預(yù)成剛性連接桿用于無(wú)牙頜種植即刻印模制取的應(yīng)用評(píng)價(jià)

王 鵑，尉華杰，孫井德，邱立新△

(1.北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院第四門(mén)診部，國(guó)家口腔醫(yī)學(xué)中心，國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100025； 2.北京迪藝醫(yī)學(xué)技術(shù)有限公司·口腔數(shù)字化美學(xué)工作室，北京 100176)

無(wú)牙頜種植后即刻行種植體支持的固定修復(fù)已經(jīng)成為臨床中一種常用的、可靠的治療方式。使用臨時(shí)修復(fù)體將種植體固定在一起，可以在種植體周圍實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)力分布，減少種植體植入后的微動(dòng)度[1-2]。為了保證種植術(shù)后種植體的穩(wěn)定，臨時(shí)修復(fù)體需要滿足良好的被動(dòng)就位，才能避免種植體受力不均造成的骨吸收或骨結(jié)合失敗[3-4]。在精準(zhǔn)的模型上制作精準(zhǔn)的修復(fù)體，才能實(shí)現(xiàn)種植修復(fù)體在口內(nèi)的良好被動(dòng)就位。單顆種植修復(fù)體的被動(dòng)就位相對(duì)容易，但對(duì)于多顆種植體支持的無(wú)牙頜固定修復(fù)來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到多顆修復(fù)體共同被動(dòng)就位，就需要繁瑣的取模過(guò)程和修復(fù)體制作程序[5-7]。

種植印模的精密度受很多因素影響，如種植體數(shù)量、種植體角度、轉(zhuǎn)移裝置的設(shè)計(jì)、印模材料、取模的方法和醫(yī)生的操作手法等[8-9]。多顆種植體進(jìn)行連橋修復(fù)時(shí)，臨床多用的方法是使用夾板式開(kāi)窗印模技術(shù)，用口內(nèi)固化的聚甲基丙烯酸甲酯材料將多顆種植體轉(zhuǎn)移裝置連接，以獲得種植體之間穩(wěn)定的相對(duì)位置關(guān)系，從而獲得更準(zhǔn)確的印模和模型。但該操作方法較為繁瑣，椅旁耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)術(shù)后即刻修復(fù)的患者來(lái)說(shuō)，增加了術(shù)后痛苦，且增加了術(shù)后感染的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還要抵抗材料聚合收縮帶來(lái)的形變?cè)斐傻恼`差。近年來(lái)，有學(xué)者提出一些創(chuàng)新的方法，可以在一定程度上簡(jiǎn)化印模的流程，例如將金屬轉(zhuǎn)移桿進(jìn)行預(yù)處理[10]、使用三維打印的個(gè)性化印模連接桿[6, 11]等，但并未在臨床廣泛推廣。數(shù)字化印模也成為近年研究的熱點(diǎn)，各種口內(nèi)掃描技術(shù)、口外攝影測(cè)量技術(shù)被應(yīng)用于臨床，但設(shè)備大多較為昂貴，精度也有待進(jìn)一步驗(yàn)證，在臨床中廣泛推廣還需要更多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累[8, 12-13]。

為簡(jiǎn)化種植修復(fù)流程，提高印模的精度，本課題組設(shè)計(jì)制作了一套預(yù)成剛性連接桿系統(tǒng)，在取印模的同時(shí)，可以同時(shí)制取咬合記錄，并可作為過(guò)渡義齒內(nèi)的加強(qiáng)桿，提高臨床和技工室工作效率。本研究擬通過(guò)體外研究比較傳統(tǒng)夾板式印模和利用預(yù)成剛性連接桿系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)牙頜種植印模制取的操作復(fù)雜程度及精度差異，并展示預(yù)成剛性連接桿的臨床應(yīng)用方法。

1 材料與方法

1.1 預(yù)成剛性連接桿系統(tǒng)

預(yù)成剛性連接桿系統(tǒng)由本課題組自主設(shè)計(jì)研發(fā)，已獲批國(guó)家實(shí)用新型專利(專利號(hào)CN211094868U)。該連接桿系統(tǒng)適用于目前常用的多個(gè)種植系統(tǒng)，臨床中可以根據(jù)種植體間距，選擇合適長(zhǎng)度的連接桿，連接到種植體轉(zhuǎn)移桿或者基臺(tái)套筒上(圖1)。

1.2 制備標(biāo)準(zhǔn)無(wú)牙頜種植模型

在標(biāo)準(zhǔn)下頜骨模型上模擬“all-on-6”臨床病例，分別在32、34、36、42、44、46牙位植入六顆種植體的替代體(Thommen Medical AG，瑞士)。32、42牙位植入直徑4.0 mm、長(zhǎng)度11 mm的種植體替代體，34、36、44、46牙位植入直徑5.0 mm、長(zhǎng)度11 mm的種植體替代體。種植體植入位置平齊骨面，在種植體替代體上連接多牙修復(fù)基臺(tái)(圖2)。

