3D打印導板在牙列缺損修復中應用效果及對齦溝炎性反應生活質量的影響

蔡若林， 畢 瑋， 余優成

(1.復旦大學附屬中山醫院廈門醫院， 福建 廈門 361015 2.復旦大學附屬中山醫院， 上海 200032)

牙種植是牙列缺損患者重要修復手段，具有美觀舒適、固位支持效果、不傷害鄰牙等優勢，臨床認可度高[1,2]。隨著種植修復治療技術及口腔材料學不斷改進，越來越多學者發現，牙種植中僅憑借臨床經驗及二維影像確定種植體植入位點，極易導致種植位置偏差，誘發額面部美觀性不佳、重要組織解剖結構破壞、疼痛等問題[3,4]。3D打印導板具有選材廣泛、節省材料、精度高、速度快等優勢，現已逐漸應用于牙列缺損修復中，并取得一定效果[5]。目前，傳統種植導板與3D打印導板在牙列缺損中研究局限于種植體存活率、手術精度等指標，近年發現，牙列缺損口腔修復期間齦溝液炎癥細胞因子呈過量表達，其表達過量是否與導板選擇有關尚不得知[6]。因此，本研究試圖從齦溝液炎癥因子、營養狀況方面分析3D打印導板在牙列缺損修復中應用，現報道如下。

1 資料與方法

1.1臨床資料:選取2019年10月至2020年10月復旦大學附屬中山醫院廈門醫院86例牙列缺損患者(86顆牙齒)，納入標準：①種植區骨量充足，無需骨增量手術；②頜間距離超過10mm，有足夠修復空間；③牙周狀況良好；④植物部位無感染；⑤均為單顆牙缺損；⑥患者知曉本研究，自愿簽署知曉同意書；排除標準：①凝血障礙；②張口度不足4mm；③肝腎異常；④余牙存在病變；⑤不良咬合習慣；⑥種植部位病損。隨機數字表法分組，各43例(各43顆牙齒)。兩組臨床資料均衡可比(P>0.05)。本研究經醫院倫理委員會審核批準。見表1。

表1 比較兩組臨床資料

1.2方 法

1.2.1對照組:采用傳統種植導板，硅橡膠制膜，根據缺牙處咬合情況、解剖關系調整模型，后翻制模型，將其放入真空壓膜機，透明樹脂膜壓制種植導板(見圖1)，種植導板定位牙齒植入點，鹽酸阿替卡因腎上腺素注射液(濃度4%)局麻，消毒，鋪中，沿牙槽嵴頂切開牙齦，分離骨膜-骨面，充分顯現牙槽骨，先鋒鉆及引導鉆備孔，生理鹽水沖洗種植孔，放入種植體，旋緊固定，縫合牙齦，術畢給予抗感染、漱口液等常規治療，術后3個月行二期干預治療。

1.2.2研究組:采用3D打印導板，①采集圖像數據：指導患者清潔口腔，行三維掃描儀掃描，獲取牙齒表面相關圖像，后行錐形束CT(CBCT)檢查，獲取骨組織、上頜竇、口內軟組織數據；②處理數據：利用三維圖像處理軟件整合、重建圖像，據此設計種植導板、手術方案，并在仿真手術中模擬放置種植體，直至達到最佳效果；③3D打印：以STL格式導出種植體及患者全信息模型，在軟件Solidworks軟件中繪制導向管，在Geomagic studio軟件中設計固位結構，在Minics10.0軟件中設計3D打印種植導板，將種植導板數據導入3D打印機，制作3D打印種植導板(見圖2)；④種植操作：局麻后植入種植體，種植方法同對照組，注意種植體植入期間應關注患者缺牙處牙槽骨變化及鄰近牙齒感覺。術后3個月行二期干預措施。

圖1 傳統種植導板

圖2 3D打印導板

1.3觀察指標

1.3.1種植體植入后再次行CBCT掃描，采用Mimics10.0行3D重建，將術后模型與術前模型進行配準，重新定義坐標，記錄實際種植體與虛擬種植體尖部與頸部中心點的三維坐標，根據坐標值計算實際種植體在近遠中、頰舌向、垂直向偏離值。

1.3.2術后12個月隨訪兩組種植體存活率，種植體契合牙槽骨，無炎癥反應，咀嚼功能正常為種植存活，反之為失敗。

1.3.3分別于術前、術后6個月、12個月，①指導兩組患者咀嚼2g杏仁，(已核查)左右兩側牙齒各咀嚼25次，收集咀嚼物，與適量蒸餾水充分混合、過濾，計算咀嚼效率；應用ZQ-009咬合力測試儀(上海曙新科技開發有限公司)測定咬合力；②清水漱口，清除牙齦上菌斑，無菌濾紙條稱重法收集齦溝液標本，離心10min(10000r/min)，采用美國寶特生產BIOTEK ELX800型酶標儀測定白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-8(IL-8)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)；③口腔健康影響程度量表(OHIP-14)評估標準：涉及生理障礙、生理性疼痛、功能限制、社交障礙、心理障礙、殘障、心理不適7個維度，均含2個條目，采用0～4分計分法(無～經常)，總分0～56分，得分越低口腔健康相關生活質量越好。

1.3.4記錄兩組治療期間并發癥(感染、牙齒疼痛、種植體松動)發生率。

2 結 果

2.1手術精度相關指標:研究組尖部、頸部近遠中向、頰舌向、垂直向偏離值低于對照組(P<0.05)。見表2。

表2 兩組手術精度相關指標

2.2兩組種植體存活率:術后隨訪12個月，研究組和對照組分別失訪1例、3例，研究組種植體存活率為100.00%(42/42)，高于對照組存活率75.00%(30/40)(χ2=11.958，P<0.001)。

