種植外科導(dǎo)板的設(shè)計(jì)及制作研究進(jìn)展

向峰　黃相道

[摘要]種植外科導(dǎo)板是一種能夠傳遞術(shù)前骨質(zhì)、骨量、種植方案等多方面信息的載體，通過(guò)導(dǎo)板確定種植體的數(shù)目、位置、方向、角度和深度，指導(dǎo)術(shù)中種植體的準(zhǔn)確植入，提高手術(shù)的準(zhǔn)確度及種植修復(fù)效果。如今，在傳統(tǒng)外科導(dǎo)板制作的基礎(chǔ)之上，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者結(jié)合種植外科導(dǎo)板實(shí)際臨床運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，完成了各種改良式種植導(dǎo)板的制作。近年來(lái)，隨著錐體束CT的廣泛應(yīng)用和數(shù)字化口腔種植技術(shù)的普及，種植外科導(dǎo)板也從基于模型制作的傳統(tǒng)外科導(dǎo)板發(fā)展為通過(guò)CAD/CAM技術(shù)制作的數(shù)字化外科導(dǎo)板。

[關(guān)鍵字]種植牙；外科導(dǎo)板；種植導(dǎo)航；快速成型技術(shù)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

[中圖分類(lèi)號(hào)]R782.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]1008-6455（2017）07-0128-03

種植外科導(dǎo)板也稱(chēng)種植導(dǎo)板，是牙種植導(dǎo)向模板的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是將種植術(shù)前確定的方案精準(zhǔn)轉(zhuǎn)移至患者身上的個(gè)性化手術(shù)輔助器械，在種植備孔過(guò)程中有利于種植體的精準(zhǔn)控制。種植術(shù)中將種植體植入到牙槽骨上的正確位置并保證準(zhǔn)確的方向及深度，是保證種植成功的一個(gè)重要前提。而種植導(dǎo)板作為傳遞信息的載體，可將術(shù)前設(shè)計(jì)準(zhǔn)確地反映到術(shù)中，協(xié)助完成種植體植入手術(shù)。因此，種植導(dǎo)板的作用顯得尤為重要。本文就種植外科導(dǎo)板的設(shè)計(jì)及制作研究作一綜述。

1種植導(dǎo)板的作用和意義

應(yīng)用種植導(dǎo)板，不僅可以提高手術(shù)的準(zhǔn)確性，還可以提高修復(fù)效果預(yù)測(cè)的可靠性。目前，盡管部分有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生不借助種植導(dǎo)板進(jìn)行手術(shù)，但對(duì)于初學(xué)者或局部骨質(zhì)條件差、手術(shù)復(fù)雜的病例，較易出現(xiàn)種植角度偏差造成骨壁側(cè)穿、損傷鄰牙牙根、損傷神經(jīng)血管束等不良后果。而且更為重要的是，種植體植入不準(zhǔn)確會(huì)給上部修復(fù)帶來(lái)極大的困難，如多顆種植時(shí)種植體不平行造成的就位困難、修復(fù)體排列困難及種植體或基臺(tái)金屬外露影響美觀(guān)等。種植導(dǎo)板能夠?qū)⒁孕迯?fù)為導(dǎo)向的種植設(shè)計(jì)精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)移至術(shù)中，同時(shí)又能兼顧頜骨解剖條件的需要，將種植體精確的植入。此外，在應(yīng)用二段埋入式種植系統(tǒng)時(shí)，一期手術(shù)使用的種植導(dǎo)板還可保存下來(lái)，作為二期修復(fù)時(shí)愈合基臺(tái)與種植體的連接指導(dǎo)，有助于減小組織的創(chuàng)傷。

2種植導(dǎo)板的種類(lèi)及特點(diǎn)

根據(jù)種植導(dǎo)板制作的方式不同分為傳統(tǒng)種植導(dǎo)板、CAD/CAM種植導(dǎo)板、改良式種植導(dǎo)板。傳統(tǒng)種植導(dǎo)板，在石膏模型上應(yīng)用自凝塑料或熱凝塑料制作，或是使用真空成型機(jī)利用塑料壓膜片壓制而成。CAD/CAM種植導(dǎo)板，基于CT圖像的掃描數(shù)據(jù)以DICOM格式刻盤(pán)輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)Simplant等商用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件結(jié)合快速成型等技術(shù)制作的種植導(dǎo)板。改良式種植導(dǎo)板，基于傳統(tǒng)種植導(dǎo)板的制作的基礎(chǔ)之上，通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化制作步驟，并結(jié)合曲面斷層片或錐體束cT影像學(xué)資料制作而成。

