3D打印与传统种植导板在牙种植中精度及成功率的比较

林俏霞（广东省阳江市人民医院口腔科，广东阳江 ）529500

种植牙具有固位支持效果、美观舒适、不伤害邻近牙齿等优点，因此逐渐成为牙列缺损患者进行口腔修复的主要方法[1]。在传统种植术中，术者仅凭二维影像结果和临床经验确定种植体植入位点，这通常会导致种植位置的偏差，容易损伤口腔重要的解剖结构，并对种植体的美观和生物力学功能造成不良影响。随着“修复为导向的种植理念”的提出，种植导板作为这一理念的载体，在术前设计与手术操作间起到了不可替代的桥梁作用[2]。而与传统真空压膜种植导板相比， 3D打印种植导板具有速度快、精度高、节省材料、选材广泛及效率提高等优点[3]。本文对比 3D打印种植导板与传统种植导板辅助牙种植的手术精度和种植成功率，旨为临床应用提供一定的参考。

1 资料和方法

1.1 病例与分组

选取 2016年6月至2017年6月来我院进行牙种植治疗的牙列缺损患者为研究对象，纳入标准：⑴患者自愿签署知情同意书；⑵种植区骨量充足，无需骨增量手术者；⑶植入部位无感染；⑷开口度良好；⑸颌间距离至少 10 mm，有足够修复空间者；⑹未接受过放疗；⑺能够按时复诊，依从性良好；⑻愿意在术前术后接受放射学设备扫描者；⑼接受标准 X线片检查和牙周检查。排除标准：⑴患者有全身系统性疾病，健康状况不允许承受外科手术；⑵存在不良咬合习惯者；⑶患者有酒精、药物滥用情况；⑷种植部位存在病损；⑸研究者认为不适宜参加此试验者。入选 40例，采取随机数字表法分为传统种植导板组和 3D打印种植导板组，每组 20例。传统种植导板组男 11例，女 9例；年龄 23～71岁，平均(56.4 ± 16.9)岁，需种植牙 52颗； 3D打 印种植导板组男 10例，女 10例；年龄 25～69岁，平均(54.2±17.2)岁，需种植牙 53颗。两组年龄、性别以及需种植牙数差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 术前检查 对每位患者进行详细的口腔卫生指导[4]及锥形束 CT(CBCT)与数字化口内扫描，获取入选患者的骨组织、上颌窦、神经管和口内软组织数据。采用软件 Mimics 10.0对CT数据进行三维重建，并将软组织数据配准到三维模型上形成全信息化模型。

1.2.2 计算机辅助模拟种植手术设计 在全信息化模型的基础上，利用计算机进行辅助诊断与术前规划，对每个患者口腔内进行三维测量，以获取距离、角度和骨密度在内的综合信息。医生根据上述信息和咬合情况，为患者设计个性化手术方案和手术种植导板，在仿真手术中模拟放置种植体，直到达到最佳效果，以此作为术后精度评价的标准。为减少偏倚，所有手术方案由同一团队设计。

1.2.3 种植导板制作 传统压膜种植导板：根据传统种植导板组患者的口腔情况制作石膏模型，在缺牙的位置根据咬合情况和解剖关系雕刻蜡型，恢复牙列完整，再翻制石膏模型。根据完整的石膏模型，在真空压膜机上用树脂薄膜压制种植导板。之后对压制种植导板进行简单的修剪，并在缺牙区域的基台钻出与导管外径相同的圆孔，插入导管后，将其固定于种植导板上[5]。3D打印种植导板：首先将种植体以及患者全信息模型以 S TL格式导出。在软件 S olidworks中根据种植体的轴向位置和大小绘制导向管；在 Geomagic studio软件中根据患者的口腔解剖形态设计固位结构，通过抽壳操作形成2 mm厚的种植导板，最后在 Mimics 10.0中进行布尔运算完成 3D打印种植导板的设计，将种植导板数据导入3D 打 印机，完成3D打 印种植导板的制作。

1.2.4 种植体植入手术 将种植导板置于患者口腔内，保持种植导板与口腔吻合良好无松动。按照术前设计采用先锋钻和引导钻备孔，为防止种植窝过热，在此过程中需向种植窝中注入 4℃的生理盐水。备孔完成后，用生理盐水冲洗种植窝，植入种植体，最后缝合缺损区黏膜。

1.2.5 术后处理 2 组患者术后均服用抗生素，注意防止饮食压迫。术后 3个月进入修复期，修复后每3个月定期随访和牙周维护。

1.2.6 观察指标 手术精度的比较：术后所有入选病例再次进行 CBCT扫描，获取术后口腔三维数据，将数据在 Mimics10.0中重新建模，得到术后三维模型，在 Mimics10.0软件中把术后模型与术前模型进行配准。重新定义坐标，分别记录实际种植体与虚拟种植体尖部与颈部中心点的三维坐标。以虚拟种植体作为标准，根据坐标值计算实际种植体在近远中、颊舌向、垂直向上的偏离值。

