3D打印技术辅助个性化钛网联合颊脂垫和前臂皮瓣修复上颌骨缺损

林崇翔，屠呈威，郑顺友

（温州医科大学附属第一医院 口腔科，浙江 温州 325015）

上颌骨是构成面中份的主要颅面骨，对于维持面型和口鼻腔功能尤为重要。上颌骨的良恶性病变常常会造成上颌骨的缺损，继而对面型、咀嚼、发音、吞咽等功能造成严重破坏。相较于下颌骨缺损的修复，上颌骨缺损的修复更具有挑战性，除了传统的赝复体修复外，国内外学者还尝试通过手术的方法用各种皮瓣、骨瓣、钛网等方式进行修复[1-6]。 但是由于上颌骨的复杂三维结构，目前的修复方式都难以达到满意的效果。3D打印技术是一种快速成形技术，它是以数字模型文件为基础，通过高温将粉末状金属或丝状塑料等材料融化，通过逐层沉积的方式来构造物体的技术。近年来3D打印技术越来越多地被应用于医学领域[7-9]。温州医科大学附属第一医院从2016年1月至2017年12月，应用3D打印技术预成形个性化钛网结合颊脂垫和血管化前臂游离皮瓣修复上颌骨缺损7例，现报告如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取2016年1月至2017年12月温州医科大学附属第一医院收治的上颌骨恶性肿瘤患者7例，其中男性5例，女性2例，年龄52～72岁，平均（61.9±6.2）岁；左侧5例，右侧2例；牙龈癌5例，腭癌2例，上颌骨缺损范围按照Brown分类标准分类[10]，其中Brown IIa 6例，Brown IIb 1例，同期修复6例，二期修复1例。本研究经本院伦理委员会审核批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 计算机辅助快速成形和预成形钛网：术前采集患者上颌骨薄层扫描的CT数据，运用Mimics软件（比利时Materialise公司）对其上颌骨进行建模，根据口内软组织情况结合CT图像判定病变范围并在计算机上规划截骨线，模拟上颌骨切除，然后将健侧上颌骨通过镜像方式翻转至患侧缺损部位，在计算机上重建患侧上颌骨，生成STL打印文件。在3D打印机（杭州先临三维科技股份有限公司）上以树脂材料打印出上颌骨的3D模型，然后在3D模型上预成形个性化的钛网支架，消毒后待用。

1.2.2 手术方法：采用Weber-Fergusson切口和 （或）改良的经口角颌下切口，切开翻瓣后暴露患侧上颌骨的前面外侧面，参考计算机中模拟的截骨范围行上颌骨次全切除（Brown IIa）或一侧上颌骨次全切除对侧上颌骨部分切除（Brown IIb）。在口内颊黏膜切口与上颌第三磨牙对应处钝分离进入颊间隙，沿颊脂垫包膜分离，将颊脂垫前部牵出塑形成一条形扁平、蒂在后方的带蒂脂肪瓣，并尽量保持其包膜的完整。将预成形好的钛网稍作调整后放置在预定部位并作固定，用来修复上颌骨前面外侧面及部分硬腭的骨缺损。带蒂颊脂垫作为衬里覆于钛网的鼻腔侧。根据腭部软组织缺损范围，制备适形的前臂皮瓣，与受区血管吻合，皮瓣修复硬软腭黏膜软组织的缺损，封闭口鼻瘘。

1.2.3 术后处理：所有病例做预防性气管切开，术 后给予抗感染，化痰，营养支持等对症治疗，严密观察皮瓣血供情况。

2 结果

2.1 治疗结果及术后随访 所有病例术后皮瓣均成活，并顺利出院。1例患者术后12h发生静脉危 像，探查清除吻合口血栓、重新吻合静脉后皮瓣血液回流改善。术后随访2～10个月，全部7例患者均未出现肿瘤复发，1例在硬软腭交界处出现小穿孔。在外形方面，面型基本对称，无明显的塌陷畸形，语音功能方面基本能与周围人正常交流。咀嚼功能受影响较明显，进食流质无明显的鼻腔反流现象。

