口腔數(shù)字化設計在唇腭裂患者前牙美學修復中的應用研究

姚金鳳 鄧夢昭 謝添 陳瞰 王秋旭 梁志剛

深圳大學附屬第一醫(yī)院暨深圳市第二人民醫(yī)院口腔科，深圳518035

作為唇腭裂序列治療的末鏈，目前我國唇腭裂患者的前牙修復治療方法主要包括固定義齒修復、活動義齒修復和雙重牙列修復等[1]。隨著醫(yī)學技術的進步，越來越多的患者可以通過前期手術－正畸聯(lián)合治療，關閉唇腭部裂隙，獲得較好的咬合關系，滿足臨床固定義齒的修復條件。研究[2-3]表明，唇腭裂患者的前牙固定義齒修復可有效恢復前牙牙列的連續(xù)性，穩(wěn)定牙弓形態(tài)，預防牙弓、牙齒移位和牙槽嵴裂隙變大，長期效果穩(wěn)定，因此臨床上唇腭裂患者的固定義齒修復應用逐漸增多。

眾所周知，固定義齒作為修復學常用的治療手段，不僅可以治療牙列缺損、牙體缺損，更是改善前牙美學缺陷，進行美學重建的主要方法。目前前牙固定義齒美學修復的研究早已成為關注熱點，發(fā)展迅速[4-5]。唇腭裂患者的前牙牙列往往伴有多種復雜的重度美學缺陷，如錯位、畸形、牙間隙等牙齒形態(tài)排列不良及牙齦形態(tài)不良等，給患者帶來了嚴重的生理和心理問題[6]。因此，唇腭裂患者的前牙美學修復治療，對于解決唇腭裂患者的美學缺陷，最終重建其前牙美學與功能，幫助其身心健康、更好地回歸社會起著非常重要的作用，是當下口腔修復醫(yī)生亟待解決的臨床問題，但該領域的研究卻鮮有報道。

近年來，隨著口腔全瓷修復材料的發(fā)展與黏結技術的進步，微創(chuàng)修復理念已得到了學者們的廣泛認可，其旨在最小的組織損傷基礎上達到最佳的美學效果[7-9]。精準、高效的數(shù)字化設計技術更為該理念的臨床實施提供了有效保障。這二者已經(jīng)越來越多地應用到了口腔美學修復領域，為患者實現(xiàn)個性化可預期的理想美學效果提供了可能[10-11]。

本研究將口腔數(shù)字化設計技術應用于唇腭裂患者的前牙修復，在恢復其牙弓連續(xù)性的同時，重點關注美學缺陷的改善，對各項美學參數(shù)進行數(shù)字化整體分析設計，并結合微創(chuàng)修復理念，優(yōu)化治療方案，輔助口內精準操作及修復體制作，指導整個治療流程，最終取得了滿意的修復效果。本研究為更好地實現(xiàn)唇腭裂患者的前牙美學重建，提高臨床美學修復效果提供了有益的思考與探索。

1 材料和方法

1.1 研究對象

選取2016年9月—2018年9月在深圳市第二人民醫(yī)院口腔醫(yī)學中心口腔修復科就診的單側唇腭裂成年患者為研究對象。納入標準：1）已完成唇腭裂及牙槽突裂外科整復術；2）已完成正畸治療或無需正畸治療；3）裂隙區(qū)患牙滿足固定修復條件。研究共納入9例患者，其中男性3例，女性6例；年齡25～45歲。主要存在的前牙美學缺陷[12]有：牙齒顏色不良（變色），牙齒形態(tài)不良（過小牙、畸形牙），牙齒排列不良（牙齒傾斜、扭轉、錯位，中線偏移），單或多個牙間隙，個別牙缺失，牙齦美學不良（牙齦退縮、牙齦曲線不良等），前牙個別牙反。

1.2 研究模型及數(shù)碼資料收集

藻酸鹽印模制取上下頜全牙列研究模型，單反相機拍攝修復前正側位口內照和口外面像照（包括姿勢位、微笑像、大笑像），獲取牙齒形態(tài)、顏色、表面?zhèn)€性特征、前牙切緣曲線、齦緣曲線、笑線等唇齒面部資料。采用前牙美學評估表進行美學相關因素及美學風險的評估[12-13]。