根據(jù)支持方式的不同，種植導(dǎo)板可分為牙支持式、粘膜支持式、骨支持式種植導(dǎo)板。牙支持式種植導(dǎo)板，主要適用于缺牙較少的牙列缺損，通過(guò)與缺隙區(qū)鄰牙表面完全貼合而獲得固位，是微創(chuàng)種植的最佳選擇，只需通過(guò)環(huán)切的方式去除牙槽粘膜，就能引導(dǎo)植體的精確放置，Almog DM等認(rèn)為，為了增強(qiáng)模板的穩(wěn)定性，要求模板在缺牙區(qū)相鄰至少覆蓋2顆牙齒，如果末端游離缺失，則需延伸模板前部甚至全牙弓。粘膜支持式種植導(dǎo)板，主要適用于無(wú)牙頜的患者，與患者粘膜表面完全貼合，使用時(shí)需要固定釘固定，從而降低受植區(qū)粘膜可讓性以及厚度帶來(lái)一定誤差的缺點(diǎn)。骨支持式種植導(dǎo)板，主要適用于部分牙列缺失或者是無(wú)牙頜的患者，手術(shù)時(shí)需要翻瓣，導(dǎo)板與患者牙槽骨表面完全貼合，使用時(shí)需要固定釘固定。此類(lèi)導(dǎo)板需要由快速成型技術(shù)或3D打印技術(shù)同時(shí)結(jié)合CT數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其缺點(diǎn)是加工工藝較復(fù)雜，同時(shí)虛擬骨面和真實(shí)情況多少存在差異，使其精確度降低，患者不適感較大。

根據(jù)導(dǎo)板的用途分為：放射導(dǎo)板、手術(shù)導(dǎo)板、修復(fù)性導(dǎo)板三大類(lèi)。放射導(dǎo)板，此導(dǎo)板包含種植修復(fù)信息，患者戴上放射導(dǎo)板拍攝CT，就可以將修復(fù)信息融合到CT數(shù)據(jù)中。手術(shù)導(dǎo)板，將種植術(shù)前設(shè)計(jì)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移到種植手術(shù)中的個(gè)性化載體。修復(fù)性導(dǎo)板，以修復(fù)體為導(dǎo)向，結(jié)合鄰牙和對(duì)頜牙的咬合關(guān)系指導(dǎo)缺失牙區(qū)修復(fù)的導(dǎo)板。

根據(jù)指導(dǎo)程度的不同可分為：位點(diǎn)限制導(dǎo)板、部分限制導(dǎo)板、全程限制導(dǎo)板。位點(diǎn)限制導(dǎo)板，僅僅提供種植區(qū)植體植入的理想位置，而缺少對(duì)植入的方向、角度和深度控制的導(dǎo)板。部分限制導(dǎo)板，對(duì)種植體植入的第一鉆進(jìn)行控制，而后的逐步備孔則是術(shù)者自由手控的導(dǎo)板。全程限制導(dǎo)板，對(duì)種植體植入的位置、方向、角度和深度進(jìn)行全程控制的導(dǎo)板。

3傳統(tǒng)種植導(dǎo)板的制作及優(yōu)缺點(diǎn)

傳統(tǒng)種植導(dǎo)板是在石膏模型上制作完成的，即所謂的模型法制作的導(dǎo)板。制作流程為：印膜材制取印模，灌制石膏模型，在缺牙區(qū)制作診斷蠟型，翻制一副石膏模型，采用透明的熱凝塑料或自凝塑料手工制作，或使用透明熱塑片在空氣壓膜機(jī)上壓膜，在缺牙區(qū)2～3顆鄰牙外修剪，完成導(dǎo)板雛形。將該雛形導(dǎo)板置于除去診斷蠟型的模型上就位，在設(shè)計(jì)好的相應(yīng)植入部位使用低速手機(jī)開(kāi)洞，將金屬導(dǎo)管插入洞內(nèi)，使用樹(shù)脂材料固定?？諝鈮耗＜夹g(shù)制作的導(dǎo)板具有操作簡(jiǎn)便、透明且視覺(jué)效果好、貼合固位良好等優(yōu)點(diǎn)。自凝塑料或熱凝塑料導(dǎo)板的缺點(diǎn)是精度不夠、視覺(jué)效果差和固位不佳。另外，利用患者原有的可摘局部義齒，在義齒上用低速手機(jī)直接鉆出植入道，插入金屬導(dǎo)管并固定，制作完成的導(dǎo)板也屬于傳統(tǒng)種植導(dǎo)板。Edge依據(jù)傳統(tǒng)可摘局部義齒的設(shè)計(jì)原則，利用閃爍技術(shù)在壓力鍋內(nèi)根據(jù)模型上的標(biāo)記用自凝塑料制成了傳統(tǒng)導(dǎo)板。同樣，Sukotjo C等利用患者已有的全口義齒為模板翻制完成了透明樹(shù)脂導(dǎo)板?？偟膩?lái)說(shuō)，這種傳統(tǒng)種植導(dǎo)板的制作僅僅是依靠理想的修復(fù)體為導(dǎo)向根據(jù)模型表面信息制作出來(lái)的，雖然能較好的保證種植上部結(jié)構(gòu)但尚未考慮到種植區(qū)骨組織的三維解剖結(jié)構(gòu)信息，使得植入準(zhǔn)確性降低，甚至有可能造成種植體植入失敗。因此，傳統(tǒng)種植導(dǎo)板的使用具有很大的局限性。