圖2 帶有六個(gè)種植體和基臺(tái)的下頜標(biāo)準(zhǔn)模型Figure 2 Standard mandibular edentulous model with six implants and abutments

1.3 傳統(tǒng)方法制取印模

對(duì)照組采用傳統(tǒng)開(kāi)窗印模技術(shù)制取印模。在多牙修復(fù)基臺(tái)上連接轉(zhuǎn)移桿，使用聚甲基丙烯酸甲酯材料(GC Corporation，日本)分次將多個(gè)轉(zhuǎn)移桿連接。待材料完全硬固后，在每?jī)蓚€(gè)轉(zhuǎn)移桿之間使用金剛砂切盤(pán)斷開(kāi)連接材料。使用聚甲基丙烯酸甲酯材料分次將斷開(kāi)的縫隙重新連接，待材料再次完全硬固后，使用開(kāi)窗托盤(pán)和聚醚硅橡膠印模材料制取開(kāi)窗印模(圖3)。在制取的印模上連接基臺(tái)替代體，灌制石膏模型。重復(fù)進(jìn)行6次印模制取，獲得6個(gè)對(duì)照組模型。

A, multiunit abutments and impression copings screwed into the implants; B, impression copings were connected with autopolymerizing acrylic resin; C, the autopolymerizing acrylic resin was cut off after solidified; D, small gap between two adjacent impression copings; E, reconnection of the impression copings with small amount of autopolymerizing acrylic resin; F, impression with custom tray and polyether.圖3 傳統(tǒng)夾板式印模流程Figure 3 Impression procedure of traditional splint technique

1.4 使用預(yù)成剛性連接桿制取印模

試驗(yàn)組采用剛性連接桿系統(tǒng)制取開(kāi)窗印模。在多牙修復(fù)基臺(tái)上連接臨時(shí)修復(fù)套筒，根據(jù)種植體間距，選擇合適長(zhǎng)度的預(yù)成剛性連接桿，并連接到基臺(tái)套筒上。使用少量聚甲基丙烯酸甲酯材料將套筒和預(yù)成剛性連接桿固定，待材料完全硬固后，使用開(kāi)窗托盤(pán)和聚醚硅橡膠印模材料制取開(kāi)窗印模。在制取的印模上連接基臺(tái)替代體，灌制石膏模型(圖4)。重復(fù)進(jìn)行6次印模制取，獲得6個(gè)試驗(yàn)組模型。

A, multiunit abutments and cylinders screwed into the implants; B, prefabricated rigid bars were connected to the cylinders; C, the rigid connecting bars and cylinders were fixed with small amount of autopolymerizing acrylic resin; D, impression with custom tray and polyether; E, analogs were screws into the impression; F, gypsum cast poured from the impression.圖4 利用預(yù)成剛性連接桿制取印模流程Figure 4 Impression procedure with prefabricated rigid connecting bar system

1.5 測(cè)量指標(biāo)

1.5.1印模制取耗時(shí) 在多牙修復(fù)基臺(tái)上連接基臺(tái)轉(zhuǎn)移桿或臨時(shí)修復(fù)套筒后開(kāi)始計(jì)時(shí)，試驗(yàn)組和對(duì)照組分別采用不同的夾板制作方法完成開(kāi)窗印模制取，印模材料硬固后從標(biāo)準(zhǔn)模型上取下，使用秒表記錄操作耗時(shí)(s)。兩組印模制取由同一位修復(fù)醫(yī)生完成，每組進(jìn)行6次印模制取，獲得平均值。

1.5.2印模準(zhǔn)確度 分別在帶有多牙修復(fù)基臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)模型以及對(duì)照組和試驗(yàn)組的石膏模型上連接基臺(tái)掃描桿，使用模型掃描儀(3 shape E3，丹麥)掃描，獲得種植體基臺(tái)位置的三角網(wǎng)格(stereolithography，STL)數(shù)據(jù)文件。將獲取的STL文件導(dǎo)入分析軟件(Geomagic Qualify 2014，美國(guó))。以標(biāo)準(zhǔn)模型的STL文件作為基準(zhǔn)，將試驗(yàn)組和對(duì)照組模型分別與標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行“最佳擬合”，對(duì)每個(gè)基臺(tái)位置進(jìn)行3D分析，測(cè)量每個(gè)種植體基臺(tái)的三維偏差，記錄均方根誤差(root mean aquare，RMS，單位為μm，圖5)。每組模型重復(fù)測(cè)量3次，取平均值。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)模型和測(cè)試模型的3D偏差分析示例Figure 5 Example of 3D compare analysis of standard and test models