2.2 典型病例 病例1，患者，男性，62岁，因“右侧腭部肿物3个月”入院，术前活检病理诊断为“鳞状细胞癌”，入院后完善各项术前准备，采集上颌骨CT扫描数据，在计算机上模拟上颌骨切除以及利用镜像技术重建上颌骨的过程，分别制作模拟切除后的上颌骨3D模型和镜像技术重建后的上颌骨3D模型，然后在重建的3D模型上预成形钛网，术中按照计算机模拟的手术方案做一侧上颌骨次全切除，对侧上颌骨部分切除。制备带蒂颊脂垫瓣和游离前臂皮瓣，利用颊脂垫瓣、预成形的钛网和前臂皮瓣修复重建上颌骨，前臂皮瓣的血管分别与颌外动脉、颈外静脉吻合。术后创口愈合良好，皮瓣成活，顺利出院。见图1。术后随访9个月，肿瘤无复发迹象，口内皮瓣成活，口鼻腔封闭良好，饮水时无鼻腔反流现象，语音清晰，面形满意。

图1 病例1，62岁男性患者因“右侧腭部肿物3个月”入院，病理诊断为“鳞状细胞癌”

病例2，患者，男性，52岁，因“左侧上颌牙龈恶性肿瘤术后1年面部继发畸形”入院，完善各项术前准备，采集上颌骨CT数据，在计算机上利用镜像技术对前次手术后造成的上颌骨缺损进行重建，制作3D模型并预成形钛网，术中松解瘢痕组织，制备颊脂垫瓣和前臂皮瓣，利用颊脂垫瓣、预成形的钛网和前臂皮瓣共同修复重建上颌骨，前臂皮瓣血管与颌外动脉、面前静脉吻合。术后皮瓣成活，顺利出院。见图2。术后随访15个月，肿瘤无复发迹象，患者对面型和语音功能满意，无鼻腔反流现象。

图2 病例2，52岁男性患者因“左侧上颌牙龈恶性肿瘤术后1年面部继发畸形”入院

3 讨论

上颌骨是面部的主要骨性支撑结构，由于其复杂的三维结构，不仅决定个体的面部外形，还对语音，吞咽，咀嚼等功能起到重要作用。累及上颌骨的恶性肿瘤根治手术，以及一些上颌骨的良性病变切除术都可以造成上颌骨的缺损，继而严重影响患者的生活质量。赝复体是最传统的上颌骨缺损修复方式，它具有成本低廉，制作简便，能一定程度恢复面部外形和咀嚼功能，方便术后观察等优点，但存在摘戴不便，不能完全封闭口鼻瘘等问题。近20年来，随着材料学的发展与手术技术的不断提高，各种各样的手术修复上颌骨缺损方式被报道，国内外学者尝试用钛网联合赝复体[6]，钛网联合游离髂骨，各种带蒂组织瓣或游离皮瓣、骨瓣，牵张成骨等来恢复重建上颌骨的复杂形态和功能[2-3，5，11-15]， 取得了一定的效果。

本研究的方法总结起来有以下几个优点：①对面部外形恢复满意。我们运用Mimics软件里的模拟手术功能将健侧上颌骨镜像翻转至患侧，在计算机上重建患侧上颌骨，并在以此为基准打印出来的3D模型上预成形个性化的钛网，术后面型几乎可以做到完全对称，这是本方法最具优势之处。②缩短手术时间。以往成形钛网需要在手术过程中进行，运用3D打印技术后，我们在术前就完成这部分工作，大大缩短手术时间，减少创面暴露时间，降低术后感染的概率。③应用颊脂垫、钛网、血管化游离前臂皮瓣的“三明治”技术同时修复了上颌骨的硬组织和软组织缺损，使患者口鼻腔得到有效分隔，语音、吞咽功能得到最大程度的恢复。颊脂垫拥有丰富的血供，经解剖证实其主要血管有颌内动脉的颊支、颞深支、面动脉的颊支，颊脂垫体部有来自面横动脉的分支，其分支在颊脂垫内存在广泛的吻 合[5]。因此，颊脂垫本身具有较强的抗感染能力和组织修复能力。此外，颊脂垫还能够诱导在其表面形成上皮，有研究表明不覆盖颊脂垫移植1～4周创面自然形成上皮[16-17]。本研究利用颊脂垫作为钛网的鼻腔侧衬里，一方面颊脂垫可以作为一道屏障减少游离前臂皮瓣移植后组织面的暴露范围，另一方面寄希望于颊脂垫表面形成类似于上颌窦黏膜的呼吸道上皮，恢复上皮功能。同时利用前臂皮瓣薄，易于塑形，血管蒂长的优点，与受区血管吻合后修复口腔面的软组织缺损。利用颊脂垫、钛网、前臂皮瓣的“三明治”技术可以有效修复上颌骨的硬软组织缺损，部分重建腭咽闭合功能。本组7例患者术后语音功能基本得到恢复，无进食流质时鼻腔反流的现象。

