种植外科导板的设计及制作研究进展

向峰　黄相道

[摘要]种植外科导板是一种能够传递术前骨质、骨量、种植方案等多方面信息的载体，通过导板确定种植体的数目、位置、方向、角度和深度，指导术中种植体的准确植入，提高手术的准确度及种植修复效果。如今，在传统外科导板制作的基础之上，许多国内外学者结合种植外科导板实际临床运用经验，完成了各种改良式种植导板的制作。近年来，随着锥体束CT的广泛应用和数字化口腔种植技术的普及，种植外科导板也从基于模型制作的传统外科导板发展为通过CAD/CAM技术制作的数字化外科导板。

[关键字]种植牙；外科导板；种植导航；快速成型技术；计算机辅助设计与制造

[中图分类号]R782.1 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2017）07-0128-03

种植外科导板也称种植导板，是牙种植导向模板的简称，它是将种植术前确定的方案精准转移至患者身上的个性化手术辅助器械，在种植备孔过程中有利于种植体的精准控制。种植术中将种植体植入到牙槽骨上的正确位置并保证准确的方向及深度，是保证种植成功的一个重要前提。而种植导板作为传递信息的载体，可将术前设计准确地反映到术中，协助完成种植体植入手术。因此，种植导板的作用显得尤为重要。本文就种植外科导板的设计及制作研究作一综述。

1种植导板的作用和意义

应用种植导板，不仅可以提高手术的准确性，还可以提高修复效果预测的可靠性。目前，尽管部分有经验的医生不借助种植导板进行手术，但对于初学者或局部骨质条件差、手术复杂的病例，较易出现种植角度偏差造成骨壁侧穿、损伤邻牙牙根、损伤神经血管束等不良后果。而且更为重要的是，种植体植入不准确会给上部修复带来极大的困难，如多颗种植时种植体不平行造成的就位困难、修复体排列困难及种植体或基台金属外露影响美观等。种植导板能够将以修复为导向的种植设计精准的转移至术中，同时又能兼顾颌骨解剖条件的需要，将种植体精确的植入。此外，在应用二段埋入式种植系统时，一期手术使用的种植导板还可保存下来，作为二期修复时愈合基台与种植体的连接指导，有助于减小组织的创伤。

2种植导板的种类及特点

根据种植导板制作的方式不同分为传统种植导板、CAD/CAM种植导板、改良式种植导板。传统种植导板，在石膏模型上应用自凝塑料或热凝塑料制作，或是使用真空成型机利用塑料压膜片压制而成。CAD/CAM种植导板，基于CT图像的扫描数据以DICOM格式刻盘输入计算机，通过Simplant等商用计算机辅助设计软件结合快速成型等技术制作的种植导板。改良式种植导板，基于传统种植导板的制作的基础之上，通过改进设计，简化制作步骤，并结合曲面断层片或锥体束cT影像学资料制作而成。

根据支持方式的不同，种植导板可分为牙支持式、粘膜支持式、骨支持式种植导板。牙支持式种植导板，主要适用于缺牙较少的牙列缺损，通过与缺隙区邻牙表面完全贴合而获得固位，是微创种植的最佳选择，只需通过环切的方式去除牙槽粘膜，就能引导植体的精确放置，Almog DM等认为，为了增强模板的稳定性，要求模板在缺牙区相邻至少覆盖2颗牙齿，如果末端游离缺失，则需延伸模板前部甚至全牙弓。粘膜支持式种植导板，主要适用于无牙颌的患者，与患者粘膜表面完全贴合，使用时需要固定钉固定，从而降低受植區粘膜可让性以及厚度带来一定误差的缺点。骨支持式种植导板，主要适用于部分牙列缺失或者是无牙颌的患者，手术时需要翻瓣，导板与患者牙槽骨表面完全贴合，使用时需要固定钉固定。此类导板需要由快速成型技术或3D打印技术同时结合CT数据来实现，其缺点是加工工艺较复杂，同时虚拟骨面和真实情况多少存在差异，使其精确度降低，患者不适感较大。