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 20.0(IBM，美國(guó))對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)正態(tài)性，符合正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，利用t檢驗(yàn)評(píng)價(jià)兩種方法的印模制取耗時(shí)和印模準(zhǔn)確度差異，以雙側(cè)P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 測(cè)量數(shù)據(jù)基本情況

Shapiro-Wilk檢驗(yàn)表明，試驗(yàn)組和對(duì)照組制取印模耗時(shí)和模型誤差值數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布(P>0.05)。

2.2 印模制取耗時(shí)

試驗(yàn)組使用剛性連接桿制取印模用時(shí)顯著低于傳統(tǒng)方法對(duì)照組[(984.5±63.3) svs.(1 478.3±156.2) s]，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.553，P<0.001，表1)。

2.3 印模準(zhǔn)確度

試驗(yàn)組和對(duì)照組制取印模灌制的模型三維偏差值分別為(16.9±5.5) μm和(20.2±8.0) μm，兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.286，P=0.21，表1)。

表1 兩種印模方法的耗時(shí)和模型誤差值比較(n=6)Table 1 Impression work time and 3D error value comparison of two impression techniques (n=6)

3 討論

無(wú)牙頜種植后即刻固定修復(fù)中，修復(fù)體良好的被動(dòng)就位是獲得種植修復(fù)長(zhǎng)期穩(wěn)定性，減少各種機(jī)械并發(fā)癥和生物學(xué)并發(fā)癥的前提[3-4]。制作精準(zhǔn)的修復(fù)體，首先需要精準(zhǔn)的印模和模型。傳統(tǒng)夾板式印模，可以獲得良好的印模精度，但模印模制取過(guò)程中會(huì)使用大量的聚甲基丙烯酸甲酯材料，該自固化材料在固化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的聚合收縮導(dǎo)致形變[14]。因此，使用傳統(tǒng)夾板式印模制取時(shí)，需要將轉(zhuǎn)移桿分次連接，減少每次的聚甲基丙烯酸樹(shù)脂用量，并經(jīng)過(guò)斷開(kāi)、再連接的過(guò)程以保證印模的精度。該方法操作較為繁瑣，椅旁耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)種植術(shù)后即刻修復(fù)的患者來(lái)說(shuō)，增加術(shù)后痛苦，并且可能增加術(shù)后感染的風(fēng)險(xiǎn)。

近年來(lái)，數(shù)字化技術(shù)被應(yīng)用于無(wú)牙頜種植術(shù)后即刻修復(fù)中，例如利用數(shù)字化設(shè)計(jì)的個(gè)別托盤(pán)和個(gè)性化轉(zhuǎn)移桿、口內(nèi)掃描技術(shù)、口外攝影測(cè)量技術(shù)、口內(nèi)焊接技術(shù)等。這些方法在一定程度上簡(jiǎn)化了無(wú)牙頜種植術(shù)后印模制取的流程，并且獲得了相對(duì)較高的印模精度[8, 15-16]，但大多需要較昂貴的設(shè)備、較復(fù)雜的技術(shù)手段，不易在臨床推廣。

本課題組設(shè)計(jì)研發(fā)的預(yù)成剛性連接桿系統(tǒng)在無(wú)牙頜種植后印模制取過(guò)程中，簡(jiǎn)化了印模制取流程，減少了椅旁操作時(shí)間，同時(shí)獲得了良好的印模精度。由于預(yù)成剛性連接桿本身具有很高的強(qiáng)度，臨床應(yīng)用中只需使用很少的連接材料，把預(yù)成剛性連接桿和臨時(shí)修復(fù)套筒固定，避免了斷開(kāi)、再連接的過(guò)程，節(jié)省了印模制取的操作時(shí)間，同時(shí)也減少了材料聚合收縮對(duì)印模精度的影響。預(yù)成剛性連接桿為不銹鋼材質(zhì)，價(jià)格低廉，不需要特殊的設(shè)備和耗材，利于在臨床中推廣。

