一例3D打印義齒修復(fù)獼猴牙齒的案例

陳 蓉 鄧長林 程王琨 章小小 周 薇 李梅榮 陸承平

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，南京，210095；2.南京市紅山森林動(dòng)物園，南京，210028)

獼猴(Macacamulatta)屬于Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物，同時(shí)被列入《中國瀕危動(dòng)物紅皮書·獸類》易危種。獼猴歸屬舊大陸猴，牙式為I2/2，C1/1，Pm2/2，M3/3，共32顆[1]。切牙具有切割食物；幫助支持口唇、維持良好的外貌；使下切牙的切緣與上切牙的舌側(cè)相適應(yīng)，從而引導(dǎo)下頜的前后運(yùn)動(dòng)等功能[1]。牙列缺損除會(huì)影響切割食物外，長時(shí)間缺損誘發(fā)牙間間隙食物嵌塞、繼發(fā)齲、牙周炎及牙周創(chuàng)傷等癥狀，還會(huì)引起顳頜關(guān)節(jié)病變[2]。

固定橋是固定義齒的一種，最適合修復(fù)一個(gè)或兩個(gè)缺失牙，也就是兩個(gè)橋基牙適宜支持一個(gè)或兩個(gè)缺失牙的橋體。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，在牙科修復(fù)中，重要的翻模和制模環(huán)節(jié)，開始被更加精準(zhǔn)和快捷的3D掃描和打印技術(shù)取代。本研究首次嘗試?yán)?D打印義齒技術(shù)對一例下頜中切牙缺失的獼猴進(jìn)行牙科修復(fù)。

1 材料與方法

1.1 主要儀器和材料

明峰16排CT機(jī)由南京AMC中心動(dòng)物醫(yī)院提供，光固復(fù)合樹脂牙齒粘合劑、3D打印鈷鉻全冠義齒、TRIOS 3shape非接觸式3D掃描儀、鈦合金3D打印機(jī)和CAD/CAM軟件由南京雅美口腔技術(shù)有限公司提供。ART-SP1牙科機(jī)購自吉米寵物醫(yī)療有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)對象

南京市野生動(dòng)物收容救護(hù)中心救助的1只雄性成年獼猴，在日常飼養(yǎng)中，發(fā)現(xiàn)其喜歡用一側(cè)的牙齒咀嚼食物，同時(shí)有較為明顯的挑食習(xí)慣。對其進(jìn)行體檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)下頜右側(cè)中切牙缺失。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 CT檢查

麻醉后，對口腔部位進(jìn)行CT檢查，確定缺牙數(shù)量、缺牙部位、基牙條件、咬合關(guān)系、牙槽嵴等情況。根據(jù)CT檢查情況，制定義齒安裝方案。

1.3.2 基牙牙體制備

根據(jù)固定橋的安裝要求，對缺失門牙兩側(cè)的牙齒進(jìn)行打磨，要求所有基牙相應(yīng)軸面彼此平行，無過度的傾斜或扭轉(zhuǎn)錯(cuò)位，使各牙體在相對平行的位置，以便增加增強(qiáng)固位體的固位力。

1.3.3 入口式3D掃描與打印

用 TRIOS 3shape非接觸式3D掃描儀對獼猴上下門齒進(jìn)行掃描，獲得的數(shù)據(jù)用來調(diào)整設(shè)計(jì)方案。

將建模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成STL格式后，3D打印獼猴牙齒模型和固定橋(鈷鉻義齒)。將3D打印的固定橋分別在各基牙上試合，要求固定橋能正確地與基牙頸部密合，邊緣伸展合適，鄰接關(guān)系良好，咬合協(xié)調(diào)，無翹動(dòng)。如有不適之處，再次調(diào)整建模數(shù)據(jù)，重新打印。