2.3咀嚼效率、咬合力:術前、術后6個月、12個月兩組咀嚼效率、咬合力比較，差異無統計學意義(P>0.05)，術后6個月、12個月兩組咀嚼效率、咬合力高于術前(P<0.05)。見表3。

表3 兩組咀嚼效率咬合力

2.4齦溝炎性因子:術前、術后6個月、12個月兩組齦溝液IL-6、IL-8、TNF-α水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)，術后6個月、12個月兩組齦溝液IL-6、IL-8、TNF-α水平高于術前(P<0.05)。見表4。

表4 兩組齦溝炎性因子

2.5并發癥:研究組并發癥發生率與對照組比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表5。

表5 兩組并發癥n(%)

2.6OHIP-14評分:術前、術后6個月、12個月兩組OHIP-14評分比較，差異無統計學意義(P>0.05)；術后6個月、12個月兩組OHIP-14評分均高于術前(P<0.05)。見表6。

表6 兩組OHIP-14評分分)

3 討 論

牙列缺損屬常見口腔疾病，缺牙部位及數量不同，其對咀嚼、發音功能及口頜健康的影響程度有所不同，盡早實施口腔種植修復尤為重要。口腔種植修復是近年較推崇手段，可有效恢復咀嚼功能及面部美觀，在牙列缺損患者中取得確切效果，但該術式對種植體位置、骨量、頜位關系等要求較高，一旦種植體安裝角度不佳，極易損傷鄰牙及神經，誘發牙周炎、齲病，危及患者身心健康[7,8]。

種植導板的應用可有效解決上述困擾，然而研究表明，傳統種植導板易受術野、冷卻、固位等因素影響，整體效果無法滿足臨床預期，且在頜骨骨量不足、多牙缺失的牙列缺損患者中存在一定局限性[9]。3D打印技術是最先進工業指導技術，以數字模型文件為基礎，利用可黏合材料(粉末金屬、塑料)構成物體，現已廣泛應用于口腔正畸、種植、修復等領域。趙妮妮等[10]學者發現，3D打印技術種植可降低牙列缺損患者頸部偏移距離，提升種植體存活率，遠期療效較好。李二紅等[11]研究報道，與傳統種植導板相比，3D打印導板技術可減少牙列缺損患者修復角度及位置的誤差，確保種植體精確度。本研究顯示，研究組尖部、頸部近遠中向、頰舌向、垂直向偏離值低于對照組(P<0.05)，與上述研究觀點相似。另有研究指出，安全范圍內，種植體最大偏移距離不得超過2mm[12]。這可能是由于：利用3D打印技術制作導板，可提高導板與黏膜貼合度，最大限度降低操作所致手術前后位置及角度偏移，提高種植定位準確性；導板材質強度高，不易變形，引導鉆頭方向時抗變形能力好，可有效減少導板變形所致偏移；止動環可限制植入深度，鉆孔和植入種植體時更為精準。而傳統種植導板材質較軟，易變形，引導鉆頭方向時抗變形能力差，影響種植體植入，增加種植體角度偏離值。由于頜骨解剖結構存在個體化差異，放射條件與術中體位、術野限制下，使得術中實際種植位置與術前預測種植位置出現偏差。同時傳統種植導板制作過程繁雜，易受人為因素影響，術后偏移情況更為明顯。本研究還發現，研究組種植體存活率高于對照組，考慮原因為傳統種植導板無法讓冷卻水噴射至種植孔，制作過程中會產生熱效應，誘發骨損傷，導致種植失敗，而3D打印導板采用中部鏤空設計，實施種植手術期間，冷卻水可順利進入種植孔，噴射至擴孔鉆體，降低擴孔鉆溫度及種植口骨組織溫度，防止骨損傷，提高種植成功率。從并發癥來看，研究組僅出現1例牙齒疼痛，考慮原因與術者操作有關。同時并未發現感染病例，考慮與3D打印導板能高溫消毒有關。

IL-6、IL-8、TNF-α均為常見促炎因子，IL-6可介導炎癥細胞聚集，擴大炎癥級聯反應，損傷口腔牙齦組織；IL-8是新型細胞趨化因子，其水平變化與牙周炎癥程度密切相關；TNF-α可誘導黏附分子、炎性因子及趨化因子合成，刺激機體炎癥反應，提高破骨細胞活性，損傷牙周組織。正常情況下，IL-6、IL-8、TNF-α呈低表達，牙列缺損發生后，其水平持續升高。統計分析發現，術后6個月、12個月兩組IL-6、IL-8、TNF-α水平高于術前，以術后6個月各指標水平升高最為明顯，推測原因與兩方面有關，一方面是種植體植入所致炎性應激反應，另一方面是種植體可誘導細胞發生免疫反應，改變牙周局部微環境，誘發炎癥反應。術后12個月兩組各指標呈降低趨勢，可見隨著時間推移種植體植入所致炎癥反應逐漸消退。另有研究表明，缺牙會影響機體咀嚼功能，限制營養物質攝入，誘發營養不良，降低患者生活質量。但本研究均為單顆牙齒缺失，對機體營養狀態影響較小，故并未統計營養狀態相關指標。

綜上，3D打印導板應用于牙列缺損修復患者，有助于縮小種植體尖部及頸部偏離值，提高種植體存活率，改善生活質量，且對齦溝液炎性反應影響較小。但3D打印導板從設計、加工、制作經歷諸多環節，各個環節均存在一定偏差，可能會影響導板穩定性及植入精度，臨床需做好監督工作，減少各個環節誤差，提高3D打印導板輔助手術精度，為其廣泛應用提供理論依據。