3D打印个体化开口器在鼻咽癌患者放疗后张口锻炼中的应用

郝芳时，李 菲，王永刚

（吉林大学中日联谊医院泌尿外科，长春 130033）

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）在我国是常见的恶性肿瘤之一，它起源于鼻咽上皮细胞[1]，放射治疗是其NPC 的首选治疗方法[2]。在鼻咽癌患者放射治疗过程中，其根治剂量较高，因此周围正常组织剂量也会相应增加。放射相关的张口困难是鼻咽癌放射治疗之后较为常见的并发症[3]。严重的张口困难会导致进食困难，语言交流障碍，有的甚至威胁生命。因此张口困难并发症的预防和治疗对提高NPC 患者放疗后生活质量有着非常重要的意义。许多研究[4-6]发现，颞颌关节按摩和功能锻炼可有效降低NPC 患者放射治疗后张口困难发生率，也能减轻张口缩小程度。但对于因门齿缺失、松动等原因无法受力而导致不能进行张口锻炼的患者，没有有效的预防措施。

3D 打印技术是上世纪80年代开始逐渐兴起的一项新兴技术，指在计算机控制下，根据物体的计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）模型或计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）数据，通过3D 打印材料的精确堆积，根据设计模型制造复杂形态3D 物体的新型数字化制造技术[7-9]。

本研究通过对3D 打印个体化开口器与传统支撑锻炼用具对预防鼻咽癌放射治疗张口困难的效果对比，探讨3D 打印个体化开口器的应用疗效，尤其关注门齿缺失或松动患者的疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料 1）入组标准：病理确诊，在我院完成调强适形放射治疗的患者。2）排除标准：因口腔与颞颌关节疾病等原因造成的张口困难的患者；未按护士嘱托完成张口支撑练习的患者；放射治疗后未能按时复诊的患者。根据上述标准，本研究共入组吉林大学中日联谊医院2015年7月-2017年8月行根治性放疗的鼻咽癌患者32 例，其中男20 例，女12 例，年龄范围28 ～70 岁，平均年龄53.4 岁，中位年龄49 岁。随机分为2组，观察组和对照组均为16 人。

1.2 放射治疗与同步化疗 所有患者均采用医科达Synergy 加速器照射，射线能量采用6 MV，9 野调强，PGTVnx 和PGTVnd 单 次 剂 量212 cGy，33 次，共计6 996 cGy；PTV1 单次剂量180 cGy，33 次，共计5 940 cGy；PTV2 单次剂量为180 cGy，28 次，共计5 040 cGy。采用每周5 次的常规分次模式。放射治疗开始即给予单药顺铂（DDP）的同步化疗，剂量为100 mL/m2，共3 个周期。

1.3 3D 打印个体化开口器制作 将患者放射治疗前的增强CT 扫描数据导入3D slicer 软件（版本4.4），读取牙齿3D 模型，结合张口程度，使用3DMax 软件设计符合患者自身牙齿的个体化开口器。将模型数据输出为“*.stl”格式文件，并载入模型切片软件MakerBot Print（版本2.8），使用“Draft”打印模式，填充率设为20%，既保证打印强度又节省时间和打印材料。软件切片完成后，导出“*.makerbot”格式文件，通过U 盘连接3D 打印机（Replicator+型号）进行开口器制作。

1.4 张口练习 所有患者均有专职护士宣教，嘱其保持口腔卫生，放射治疗开始后即进行张口锻炼，每天锻炼4组（早、中、晚、睡前），由家属监督。每组锻炼程序如下：1）漱口和湿润口唇：用温茶水(温开水或淡盐水或根据口腔PH 值选择漱口液)漱口，鼓颊与吮吸动作交替结合，充分含漱1 ～3 min，保持口腔清洁；2）采用朱荣等[10]提出的锻炼方法：做最大幅度张口训练，停顿十秒再闭嘴，闭嘴后轻叩牙齿或咬牙，每组反复进行100 次，最后舔牙周3 ～5 圈。或者采用陈奇松等[11]提出的康复锻炼方法：首先迅速最大幅度张口，然后闭合再最大幅度的张口，最后最大幅度张口保持2 ～3 min；3）鼓腮：闭住口唇并向外吹气，鼓起腮部，保持5 min；4）咽津[6]：做吞咽动作，刺激唾液腺分泌；湿润咽喉部，减轻口舌干燥；运动舌头及颊部的肌肉，防止口腔功能退化；5）支撑锻炼：观察组用3D 打印个体化开口器做支撑锻炼，对照组使用适当大小胡萝卜或软木塞做支撑锻炼，持续10 ～20 min。