1.3.4 手術(shù)安裝

麻醉，清理口腔后，對3D打印的固定義齒進(jìn)行試戴、外形修整和調(diào)咬合后，再用光固復(fù)合樹脂牙齒粘合劑進(jìn)行粘合和光固化。

1.3.5 術(shù)后評(píng)估方法

該獼猴術(shù)后24 h內(nèi)禁喂硬性食物，之后正常飼喂；術(shù)后1周、每月對該獼猴進(jìn)行1次麻醉檢查、潔牙、對義齒的牢固度、牙齦情況、清潔度等進(jìn)行評(píng)估、稱量體重；每天記錄該獼猴采食的食物品種，用于歸納總結(jié)；術(shù)前1個(gè)月至術(shù)后6個(gè)月，每天稱量喂食量和剩余食物的重量，計(jì)算出該獼猴的采食量，通過方差分析，計(jì)算每月采食量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

同時(shí)，在每次喂食時(shí)觀察采食和咀嚼情況，以及是否出現(xiàn)排斥行為(將用手扣牙、舌頭舔牙、怪異的面部行為、煩躁等的表現(xiàn)定義為排斥固定橋的行為)。

2 結(jié)果

2.1 CT檢查

對該獼猴麻醉、進(jìn)行CT檢查后，口腔部僅缺失右下中切齒1顆，牙冠、牙根、牙髓及牙周組織均未見異常，缺牙區(qū)牙槽嵴愈合正常，少量牙結(jié)石，符合固定橋的安裝條件(圖1，圖2)。

圖1 獼猴CT掃描口腔影像A.冠狀面，B.橫斷面，C.矢狀面Fig.1 CT image of oral cavity of Macaca mulattaA.coronal plane，B.cross section，C.sagittal plane

圖2 獼猴CT三維重建圖Fig.2 3D reconstruction Macaca mulatta by 3D

2.2 3D掃描與打印

在基牙牙體制備后，用TRIOS 3shape非接觸式3D掃描儀對獼猴上下門齒進(jìn)行掃描，獲得的數(shù)據(jù)用來調(diào)整設(shè)計(jì)方案(圖3)。將建模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成STL格式后，3D打印獼猴牙齒模型和固定橋(鈷鉻全冠義齒)(圖4，圖5)。將3D打印的固位橋分別在各基牙上試合，能夠正確地與基牙頸部密合，邊緣伸展合適，鄰接關(guān)系良好，咬合協(xié)調(diào)，無翹動(dòng)，因此無需二次加工。

圖3 獼猴門齒3D掃描重建圖Fig.3 3D scan reconstruction of the incisors of Macaca mulatta

圖4 獼猴3D牙齒翻模Fig.4 3D tooth turnover of Macaca mulatta

圖5 獼猴義齒Fig.5 The artificial tooth of Macaca mulatta

2.3 手術(shù)

對該獼猴進(jìn)行麻醉、清理口腔后，3D打印的固定義齒試戴合適，無需調(diào)整。再用光固復(fù)合樹脂牙齒粘合劑進(jìn)行粘合和光固化，安裝后如圖6。

圖6 獼猴義齒安裝Fig.6 Artificial tooth installation of Macaca mulatta

2.4 術(shù)后評(píng)估

如表1，該獼猴術(shù)后檢查，固定橋未出現(xiàn)松動(dòng)、變形等，與基牙頸部密合，邊緣伸展合適，鄰接關(guān)系良好，咬合協(xié)調(diào)，無翹動(dòng)。固定橋與牙齦關(guān)系良好，未見牙周炎發(fā)生。同時(shí)，在每次喂食時(shí)觀察采食和咀嚼情況，發(fā)現(xiàn)挑食的情況有明顯改善，可以采食玉米、萵苣根、胡蘿卜、南瓜皮、硬的桃子、蘋果、梨子等。咀嚼行為正常，未再出現(xiàn)一側(cè)咀嚼的情況。采食速度與其他獼猴無明顯差距。體重指標(biāo)呈小幅度波動(dòng)。但是通過對采食量的分析，發(fā)現(xiàn)術(shù)后采食量明顯上升，差異顯著(P=0.043，P<0.05)。

