数字化和传统方法制备上颌骨缺损赝复体的效果评价

周 恬 顾晓宇

口腔颌面部肿瘤切除术后,造成上颌骨缺损，患者可能会遭受不同程度的鼻音、上颌窦腔积液、吞咽困难和美容畸形等，严重影响其生活质量。因此，上颌骨缺损的修复对于恢复患者正常言语和吞咽功能，改善其心理和社会健康具有至关重要的作用。目前临床上常用的修复方法包括外科重建手术和赝复体修复。外科重建手术可采用皮瓣修补的方式［1,2］，患者需要经历二次手术，供区组织会受到损伤，且术后可能发生血管危象、出血、气道堵塞等并发症［3,4］。传统赝复体主要通过取模、雕刻蜡型、铸造支架、装胶成型等工艺制而成，通常需要卡环和基托提供固位力和稳定性，而这些结构会破坏牙齿组织，且容易造成黏膜压痛，影响患者的舒适度。近年来，数字化设计由于其快速、精准的特性逐渐成为赝复治疗的热点。赝复体在口腔颌面缺损修复中的应用越来越多。前期我们已报道通过数字化三维设计和三维打印加工方案设计，可以制作口腔颌面缺损赝复体用于修复鼻、眼眶、面颊部等缺损［5］。然而，对于上颌骨缺损的修复，数字化方法和传统方法在制作流程和修复效果上的区别并未详细阐明，因此，本研究针对上颌骨缺损，采用数字化阴模辅助制作硅橡胶阻塞器的方式进行修复，并用传统方法制作的赝复体进行对照，主要探讨两种修复方式在数据采集、工作流程和固位方式方面的区别，并初步评价两者的临床疗效，以期为口腔临床赝复治疗提供新思路。

1.资料和方法

1.1 临床资料选取2017年5月至2019年6月因口腔颌面部肿瘤术后累及上颌骨缺损的患者16例。男8例，女8例，年龄22～65岁，平均年龄49岁，病理学诊断：8例鳞状细胞癌，3例黏液表皮样癌，3例恶性淋巴瘤，2例腺样囊性癌。根据Aramany分类［6］，其中Ⅰ类4例，Ⅱ类4例，Ⅲ类8例。术后缺损部位无暴露的骨创面，创口愈合良好，无明显炎症，肿瘤无明显复发迹象，患者能主动配合修复治疗。对16个病例进行随机化分组，实验组8例，采用数字化设计阴模辅助制作硅橡胶阻塞器修复，对照组8例，采用传统方法进行修复。

1.2 实验组数字化设计赝复体制备方法

1.2.1 数据采集患者端坐，在患者上颌前庭沟区加棉卷以隔开颊粘膜，嘱患者舌体不要接触上腭并处于微张口状态。使用螺旋CT（Optima CT520Pro，GE，美国）扫描患者头颅部位，像素尺寸0.4～0.5mm，层厚1.00～1.25mm，以DICOM文件存储扫描数据。

1.2.2 阴模设计及加工将CT 扫描数据导入Geomagic Studio 12.0 软件（Geomagic，美国）读取CT，重建三维模型，并对患者软组织三维数据进行分割，提取用于阻塞器三维设计的上腭、缺损腔、鼻腔等相关数据, 利用Nurbs曲线建立上颌阻塞器的上、下边缘线，保留有固位作用的倒凹区，设计腭部阻塞器的初步形态。调整阻塞器模型的位置和尺寸，对于口腔内较敏感的部位，如鼻甲、软腭等，用局部区域变形进行缓冲，通过偏移运算使阻塞器边缘厚度保持均匀0.5mm。设计一个可以完全包含赝复体的阴模，将阴模设计成几个部分，其中上下阴模之间设计盒盖式的固位结构，保留边缘0.05mm的公差，便于阴模组装。并设计材料溢出道，便于将来取出赝复体。阴模数据保存为STL格式，导入Projet 3510 P1us三维打印设备（3D Systems，美国），用树脂材料（Visjet Crystal，3D Systems，美国）打印赝复体数字化树脂阴模的各个组件。

