3D打印外科导板用于上颌all-on-six种植修复的三维精度分析

路萌萌，张建兰，李明，邱憬

(南京医科大学 口腔疾病研究江苏省重点实验室，南京医科大学附属口腔医院 口腔种植科，江苏 南京 210029)

口腔种植义齿已成为牙列缺损、缺失最主要的修复方法，也被誉为“人类的第3副牙齿”[1]。无牙颌患者通常因牙周病、外伤等拔除患牙，因而都存在不同程度的垂直或水平向骨缺损，缺牙后继发性原因如废用性萎缩、上颌窦气化、可摘局部义齿压迫等导致牙槽嵴进一步萎缩，给种植修复带来巨大的挑战[2-3]。Malo等[4-5]提出all-on-six技术用于上颌无牙颌，可避免上颌后牙区牙槽骨高度不足时需进行的复杂骨增量手术，倾斜植体的应用缩短了患者的治疗周期，减少了手术创伤。但使用该技术时倾斜植体的植入对术者的手术经验要求较高，有时需术中进行翻瓣探查种植体位置与上颌窦的关系，限制了临床上的广泛应用。本研究使用3D打印外科导板进行上颌无牙颌种植即刻修复，与常规种植进行三维精度比对，探究其在临床上的使用效果。

1 资料与方法

1.1 病例选择

选取2017年9月至2019年10月于南京医科大学附属口腔医院口腔种植科治疗的40例上颌无牙颌种植即刻修复患者。男18例，女22例；年龄57～85岁，平均(67.0±08.27)岁。病例纳入标准：上颌牙列缺失要求种植治疗并即刻修复的患者，全身状况良好，无系统性疾病，口腔卫生良好，无吸烟及酗酒等不良习惯，颞下颌关节无明显紊乱，张口度≥50 mm。排除标准：口腔卫生较差者，伴有严重全身系统性疾病等种植手术禁忌证者，近5年有头颈部放化疗史者，无法完成随访者，服用双磷酸盐药物者。随机将患者分为常规种植组22例和导板种植组18例，患者均知情并签署同意书。

1.2 材料

种植机(W&H公司，奥地利)；种植外科手术和上部修复器械(Nobel公司，瑞典)；锥形束CT(cone beam computed tomography，CBCT)摄影机(Newtom公司，意大利)；硅橡胶印模材料(3M公司，美国)

1.3 术前准备

术前1周完成常规血液检查。术前常规查体，询问既往病史，检查咬合关系和邻牙等软硬组织情况。口内余留天然牙全口菌斑指数(FMPS)<20%，全口出血指数(FMBS)<25%，余留牙探诊深度≤5 mm。CBCT检查并测量拟种植区牙槽骨三维骨量。

1.4 导板设计及制作

上颌制取硅橡胶印模，灌注超硬石膏制作放射导板。通过3Shape扫描石膏模型，输出STL格式数据，同患者拍摄CBCT获取的 DICOM(digital imaging and communications in medicine)数据共同导入3Shape Dental System 进行术前设计。根据种植部位与鼻底、上颌窦的位置关系，以修复为导向设计种植体三维位置，见图1。所有设计信息输入制作软件进行导板的打印，生成导板，见图2。

图1 术前软件中设计植体植入三维位点 a、b分别为种植体穿出位置的正、侧面像；c、d分别为软组织穿出位置的颌、侧面像

图2 3D打印数字化外科导板

1.5 手术及修复过程

术前1 h口服阿莫西林(青霉素过敏时选用克林霉素)，配合含漱液含漱。常规局部消毒铺巾。常规种植组：采用盐酸阿替卡因肾上腺素注射液浸润麻醉后，行牙槽嵴顶切口，翻瓣后行常规种植。导板种植组：根据硅橡胶咬合记录戴入3D打印并消毒的外科导板，检查导板与黏膜的密合度，术区浸润麻醉后不翻瓣进行窝洞预备，植入种植体。两组均制作临时修复体即刻负重。手术及修复过程见图3。

图3 3D打印数字化外科导板下种植体植入及完成即刻修复 a～d依次为咬合记录辅助导板就位、局麻下行不翻瓣种植术、种植体植入后夹板式印模、临时义齿就位

1.6 种植三维位置精确度评测

种植后给患者拍摄CBCT并将数据导入3Shape设计软件，与种植前设计的位置进行对比，具体测量方法见图4。

图4 种植体植入与术前设计间配准测量参数示意图 A为种植体根方垂直向偏差；B为根方水平向偏差；C为颈部水平向偏差；D为颈部垂直向偏差；a表示植入角度偏差

1.7 患者满意度调查

采用牙列缺损患者种植义齿修复疾病专表(OHIP-I)评价种植患者的满意度[6]，见表1。该表涉及3个方面共14个口腔健康相关的问题，总体得分范围为0～56分。患者自评口腔健康状况越好、满意度越高则得分越低。

表1 牙列缺损患者种植义齿修复疾病专表(OHIP-I)

1.8 统计学处理

采用SPSS 22.0统计软件(SPSS Inc，Chicago，美国)进行统计分析。计量资料以±s表示，非正态分布资料采用秩和检验，正态分布资料采用t检验，计数资料采用χ2或Fisher 精确概率法分析。检验水准α=0.05 。