根据导板的用途分为：放射导板、手术导板、修复性导板三大类。放射导板，此导板包含种植修复信息，患者戴上放射导板拍摄CT，就可以将修复信息融合到CT数据中。手术导板，将种植术前设计准确地转移到种植手术中的个性化载体。修复性导板，以修复体为导向，结合邻牙和对颌牙的咬合关系指导缺失牙区修复的导板。

根据指导程度的不同可分为：位点限制导板、部分限制导板、全程限制导板。位点限制导板，仅仅提供种植区植体植入的理想位置，而缺少对植入的方向、角度和深度控制的导板。部分限制导板，对种植体植入的第一钻进行控制，而后的逐步备孔则是术者自由手控的导板。全程限制导板，对种植体植入的位置、方向、角度和深度进行全程控制的导板。

3传统种植导板的制作及优缺点

传统种植导板是在石膏模型上制作完成的，即所谓的模型法制作的导板。制作流程为：印膜材制取印模，灌制石膏模型，在缺牙区制作诊断蜡型，翻制一副石膏模型，采用透明的热凝塑料或自凝塑料手工制作，或使用透明热塑片在空气压膜机上压膜，在缺牙区2～3颗邻牙外修剪，完成导板雏形。将该雏形导板置于除去诊断蜡型的模型上就位，在设计好的相应植入部位使用低速手机开洞，将金属导管插入洞内，使用树脂材料固定。空气压模技术制作的导板具有操作简便、透明且视觉效果好、贴合固位良好等优点。自凝塑料或热凝塑料导板的缺点是精度不够、视觉效果差和固位不佳。另外，利用患者原有的可摘局部义齿，在义齿上用低速手机直接钻出植入道，插入金属导管并固定，制作完成的导板也属于传统种植导板。Edge依据传统可摘局部义齿的设计原则，利用闪烁技术在压力锅内根据模型上的标记用自凝塑料制成了传统导板。同样，Sukotjo C等利用患者已有的全口义齿为模板翻制完成了透明树脂导板。总的来说，这种传统种植导板的制作仅仅是依靠理想的修复体为导向根据模型表面信息制作出来的，虽然能较好的保证种植上部结构但尚未考虑到种植区骨组织的三维解剖结构信息，使得植入准确性降低，甚至有可能造成种植体植入失败。因此，传统种植导板的使用具有很大的局限性。

4 CAD/CAM导板的制作及优缺点

1971年Francois Duret将CAD/CAM引入牙科邻域。以往CAD/cAM系统大多应用于修复领域用来制作嵌体、贴面、冠等，如今扩展到制作种植牙导板和种植体基台。种植导板的计算机辅助设计（computer aided design，CAD）的过程是：首先给予患者制作放射义齿或是直接在患者已有的义齿上制作放射义齿，该义齿兼顾咬合关系，美观，语言等方面为一体，且与最终修复体一致。将放射义齿戴入患者口内，拍摄CBCT。扫描数据以DICOM格式输出，利用专业的种植手术设计软件读取扫描数据，并进行三维重建。在此基础上结合修复体与骨组织二者的信息，制定以修复为指导的最佳种植设计方案，包括种植体规格的选择、植入位置、角度、深度的设计，同时观察并测量骨量，判断是否需要行植骨手术。目前国内外使用较多的规划软件有比利时Materialise公司的Simplant、瑞典Nobelbiocare公司的Nobelguide以及德国Med3D公司的Implant3D等软件。种植导板的计算机辅助制作（computer aided manufacture，CAM）的过程是：利用快速成型技术，将STL文件格式的种植设计方案输入快速成型系统，切削成型，完成个性化的种植外科导板的制作，术前需常规消毒。其中快速成形技术简称RPM，是国外90年代初发展起来的以材料逐层堆积为基础的一门全新的技术，该技术整合了多个学科，是多种技术相结合的结晶。基本过程为：设计三维模型，转化为STL文件，相关软件将三维模型按照高度方向，离散分层得到一序列分层数据，最终按照分层数据逐层堆积成型。市面上可见多种快速成型的系统，有其各自的特点，很多系统所使用成型材料也不尽相同。但是，所运用的原理基本一致，“分层制造，逐层叠加”这八个字可概括其主要内容。通俗的讲，快速成型系统就像是一台3D打印机。骨支持式CAD/CAM导板，术中通过骨钉的锚定常常与翻开的粘骨膜瓣的骨壁紧密贴合，消除了粘膜造成的误差，定位更加精准，确保了种植体的准确植入。CAD/CAM导板具有诸多优点：①术前设计精准的转移至术中，三维方向上偏差较小；②手术稳定性高，可重复性强；③减低了种植手术风险，提高了手术成功率；④为医患沟通提供了便利；⑤大大缩短了手术时间。但同时也有其不足：①需要复杂的软件设计，同时需要快速成型加工设备配合使用；②种植成本高，目前为止难以被患者接受和用以广泛的临床推广使用。endprint

