数字化口腔种植治疗的研究进展

苏春艳(通信作者)，彭诚，林仰东

1 天津市职业病防治院口腔科 (天津 300000)；2 天津医科大学第二医院口腔科 (天津 300000)；3 天津市第一中心医院口腔科 (天津 300192)

随着计算机技术的飞速发展，数字化口腔种植已成为现代口腔医学的主要发展趋势。目前，数字化软件与硬件技术应用于口腔医学诊疗中，可弥补传统修复模式的不足，促使口腔疾病的诊治工作朝着更加高效、精准的方向健康发展[1]。口腔种植术是口腔医学技术的一项重要支撑技术，已成为目前修复牙列缺失和牙列缺损的有效方法。数字化技术在口腔种植治疗过程中，不仅体现在治疗的诊断评估过程中，还体现在种植外科阶段及上部结构的设计与制作过程中[2]。本文结合临床实际治疗方法，深入分析数字化技术应用于口腔种植修复每个环节中的现状，并对其在种植外科阶段与上部结构设计制作过程的研究情况展开叙述。

1 数字化影像诊断与术前评估

传统的口腔疾病诊断技术主要为X线片与曲面断层摄影。但通过这些方式仅能得到二维平面图像，且在成像过程中容易出现多种解剖结构相互重叠的情况，增加诊断难度。20世纪70年代开始，口腔医学领域引入螺旋CT技术进行辅助诊断，但螺旋CT技术扫描时间长、空间分辨力较低且放射剂量大，因此没能在口腔颌面部三维影像重建技术中得到普遍应用。1997年，世界上第一台口腔颌面部专用的锥形束CT机(CBCT)诞生，主要利用锥形X线束及面积探测器进行扫描，在扫描时可以直接获得二维数据，然后经由计算机重建获得三维图像，具有精确度高、扫描速度快、辐射剂量小等优点[3]。有研究表明，CBCT在临床口腔治疗中可清晰显示三维立体图像，有利于医师直观准确判断患者牙髓及牙周病变情况及程度，诊断准确率较高，能大幅度提高患者的治疗效果[4]。然而，CBCT通过三维锥形束X线扫描重建成功后，如何将种植体的3D立体数据导入其中进行测量与设计，临床目前尚未有统一解决方案。计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)是20世纪60年代兴起的综合性计算机应用技术，主要利用计算机技术处理各种数字与图形信息，辅助产品设计与制作。现阶段，CAD/CAM已被广泛应用于各种固定修复体制作和设计中。有研究指出，CAD/CAM冠、基台、支架的存活率与传统制造工艺有一定的可比性，且种植存活率不会受到制造工艺的影响[5]。

2 计算机辅助下的种植外科手术

计算机技术辅助种植外科手术是医学、计算机学、图形图像学等多学科结合的另一个新研究领域[6]。计算机辅助手术主要以CT等影像学图形信息为核心基础，通过建立人体三维与几何模型来仿真患者的位置信息，在手术前先通过计算机规划，在手术中再利用高精确度定位装置引导医师操作，继而确保术前模拟方案能顺利实施的一种方式[7]。计算机辅助引导下种植外科手术主要包含数字化种植手术导板技术(静态导航)与术中实施导航(动态导航)两种，其中以动态导航最为常用。静态导航是一种通过3D导板设计软件对种植体进行虚拟设计的手段，CMA技术3D打印制作外科导板是种植体植入的方法[8-9]。静态导航系统包括牙支持式、骨支持式和黏膜支持式3种导板，其中牙支持式导板的精度相对较高，较适合局部牙列缺失患者；骨支持式导板需翻瓣后才能固定，因此不常使用；黏膜支持式导板需借助螺钉等固位装置才能稳定导板获得植入精度，故可用于无牙颌患者。目前重点多集中于静态导航种植体植入手术精度研究。研究报道，对上颌前牙或上颌第一磨牙缺失患者采用数字化种植导板修复治疗后，误差值明显较传统方法小[10]。

3 数字化种植修复印模

口腔医学领域的CAD/CAM技术最早源于口内扫描获取数字图像的数字化印模技术中，和以往传统的印模技术比较，数字化印模技术能减轻患者在制作印模时的不适，不需要重新灌制和调整石膏模型，因此该印模技术广受临床牙科医师好评[11]。目前，临床已有的数字化种植修复形式包含冠、贴面、种植修复剂嵌体等，利用口内扫描、CBCT等方式将患者口腔中的信息直接转换为数字信息，再经过软件来设计调整修复体的位置、形态等要素，最后通过立体光刻机等输出设备得到修复体。以往临床研究中，有研究对于数字化种植修复的效果进行了探究，结果显示，对120例牙列缺损患者采用数字化印模技术修复后，其修复体边缘密合性A级的占比高于传统印模技术；且数字化印模技术修复组对修复体的满意率也高于传统印模组；由此可见，数字化印模技术修复的效果优于传统印模技术[12]。现阶段，有多种数字化流程都开始应用于种植修复中，相关研究报道证实数字一体化基台冠用于龈颌距离过低患者修复治疗中，能确保牙龈稳定，并且能较好地维持嵴顶骨水平，提高种植体周围组织的生命质量[13]，说明数字化种植修复印模技术的优势已逐渐明显，相信随着该技术的不断成熟，在不久的将可来取代传统的种植体修复技术。

4 个性化基台的设计与制作

个性化基台指定制基台，是根据种植体植入的三维位置与缺牙间隙之间的三维空间，然后经过研磨、铸造或者CAD/CAM技术设计的基台[14]。目前，牙科市场上能用于种植修复的口内扫描系统主要包括德国Sirona公司的CEREC系统、丹麦3Shape公司TRIOS系统、美国3M公司Lava C.O.S系统等，以上这些口内扫描系统都使用了各种不同的扫描技术原理，正因如此，各个口内扫描系统的精度也存在一定差异。有研究表明，目前绝大多数口内扫描系统能达到的扫描精度在20 μm左右，尚不能完全满足种植修复诊疗的精度要求[15]。但基于口内扫描图像数字化三维图像的优势，临床医师可以利用配套软件通过计算机准确设计和制作个性化基台与上部结构，主要包括CAD/CAM个性化基台及临时冠设计和制作。CAD/CAM个性化基台是利用计算机辅助进行设计制作出来的基台形态，具备能和种植体周围组织完美匹配的外形轮廓，可显著提高种植修复功能与外形美观度。而临时冠主要在种植术中对患者进行口内扫描时制作，在术中获取患者数字化印模图像后，可简单快速地制作适合度良好的临时冠。CAD/CAM个性化基台系统主要采用瑞典Nobel Biocare公司的Procera系统和美国的Encode Restorative密码修复系统，而国内关于CAD/CAM个性化基台制作加工技术的研究目前正处于起步阶段，还需要更多的实践运用与发展。有学者指出，虽然利用CAD/CAM技术制作的个性化基台具有较好的精度和良好性能，且制作过程更高效，但制作材料与加工费用过于昂贵，所以要想在全国短期内普及可能会面临一定的困难[16]。

5 小结

数字化口腔种植治疗是口腔医学与多种交叉学科良好交融的体现，具有广泛应用前景。数字化口腔种植在种植术前、术中、术后等各个方面起到的作用均非常明显，可以显著提高口腔种植治疗的成功率。数字化技术将是整个口腔行业的一次革命性改变，得益于此，口腔种植的诊疗会变得更精准、高效，并且我们相信在不久的将来，患者的就医体验也将会得到明显改善。