种植成功率：术后第 3、6、9、12个月定期临床随访，对种植成功率进行评价。成功的判断标准为：⑴种植体无松动；⑵在 X 线片检查中，种植体-骨界面无透射影；⑶种植后无持续性和(或)不可逆的症状及体征，如疼痛、感染、神经疾患、感觉异常及和下颌管损伤等。

1.3 统计学处理

采用t检验及卡方检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 手术精度比较

3D打印种植导板组种植体颈部和尖部在近远中向、颊舌向、垂直向上的偏离值均小于传统种植导板组(P<0.01)，见表 1。

2.2 种植成功率比较

虽然 3D打印种植导板组成功率高于传统种植导板组，但两组间差异未达统计学意义(P>0.05)，见表2。

3 讨论

口腔种植经过数十年的发展已比较成熟，种植义齿在临床上具有治疗时无需损伤邻牙、舒适耐用、使用方便、美观等特点，近年来越来越受患者的青睐，且要求也更高，同时也给临床医师提出了更高的要求。种植导板是近年来临床出现的临床新应用，主要是为了提高临床口腔种植的手术精度和种植成功率，它作为最终的信息载体，是将术前的设计方案与手术连接在一起的桥梁。随着科技和医学技术的发展，不同工艺的种植导板也不断涌现，为改进临床操作水平提供了基础。

表1 患者术后种植体偏离值比较±s，mm)

表1 患者术后种植体偏离值比较±s，mm)

两组比较均P<0.01

垂直向1.45±0.260.46±0.16组别颈部尖部传统种植导板组3D种植导板打印组种植牙数5253近远中向1.22±0.210.36±0.14颊舌向0.86±0.290.43±0.13垂直向0.89±0.230.27±0.12近远中向1.32±0.230.34±0.15颊舌向1.78±0.270.53±0.18

表2 患者术后种植成功率比较例(%)

种植导板的种类不同，精确性也各有不同。Valente等[6]比较了传统种植导板与 3D 打印制作的种植导板的精确性，传统种植导板辅助下种植体颈部和尖端的偏离值分别为(1.5 ± 0.7)、(2.1± 1.0) mm，在 3D打印制作的种植导板辅助下种植体颈部与尖端的偏离值减小到(0.9 ± 0.5)、(1 .0 ± 0.6) mm， 两者差异有统计学意义。我们认为，这可能与传统种植导板的制作过程比较繁杂，而且许多因素受人为影响所致。比如制作过程需要 2次翻制石膏模型，另外在用透明树脂薄膜压膜时，若透明树脂太薄则易变性，影响导板的稳定性；或者加热温度不够，导板不能与模型贴合，湿度太高，不仅导板易变形而且也降低了导板的厚度等。

3D打印技术是一种基于三维数字成像技术和多层次连续打印技术的新型实体模型制造技术，其基础为计算机数控技术、激光技术、计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)技术及新材料技术[7]。3D 打 印种植导板在制作前通过专业软件对 CBCT 数据进行分析，可详细了解术前种植区域的重要解剖结构和骨量，这有利于改善种植体与对颌牙以及邻牙的关系，有利于提高种植成功率。通过 CBCT获取术前三维数据与设计信息， 3D打印机可以快速制作出种植手术导板以协助精准定位术中种植体的位置和方向[8]。这简化了手术过程，缩短了手术时间，在一定程度上减少对医生技术的依赖，提高了手术精度。 1987年Edge等[9-10]率先将 3D打 印技术应用于制作个性化手术导板。此后， 3D打印手术导板获得了迅速的发展。

本文通过对比实验探究了 3D打印制作的种植手术导板与传统种植导板在手术精度和种植成功率方面的差异，发现 3D打印的手术种植导板的手术精度优于传统种植导板(P<0.01)，但是 3D打印种植导板在颊舌向的偏离大于另外两个方向，这可能是由于颊舌向口腔黏膜较丰富，种植导板固定过程中黏膜让位导致的。 3D打印种植导板组在 6个月之后的种植成功率虽高于传统种植导板组，但两组间差异无统计学意义(P>0.05)。这说明 3D打印种植导板相对于传统种植导板具有显著优势，这一方面可能由于3D打印的手术种植导板提高了种植手术精度，简化了手术方案，降低了术中、术后并发症，提高了修复体的咬合效果[11]；另一方面因为传统种植导板缺乏植入区域骨组织和软组织相关信息[12]。

本实验研究表明，相较于传统种植导板，3D打印种植导板在具有精准度高和种植成功率高的特点，在口腔义齿种植领域具有较大的应用前景。然而， 3D打印目前也存在一定的缺陷需要改 进[13]，由于3D打印种植导板从设计、加工到制作需要经过较多的环节，每个环节都存在一定的偏差，偏差逐渐积累就会影响导板的稳定性，从而影响最后的植入精度[14]。这需要更多的科研工作者做进一步的研究，逐渐减少各个环节的误差，从而进一步提高3D打印导板辅助手术的精度，促进3D打 印手术导板在临床上的应用。