1.3 軟件美學分析設計及樹脂診斷模型打印

數(shù)碼照片用keynote軟件進行美學分析，將前牙整體牙列納入考慮進行設計，協(xié)調美學參數(shù)。將2D美學設計結果進行醫(yī)患溝通，兼顧患者的要求對修復設計進行調整，完成2D美學設計，形成初步修復計劃。倉式掃描儀掃描石膏研究模型為數(shù)字化模型，應用3shape軟件將2D美學設計的數(shù)據(jù)擬合在數(shù)字化模型上，進行3D牙冠設計，并對需要橋體恢復的裂隙區(qū)牙槽骨缺損按照對側正常形態(tài)進行修整，虛擬架調整咬合，完成3D診斷模型設計，根據(jù)軟件計算修復前后牙齒形態(tài)改變的數(shù)值，結合微創(chuàng)修復的理念，確定最終修復治療方案。除了固定橋基牙全冠設計以外，其余患牙盡量行貼面設計。固定橋基牙盡量保存活髓修復。最后3D打印出樹脂實體診斷模型。

1.4 口內樹脂罩面（mock-up）制作及牙體預備

根據(jù)樹脂實體診斷模型在患者口內制作樹脂罩面，再次與患者溝通，兼顧患者要求及口內靜態(tài)、動態(tài)咬合評估對樹脂罩面進行調整，經(jīng)醫(yī)患溝通確認后，制取口內樹脂罩面模型及硅膠備牙導板。在導板指引下進行精準微創(chuàng)牙體預備，根據(jù)情況需要修整牙齦，制備硅膠印模，然后制作臨時修復體，臨時黏結。

1.5 修復體制作及黏結

兼顧患者要求，固定橋修復材料選擇貴金屬烤瓷或氧化鋯全瓷，貼面修復材料選擇鑄瓷。技師根據(jù)診斷模型及口內樹脂罩面制作修復體，裂隙區(qū)牙槽突高度不足的病例用橋體上牙齦瓷來恢復牙槽突形態(tài)顏色，爐旁比色，最終完成。患者試戴滿意后，樹脂黏結劑完成黏結。

1.6 觀察指標

美學評估：結合美學評估表對修復前后牙齒美學缺陷改善情況進行比較[13-14]。

患者滿意度調查：采用問卷調查形式評估患者對修復體功能、美學效果和醫(yī)患溝通體驗的主觀滿意度。問卷內容包括牙齒的外形輪廓、牙齒間的比例、牙齒顏色、發(fā)音、微笑效果和醫(yī)患溝通6項，每項內容采用視覺模擬評分法（visual an‐alogue scale，VAS）進行量化，記為0～100分，其中90～100分為非常滿意，75～89分為滿意，60～74分為合格，低于60分為不合格[15]。

修復后隨訪臨床效果評價：參照改良版美國公共衛(wèi)生署（United States Public Health Service，USPHS）標準[16]，分別在修復體戴入后1、3、6和12個月對修復體完整性、邊緣適合性、牙齦健康度、牙敏感癥狀和顏色匹配5個方面進行臨床表現(xiàn)評價。評價結果分為A、B、C等級：A級表示評價內容狀態(tài)良好；B級表示牙體、牙周或修復體存在微小缺陷，但在可接受范圍內，不影響應用或經(jīng)過臨床治療后可正常行使功能；C級表示牙體、牙周或修復體出現(xiàn)明顯缺陷，需考慮將修復體拆除，治療后重新制作。

2 結果

2.1 修復效果

9例唇腭裂患者中，固定橋+貼面修復4例，固定橋修復3例，貼面修復2例。修復體在修復裂隙軟硬組織缺損的同時，各種前牙美學缺陷得到有效改善，達到術前數(shù)字化設計的預期效果，整體前牙形態(tài)比例與唇、齦協(xié)調一致，獲得了患者滿意的美學修復效果。

2.2 美學評估

9例患者的術前美學缺陷包括牙齒顏色、形態(tài)、排列及牙齦形態(tài)等術后均明顯改善，2例患者因拒絕進行牙齦修整而致牙齦形態(tài)曲線不良未得到有效改善，但通過術前數(shù)字化設計已將預期結果通過2D/3D形式與患者充分溝通，患者對修復效果表示滿意。

2.3 患者滿意度

唇腭裂患者美學修復后滿意度見表1?；颊叩母黜棟M意度均在90分以上。在各項滿意度中，牙齒形態(tài)輪廓的滿意度較低，這表明，相較于牙齒形態(tài)輪廓的改善，患者更在意前牙整體形態(tài)、排列的協(xié)調性和微笑時唇、齒、齦及面部的協(xié)調性。這也證實了唇腭裂患者前牙美學修復中牙列整體設計的重要性及治療效果可預期性與醫(yī)患溝通的重要性。

