激光選區(qū)熔化鈦合金可摘局部義齒支架的臨床應(yīng)用

張?chǎng)?謝文強(qiáng)， 鄭美華， 孔祥波

1.廣東省第二中醫(yī)院口腔科，廣東 廣州（510095）； 2.中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院口腔科，廣東 廣州（510120）

全國(guó)第三次口腔健康流行病學(xué)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，65～74 歲老年人中，牙列缺損率為77.89%，35～44 歲年齡組的牙列缺損率也高達(dá)36.4%，而老年人牙列缺損修復(fù)率僅為45.45%［1］。近些年口腔修復(fù)學(xué)蓬勃發(fā)展，修復(fù)方法日新月異，目前對(duì)于牙列缺損患者的修復(fù)主要有可摘局部義齒修復(fù)、種植義齒修復(fù)、固定局部義齒修復(fù)、固定-活動(dòng)義齒修復(fù)以及覆蓋義齒修復(fù)。其中可摘局部義齒具有適應(yīng)證廣、價(jià)格低廉、磨除牙體組織少等優(yōu)點(diǎn)，其仍為牙列缺損患者中運(yùn)用最廣的修復(fù)方式之一。目前臨床上使用的可摘局部義齒主要以金屬支架式為主?？烧植苛x齒支架材料主要有：鈷鉻合金、鈷鉻鉬合金、純鈦與鈦合金。Ti-6Al-4V 作為第一種實(shí)用型鈦合金，目前被廣泛應(yīng)用于汽車、航天、醫(yī)療等行業(yè)。傳統(tǒng)的鈦合金支架多為鑄造加工，其仍然面臨著許多問(wèn)題［2-3］，所以通過(guò)改變制造工藝來(lái)提升鈦合金支架的性能十分必要。

激光選區(qū)熔化法（selective laser melting，SLM）目前被應(yīng)用于制造可摘局部義齒支架［4-6］。SLM 的制造過(guò)程相當(dāng)于將一個(gè)復(fù)雜的三維試件分割成許多個(gè)簡(jiǎn)單的二維試件，通過(guò)層層堆積形成最終試件，所以SLM 可以輕易制作出復(fù)雜的試件，尤其適合制作可摘局部義齒支架這種具有復(fù)雜的幾何形狀的試件［7-9］。相對(duì)于傳統(tǒng)石蠟鑄造技術(shù)而言，SLM 可以實(shí)現(xiàn)無(wú)模制作，簡(jiǎn)化了制造工藝，大大增加了制造效率，節(jié)約了原材料的使用［10］。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于SLM 鈦合金可摘局部義齒支架的臨床應(yīng)用方面的報(bào)道較少，本文對(duì)SLM 鈦合金可摘局部義齒支架應(yīng)用于牙列缺損患者的臨床效果進(jìn)行探討，旨在為SLM 鈦合金可摘局部義齒支架的臨床使用提供參考。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

選取廣東省第二中醫(yī)院口腔科2017 年3 月至2018 年3 月期間就診的牙列缺損患者共20 例分為SLM 組、鑄造組2 組，制作可摘局部義齒鈦合金支架。SLM 組患者的義齒支架采用SLM 法，鑄造組采用傳統(tǒng)石蠟鑄造法。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①牙列缺損＞3 個(gè)月，患者有可摘局部義齒修復(fù)的意愿；②余留牙齒健康或已做相應(yīng)治療并處于穩(wěn)定期；③口腔衛(wèi)生良好，能進(jìn)行常規(guī)口腔衛(wèi)生維護(hù)；④能夠配合治療，定期復(fù)查的患者，有意愿接受臨床試驗(yàn)要求并知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有余留牙Ⅲ度松動(dòng)，牙槽骨吸收到根尖1/3 的患者；②有進(jìn)行性牙周疾病的患者；③嚴(yán)重全身系統(tǒng)疾病及心理疾病患者。

