂基托，試戴后進一步裝盒處理，樹脂拋光，完成贗復體制作（圖3、4）。

圖3 病例3傳統贗復體A:上頜骨缺損口內照；B:贗復體；C:口內初戴；D:口內咬合面觀

1.4 兩種修復方式的工作流程對比將上述實驗組數字化設計贗復體和對照組傳統贗復體的制備步驟及各步驟所需時間進行對比，比較兩種修復方式在工作流程上的區別。

1.5 初戴時臨床效果評價口內初戴數字化設計贗復體或傳統贗復體，對其固位和穩定、喝水、滲漏情況、語音情況進行評價［7］。

優：患者靜息狀態及語音狀態下修復體固位和穩定性佳、喝水正常，無或僅極少量鼻腔滲漏、發音明顯改善、鼻音明顯減輕。

良：患者靜息狀態及語音狀態下修復體固位和穩定性良好、喝水較戴入前改善，少量鼻腔滲漏、發音較戴入前改善、鼻音有所減輕。

差：患者靜息狀態及語音狀態下修復體固位和穩定性欠佳、喝水較戴入無明顯改善，明顯鼻腔滲漏、發音較戴入無改善、鼻音明顯。

1.6 隨訪觀察修復體使用情況戴入一年后，復查數字化設計贗復體和傳統贗復體的使用情況，觀察其固位情況，是否有滲漏、贗復體損壞和硅橡膠老化等現象。

1.7 患者滿意度評價戴入一年后，采用問卷調查形式，讓患者對佩戴數字化設計贗復體和傳統贗復體的舒適程度，咀嚼功能，語言功能進行評價，每項均為五分制，1分為最不滿意，5分為最滿意，根據最終評分比較兩組的修復效果。

1.8 統計學分析采用SPSS 22.0 統計軟件對數據進行統計分析，實驗組和對照組評分采用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

圖4 病例4傳統贗復體A:上頜骨缺損口內照；B:贗復體；C:口內初戴；D:口內咬合面觀

2.結果

2.1 兩種修復方式的工作流程對比以文中未涉及牙列缺損的病例1和病例3（均為上頜骨AramanyⅢ類缺損）為例，實驗組和對照組在取模、鑄造和初戴時佩戴時間上的差別如表1所示。結果顯示數字化方法和傳統方法制備贗復體的工作流程所需時間分別約2.5h和6h，由此可見，數字化修復缺損腔能明顯減少工作時間。

表1 實驗組和對照組的工作流程對比

2.2 初戴時臨床效果評價患者贗復治療過程順利，整個治療過程中無不適或疼痛。對初戴時臨床效果進行評價，實驗組數字化設計贗復體在初戴時臨床效果為：5例優，3例良。對照組傳統贗復體初戴時臨床效果為：4例優，3例良，1例差。

2.3 隨訪復查修復體使用情況一年后隨訪復查，實驗組數字化設計贗復體固位力優，無滲漏，其中5例硅橡膠出現部分顏色老化，但結構未損壞。對照組傳統贗復體固位力優，其中有2例曾進行過卡環修理，3例曾由于滲漏添加過軟襯材料。

2.4 患者滿意度評價患者戴入數字化設計贗復體或傳統贗復體后，對修復體的舒適度、改善咀嚼和語言功能等多個方面均較為滿意，其中數字化設計贗復體在舒適度方面優于對照組，結果有顯著性差異（P＜0.05）。

表2 患者滿意度評價

3.討論

上頜骨缺損的功能性修復對于改善口腔頜面頭頸腫瘤術后患者的生活質量起著重要作用。馮云枝等評價了21例上頜骨缺損修復病例，發現贗復體戴入1個月后，咀嚼效率和語音清晰度較戴入前明顯提高［8］。我們的研究也發現，對于上頜骨缺損，數字化設計硅橡膠阻塞器或傳統贗復體均能在初戴時即顯示出優異的臨床療效，隨訪發現在戴入數字化設計硅橡膠阻塞器后，患者對修復體的舒適度、咀嚼功能和語言功能改善的滿意度較高。兩種修復方式在數據采集、制作流程和佩戴舒適性上存在差異。

從數據獲取方式來看，對照組中傳統贗復體采用了印模方式獲取缺損腔形態，該方法在取模過程中存在一定風險，如藻酸鹽等印模材料會向缺損腔四周伸展并容易卡在倒凹內不易取出。而CT掃描方法不受缺損深度和倒凹區復雜結構影響，對骨組織和軟組織都能進行三維重建［9，10］。因此，實驗組中數字化修復也采用了CT掃描的方法獲取數據。掃描的精度主要由像素尺寸和層厚兩個因素決定，像素越小或層厚越小，獲得的三維重建圖形越精確。我們采用螺旋CT掃描的像素尺寸和層厚均較小，其重建模型能客觀全面反映患者口頜面部的解剖形態。而CBCT由于對數據重建軟組織邊緣形態不佳，不建議采用。其他數據獲取方法還包括椅旁口內掃描技術［11］，三維激光掃描技術、結構光柵投影技術、立體攝影測量技術、MRI 掃描技術等［12］，可以分別針對不同的頜面部缺損進行選擇。如空軍軍醫大學趙銥民教授等報道采用面部掃描和口內掃描技術結合的方式可以獲取眼部缺損及皮膚表面紋理的數據，用于制作粘結性固位的眼部贗復體［13］。另外，口內掃描技術更有利于獲取牙列和口腔內軟組織邊界數據，將其與CT重建的缺損區三維數據進行配準融合，可以進一步作為贗復體和可摘局部義齒三維設計的依據。因此，數據掃描能簡便、精準的獲取缺損區的數據，客觀全面反映患者口頜面部的解剖形態。

