预成刚性连接杆用于无牙颌种植即刻印模制取的应用评价

王 鹃，尉华杰，孙井德，邱立新△

(1.北京大学口腔医学院·口腔医院第四门诊部，国家口腔医学中心，国家口腔疾病临床医学研究中心，口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室，北京 100025； 2.北京迪艺医学技术有限公司·口腔数字化美学工作室，北京 100176)

无牙颌种植后即刻行种植体支持的固定修复已经成为临床中一种常用的、可靠的治疗方式。使用临时修复体将种植体固定在一起，可以在种植体周围实现良好的应力分布，减少种植体植入后的微动度[1-2]。为了保证种植术后种植体的稳定，临时修复体需要满足良好的被动就位，才能避免种植体受力不均造成的骨吸收或骨结合失败[3-4]。在精准的模型上制作精准的修复体，才能实现种植修复体在口内的良好被动就位。单颗种植修复体的被动就位相对容易，但对于多颗种植体支持的无牙颌固定修复来说，为了达到多颗修复体共同被动就位，就需要繁琐的取模过程和修复体制作程序[5-7]。

种植印模的精密度受很多因素影响，如种植体数量、种植体角度、转移装置的设计、印模材料、取模的方法和医生的操作手法等[8-9]。多颗种植体进行连桥修复时，临床多用的方法是使用夹板式开窗印模技术，用口内固化的聚甲基丙烯酸甲酯材料将多颗种植体转移装置连接，以获得种植体之间稳定的相对位置关系，从而获得更准确的印模和模型。但该操作方法较为繁琐，椅旁耗时长，对术后即刻修复的患者来说，增加了术后痛苦，且增加了术后感染的风险，同时还要抵抗材料聚合收缩带来的形变造成的误差。近年来，有学者提出一些创新的方法，可以在一定程度上简化印模的流程，例如将金属转移杆进行预处理[10]、使用三维打印的个性化印模连接杆[6, 11]等，但并未在临床广泛推广。数字化印模也成为近年研究的热点，各种口内扫描技术、口外摄影测量技术被应用于临床，但设备大多较为昂贵，精度也有待进一步验证，在临床中广泛推广还需要更多实践经验的积累[8, 12-13]。

为简化种植修复流程，提高印模的精度，本课题组设计制作了一套预成刚性连接杆系统，在取印模的同时，可以同时制取咬合记录，并可作为过渡义齿内的加强杆，提高临床和技工室工作效率。本研究拟通过体外研究比较传统夹板式印模和利用预成刚性连接杆系统进行无牙颌种植印模制取的操作复杂程度及精度差异，并展示预成刚性连接杆的临床应用方法。

1 材料与方法

1.1 预成刚性连接杆系统

预成刚性连接杆系统由本课题组自主设计研发，已获批国家实用新型专利(专利号CN211094868U)。该连接杆系统适用于目前常用的多个种植系统，临床中可以根据种植体间距，选择合适长度的连接杆，连接到种植体转移杆或者基台套筒上(图1)。

1.2 制备标准无牙颌种植模型

在标准下颌骨模型上模拟“all-on-6”临床病例，分别在32、34、36、42、44、46牙位植入六颗种植体的替代体(Thommen Medical AG，瑞士)。32、42牙位植入直径4.0 mm、长度11 mm的种植体替代体，34、36、44、46牙位植入直径5.0 mm、长度11 mm的种植体替代体。种植体植入位置平齐骨面，在种植体替代体上连接多牙修复基台(图2)。

图2 带有六个种植体和基台的下颌标准模型Figure 2 Standard mandibular edentulous model with six implants and abutments

1.3 传统方法制取印模

对照组采用传统开窗印模技术制取印模。在多牙修复基台上连接转移杆，使用聚甲基丙烯酸甲酯材料(GC Corporation，日本)分次将多个转移杆连接。待材料完全硬固后，在每两个转移杆之间使用金刚砂切盘断开连接材料。使用聚甲基丙烯酸甲酯材料分次将断开的缝隙重新连接，待材料再次完全硬固后，使用开窗托盘和聚醚硅橡胶印模材料制取开窗印模(图3)。在制取的印模上连接基台替代体，灌制石膏模型。重复进行6次印模制取，获得6个对照组模型。

