3D打印與傳統(tǒng)種植導(dǎo)板在牙種植中精度及成功率的比較

林俏霞（廣東省陽(yáng)江市人民醫(yī)院口腔科，廣東陽(yáng)江 ）529500

種植牙具有固位支持效果、美觀舒適、不傷害鄰近牙齒等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸成為牙列缺損患者進(jìn)行口腔修復(fù)的主要方法[1]。在傳統(tǒng)種植術(shù)中，術(shù)者僅憑二維影像結(jié)果和臨床經(jīng)驗(yàn)確定種植體植入位點(diǎn)，這通常會(huì)導(dǎo)致種植位置的偏差，容易損傷口腔重要的解剖結(jié)構(gòu)，并對(duì)種植體的美觀和生物力學(xué)功能造成不良影響。隨著“修復(fù)為導(dǎo)向的種植理念”的提出，種植導(dǎo)板作為這一理念的載體，在術(shù)前設(shè)計(jì)與手術(shù)操作間起到了不可替代的橋梁作用[2]。而與傳統(tǒng)真空壓膜種植導(dǎo)板相比， 3D打印種植導(dǎo)板具有速度快、精度高、節(jié)省材料、選材廣泛及效率提高等優(yōu)點(diǎn)[3]。本文對(duì)比 3D打印種植導(dǎo)板與傳統(tǒng)種植導(dǎo)板輔助牙種植的手術(shù)精度和種植成功率，旨為臨床應(yīng)用提供一定的參考。

1 資料和方法

1.1 病例與分組

選取 2016年6月至2017年6月來我院進(jìn)行牙種植治療的牙列缺損患者為研究對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)：⑴患者自愿簽署知情同意書；⑵種植區(qū)骨量充足，無需骨增量手術(shù)者；⑶植入部位無感染；⑷開口度良好；⑸頜間距離至少 10 mm，有足夠修復(fù)空間者；⑹未接受過放療；⑺能夠按時(shí)復(fù)診，依從性良好；⑻愿意在術(shù)前術(shù)后接受放射學(xué)設(shè)備掃描者；⑼接受標(biāo)準(zhǔn) X線片檢查和牙周檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：⑴患者有全身系統(tǒng)性疾病，健康狀況不允許承受外科手術(shù)；⑵存在不良咬合習(xí)慣者；⑶患者有酒精、藥物濫用情況；⑷種植部位存在病損；⑸研究者認(rèn)為不適宜參加此試驗(yàn)者。入選 40例，采取隨機(jī)數(shù)字表法分為傳統(tǒng)種植導(dǎo)板組和 3D打印種植導(dǎo)板組，每組 20例。傳統(tǒng)種植導(dǎo)板組男 11例，女 9例；年齡 23～71歲，平均(56.4 ± 16.9)歲，需種植牙 52顆； 3D打 印種植導(dǎo)板組男 10例，女 10例；年齡 25～69歲，平均(54.2±17.2)歲，需種植牙 53顆。兩組年齡、性別以及需種植牙數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 術(shù)前檢查 對(duì)每位患者進(jìn)行詳細(xì)的口腔衛(wèi)生指導(dǎo)[4]及錐形束 CT(CBCT)與數(shù)字化口內(nèi)掃描，獲取入選患者的骨組織、上頜竇、神經(jīng)管和口內(nèi)軟組織數(shù)據(jù)。采用軟件 Mimics 10.0對(duì)CT數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，并將軟組織數(shù)據(jù)配準(zhǔn)到三維模型上形成全信息化模型。

1.2.2 計(jì)算機(jī)輔助模擬種植手術(shù)設(shè)計(jì) 在全信息化模型的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助診斷與術(shù)前規(guī)劃，對(duì)每個(gè)患者口腔內(nèi)進(jìn)行三維測(cè)量，以獲取距離、角度和骨密度在內(nèi)的綜合信息。醫(yī)生根據(jù)上述信息和咬合情況，為患者設(shè)計(jì)個(gè)性化手術(shù)方案和手術(shù)種植導(dǎo)板，在仿真手術(shù)中模擬放置種植體，直到達(dá)到最佳效果，以此作為術(shù)后精度評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。為減少偏倚，所有手術(shù)方案由同一團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)。