1.2.3 硅橡胶阻塞器制作完成在为患者定制的个性化树脂阴模中，缓慢注入赝复用硅橡胶（Multisil Epithetik，Bredent，德国），将上下阴模装配组合后整体加压固定，在室温下静置自凝，使硅橡胶充分固化。24h后脱模，得到最终硅橡胶阻塞器并戴入口内（图1）。

图1 病例1数字化设计硅橡胶阻塞器A:上颌骨缺损口内照；B:三维重建；C:阴模设计；D:打印数字化阴模E:注入硅橡胶；F,G:硅橡胶阻塞器；H:口内初戴

1.2.4 牙列缺损的义齿修复对于上颌牙列缺损的患者，在数字化硅橡胶阻塞器制作完成后，将阻塞器戴入，按照常规方法取模和制作可摘局部义齿，阻塞器与义齿之间采用数字化设计的机械固位结构相连接，以利于整体固位及方便患者摘戴（图2）。

图2 病例2数字化设计硅橡胶阻塞器A:上颌骨缺损口内照；B:三维重建和数字化阻塞器设计；C:阴模设计；D:三维打印数字化阴模；E:硅橡胶阻塞器；F:阻塞器口内试戴；G:可摘局部义齿制作并与阻塞器机械连接；H:修复体口内初戴

1.3 对照组传统赝复体制备方法根据腭部缺损位置，选取4颗健康牙齿作为基牙，常规牙体预备，设计卡环和支托以增加对赝复体的固位力和支持力。根据腭部缺损形态制取印模，灌注并修整石膏模型，翻制耐火材料模型，制作金属支架或树脂基托，试戴后进一步装盒处理，树脂抛光，完成赝复体制作（图3、4）。

图3 病例3传统赝复体A:上颌骨缺损口内照；B:赝复体；C:口内初戴；D:口内咬合面观

1.4 两种修复方式的工作流程对比将上述实验组数字化设计赝复体和对照组传统赝复体的制备步骤及各步骤所需时间进行对比，比较两种修复方式在工作流程上的区别。

1.5 初戴时临床效果评价口内初戴数字化设计赝复体或传统赝复体，对其固位和稳定、喝水、渗漏情况、语音情况进行评价［7］。

优：患者静息状态及语音状态下修复体固位和稳定性佳、喝水正常，无或仅极少量鼻腔渗漏、发音明显改善、鼻音明显减轻。

良：患者静息状态及语音状态下修复体固位和稳定性良好、喝水较戴入前改善，少量鼻腔渗漏、发音较戴入前改善、鼻音有所减轻。

差：患者静息状态及语音状态下修复体固位和稳定性欠佳、喝水较戴入无明显改善，明显鼻腔渗漏、发音较戴入无改善、鼻音明显。

1.6 随访观察修复体使用情况戴入一年后，复查数字化设计赝复体和传统赝复体的使用情况，观察其固位情况，是否有渗漏、赝复体损坏和硅橡胶老化等现象。

1.7 患者满意度评价戴入一年后，采用问卷调查形式，让患者对佩戴数字化设计赝复体和传统赝复体的舒适程度，咀嚼功能，语言功能进行评价，每项均为五分制，1分为最不满意，5分为最满意，根据最终评分比较两组的修复效果。

1.8 统计学分析采用SPSS 22.0 统计软件对数据进行统计分析，实验组和对照组评分采用配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

图4 病例4传统赝复体A:上颌骨缺损口内照；B:赝复体；C:口内初戴；D:口内咬合面观

2.结果

2.1 两种修复方式的工作流程对比以文中未涉及牙列缺损的病例1和病例3（均为上颌骨AramanyⅢ类缺损）为例，实验组和对照组在取模、铸造和初戴时佩戴时间上的差别如表1所示。结果显示数字化方法和传统方法制备赝复体的工作流程所需时间分别约2.5h和6h，由此可见，数字化修复缺损腔能明显减少工作时间。