1.2 研究方法

1.2.1 義齒支架制作及試戴 根據(jù)可摘局部義齒設(shè)計(jì)原則對(duì)患者進(jìn)行修復(fù)設(shè)計(jì)并對(duì)基牙進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)備。用藻酸鹽取模，灌注超硬石膏。記錄患者咬合關(guān)系，根據(jù)咬合記錄將模型上頜架。SLM組運(yùn)用3 Shape D810 掃描儀對(duì)石膏模型進(jìn)行掃描，建立患者的口腔數(shù)字化模型，在模型上設(shè)計(jì)義齒支架（圖1a）。為保證SLM 支架的質(zhì)量，減小支架變形，在支架模型的非組織面設(shè)置支撐（圖1b）。在設(shè)計(jì)好的支架數(shù)據(jù)保存為STL 格式，導(dǎo)入SLM 設(shè)備Concept Laser（M2，Concept Laser，德國(guó)），使用平均粒徑38 μm 的Ti-6Al-4V 粉末制作可摘局部義齒支架，制作工藝參數(shù)見(jiàn)表1［2］。為消除支架內(nèi)殘留應(yīng)力，對(duì)支架進(jìn)行熱處理，緩慢升溫至800 ℃，保溫2 h，在氬氣中冷卻［12］。將制作完成的SLM 鈦合金支架從基板上分離，去除支撐。鑄造組常規(guī)制作支架蠟型（圖2a），蠟型添加鑄道（圖2b），進(jìn)行鑄造得到義齒支架。2 組的鈦合金支架制作完成后，對(duì)其組織面除進(jìn)行電解拋光外不進(jìn)行其他拋光處理，對(duì)非組織面進(jìn)行常規(guī)拋光（圖3）。使用X 線檢查支架有無(wú)破損及氣孔，如有明顯缺陷，則定義為支架制作失敗，重新制作。

表1 SLM 鈦合金支架的制作工藝參數(shù)Table 1 Process parameters used for the fabrication of SLM removable partial denture frameworks

a：digital models of the SLM group, arrow represents the bracket model；b：addition of supports to the digital models of the SLM group,arrow represents the supports；SLM：selective laser meltingFigure 1 SLM removable partial denture frameworks and their supports圖1 SLM 組義齒支架數(shù)字化模型及支撐

a:wax pattern of the casting group denture bracket, arrow represents the wax model; b: addition of wax sprues,arrow represents the spruesFigure 2 Wax pattern of the casting group denture bracket and its sprues圖2 鑄造組義齒支架蠟型及鑄道

a: SLM group, arrow represent brackets; b: casting group,arrow represents the wax bracketFigure 3 Completing removable partial denture frameworks圖3 義齒支架完成

1.2.2 義齒制作完成及臨床效果評(píng)估 技師在制作完成的支架上按照咬合記錄進(jìn)行排牙（圖4a 和4b），在患者口內(nèi)進(jìn)行試戴，檢查支架的就位情況。義齒就位的標(biāo)準(zhǔn)為：支托與支托凹密合，無(wú)間隙；義齒基托與口腔黏膜緊密貼合；卡環(huán)臂進(jìn)入基牙倒凹，與基牙密合；卡環(huán)體位于觀測(cè)線上，與基牙密合；義齒平穩(wěn)，無(wú)翹動(dòng)和擺動(dòng)。支架不經(jīng)過(guò)調(diào)改就能順利就位設(shè)定為就位，否則為不就位。將試戴合適的支架進(jìn)行充膠完成最終義齒（圖4c～d）。將義齒戴入患者口內(nèi)并進(jìn)行調(diào)節(jié)。義齒調(diào)改結(jié)束后評(píng)估修復(fù)后的咀嚼效率。測(cè)試方法為將5 g 炒熟的去皮花生放入患者口內(nèi)，囑患者咀嚼20 s 后吐到容器中。漱凈口內(nèi)殘?jiān)瑢堅(jiān)徊⑼碌饺萜髦?。將咀嚼物稀釋? 000 mL，用光柵分光光度計(jì)測(cè)試其吸光度值。在每個(gè)患者戴牙后均進(jìn)行義齒使用與清潔的指導(dǎo)，并進(jìn)行口腔衛(wèi)生宣教?；颊叽餮篮? d、1 周、3、6、12 個(gè)月后復(fù)診，檢查基托下黏膜有無(wú)壓痛，統(tǒng)計(jì)義齒性口炎發(fā)生率。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究采用SPSS20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量數(shù)據(jù)用表示，對(duì)支架制作成功率、就位率、義齒性口炎發(fā)生率等數(shù)據(jù)采用χ2檢驗(yàn)分析，對(duì)義齒咀嚼效率的數(shù)據(jù)采用t檢驗(yàn)的方法進(jìn)行分析。設(shè)置α＝0.05。

a：the SLM group support tooth arrangement；b：the casting group support tooth arrangement； c： SLM group bracket completion；d：casting group bracket completionFigure 4 Complete denture arrangement and filling圖4 義齒排牙及充膠完成