1.2.3 種植導(dǎo)板制作 傳統(tǒng)壓膜種植導(dǎo)板：根據(jù)傳統(tǒng)種植導(dǎo)板組患者的口腔情況制作石膏模型，在缺牙的位置根據(jù)咬合情況和解剖關(guān)系雕刻蠟型，恢復(fù)牙列完整，再翻制石膏模型。根據(jù)完整的石膏模型，在真空壓膜機(jī)上用樹脂薄膜壓制種植導(dǎo)板。之后對(duì)壓制種植導(dǎo)板進(jìn)行簡(jiǎn)單的修剪，并在缺牙區(qū)域的基臺(tái)鉆出與導(dǎo)管外徑相同的圓孔，插入導(dǎo)管后，將其固定于種植導(dǎo)板上[5]。3D打印種植導(dǎo)板：首先將種植體以及患者全信息模型以 S TL格式導(dǎo)出。在軟件 S olidworks中根據(jù)種植體的軸向位置和大小繪制導(dǎo)向管；在 Geomagic studio軟件中根據(jù)患者的口腔解剖形態(tài)設(shè)計(jì)固位結(jié)構(gòu)，通過抽殼操作形成2 mm厚的種植導(dǎo)板，最后在 Mimics 10.0中進(jìn)行布爾運(yùn)算完成 3D打印種植導(dǎo)板的設(shè)計(jì)，將種植導(dǎo)板數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D 打 印機(jī)，完成3D打 印種植導(dǎo)板的制作。

1.2.4 種植體植入手術(shù) 將種植導(dǎo)板置于患者口腔內(nèi)，保持種植導(dǎo)板與口腔吻合良好無松動(dòng)。按照術(shù)前設(shè)計(jì)采用先鋒鉆和引導(dǎo)鉆備孔，為防止種植窩過熱，在此過程中需向種植窩中注入 4℃的生理鹽水。備孔完成后，用生理鹽水沖洗種植窩，植入種植體，最后縫合缺損區(qū)黏膜。

1.2.5 術(shù)后處理 2 組患者術(shù)后均服用抗生素，注意防止飲食壓迫。術(shù)后 3個(gè)月進(jìn)入修復(fù)期，修復(fù)后每3個(gè)月定期隨訪和牙周維護(hù)。

1.2.6 觀察指標(biāo) 手術(shù)精度的比較：術(shù)后所有入選病例再次進(jìn)行 CBCT掃描，獲取術(shù)后口腔三維數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)在 Mimics10.0中重新建模，得到術(shù)后三維模型，在 Mimics10.0軟件中把術(shù)后模型與術(shù)前模型進(jìn)行配準(zhǔn)。重新定義坐標(biāo)，分別記錄實(shí)際種植體與虛擬種植體尖部與頸部中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)。以虛擬種植體作為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)坐標(biāo)值計(jì)算實(shí)際種植體在近遠(yuǎn)中、頰舌向、垂直向上的偏離值。

種植成功率：術(shù)后第 3、6、9、12個(gè)月定期臨床隨訪，對(duì)種植成功率進(jìn)行評(píng)價(jià)。成功的判斷標(biāo)準(zhǔn)為：⑴種植體無松動(dòng)；⑵在 X 線片檢查中，種植體-骨界面無透射影；⑶種植后無持續(xù)性和(或)不可逆的癥狀及體征，如疼痛、感染、神經(jīng)疾患、感覺異常及和下頜管損傷等。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用t檢驗(yàn)及卡方檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)精度比較

3D打印種植導(dǎo)板組種植體頸部和尖部在近遠(yuǎn)中向、頰舌向、垂直向上的偏離值均小于傳統(tǒng)種植導(dǎo)板組(P<0.01)，見表 1。

2.2 種植成功率比較

雖然 3D打印種植導(dǎo)板組成功率高于傳統(tǒng)種植導(dǎo)板組，但兩組間差異未達(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

3 討論

口腔種植經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已比較成熟，種植義齒在臨床上具有治療時(shí)無需損傷鄰牙、舒適耐用、使用方便、美觀等特點(diǎn)，近年來越來越受患者的青睞，且要求也更高，同時(shí)也給臨床醫(yī)師提出了更高的要求。種植導(dǎo)板是近年來臨床出現(xiàn)的臨床新應(yīng)用，主要是為了提高臨床口腔種植的手術(shù)精度和種植成功率，它作為最終的信息載體，是將術(shù)前的設(shè)計(jì)方案與手術(shù)連接在一起的橋梁。隨著科技和醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不同工藝的種植導(dǎo)板也不斷涌現(xiàn)，為改進(jìn)臨床操作水平提供了基礎(chǔ)。

表1 患者術(shù)后種植體偏離值比較±s，mm)

表1 患者術(shù)后種植體偏離值比較±s，mm)

兩組比較均P<0.01

垂直向1.45±0.260.46±0.16組別頸部尖部傳統(tǒng)種植導(dǎo)板組3D種植導(dǎo)板打印組種植牙數(shù)5253近遠(yuǎn)中向1.22±0.210.36±0.14頰舌向0.86±0.290.43±0.13垂直向0.89±0.230.27±0.12近遠(yuǎn)中向1.32±0.230.34±0.15頰舌向1.78±0.270.53±0.18