1.5 收集资料 患者入组后，由专职护士评估患者口腔情况，收集放射治疗前患者张口程度数据。具体方法为：患者最大限度地张口，形似打哈欠，充分暴露口腔，测量张口门齿间距并记录。牙齿缺失患者的门齿间距，参照临近牙齿按照门齿应有位置进行测量。放射治疗结束时和放射治疗结束后第6 个月复诊时再次按上述方法，由护士测量张口间距并分别记录。参照晚反应LENT-SOMA 分级标准[13]，根据文献[12]标准判断张口困难分级。

1.6 统计学方法 采用SPSS 16.0 统计软件，进行独立t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

对照组中，有1 例患者因门齿松动无法进行传统张口支撑锻炼，另有1 例患者因门齿缺失无法进行传统张口支撑锻炼。因此，上述2 例患者转入观察组继续使用3D 打印个体化开口器进行锻炼。该2 例患者开口器建模时，将松动牙齿或缺失牙齿处空出，将受力点均匀放置在其余功能完好的牙齿上。3 次门齿间距数据见表1。

观察组中I 级、II 级张口困难患者分别为3 名、4名，占观察组的16.7%和22.2%。对照组中I 级、II 级、III 级张口困难患者分别为5 名、4 名和1 名，占对照组的35.7%、28.6%和7.1%。

表1 2组上下门齿间距（± s ） mm

表1 2组上下门齿间距（± s ） mm

组 别 例数 放射治疗前 放射治疗后 放疗后6 个月观察组 18 38.4±9.9 37.3±10.8 34.0±10.8对照组 14 38.5±9.0 33.3±10.2 26.3±9.4 P 值-0.974 0.463 0.043

3 讨论

张口困难和张口受限是局部肌肉缺乏张力，张口练习能训练局部肌肉的拉伸能力，长期支撑训练达到张口自如的目的，3D 打印个体化开口器属于从患者自身牙齿条件重建，结合牙齿条件进行开口器优化设计，通过3D 打印技术制作而成的，更加符合人体工学、人性化及舒适性。

头颈部肿瘤患者接受根治性放射治疗，常常会引起张口困难，有研究报道鼻咽癌放疗后发生张口困难者发生率为12.5%～55.7%，牙关紧闭者约占1%，并且张口困难的程度随放疗后生存时间的延长而加重[14]。张口困难主要表现为张口时颞下颌关节发紧、伴疼痛、张口程度缩小、颞下颌关节强直，甚至发生牙关紧闭[15]。部分患者严重影响进食，甚至危及生命，因此改善患者张口受限尤为重要。崔念基等[16]认为，鼻咽癌患者放疗后张口困难与颞颌关节的受照射剂量、患者年龄和有无张口锻炼关系密切。目前，临床上较多使用胡萝卜或软木塞进行张口支撑锻炼，但胡萝卜材质焦脆易被门齿咬断，容易发生堵塞食道或呛入气管等危险。软木塞材质较软，支撑时的张口程度小于最大张口间距，锻炼效果不佳。同时传统支撑用具，受力范围小，患者的个体化差异大，且对门牙缺失或松动等患者无法使用。

本研究中，3D 打印个体化开口器可根据患者的CT 图像获取牙齿解剖结构，重建出牙齿数字化模型，通过建模软件设计出个体化的张口训练器，使得牙齿咬合时受力均匀；还可避开松动牙齿，使得张口支撑训练更加方便；3D 打印材料PLA（聚乳酸）的安全性得到公认，且开口器属于辅助用具，整个操作过程中无创伤，具有很高的安全性。

本研究中，放射治疗前2组张口门齿间距无统计学差异，这排除了2组因分组不均引起的实验结果误差。放射治疗结束时2组张口门齿间距虽无统计学差异，但观察组张口门齿间距较对照组的均值大4 mm。而放疗后6 个月复诊时，观察组张口门齿间距较对照组的均值大7.3 mm，且有显著统计学差异。观察组中I 级、II 级张口困难患者比例明显低于对照组，且观察组中没有III 级以上张口困难患者，而对照组中有1 例III 级张口困难患者。这一结果充分体现了3D 打印个体化开口器在开口支撑锻炼中的优势效果。

4 结语

综上，与传统的支撑锻炼相比，3D 打印个体化开口器能降低鼻咽癌患者放疗张口困难的发生率，增大张口间距，提高患者的生活质量，尤其对于门齿缺失松动不能受力的患者。但本研究病例数较少，且3D打印设备未得到普及，今后仍需进行更多病例的多中心随机分组研究以证实本研究结果。