表1 唇腭裂患者美學修復后滿意度Tab 1 Satisfaction of cleft lip/palate patients after aes‐thetic restoration

2.4 臨床效果

修復后隨訪臨床效果評價結果見表2。修復后1個月，1例患者術后敏感評價為B，經(jīng)調后好轉。1例患者牙齦健康度評價為B，檢查為固定橋橋體組織面與牙齦間有少量軟垢。此處為牙槽嵴裂修復術瘢痕位置，經(jīng)口腔衛(wèi)生宣教指導使用沖牙器及牙線后恢復。修復后3個月，所有患者各項指標均為A。修復后6個月：1例固定橋基牙全冠修復患者及1例貼面修復患者的牙齦出現(xiàn)輕微炎癥，評價級別為B，經(jīng)口腔衛(wèi)生宣教后恢復。修復后12個月，所有患者各項指標均為A。這表明，所有病例在美學重建的同時實現(xiàn)了功能健康。

表2 修復后隨訪臨床效果評價Tab 2 Follow-up evaluation of clinical effect after aesthetic restoration

2.5 典型病例

2.5.1 患者基本情況 女，25歲，已完成唇腭裂、牙槽突裂整復術及正畸治療，要求修復上前牙。?？茩z查：面部外形不對稱，左側鼻翼塌陷，左側唇紅緣不連續(xù)，瘢痕明顯；21牙扭轉畸形，松動Ⅱ度，22牙缺失，淺覆覆蓋，后牙咬合穩(wěn)定。

2.5.2 資料收集 制取上下牙列石膏研究模型，拍攝面部及口內照片。

2.5.3 美學分析及風險評估 牙齒排列不齊，中線偏斜，21牙扭轉，13～23牙體長軸不調；22牙缺失，牙弓不連續(xù)，缺牙區(qū)牙槽骨豐滿度差，齦緣、切緣曲線不佳（圖1）。由于患者上下頜骨、牙弓水平位置關系尚可，雙側后牙均有咬合支撐，大笑笑線低平，無露齦笑，患者自身美學期望值中等，所以排除高風險。

圖1 術前照片F(xiàn)ig 1 Photos before restoration

2.5.4 2D美學設計 制定初步修復方案 根據(jù)數(shù)碼照片先進行2D美學設計，用于制定初步修復方案。

常規(guī)設計方案：拔除21牙，行11～23牙固定橋修復，牙齦瓷恢復牙齦曲線（圖2）。

圖2 常規(guī)設計（11～23牙）Fig 2 Conventional design(include tooth 11-23)

整體設計方案：拔除21牙，行11～13牙固定橋修復，牙齦瓷恢復牙齦曲線，增加12牙改型修復（圖3）。

圖3 整體設計（12～23牙）Fig 3 Aesthetic design(include tooth 12-23)

常規(guī)方案中，僅將裂隙區(qū)患牙納入考慮進行設計，此方案雖可修復牙列缺損，恢復牙弓完整性，但前牙牙齒長寬比例失調和牙齒軸向偏斜等美學缺陷無法糾正。在整體設計方案中，將前牙整體牙列納入考慮，適當增加修復體，又不過多增加患者經(jīng)濟負擔，權衡下決定增加12牙修復，縮減12牙近遠中寬度，適當加大長寬比，使中線右移后對齊，糾正牙齒軸向偏斜，使鄰牙獲得更協(xié)調的牙齒形態(tài)比例，同時恢復切緣曲線，獲得更好的前牙美學效果。經(jīng)醫(yī)患溝通后患者選擇整體設計方案進行治療。