表1 实验组和对照组的工作流程对比

2.2 初戴时临床效果评价患者赝复治疗过程顺利，整个治疗过程中无不适或疼痛。对初戴时临床效果进行评价，实验组数字化设计赝复体在初戴时临床效果为：5例优，3例良。对照组传统赝复体初戴时临床效果为：4例优，3例良，1例差。

2.3 随访复查修复体使用情况一年后随访复查，实验组数字化设计赝复体固位力优，无渗漏，其中5例硅橡胶出现部分颜色老化，但结构未损坏。对照组传统赝复体固位力优，其中有2例曾进行过卡环修理，3例曾由于渗漏添加过软衬材料。

2.4 患者满意度评价患者戴入数字化设计赝复体或传统赝复体后，对修复体的舒适度、改善咀嚼和语言功能等多个方面均较为满意，其中数字化设计赝复体在舒适度方面优于对照组，结果有显著性差异（P＜0.05）。

表2 患者满意度评价

3.讨论

上颌骨缺损的功能性修复对于改善口腔颌面头颈肿瘤术后患者的生活质量起着重要作用。冯云枝等评价了21例上颌骨缺损修复病例，发现赝复体戴入1个月后，咀嚼效率和语音清晰度较戴入前明显提高［8］。我们的研究也发现，对于上颌骨缺损，数字化设计硅橡胶阻塞器或传统赝复体均能在初戴时即显示出优异的临床疗效，随访发现在戴入数字化设计硅橡胶阻塞器后，患者对修复体的舒适度、咀嚼功能和语言功能改善的满意度较高。两种修复方式在数据采集、制作流程和佩戴舒适性上存在差异。

从数据获取方式来看，对照组中传统赝复体采用了印模方式获取缺损腔形态，该方法在取模过程中存在一定风险，如藻酸盐等印模材料会向缺损腔四周伸展并容易卡在倒凹内不易取出。而CT扫描方法不受缺损深度和倒凹区复杂结构影响，对骨组织和软组织都能进行三维重建［9，10］。因此，实验组中数字化修复也采用了CT扫描的方法获取数据。扫描的精度主要由像素尺寸和层厚两个因素决定，像素越小或层厚越小，获得的三维重建图形越精确。我们采用螺旋CT扫描的像素尺寸和层厚均较小，其重建模型能客观全面反映患者口颌面部的解剖形态。而CBCT由于对数据重建软组织边缘形态不佳，不建议采用。其他数据获取方法还包括椅旁口内扫描技术［11］，三维激光扫描技术、结构光栅投影技术、立体摄影测量技术、MRI 扫描技术等［12］，可以分别针对不同的颌面部缺损进行选择。如空军军医大学赵铱民教授等报道采用面部扫描和口内扫描技术结合的方式可以获取眼部缺损及皮肤表面纹理的数据，用于制作粘结性固位的眼部赝复体［13］。另外，口内扫描技术更有利于获取牙列和口腔内软组织边界数据，将其与CT重建的缺损区三维数据进行配准融合，可以进一步作为赝复体和可摘局部义齿三维设计的依据。因此，数据扫描能简便、精准的获取缺损区的数据，客观全面反映患者口颌面部的解剖形态。