表2 患者術(shù)后種植成功率比較例(%)

種植導(dǎo)板的種類不同，精確性也各有不同。Valente等[6]比較了傳統(tǒng)種植導(dǎo)板與 3D 打印制作的種植導(dǎo)板的精確性，傳統(tǒng)種植導(dǎo)板輔助下種植體頸部和尖端的偏離值分別為(1.5 ± 0.7)、(2.1± 1.0) mm，在 3D打印制作的種植導(dǎo)板輔助下種植體頸部與尖端的偏離值減小到(0.9 ± 0.5)、(1 .0 ± 0.6) mm， 兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。我們認(rèn)為，這可能與傳統(tǒng)種植導(dǎo)板的制作過程比較繁雜，而且許多因素受人為影響所致。比如制作過程需要 2次翻制石膏模型，另外在用透明樹脂薄膜壓膜時(shí)，若透明樹脂太薄則易變性，影響導(dǎo)板的穩(wěn)定性；或者加熱溫度不夠，導(dǎo)板不能與模型貼合，濕度太高，不僅導(dǎo)板易變形而且也降低了導(dǎo)板的厚度等。

3D打印技術(shù)是一種基于三維數(shù)字成像技術(shù)和多層次連續(xù)打印技術(shù)的新型實(shí)體模型制造技術(shù)，其基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造(CAD/CAM)技術(shù)及新材料技術(shù)[7]。3D 打 印種植導(dǎo)板在制作前通過專業(yè)軟件對(duì) CBCT 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可詳細(xì)了解術(shù)前種植區(qū)域的重要解剖結(jié)構(gòu)和骨量，這有利于改善種植體與對(duì)頜牙以及鄰牙的關(guān)系，有利于提高種植成功率。通過 CBCT獲取術(shù)前三維數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)信息， 3D打印機(jī)可以快速制作出種植手術(shù)導(dǎo)板以協(xié)助精準(zhǔn)定位術(shù)中種植體的位置和方向[8]。這簡(jiǎn)化了手術(shù)過程，縮短了手術(shù)時(shí)間，在一定程度上減少對(duì)醫(yī)生技術(shù)的依賴，提高了手術(shù)精度。 1987年Edge等[9-10]率先將 3D打 印技術(shù)應(yīng)用于制作個(gè)性化手術(shù)導(dǎo)板。此后， 3D打印手術(shù)導(dǎo)板獲得了迅速的發(fā)展。

本文通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究了 3D打印制作的種植手術(shù)導(dǎo)板與傳統(tǒng)種植導(dǎo)板在手術(shù)精度和種植成功率方面的差異，發(fā)現(xiàn) 3D打印的手術(shù)種植導(dǎo)板的手術(shù)精度優(yōu)于傳統(tǒng)種植導(dǎo)板(P<0.01)，但是 3D打印種植導(dǎo)板在頰舌向的偏離大于另外兩個(gè)方向，這可能是由于頰舌向口腔黏膜較豐富，種植導(dǎo)板固定過程中黏膜讓位導(dǎo)致的。 3D打印種植導(dǎo)板組在 6個(gè)月之后的種植成功率雖高于傳統(tǒng)種植導(dǎo)板組，但兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。這說明 3D打印種植導(dǎo)板相對(duì)于傳統(tǒng)種植導(dǎo)板具有顯著優(yōu)勢(shì)，這一方面可能由于3D打印的手術(shù)種植導(dǎo)板提高了種植手術(shù)精度，簡(jiǎn)化了手術(shù)方案，降低了術(shù)中、術(shù)后并發(fā)癥，提高了修復(fù)體的咬合效果[11]；另一方面因?yàn)閭鹘y(tǒng)種植導(dǎo)板缺乏植入?yún)^(qū)域骨組織和軟組織相關(guān)信息[12]。

本實(shí)驗(yàn)研究表明，相較于傳統(tǒng)種植導(dǎo)板，3D打印種植導(dǎo)板在具有精準(zhǔn)度高和種植成功率高的特點(diǎn)，在口腔義齒種植領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景。然而， 3D打印目前也存在一定的缺陷需要改 進(jìn)[13]，由于3D打印種植導(dǎo)板從設(shè)計(jì)、加工到制作需要經(jīng)過較多的環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都存在一定的偏差，偏差逐漸積累就會(huì)影響導(dǎo)板的穩(wěn)定性，從而影響最后的植入精度[14]。這需要更多的科研工作者做進(jìn)一步的研究，逐漸減少各個(gè)環(huán)節(jié)的誤差，從而進(jìn)一步提高3D打印導(dǎo)板輔助手術(shù)的精度，促進(jìn)3D打 印手術(shù)導(dǎo)板在臨床上的應(yīng)用。