A, multiunit abutments and impression copings screwed into the implants; B, impression copings were connected with autopolymerizing acrylic resin; C, the autopolymerizing acrylic resin was cut off after solidified; D, small gap between two adjacent impression copings; E, reconnection of the impression copings with small amount of autopolymerizing acrylic resin; F, impression with custom tray and polyether.图3 传统夹板式印模流程Figure 3 Impression procedure of traditional splint technique

1.4 使用预成刚性连接杆制取印模

试验组采用刚性连接杆系统制取开窗印模。在多牙修复基台上连接临时修复套筒，根据种植体间距，选择合适长度的预成刚性连接杆，并连接到基台套筒上。使用少量聚甲基丙烯酸甲酯材料将套筒和预成刚性连接杆固定，待材料完全硬固后，使用开窗托盘和聚醚硅橡胶印模材料制取开窗印模。在制取的印模上连接基台替代体，灌制石膏模型(图4)。重复进行6次印模制取，获得6个试验组模型。

A, multiunit abutments and cylinders screwed into the implants; B, prefabricated rigid bars were connected to the cylinders; C, the rigid connecting bars and cylinders were fixed with small amount of autopolymerizing acrylic resin; D, impression with custom tray and polyether; E, analogs were screws into the impression; F, gypsum cast poured from the impression.图4 利用预成刚性连接杆制取印模流程Figure 4 Impression procedure with prefabricated rigid connecting bar system

1.5 测量指标

1.5.1印模制取耗时 在多牙修复基台上连接基台转移杆或临时修复套筒后开始计时，试验组和对照组分别采用不同的夹板制作方法完成开窗印模制取，印模材料硬固后从标准模型上取下，使用秒表记录操作耗时(s)。两组印模制取由同一位修复医生完成，每组进行6次印模制取，获得平均值。

1.5.2印模准确度 分别在带有多牙修复基台的标准模型以及对照组和试验组的石膏模型上连接基台扫描杆，使用模型扫描仪(3 shape E3，丹麦)扫描，获得种植体基台位置的三角网格(stereolithography，STL)数据文件。将获取的STL文件导入分析软件(Geomagic Qualify 2014，美国)。以标准模型的STL文件作为基准，将试验组和对照组模型分别与标准模型进行“最佳拟合”，对每个基台位置进行3D分析，测量每个种植体基台的三维偏差，记录均方根误差(root mean aquare，RMS，单位为μm，图5)。每组模型重复测量3次，取平均值。

图5 标准模型和测试模型的3D偏差分析示例Figure 5 Example of 3D compare analysis of standard and test models

1.6 统计分析

使用SPSS 20.0(IBM，美国)对数据进行统计分析。利用Shapiro-Wilk检验分析数据正态性，符合正态分布的计量数据以均数±标准差表示，利用t检验评价两种方法的印模制取耗时和印模准确度差异，以双侧P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 测量数据基本情况

Shapiro-Wilk检验表明，试验组和对照组制取印模耗时和模型误差值数据符合正态分布(P>0.05)。

2.2 印模制取耗时

试验组使用刚性连接杆制取印模用时显著低于传统方法对照组[(984.5±63.3) svs.(1 478.3±156.2) s]，两者差异有统计学意义(t=6.553，P<0.001，表1)。

2.3 印模准确度

试验组和对照组制取印模灌制的模型三维偏差值分别为(16.9±5.5) μm和(20.2±8.0) μm，两组差异无统计学意义(t=1.286，P=0.21，表1)。

表1 两种印模方法的耗时和模型误差值比较(n=6)Table 1 Impression work time and 3D error value comparison of two impression techniques (n=6)

3 讨论

无牙颌种植后即刻固定修复中，修复体良好的被动就位是获得种植修复长期稳定性，减少各种机械并发症和生物学并发症的前提[3-4]。制作精准的修复体，首先需要精准的印模和模型。传统夹板式印模，可以获得良好的印模精度，但模印模制取过程中会使用大量的聚甲基丙烯酸甲酯材料，该自固化材料在固化过程中会产生较大的聚合收缩导致形变[14]。因此，使用传统夹板式印模制取时，需要将转移杆分次连接，减少每次的聚甲基丙烯酸树脂用量，并经过断开、再连接的过程以保证印模的精度。该方法操作较为繁琐，椅旁耗时长，对种植术后即刻修复的患者来说，增加术后痛苦，并且可能增加术后感染的风险。