3 討論

3.1 傳統(tǒng)的人醫(yī)牙科修復(fù)的方案制定需要通過口腔的評(píng)估、牙科X光、錐型束CT等檢查。但對于野生動(dòng)物而言，牙科的檢查必須通過麻醉實(shí)現(xiàn)，CT能提供牙科較為全面的信息，因此建議采用麻醉后CT檢查，制定野生動(dòng)物牙科修復(fù)方案，以避免重復(fù)麻醉檢查。

表1 獼猴義齒術(shù)后評(píng)估

Tab.1 Artificial tooth evaluation table of Macaca mulatta

注：牢固度：義齒觸碰堅(jiān)固為+++，稍有松動(dòng)為++，非常松動(dòng)為+，掉落或未安裝為-；牙齦情況：牙齦顏色正常，未見發(fā)炎為+++；牙齦顏色異常，輕度紅腫為++；牙齦紅腫，輕度發(fā)炎為+；牙齦紅腫，發(fā)炎嚴(yán)重為-；義齒清潔度：義齒表面光潔，干凈為+++；表面粗糙，稍有食物殘?jiān)鼮?+；表面粗糙，食物殘?jiān)^多為+；表面破損，食物殘?jiān)^多為-

Note：Firmness：+++is show artificial tooth was the strong when it has been touched.++when is show the artificial tooth was slightly loose.+is show the artificial tooth was very loose.-is show the artificial tooth was dropped or not installed.Gum condition：+++is show that gingival color is normal，no inflammation.++is show that gingival color is abnormal，mild redness.+is show gingival redness and inflammation.-is show that gingival redness and inflammation.Denture cleanliness：+++is show that denture surface smooth，clean.++is show that rough surface，a little food residue.+is show that rough surface，more food residue.-is show that surface damage，more food residue

3.2 該病例為下頜右側(cè)中切牙缺失，牙周情況、鄰牙條件、牙槽骨和咬合情況均良好，符合固定橋修復(fù)的條件。同時(shí)，考慮獼猴的特性，固定義齒比較適合——通過粘固劑將義齒粘固于基牙上，患者不能自行取下。這種固定義齒的優(yōu)點(diǎn)：舒適、使用方便、咀嚼功能良好。但制作過程前需要對牙體的唇面、切端進(jìn)行打磨。此外對于野生動(dòng)物而言，存在意外斷裂或吞食的可能。

3.3 隨著3D技術(shù)的發(fā)展，目前約有 5%—10% 的牙醫(yī)使用口內(nèi)掃描儀進(jìn)行光學(xué)印模[3]。這種技術(shù)使得印模的操作更加簡單高效、患者舒適度高、精準(zhǔn)度高[4-5]。本研究通過入口式3D打印的固定橋在模型上先試用，后在獼猴上試用都呈現(xiàn)較好的精準(zhǔn)度，說明入口式3D掃描對門齒的掃描較為精準(zhǔn)。對于野生動(dòng)物而言，口腔環(huán)境復(fù)雜，通過傳統(tǒng)方法印模制模，手續(xù)繁瑣，準(zhǔn)確度低，容易出現(xiàn)需多次麻醉的情況。建議條件允許的話，采用入口式掃描儀獲取數(shù)字化印模數(shù)據(jù)。

3.4 該獼猴安裝義齒后，采食量明顯上升，對食物的選擇性增多，尤其是可以采食玉米(主要用門齒采食)。義齒的清潔度、牢固度較好，未產(chǎn)生異物感。本研究首次利用3D技術(shù)打印固定橋?qū)σ焕骂M中切牙缺失的獼猴進(jìn)行牙科修復(fù)，修復(fù)效果良好。

致謝：特別感謝江蘇省中西結(jié)合醫(yī)院口腔科傅振醫(yī)生的支持！