5改良式导板的制作及优缺点

各类改良式导板大多先恢复缺牙区的上部修复体或是利用患者已有的义齿，以此为参考，或是结合影像学模板上的标志物与CT图像上最佳的植入体的空间位置关系，将其转换至模型上从而制作导板。如基于数字化技术下的改良式导板十分方便而且种植体植入更精准，成为现代口腔技术发展的一个热门趋势。Sicilia A等设计了修复体唇颊面或舌面轮廓外科导板，该导板具有良好的导向性，并允许在舌侧区或颊侧有更大的种植自由选择空间。但是缺点是修复体唇颊面轮廓外科导板对手术植入时视线存在阻挡，而修复体舌面轮廓外科导板虽然不存在视野阻挡的问题，但存在在舌侧手术操作自由受限的缺点。丙烯酸树脂导板通过咬合导向的简单穿孔来定，只允许初始钻通过却完全限制术中自由选择。Kopp KC等在缺牙区制作诊断蜡型，翻制成自凝丙烯酸树脂并向两侧邻牙延伸以利于固位，利用牙片在颊侧模型上大致绘制牙根走行，在缺牙区树脂牙颊面沿牙体长轴置0.014～0.016mm直径的正畸丝，制作完成初导板戴入患者口内拍CT，利用simplant种植软件设计最佳植入体，并测量种植体长轴与正畸丝的角度以及正畸丝到种植体长轴与树脂牙牙合面交点的距离，利用测量台调节与正畸丝的角度至合适位置将植入方向转换到导板上，完成导板制作。Piano S制作了缺牙区牙外形的丙烯酸树脂导板，然后去除牙冠颊侧部分，利用金属杆作为阻射标志物，将影像学导板于患者口内就位，通过X线片获得最佳的植入方向和位置，最终完成种植导板的制作。Ozan O等报道通过获取患者下颌骨锥束CT（CBCT）与X线下颌骨扫描模板，利用計算机辅助设计和制造技术，如光固化成形（SLA）快速成型制作导板。与其他CAD/CAM导板不同的是该导板具有一外科机头导向装置，该装置头部延伸为三角销结构，该三角销与导向模板的三角管相匹配，从而指导手术。该导板设计抛弃了传统种植手术导板利用对手术钻头的多级引导，解决了频繁更换引导套筒的缺点，使得术区充分暴露、冷却水顺利进入术区的优点。改良式导板在一定程度上简化了操作步骤，丰富了制作手段，同时在临床上获得了较好的临床效果，值得临床应用与推广。

6总结与展望

在种植手术中尤其是牙槽嵴吸收严重或者骨外形不良的患者，种植导板起到了不可替代的桥梁作用。导板的应用不仅有利于种植体精准的植入，提高种植成功率，而且极大的缩短了手术时间，符合微创手术的原则。同时，我们也需要不断地总结，对出现的误差进行评价，分析原因，研制出更加精确的种植导板。临床上，运用CAD/CAM种植导板已在不翻瓣种植技术与即刻义齿技术方而取得较为满意的效果。而通过以修复体为导向的种植设计，制作出精确度高的改良式导板，为种植外科手术提供一种操作简洁、省时、方便、经济的导板的制作方法，为临床种植提供便利，成为研究和开发种植导板、促进种植外科发展的又一个趋势。endprint