從制作流程上看，數字化設計硅橡膠阻塞器經歷了數據掃描、三維重建設計、打印數字化陰模、充填硅橡膠的工作流程，在硅橡膠充填后，室溫下靜置一天即可固化，對于未涉及牙列的上頜骨AramanyⅢ類缺損，患者僅需要兩次就診就能完成初戴。而傳統贗復體的工作流程包括取模、翻制石膏模型、翻制耐火材料模型、雕刻蠟型、包埋、鑄造支架、支架打磨拋光、雕蠟裝膠成形、樹脂拋光等，患者至少需要三次臨床就診。從表1結果可見，對于上頜骨AramanyⅢ類缺損而言，制備數字化設計硅橡膠阻塞器所需的步驟和時間相較于傳統贗復體顯著減少。正如Nuseir等也報道采用數字化設計制備鼻部贗復體所需工作時間較傳統修復能縮短約3h［9］。這些結果提示數字化設計能大大節省加工時間，且不需要多種加工設備，更省勞動力，還能省去實體模型的物理存儲空間。此外，當未來硅橡膠發生老化或破損影響使用時，數字化陰模還能重復并快速地為患者更換新的贗復體，不需要像傳統制備方法那樣重新啟動復雜的工藝程序。

此外，兩種方法制作的阻塞器獲得固位力的方式也不同。傳統贗復體不可避免的需要依賴卡環和基托為樹脂阻塞器提供固位和支持力。其中卡環會破壞牙體組織，美觀性差，基托容易造成黏膜壓痛。軟襯材料可以用于增強傳統贗復體的固位力，同時減少樹脂對軟組織的摩操造成損傷，對口內組織起到按摩作用［14］。Ohno等也報道了在樹脂基托上加襯硅橡膠后，能適應軟腭缺損的移動度，達到很好的封閉型性，在消除鼻音和食物反流方面取得了很好的效果［15］。在本研究中，對于有滲漏的患者，我們也采用了軟襯材料成功增強了贗復體的封閉性。相比之下，數字化設計制作的硅橡膠阻塞器采用倒凹固位，不僅固位力強，而且由于純硅橡膠材料有彈性、異物感很小，佩戴舒適性佳。同時，數字化技術重建并利用了鼻腔側的三維數據，使得阻塞器與缺損區軟組織接觸區域加大，一定程度上也能增強其封閉作用。當然，數字化贗復體三維設計也存在一些難點，比如在設計時需要保留部分倒凹區以形成足夠固位力，并避開關鍵組織結構如鼻甲、鼻中隔、唇頰系帶等。對于橫跨面部中線的缺損區由于無法采用對稱鏡像，只能用軟件直接構造曲面或調取贗復數據庫中的健康組織數據進行匹配［12］。因此，數字化贗復體的設計需要具備豐富的三維設計經驗才能高效的完成精確的方案設計。我們希望未來的趨勢是能建立區域性甚至是全國性數字化贗復體制作中心，由專業的設計工作人員與臨床醫生溝通，確定方案并完成設計。

總體而言：數字化方法的優點在于數據獲取方式簡便，工作流程簡化，節省加工時間，方便重復制作。缺點是硅橡膠一年左右容易老化。對于復雜缺損的修復設計有技術難點。而傳統方法的優點是工作流程成熟。缺點在于醫生操作時對一些復雜部位的取模有難度，且患者就診次數多。費用價格上，傳統修復體的收費標準主要依據不同的材質選擇，比如樹脂基板、鈷鉻鉬金屬基板或鈦基板等，目前價格范圍從2000-9000元不等。數字化修復方式的收費標準主要根據缺損腔大小，設計難度和所用打印材料和硅橡膠材料的量，目前價格范圍從4000-12000元不等。雖然從設計難度和材料方面的成本上，數字化修復的費用價格會比傳統修復方式偏高一些，但數字化打印型盒可以重復使用，方便硅橡膠阻塞器老化后更換。

綜上所述，本文針對口腔頜面腫瘤術后上頜骨缺損提出了數字化設計硅橡膠阻塞器的修復方法，并與傳統修復方法進行對比，兩者在制備方法上存在一定差異。其中數字化設計的方法具有數據獲取簡便，設計加工精細的特點，較傳統贗復體能一定程度上縮短工作流程。但對于數字化設計程序的簡化，3D打印材料的優化，硅橡膠材料的防老化改性等方面，仍需要不斷吸納和借助計算機領域、材料領域和組織工程新技術來進一步探索，從而更好地滿足患者對口腔頜面缺損術后修復的期望。