2.5.5 擬合數(shù)字化印模進行3D設計，確定最終修復方案 倉式掃描儀掃描研究模型為數(shù)字化模型，將2D美學設計結果導入3shape軟件與數(shù)字化模型擬合，進行更精細的3D設計。1）完成3D牙齒輪廓設計。通過3D設計，可看到修復前后基牙的三維外形變化，甚至計算出修復牙體形態(tài)變化的具體數(shù)值，輔助確定最終修復方案，體現(xiàn)微創(chuàng)精準修復的理念（圖4、5）。在2D設計中只能看到12牙近遠中向的平面變化改變，但是通過3D設計修復前后擬合圖片可精確計算出12牙近中減少0.490 mm，唇面突度增加1.049 mm，改變了軸向，因此判斷12牙可以保留活髓行貼面修復。11牙是固定橋基牙，為改變軸向及中線，軟件測量11牙近中減少1.185 mm，再加上全冠的預備量，所以判斷11牙需要完成根管治療后再行牙體預備。21牙扭轉，若固定修復則備牙量巨大，加之Ⅱ度松動，選擇拔除。23牙的形態(tài)改變主要是增大，因此可以保留活髓牙體預備。這樣確定最終修復方案為：21牙拔除；11牙根管治療后行11、23牙為基牙的4單位雙端固定橋修復（11～23牙）；12牙貼面修復。2）通過上虛擬架進行動態(tài)評價（圖6），預先進行咬合功能調改，避免干擾，減少臨床調磨時間[17-18]。3）牙槽嵴缺損區(qū)橋體形態(tài)設計。按照右側正常牙槽嵴及牙齦形態(tài)修整左側至正常。唇腭裂患者的特殊之處在于固定修復的橋體部分功能復雜，需要恢復牙槽嵴缺損外形、支撐上唇軟組織，并形成良好對稱的牙齦曲線，與前牙協(xié)調過渡。這些均可以在3D設計上進行精細調整，并后期指導技師制作，合理使用牙齦瓷[19]。至此，數(shù)字化3D診斷模型設計完成，通過3D打印制作出相應的樹脂實體診斷模型（resin diagnostic model）。

圖4 3D設計Fig 4 3D design

圖6 虛擬架Fig 6 Virtual articulator

2.5.6 樹脂實體診斷模型及診斷飾面指導醫(yī)技精準操作 患者按治療計劃拔除21牙3個月后（期間完成11牙根管治療），根據(jù)樹脂實體診斷模型，口內翻制診斷飾面，根據(jù)患者意愿及口內具體情況再次調整確認形態(tài)。翻制多副硅膠導板，醫(yī)生在導板下精準牙體預備，取終印模。直接在硅膠導板中注射臨時冠材料，放入口內制作臨時修復體，調磨后臨時黏結（圖7）。技師在樹脂診斷模型及硅膠導板指導下制作11～23牙氧化鋯全瓷固定橋和12牙鑄瓷貼面。修復體爐旁比色，臨床試戴滿意后樹脂黏結劑完成黏結（圖8）。通過美學評估表顯示術前羅列出的全部美學缺陷包括牙齒顏色、形態(tài)、排列及牙齦形態(tài)、曲線不良等術后均明顯改善?；颊邔Ω黜棟M意度調查均達到90分以上。術后1、3、6、12個月隨訪，各項臨床效果評價指標均為A級。

圖5 3D設計前后擬合對比Fig 5 Comparison of matching before and after 3D design

圖7 治療過程Fig 7 Treatment process

圖8 術后照片F(xiàn)ig 8 Photos after restoration

3 討論

3.1 唇腭裂患者前牙美學修復的難點與特點

目前我國唇腭裂治療已經(jīng)建立了成熟的序列治療方案，但是很多唇腭裂患者由于先天重度發(fā)育不足及后天因素錯過了最佳治療時機，很難獲得充足而均衡的軟硬組織形態(tài)比例[20]，因此序列治療中前期的外科整復及正畸治療難以完全改善前牙排列不齊、牙間隙不均勻、牙槽突豐滿度不佳導致的牙齦形態(tài)不良等類型的美學缺陷，這給作為序列治療終末環(huán)節(jié)的修復治療帶來了難度與限制。

為了獲得較好的美學修復效果，本研究采用了前牙整體設計、適當增加修復體數(shù)目及牙齦瓷的治療方案。將所有前牙納入考慮范疇進行整體分析設計，是常規(guī)美學修復的基本理念，本研究率先將其應用到唇腭裂患者的前牙修復中，但由于唇腭裂患者序列治療前期多學科的協(xié)同聯(lián)合治療能力有限，只能通過后期修復學方法進行補償。通過適當增加修復體的數(shù)目，可為牙體顏色、形態(tài)、排列等白色美學重建提供更大的改善空間；牙齦瓷的應用，可以彌補牙槽嵴軟硬組織的缺失，再造紅色美學。數(shù)字化設計技術為方案的制定和實施提供了全程指導，做到以終為始、精準微創(chuàng)[9,21]。本研究結果表明，各項評估內容均獲得了滿意的修復效果。

3.2 數(shù)字化設計技術在唇腭裂前牙美學修復中的應用優(yōu)勢

口腔修復領域使用的數(shù)字化設計技術有2D/3D美學設計、數(shù)字化印模、虛擬架、數(shù)字化診斷模型、3D打印技術等[22]。本研究將其形成一個完整的工作流程。