4 CAD/CAM導(dǎo)板的制作及優(yōu)缺點(diǎn)

1971年Francois Duret將CAD/CAM引入牙科鄰域。以往CAD/cAM系統(tǒng)大多應(yīng)用于修復(fù)領(lǐng)域用來(lái)制作嵌體、貼面、冠等，如今擴(kuò)展到制作種植牙導(dǎo)板和種植體基臺(tái)。種植導(dǎo)板的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（computer aided design，CAD）的過(guò)程是：首先給予患者制作放射義齒或是直接在患者已有的義齒上制作放射義齒，該義齒兼顧咬合關(guān)系，美觀(guān)，語(yǔ)言等方面為一體，且與最終修復(fù)體一致。將放射義齒戴入患者口內(nèi)，拍攝CBCT。掃描數(shù)據(jù)以DICOM格式輸出，利用專(zhuān)業(yè)的種植手術(shù)設(shè)計(jì)軟件讀取掃描數(shù)據(jù)，并進(jìn)行三維重建。在此基礎(chǔ)上結(jié)合修復(fù)體與骨組織二者的信息，制定以修復(fù)為指導(dǎo)的最佳種植設(shè)計(jì)方案，包括種植體規(guī)格的選擇、植入位置、角度、深度的設(shè)計(jì)，同時(shí)觀(guān)察并測(cè)量骨量，判斷是否需要行植骨手術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外使用較多的規(guī)劃軟件有比利時(shí)Materialise公司的Simplant、瑞典N(xiāo)obelbiocare公司的Nobelguide以及德國(guó)Med3D公司的Implant3D等軟件。種植導(dǎo)板的計(jì)算機(jī)輔助制作（computer aided manufacture，CAM）的過(guò)程是：利用快速成型技術(shù)，將STL文件格式的種植設(shè)計(jì)方案輸入快速成型系統(tǒng)，切削成型，完成個(gè)性化的種植外科導(dǎo)板的制作，術(shù)前需常規(guī)消毒。其中快速成形技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)RPM，是國(guó)外90年代初發(fā)展起來(lái)的以材料逐層堆積為基礎(chǔ)的一門(mén)全新的技術(shù)，該技術(shù)整合了多個(gè)學(xué)科，是多種技術(shù)相結(jié)合的結(jié)晶?；具^(guò)程為：設(shè)計(jì)三維模型，轉(zhuǎn)化為STL文件，相關(guān)軟件將三維模型按照高度方向，離散分層得到一序列分層數(shù)據(jù)，最終按照分層數(shù)據(jù)逐層堆積成型。市面上可見(jiàn)多種快速成型的系統(tǒng)，有其各自的特點(diǎn)，很多系統(tǒng)所使用成型材料也不盡相同。但是，所運(yùn)用的原理基本一致，“分層制造，逐層疊加”這八個(gè)字可概括其主要內(nèi)容。通俗的講，快速成型系統(tǒng)就像是一臺(tái)3D打印機(jī)。骨支持式CAD/CAM導(dǎo)板，術(shù)中通過(guò)骨釘?shù)腻^定常常與翻開(kāi)的粘骨膜瓣的骨壁緊密貼合，消除了粘膜造成的誤差，定位更加精準(zhǔn)，確保了種植體的準(zhǔn)確植入。CAD/CAM導(dǎo)板具有諸多優(yōu)點(diǎn)：①術(shù)前設(shè)計(jì)精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)移至術(shù)中，三維方向上偏差較??；②手術(shù)穩(wěn)定性高，可重復(fù)性強(qiáng)；③減低了種植手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，提高了手術(shù)成功率；④為醫(yī)患溝通提供了便利；⑤大大縮短了手術(shù)時(shí)間。但同時(shí)也有其不足：①需要復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)需要快速成型加工設(shè)備配合使用；②種植成本高，目前為止難以被患者接受和用以廣泛的臨床推廣使用。endprint

5改良式導(dǎo)板的制作及優(yōu)缺點(diǎn)