Gherlone等[17]也把預(yù)成剛性連接桿系統(tǒng)應(yīng)用于無(wú)牙頜種植術(shù)后即刻修復(fù)中，增加了修復(fù)體的強(qiáng)度，減少了修復(fù)后的并發(fā)癥。但該剛性連接桿系統(tǒng)需要術(shù)后根據(jù)種植體間距進(jìn)行調(diào)改，并需要特殊的連接配件將金屬桿和基臺(tái)套筒連接。本研究設(shè)計(jì)研發(fā)的剛性連接桿，預(yù)先設(shè)計(jì)了多種長(zhǎng)度，可以根據(jù)種植體間距選擇合適長(zhǎng)度的預(yù)成桿，不需要進(jìn)行額外的調(diào)改，并且剛性連接桿兩端與臨時(shí)修復(fù)套筒連接的圓環(huán)部分經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)，可適用于目前常用的多個(gè)種植系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)夾板式印模制取過(guò)程中，需要使用種植體水平或基臺(tái)水平轉(zhuǎn)移桿，將多個(gè)轉(zhuǎn)移桿連接固定后，再使用個(gè)別托盤(pán)制取夾板式開(kāi)窗印模[18]。本研究直接在種植體上連接臨時(shí)修復(fù)套筒，將其與預(yù)成剛性連接桿連接后制取開(kāi)窗印模。將臨時(shí)套筒作為轉(zhuǎn)移裝置的優(yōu)勢(shì)是：便于高度調(diào)改，在無(wú)牙頜種植術(shù)后即刻修復(fù)時(shí)，將臨時(shí)修復(fù)套筒高度調(diào)磨至合適的高度，可以在固定好的剛性連接桿上直接制取咬合記錄，進(jìn)一步簡(jiǎn)化種植后即刻修復(fù)流程。使用過(guò)的臨時(shí)修復(fù)套筒可以直接應(yīng)用在臨時(shí)修復(fù)體中，避免了開(kāi)窗轉(zhuǎn)移桿的應(yīng)用，也節(jié)約了種植配件的消耗。臨時(shí)修復(fù)套筒為純鈦材質(zhì)，與鋁制的轉(zhuǎn)移桿相比，強(qiáng)度更高，也更能保證印模制取的精度。

傳統(tǒng)方法行無(wú)牙頜種植術(shù)后即刻修復(fù)時(shí)，除印模制取外，通常還需要繁瑣的臨床程序，包括記錄頜位關(guān)系，灌制模型，上頜架，再由技師完成臨時(shí)修復(fù)體的制作，最后在患者口內(nèi)完成調(diào)改和戴入，整個(gè)過(guò)程既復(fù)雜又耗時(shí)。一些簡(jiǎn)化的臨床方法，如使用舊義齒或術(shù)前制作的常規(guī)總義齒在口內(nèi)調(diào)改，再轉(zhuǎn)換為種植體支持的固定臨時(shí)修復(fù)體[18]，但這種口內(nèi)連接過(guò)程依賴于醫(yī)生的操作手法和熟練程度，用于連接的樹(shù)脂可能會(huì)對(duì)軟組織的愈合產(chǎn)生負(fù)面影響，容易造成患者的不適，并增加傷口腫脹和感染的風(fēng)險(xiǎn)。

利用本課題組研發(fā)的預(yù)成剛性連接桿，在保證印模精度的同時(shí)，可以使用無(wú)托盤(pán)技術(shù)制取印模，在印模制取的同時(shí)獲取頜位關(guān)系記錄。在技工室操作階段，把預(yù)成剛性連接桿連接到基臺(tái)替代體上，使用少量聚甲基丙烯酸樹(shù)脂材料將多個(gè)替代體的位置固定，再直接上頜架并進(jìn)行修復(fù)體的制作，大大簡(jiǎn)化臨床和技工室操作流程。在義齒制作過(guò)程中，預(yù)成剛性連接桿也可以直接包埋在義齒內(nèi)，作為臨時(shí)義齒內(nèi)的加強(qiáng)桿，減少嚴(yán)重的義齒折裂等并發(fā)癥的發(fā)生(圖6)。

A, implants insertion of edentulous jaw; B, multiunit abutments and cylinders screwed into the implants; C, prefabricated rigid bars were connected and fixed to the cylinders; D, impression and occlusal record were made simultaneously over the splinting structure; E, definitive impression and occlusal record with splinted rigid bars in it; F, implant analogs splinted with rigid connecting bars and occlusal relationship confirmed with the mandibular model; G, occlusal relationship transferred to the articulator; H, interim prosthesis fabricated with connecting bars embedded in; I, interim prosthesis screwed into the implants the same day after implant surgery.圖6 利用預(yù)成剛性連接桿行無(wú)牙頜種植后即刻修復(fù)流程Figure 6 Immediate loading procedure of edentulous with prefabricated rigid connecting bar system

綜上，預(yù)成剛性連接桿系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化無(wú)牙頜種植即刻固定修復(fù)的操作流程，獲取的印模精度與傳統(tǒng)印模技術(shù)無(wú)顯著差異。該技術(shù)不需要特殊的設(shè)備，應(yīng)用方法簡(jiǎn)便，利于在臨床中推廣使用。