本方法也存在明显的不足之处，由于没有同期进行骨组织的移植，因此缺乏稳固的硬组织支撑，咀嚼功能的恢复有限。但是随着颧种植体技术的成熟，可以探索穿钛网的颧种植体技术以期改善患者术后的咀嚼功能。

上颌骨因其复杂的结构，修复重建难度很大，虽然目前国内外学者提出了各种各样的手术方式来重建上颌骨，但是没有一种方法体现出明显的优势。随着组织工程学的发展[18-19]，也许在不久的将来可以改变“拆东墙补西墙”的手术修复方式，利用组织工程重建上颌骨或许能成为被普遍接受的新治疗方式。

[1] MÜCKE T, HÖLZLE F, LOEFFELBEIN D J, et al. Maxillary reconstruction using microvascular free flaps[J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2011, 111(1): 51-57.

[2] PENG X, MAO C, YU G Y, et al. Maxillary reconstruction with the free fibula flap[J]. Plast Reconstr Surg, 2005, 115(6): 1562-1569.

[3] BIANCHI B, FERRI A, FERRARI S, et al. Iliac crest free flap for maxillary reconstruction[J]. J Oral Maxillofac Surg,2010, 68(11): 2706-2713.

[4] BIANCHI B, FERRI A, FERRARI S, et al. Iliac crest free flap and submental island flap for maxillary reconstruction[J]. J Plast Surg Hand Surg, 2013, 47(6): 538-542.

[5] 陈关福, 严君烈, 钟来平, 等. 带蒂颊脂垫衬里骨移植重建上颌骨的应用研究[J]. 中华整形外科杂志, 2003, 19(1):5-7.

[6] 胡永杰, 张陈平. 应用钛网支架重建上颌骨肿瘤切除术后缺损畸形[J]. 上海口腔医学, 2002, 11(1): 28-31.

[7] LEE N. The Lancet Technology: 3D printing for instruments, models, and organs?[J]. Lancet, 2016, 388(10052):1368.

[8] PASHUCK E T, STEVENS M. From clinical imaging to implantation of 3D printed tissues[J]. Nat Biotechnol, 2016,34(3): 295-296.

[9] 张睿, 楼溢桯, 陈锴, 等. 3 D打印技术在股骨髁间骨折治疗中的应用[J]. 温州医科大学学报, 2017, 47(6): 412-415.

[10] BROWN J S, ROGERS S N, MCNALLY D N, et al. A modified classification for the maxillectomy defect[J]. Head Neck, 2000, 22(1): 17-26.

[11] SAKURABA M, KIMATA Y, OTA Y, et al. Simple maxillary reconstruction using free tissue transfer and prostheses[J].Plast Reconstr Surg, 2003, 111(2): 594-598.

[12] ILANKOVAN V, RAMCHANDANI P, WALJI S, et al. Reconstruction of maxillary defects with serratus anterior muscle and angle of the scapula[J]. Br J Oral Maxillofac Surg,2011, 49(1): 53-57.

[13] AHMED D K, LI Z, LI Z B. Temporalis muscle flap for immediate reconstruction of maxillary defects: review of 39 cases[J]. Int J Oral Maxillofac Surg, 2011, 40(7): 715-721.

[14] MILES B A, GILBERT R W. Maxillary reconstruction with the scapular angle osteomyogenous free flap[J]. Arch Otolaryngol Head Neck Surg, 2011, 137(11): 1130-1135.

[15] NIU X G, ZHAO Y M, HAN X X. Multiplanar and combined distraction osteogenesis for three-dimensional and functional reconstruction of unilateral large maxillary defects[J]. Br J Oral Maxillofac Surg, 2009, 47(2): 106-110.

[16] TIDEMAN H, BOSANQUET A, SCOTT J. Use of the buccal fat pad as a pedicled graft[J]. J Oral Maxillofac Surg,1986, 44(6): 435-440.

[17] TOSHIHIRO Y, NARIAI Y, TAKAMURA Y, et al. Applicability of buccal fat pad grafting for oral reconstruction[J]. Int J Oral Maxillofac Surg, 2013, 42(5): 604-610.

[18] SÁNDOR G K, TUOVINEN V J, WOLFF J, et al. Adipose stem cell tissue-engineered construct used to treat large anterior mandibular defect: a case report and review of the clinical application of good manufacturing practice-level adipose stem cells for bone regeneration[J]. J Oral Maxillofac Surg,2013, 71(5): 938-950.

[19] MESIMÄKI K, LINDROOS B, TÖRNWALL J, et al. Novel maxillary reconstruction with ectopic bone formation by GMP adipose stem cells[J]. Int J Oral Maxillofac Surg,2009, 38(3): 201-209.