數(shù)碼照片在臨床中方便易得，2D設計操作簡單快速，可一次設計多套修復方案供患者參考選擇，在治療前感知修復效果，便于醫(yī)患溝通，制定初步的修復方案[23-24]。但2D設計的局限性也顯而易見：無法設計出精準的3D牙齒形態(tài)，在向后期診斷蠟型的轉化中存在較大誤差[25]，因此筆者將選定的初步修復方案做進一步的3D數(shù)字化設計。目前3D口內掃描形成數(shù)字化印模在修復領域已逐漸使用[26]，但唇腭裂患者前牙牙列較普通患者往往伴有牙槽嵴軟硬組織的缺損，同時由于術后瘢痕導致軟組織的高度緊張，特別是上唇及前庭的緊張，直接口內掃描的難度較大，因此本研究病例先采用傳統(tǒng)印模翻制石膏研究模型后倉掃形成數(shù)字化模型。將上一步定好的2D設計導入口腔3D設計軟件，與數(shù)字化模型擬合完成3D牙冠形態(tài)設計，形成3D診斷模型。越來越多的研究[27-29]認為，數(shù)字化3D診斷模型較2D更為重要和實際，這與本研究結果一致。通過3D設計前后擬合可精確得到牙體形態(tài)改變數(shù)值，為最終修復設計方案制定實施提供重要參考依據(jù)，這是傳統(tǒng)手工美學蠟型無法做到的。3D打印技術將數(shù)字化診斷模型轉化為樹脂實體診斷模型，使前期的虛擬設計精確轉化為實體形態(tài)，完全復制數(shù)字化設計的原貌。這樣無縫連接的全套數(shù)字化流程避免了以往虛擬設計到實體模型多次轉化的信息誤差。本研究率先將該全流程數(shù)字化設計技術應用于唇腭裂病例的前牙修復，在恢復功能的基礎上更側重美學重建，在軟件中將美學參數(shù)進行調整，最終設計方案在可視情況下經(jīng)充分醫(yī)患溝通，在最小損傷患者軟硬組織的情況下最大程度改善美學缺陷，減少醫(yī)技操作時間，精準修復，取得可預期的滿意效果。

3.3 數(shù)字化設計技術在唇腭裂前牙美學修復中的不足與展望

以往的3D數(shù)字化設計，需要將2D面部數(shù)碼圖片與3D數(shù)字化模型擬合。然而2D數(shù)碼圖片的拍攝角度、照片的畸變、3D輔助參照系的選擇匹配等，都會造成2D過渡到3D設計的誤差。目前3D面部掃描技術已日趨完善，可直接生成3D面部模型，其與3D牙列模型擬合后，使數(shù)字化設計更加精準流暢。因此從面部到牙列，從軟組織到硬組織的全3D設計將成為主流[30]。但唇腭裂患者的難點之一就是唇、齦、鼻等軟組織的缺陷畸形與不對稱，加之術后的瘢痕導致軟組織攣縮，如何在數(shù)字化掃描技術中更好地對軟組織定點，擬合對準，提高數(shù)字化掃描的精確度是今后需要解決的問題[31-32]。

對于重度美學缺陷的患者，有研究[33-34]表明數(shù)字化設計技術已經(jīng)在其正畸-修復多學科聯(lián)合治療的前牙美學重建方案制定中發(fā)揮作用。唇腭裂患者的序列治療其實就是多學科聯(lián)合治療的一種，其前牙美學修復也是頜面部功能美學重建的一部分，離不開鼻、唇、齦、頜骨、齒等多個軟硬組織的整體協(xié)調，需要頜面外科、正畸、修復、牙周等多學科的緊密配合。但由于唇腭裂疾病的特點，各學科的交替與聯(lián)合比常規(guī)患者更加復雜。在此情況下，如何使數(shù)字化設計及早介入，以終為始，將錐形束CT、面部掃描、口內掃描數(shù)據(jù)擬合對接，將虛擬頜骨移動、正畸排牙、三維美學修復設計相結合，使治療方案以最終的功能美學重建為導向進行設計和實施，探索唇腭裂患者面部功能美學重建的多學科聯(lián)合治療數(shù)字化設計，將是今后進一步的探索方向。

本研究結果表明，口腔數(shù)字化設計技術應用于唇腭裂患者前牙美學修復，有助于優(yōu)化治療方案，指導整個治療流程，最終達到滿意的美學效果。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。