2 結(jié) 果

2.1 支架成功率及就位率

SLM 組10 例鈦合金義齒支架制作完成后均未發(fā)現(xiàn)破損及氣孔等缺陷，支架較為致密。鑄造組支架中有1 例支架存在較大氣孔，重新制作支架。SLM 組支架有2 例無(wú)法就位，經(jīng)調(diào)改后順利就位，這2 例患者均為KennedyⅠ類缺損，支架跨度大。鑄造組有1 例無(wú)法就位，經(jīng)調(diào)改后可以順利就位。兩種制作方法完成支架的成功率比較，SLM 組高于鑄造組（χ2＝10.526，P＝0.001），而就位率2 組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2＝3.922，P＝0.048）。見(jiàn)表2。

表2 2 組支架成功率及就位率比較Table 2 Comparing the success rate and placement rate of dentures between the two groups

2.2 義齒的咀嚼效率及患者義齒性口炎發(fā)生率

觀察2 組患者的義齒咀嚼效率，SLM 組明顯優(yōu)于鑄造組（t＝5.644，P＜0.001）。見(jiàn)表3。SLM 組患者一年內(nèi)義齒出現(xiàn)1 例義齒性口炎，鑄造組出現(xiàn)3 例義齒性口炎。義齒性口炎發(fā)生率SLM 組低于鑄造組（χ2＝12.500，P＜0.001）。見(jiàn)表4。

3 討 論

SLM 作為一種新技術(shù)，在可摘局部義齒支架制作過(guò)程中大大簡(jiǎn)化了制作工藝，不僅僅可以減少?gòu)?fù)雜工藝帶來(lái)的誤差，還可以減少材料的浪費(fèi)，降低成本［12-14］。隨著工藝參數(shù)的優(yōu)化，SLM 將會(huì)對(duì)義齒支架的傳統(tǒng)制作工藝產(chǎn)生沖擊，引領(lǐng)義齒制作技術(shù)革新［15］。

表3 2 組義齒的咀嚼效率比較Table 3 Comparing the masticatory efficiency of dentures between the two groups

表4 2 組患者發(fā)生義齒性口炎的情況比較Table 4 Comparing denture stomatitis between the two groups

本研究中SLM 組鈦合金支架均較為致密，成功率高于鑄造組，這是因?yàn)殍T造組試件在制作過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)包埋，鈦在高溫情況下十分活潑，容易與包埋材料發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，未能排出的氣體存在于試件中，形成了缺陷［16］。在支架試戴過(guò)程中SLM 組鈦合金支架的不就位例數(shù)稍多于鑄造組，分析發(fā)現(xiàn)在SLM 組中不就位的病例均為支架跨度較大的情況，而在跨度較小的支架中SLM 組的就位率高。過(guò)往的文獻(xiàn)中報(bào)道SLM 試件的精度高于鑄造試件，但是這些試件多數(shù)尺寸較?。?，7］。由于可摘局部義齒支架的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，當(dāng)跨度較大時(shí)，由于球化現(xiàn)象和階梯效應(yīng)的影響，SLM 支架的精度下降［10］，所以在應(yīng)用SLM 制作大范圍可摘局部義齒支架時(shí)還需要進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)［17］。過(guò)往文獻(xiàn)證實(shí)SLM 試件的密合性高于鑄造試件［7，18］。而支架的密合性又會(huì)直接影響義齒的咀嚼效率，這也很好地解釋了本研究中SLM 組義齒的咀嚼效率優(yōu)于鑄造組義齒。本研究中SLM 組義齒的義齒性口炎發(fā)生率明顯低于鑄造組義齒。分析原因，一方面是由于SLM 提高了鈦合金支架的生物相容性；另一方面是由于SLM 支架的組織面相較于鑄造組更光滑，光滑的表面有助于減少菌斑微生物的附著，進(jìn)而降低義齒性口炎的發(fā)生率。

本研究對(duì)SLM 在可摘局部義齒支架的應(yīng)用進(jìn)行了一個(gè)前瞻性的探索研究，但是樣本量較小，并且未按照不同患者的缺損范圍進(jìn)行分類研究。在今后的研究中，還需要擴(kuò)大樣本，進(jìn)一步探究SLM應(yīng)用中的一些優(yōu)缺點(diǎn)。

綜上所述，SLM 應(yīng)用于鈦合金可摘局部義齒支架時(shí)，支架的成功率，義齒的咀嚼效率及義齒性口炎發(fā)生率均優(yōu)于鑄造組義齒，支架的就位率稍低于鑄造組支架。SLM 鈦合金可摘局部義齒支架可以滿足臨床使用要求。