各類(lèi)改良式導(dǎo)板大多先恢復(fù)缺牙區(qū)的上部修復(fù)體或是利用患者已有的義齒，以此為參考，或是結(jié)合影像學(xué)模板上的標(biāo)志物與CT圖像上最佳的植入體的空間位置關(guān)系，將其轉(zhuǎn)換至模型上從而制作導(dǎo)板。如基于數(shù)字化技術(shù)下的改良式導(dǎo)板十分方便而且種植體植入更精準(zhǔn)，成為現(xiàn)代口腔技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱門(mén)趨勢(shì)。Sicilia A等設(shè)計(jì)了修復(fù)體唇頰面或舌面輪廓外科導(dǎo)板，該導(dǎo)板具有良好的導(dǎo)向性，并允許在舌側(cè)區(qū)或頰側(cè)有更大的種植自由選擇空間。但是缺點(diǎn)是修復(fù)體唇頰面輪廓外科導(dǎo)板對(duì)手術(shù)植入時(shí)視線(xiàn)存在阻擋，而修復(fù)體舌面輪廓外科導(dǎo)板雖然不存在視野阻擋的問(wèn)題，但存在在舌側(cè)手術(shù)操作自由受限的缺點(diǎn)。丙烯酸樹(shù)脂導(dǎo)板通過(guò)咬合導(dǎo)向的簡(jiǎn)單穿孔來(lái)定，只允許初始鉆通過(guò)卻完全限制術(shù)中自由選擇。Kopp KC等在缺牙區(qū)制作診斷蠟型，翻制成自凝丙烯酸樹(shù)脂并向兩側(cè)鄰牙延伸以利于固位，利用牙片在頰側(cè)模型上大致繪制牙根走行，在缺牙區(qū)樹(shù)脂牙頰面沿牙體長(zhǎng)軸置0.014～0.016mm直徑的正畸絲，制作完成初導(dǎo)板戴入患者口內(nèi)拍CT，利用simplant種植軟件設(shè)計(jì)最佳植入體，并測(cè)量種植體長(zhǎng)軸與正畸絲的角度以及正畸絲到種植體長(zhǎng)軸與樹(shù)脂牙牙合面交點(diǎn)的距離，利用測(cè)量臺(tái)調(diào)節(jié)與正畸絲的角度至合適位置將植入方向轉(zhuǎn)換到導(dǎo)板上，完成導(dǎo)板制作。Piano S制作了缺牙區(qū)牙外形的丙烯酸樹(shù)脂導(dǎo)板，然后去除牙冠頰側(cè)部分，利用金屬桿作為阻射標(biāo)志物，將影像學(xué)導(dǎo)板于患者口內(nèi)就位，通過(guò)X線(xiàn)片獲得最佳的植入方向和位置，最終完成種植導(dǎo)板的制作。Ozan O等報(bào)道通過(guò)獲取患者下頜骨錐束CT（CBCT）與X線(xiàn)下頜骨掃描模板，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，如光固化成形（SLA）快速成型制作導(dǎo)板。與其他CAD/CAM導(dǎo)板不同的是該導(dǎo)板具有一外科機(jī)頭導(dǎo)向裝置，該裝置頭部延伸為三角銷(xiāo)結(jié)構(gòu)，該三角銷(xiāo)與導(dǎo)向模板的三角管相匹配，從而指導(dǎo)手術(shù)。該導(dǎo)板設(shè)計(jì)拋棄了傳統(tǒng)種植手術(shù)導(dǎo)板利用對(duì)手術(shù)鉆頭的多級(jí)引導(dǎo)，解決了頻繁更換引導(dǎo)套筒的缺點(diǎn)，使得術(shù)區(qū)充分暴露、冷卻水順利進(jìn)入術(shù)區(qū)的優(yōu)點(diǎn)。改良式導(dǎo)板在一定程度上簡(jiǎn)化了操作步驟，豐富了制作手段，同時(shí)在臨床上獲得了較好的臨床效果，值得臨床應(yīng)用與推廣。

6總結(jié)與展望

在種植手術(shù)中尤其是牙槽嵴吸收嚴(yán)重或者骨外形不良的患者，種植導(dǎo)板起到了不可替代的橋梁作用。導(dǎo)板的應(yīng)用不僅有利于種植體精準(zhǔn)的植入，提高種植成功率，而且極大的縮短了手術(shù)時(shí)間，符合微創(chuàng)手術(shù)的原則。同時(shí)，我們也需要不斷地總結(jié)，對(duì)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析原因，研制出更加精確的種植導(dǎo)板。臨床上，運(yùn)用CAD/CAM種植導(dǎo)板已在不翻瓣種植技術(shù)與即刻義齒技術(shù)方而取得較為滿(mǎn)意的效果。而通過(guò)以修復(fù)體為導(dǎo)向的種植設(shè)計(jì)，制作出精確度高的改良式導(dǎo)板，為種植外科手術(shù)提供一種操作簡(jiǎn)潔、省時(shí)、方便、經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)板的制作方法，為臨床種植提供便利，成為研究和開(kāi)發(fā)種植導(dǎo)板、促進(jìn)種植外科發(fā)展的又一個(gè)趨勢(shì)。endprint