从制作流程上看，数字化设计硅橡胶阻塞器经历了数据扫描、三维重建设计、打印数字化阴模、充填硅橡胶的工作流程，在硅橡胶充填后，室温下静置一天即可固化，对于未涉及牙列的上颌骨AramanyⅢ类缺损，患者仅需要两次就诊就能完成初戴。而传统赝复体的工作流程包括取模、翻制石膏模型、翻制耐火材料模型、雕刻蜡型、包埋、铸造支架、支架打磨抛光、雕蜡装胶成形、树脂抛光等，患者至少需要三次临床就诊。从表1结果可见，对于上颌骨AramanyⅢ类缺损而言，制备数字化设计硅橡胶阻塞器所需的步骤和时间相较于传统赝复体显著减少。正如Nuseir等也报道采用数字化设计制备鼻部赝复体所需工作时间较传统修复能缩短约3h［9］。这些结果提示数字化设计能大大节省加工时间，且不需要多种加工设备，更省劳动力，还能省去实体模型的物理存储空间。此外，当未来硅橡胶发生老化或破损影响使用时，数字化阴模还能重复并快速地为患者更换新的赝复体，不需要像传统制备方法那样重新启动复杂的工艺程序。

此外，两种方法制作的阻塞器获得固位力的方式也不同。传统赝复体不可避免的需要依赖卡环和基托为树脂阻塞器提供固位和支持力。其中卡环会破坏牙体组织，美观性差，基托容易造成黏膜压痛。软衬材料可以用于增强传统赝复体的固位力，同时减少树脂对软组织的摩操造成损伤，对口内组织起到按摩作用［14］。Ohno等也报道了在树脂基托上加衬硅橡胶后，能适应软腭缺损的移动度，达到很好的封闭型性，在消除鼻音和食物反流方面取得了很好的效果［15］。在本研究中，对于有渗漏的患者，我们也采用了软衬材料成功增强了赝复体的封闭性。相比之下，数字化设计制作的硅橡胶阻塞器采用倒凹固位，不仅固位力强，而且由于纯硅橡胶材料有弹性、异物感很小，佩戴舒适性佳。同时，数字化技术重建并利用了鼻腔侧的三维数据，使得阻塞器与缺损区软组织接触区域加大，一定程度上也能增强其封闭作用。当然，数字化赝复体三维设计也存在一些难点，比如在设计时需要保留部分倒凹区以形成足够固位力，并避开关键组织结构如鼻甲、鼻中隔、唇颊系带等。对于横跨面部中线的缺损区由于无法采用对称镜像，只能用软件直接构造曲面或调取赝复数据库中的健康组织数据进行匹配［12］。因此，数字化赝复体的设计需要具备丰富的三维设计经验才能高效的完成精确的方案设计。我们希望未来的趋势是能建立区域性甚至是全国性数字化赝复体制作中心，由专业的设计工作人员与临床医生沟通，确定方案并完成设计。

总体而言：数字化方法的优点在于数据获取方式简便，工作流程简化，节省加工时间，方便重复制作。缺点是硅橡胶一年左右容易老化。对于复杂缺损的修复设计有技术难点。而传统方法的优点是工作流程成熟。缺点在于医生操作时对一些复杂部位的取模有难度，且患者就诊次数多。费用价格上，传统修复体的收费标准主要依据不同的材质选择，比如树脂基板、钴铬钼金属基板或钛基板等，目前价格范围从2000-9000元不等。数字化修复方式的收费标准主要根据缺损腔大小，设计难度和所用打印材料和硅橡胶材料的量，目前价格范围从4000-12000元不等。虽然从设计难度和材料方面的成本上，数字化修复的费用价格会比传统修复方式偏高一些，但数字化打印型盒可以重复使用，方便硅橡胶阻塞器老化后更换。

综上所述，本文针对口腔颌面肿瘤术后上颌骨缺损提出了数字化设计硅橡胶阻塞器的修复方法，并与传统修复方法进行对比，两者在制备方法上存在一定差异。其中数字化设计的方法具有数据获取简便，设计加工精细的特点，较传统赝复体能一定程度上缩短工作流程。但对于数字化设计程序的简化，3D打印材料的优化，硅橡胶材料的防老化改性等方面，仍需要不断吸纳和借助计算机领域、材料领域和组织工程新技术来进一步探索，从而更好地满足患者对口腔颌面缺损术后修复的期望。