近年来，数字化技术被应用于无牙颌种植术后即刻修复中，例如利用数字化设计的个别托盘和个性化转移杆、口内扫描技术、口外摄影测量技术、口内焊接技术等。这些方法在一定程度上简化了无牙颌种植术后印模制取的流程，并且获得了相对较高的印模精度[8, 15-16]，但大多需要较昂贵的设备、较复杂的技术手段，不易在临床推广。

本课题组设计研发的预成刚性连接杆系统在无牙颌种植后印模制取过程中，简化了印模制取流程，减少了椅旁操作时间，同时获得了良好的印模精度。由于预成刚性连接杆本身具有很高的强度，临床应用中只需使用很少的连接材料，把预成刚性连接杆和临时修复套筒固定，避免了断开、再连接的过程，节省了印模制取的操作时间，同时也减少了材料聚合收缩对印模精度的影响。预成刚性连接杆为不锈钢材质，价格低廉，不需要特殊的设备和耗材，利于在临床中推广。

Gherlone等[17]也把预成刚性连接杆系统应用于无牙颌种植术后即刻修复中，增加了修复体的强度，减少了修复后的并发症。但该刚性连接杆系统需要术后根据种植体间距进行调改，并需要特殊的连接配件将金属杆和基台套筒连接。本研究设计研发的刚性连接杆，预先设计了多种长度，可以根据种植体间距选择合适长度的预成杆，不需要进行额外的调改，并且刚性连接杆两端与临时修复套筒连接的圆环部分经过预先设计，可适用于目前常用的多个种植系统。

在传统夹板式印模制取过程中，需要使用种植体水平或基台水平转移杆，将多个转移杆连接固定后，再使用个别托盘制取夹板式开窗印模[18]。本研究直接在种植体上连接临时修复套筒，将其与预成刚性连接杆连接后制取开窗印模。将临时套筒作为转移装置的优势是：便于高度调改，在无牙颌种植术后即刻修复时，将临时修复套筒高度调磨至合适的高度，可以在固定好的刚性连接杆上直接制取咬合记录，进一步简化种植后即刻修复流程。使用过的临时修复套筒可以直接应用在临时修复体中，避免了开窗转移杆的应用，也节约了种植配件的消耗。临时修复套筒为纯钛材质，与铝制的转移杆相比，强度更高，也更能保证印模制取的精度。

传统方法行无牙颌种植术后即刻修复时，除印模制取外，通常还需要繁琐的临床程序，包括记录颌位关系，灌制模型，上颌架，再由技师完成临时修复体的制作，最后在患者口内完成调改和戴入，整个过程既复杂又耗时。一些简化的临床方法，如使用旧义齿或术前制作的常规总义齿在口内调改，再转换为种植体支持的固定临时修复体[18]，但这种口内连接过程依赖于医生的操作手法和熟练程度，用于连接的树脂可能会对软组织的愈合产生负面影响，容易造成患者的不适，并增加伤口肿胀和感染的风险。

利用本课题组研发的预成刚性连接杆，在保证印模精度的同时，可以使用无托盘技术制取印模，在印模制取的同时获取颌位关系记录。在技工室操作阶段，把预成刚性连接杆连接到基台替代体上，使用少量聚甲基丙烯酸树脂材料将多个替代体的位置固定，再直接上颌架并进行修复体的制作，大大简化临床和技工室操作流程。在义齿制作过程中，预成刚性连接杆也可以直接包埋在义齿内，作为临时义齿内的加强杆，减少严重的义齿折裂等并发症的发生(图6)。

A, implants insertion of edentulous jaw; B, multiunit abutments and cylinders screwed into the implants; C, prefabricated rigid bars were connected and fixed to the cylinders; D, impression and occlusal record were made simultaneously over the splinting structure; E, definitive impression and occlusal record with splinted rigid bars in it; F, implant analogs splinted with rigid connecting bars and occlusal relationship confirmed with the mandibular model; G, occlusal relationship transferred to the articulator; H, interim prosthesis fabricated with connecting bars embedded in; I, interim prosthesis screwed into the implants the same day after implant surgery.图6 利用预成刚性连接杆行无牙颌种植后即刻修复流程Figure 6 Immediate loading procedure of edentulous with prefabricated rigid connecting bar system

综上，预成刚性连接杆系统可以简化无牙颌种植即刻固定修复的操作流程，获取的印模精度与传统印模技术无显著差异。该技术不需要特殊的设备，应用方法简便，利于在临床中推广使用。