2 结 果

2.1 一般情况

40例患者(240枚植体)全部完成整个研究过程。术后无明显红肿、排异等反应，两组种植体的存活率均为100%。

2.2 两组患者基线资料比较

两组患者基线资料比较差异均无统计学意义，见表2。

表2 两组患者性别、年龄及牙位的比较

2.3 试验流程图

见图5。

图5 试验分组流程图

2.4 3D打印外科导板下种植精度分析

将种植后获取的数据导入软件，如图6所示，与种植前设计的三维位置(图7)进行对比，获得常规种植组及导板组种植体颈部垂直、水平向偏差，以及两组种植体根方垂直向、水平向误差，并比较两组种植体植入角度误差。由表3中所示具体偏差值可知，两组种植体根方水平向误差、角度误差均值较大，常规种植组偏差值大于导板种植组，差异具有统计学意义。

图6 种植体植入前后三维位置CT对比 a-f依次为12、14、16、22、24、26位点术前；A-F依次为12、14、16、22、24、26位点术后

图7 术前设计与术后的曲面断层片 a导板组的术前设计；b术后曲面断层片

表3 两组种植体植入三维位置偏差比较(±s,n=120) mm

表3 两组种植体植入三维位置偏差比较(±s,n=120) mm

位 置常规种植组导板种植组t值P值颈部垂直向偏差1.253±0.7590.639±0.10307.160.009颈部水平向偏差1.112±0.8720.442±0.13908.640.021根方垂直向偏差1.474±0.8460.476±0.12209.28<0.001根方水平向偏差1.628±0.9300.607±0.15106.83<0.001植入角度偏差8.371±0.8724.371±0.8725.415<0.001

2.5 患者满意度

40例患者均完成了满意度问卷调查，术前OHIP-I得分为(16.49±1.92)分，术后复查常规种植组和导板种植组得分分别为(3.36±0.44)分和(2.65±0.78)分，即导板种植组患者对种植修复效果的满意度更高。

3 讨 论

All-on-six广泛应用于临床，给患者带来极大的方便，无需植骨或少许植骨即刻进行当天戴牙，缩短了患者的治疗周期[7]。上颌后牙区的三维位置不良会增加植体穿破上颌窦造成外科并发症的风险。3D打印外科数字化导板的设计通过术前软件进行最佳三维位置的设计，不仅可以简化手术操作，而且容易达到预期的修复效果，是以修复为导向的种植外科技术[8-10]。

本研究术者对全口无牙颌有较丰富的经验，两组存活率均为100%，提示两组方法均为临床可行的治疗方案。

数字化导板技术已经广泛应用于口腔科学的各个领域，如颌面外科囊肿、肿瘤或多生牙的手术以及前牙美学区的种植[11-12]。但目前关于全口种植的精度分析较少。本研究显示，导板种植组顶端垂直向和水平向误差、根端垂直向和水平向误差、角度误差等均显著低于常规种植组，其中根端及角度轴向误差较大，这与Aghaloo等[13]研究基本相符。研究中发现，导板组的手术时间及技师修复临时义齿时间均短于常规种植组，使用导板大大节省了常规种植时术者对种植体位置修正的时间，且种植体旋入复合基台后的穿出位置更有利于技师的操作。董海东等[14]通过对上颌无牙颌修复中种植体部位和数量对应力分布影响的研究表明，精准的三维位置有利于最佳的应力分布，种植体周围牙槽骨可以将咬合力有效地分散，最大程度地降低了种植体的侧向力。Ayna等[15]研究表明，使用数字化导板技术有利于术者将种植体植入更理想的位置。

Sannino等[16]研究证实，常规种植手术时容易出现较大误差，造成外科或修复并发症比例增加，且在回访时更容易出现软组织并发症如食物嵌塞等；他们认为3D打印外科导板的植入方向更符合以修复为导向的种植，而常规手术组容易产生悬臂端，从而导致导致菌斑指数增加。Ting等[17]研究表明，黏膜支持式外科导板会存在一定的误差，因为口腔黏膜都有一定的可让性，导致最终种植体植入位置误差的产生，不过研究也表明误差是在可允许的范围内。本研究中导板组也存在一定的误差，但相比常规种植组均在可接受的范围内。本研究中导板组均达到了理想的三维位置，上颌窦高度低于2 mm的病例通过倾斜植体设计避免了上颌窦外提升术式。常规植入倾斜植体需行上颌窦外侧壁开窗探查并确定种植体的植入方向，增加了患者的手术创伤及手术时长[18]。数字化外科导板的应用不仅可以减少手术创伤，而且可以在保证植入精度的前提下缩短手术时间[19]。

数字化种植已经取得了不错的临床效果，但仍存在少许误差，主要包括系统误差和操作误差。系统误差包括CBCT拍摄、印模制取、放射导板制作及3D打印的精度误差等[20]；操作误差包括导板制作者和术者的操作经验。如今导板制作技术参差不齐，由导板制作技术限制造成的种植体植入的误差应尽可能避免。另外导板制作受到材料及环境的影响，应该严格按照材料特性制作以提高手术精度。患者开口度也会影响术者的操作，尤其在上颌后牙区的倾斜种植体植入时导板的设计要便于手术医师的操作。上颌需截骨时种植不利于导板的精度控制，作者建议使用无需颈部成型钻的植体，在导板的精准控制下植入种植体后再行骨修整。

综上所述，3D打印外科导板用于上颌all-on-six种植修复能取得较好的临床效果，相比传统种植其植入精度更高，且患者对诊疗过程及结果更满意。但目前3D打印数字化外科导板在制作中仍存在一定技术限制，如何更好地规避这些误差尚待进一步研究。