国产数字化导板辅助上前牙种植手术的精准度研究

金杭颖 吴英浩 徐继文 姜帅 赵保东 徐昊

由于CAD和CAM技术的迅速发展，数字化导板开始在口腔种植领域展现出巨大潜力[1]。上前牙作为美学区最重要的位置，患者对此的美学期望较高，而该区常伴有骨量不足等解剖局限性，这使合理的术前评估以及精确的种植体三维位置对于上前牙缺牙区获得长期稳定的美学修复效果显得尤为重要[2]。本研究通过比较国产数字化3D打印导板与无导板辅助下的种植体植入三维位置的精确度差异，探讨国产数字化导板应用于上前牙种植手术的临床应用优势。

1 对象与方法

1.1 对象

选取2015-09～2016-08于青岛大学附属医院口腔种植科行种植手术的40 例患者(男17 例，女23 例)，年龄20～65 岁，平均39 岁。根据随机数字表将其分为Ⅰ组(男8 例，女12 例)，20～62 岁，平均37 岁，共植入37 枚种植体；Ⅱ组(男9 例，女11 例)，22～65 岁，平均41 岁，共植入32 枚种植体。纳入标准：①上颌前牙区单个或多个牙缺失；②全身状况良好，无手术禁忌症；③术前均签署种植手术知情同意书。

1.2 方法

40 例患者术前均拍摄CBCT，完成全口洁治。首先为所有患者制作放射性过渡义齿，患者戴后拍摄CBCT，获得DICOM三维数据。使用三维扫描仪对石膏模型进行光学扫描，用彩立方种植软件系统将所得光学扫描模型与CBCT数据进行整合，配准三维重建的颌骨模型与石膏模型(图 1)，再选择合适的种植体进行合理的种植位点设计(图 2)，并在三维图上预测修复效果。在彩立方导板制作系统中生成虚拟导板(图 3)，导出第Ⅰ组患者的植牙导板定制数据，利用3D打印机打印出数字化导板。同一医师对第I组患者利用数字化3D打印导板进行种植手术(图 4)，对第II组患者在无导板辅助下行种植手术。

1.3 评价指标

将术后拍摄的CBCT，数据导入“彩立方植牙与定位器定制系统”软件(天津市亨达升科技股份有限公司)进行三维重建(图 5)。将重建后的三维图像导入术前设计数据中，通过选取特征性标志点进行配准，测量实际植入与术前设计的种植体位置及方向的偏差(图 6)。评估参数包括：①角度偏差；②顶部偏差；③根尖部偏差；④深度偏差(图7)。患者在术后1 周、1 月、3 月、6 月、1 年时复诊，记录其并发症情况。

1.4 统计学方法

应用SPSS 22.0进行统计分析。采用独立样本t检验分析2 组患者种植体植入的偏离误差，P<0.05表示有统计学差异。

图 2 种植位点的设计

图 3 虚拟导板 图 4 数字化导板引导下制备种植窝

图 5 术后三维重建

图 6 术前、术后CBCT配准图像

图 7 评估参数

2 结 果

本研究中2 组患者实际植入的种植体位置与术前设计位置在颈部、根尖部、深度及角度的偏差如表 1,差异有统计学意义。术后1 年复查，第Ⅱ组中有1 例患者因粘结剂残留出现种植体周围炎，其余患者均无不良症状，种植体周围软硬组织均较稳定。

表 1 种植体实际位置与设计位置的偏差值

3 讨 论

CAD/CAM技术的发展促进了口腔种植临床工作流程的更新与进步，数字化种植手术导板的制作过程日益精准化、个性化和自动化。最常用的数字化导板制造加工方式主要是快速成型技术和数控切割技术[3]。快速成型技术是在计算机控制下将设计好的三维模型转化为实体模型，能够制作极其复杂的构件，成型精度可高达±0.01%[4]。研究中所用的彩立方种植系统作为一国产数字化软件，主要为3D打印快速成型技术，近年来在国内口腔领域应用较为普遍，这与国外导板相比，缩减了等待时间与制作费用。张健等[5]研究显示：应用彩立方打印导板进行手术的种植体中心偏差距离颊舌向为(0.3±0.2)mm，近远中向为(0.4±0.3)mm，种植体中心线角度偏差颊舌向为(0.9±0.2)°，近远中向为(1.1±0.3)°。本研究同样采用彩立方3D打印导板，其偏差结果与张健等研究结果较大的原因可能是其研究对象包含骨量较充足的后牙区，本研究对象为上前牙区，该区唇侧骨板往往较薄并易形成凹陷性骨吸收，进行种植窝洞预备与植入种植体过程中，钻头和植体均易向唇侧偏移，引起种植体的颈部骨吸收、龈缘萎缩、基台暴露等并发症[6]。

上颌前牙区种植涉及诸多美学风险，对手术精准性及美学修复效果提出更高的技术要求。同时，避让切牙管等特殊解剖结构也增加了手术的技术敏感性与复杂性。若术前对种植区局部骨质、骨量评估不准确，则会导致种植体植入位置的偏差[7]。种植体被植入切牙管内会影响其骨结合，鼻腭神经的损伤也会对上腭部分黏膜的感觉功能造成损伤[8]，致使黏膜麻木，钝痛等症状，严重降低患者的生活质量[9]。因此，上颌前牙区种植对种植体植入位点有着更为严苛的要求。数字化导板对前牙美学区的种植手术更为重要。

数字化3D打印种植导板技术能协助精确定位种植体的植入位置。本研究结果显示两组种植体在顶部、根尖部、深度、角度的差异具有统计学意义，充分说明使用彩立方数字化导板辅助手术较常规手术可以获得更高的精准度，提高了手术成功率和患者满意度，最终能够获得更理想、更稳定的美学修复效果[10-11]。数字化导板按照其支持方式可分为牙支持式、黏膜支持式和骨支持式导板[12]，导板在口腔内的固位稳定情况，将直接影响种植体植入的精准度[13]。Turbush等[14]测量了牙支持式、黏膜支持式和骨支持式数字化外科导板的精确度，结果显示在颈部偏移和根尖部偏移方面，牙支持式导板的误差最小。Ozan等[15]也发现牙支持式导板在角度及尾部偏差上明显小于其余支持方式。本研究中所选病例均为前牙单个或部分缺失，均采用牙支持式导板，固位相对良好，依照金属套管逐级备洞，故实验组种植体精确度明显较对照组高，且偏离误差均较小。应用导板辅助前牙区种植还可实现使螺丝开孔于牙冠舌侧面，采用螺丝固位方式可避免粘结剂残留，从而减少种植体周围炎的发生。

国内外学者研究导板精确度的误差有所不同，如何减小误差从而达到更精准的种植是目前数字化技术的研究热点。分析本研究中导板精确度的偏差主要来自以下几个方面：CBCT扫描到三维重建过程中、导板制作过程中出现的误差；导板戴入口内的稳定性；扩孔钻与压板、压板与金属套筒之间都存在微小的间隙；术前设计与术后数据配准比较时测量偏差等。从CBCT扫描、导板制作、种植窝制备至种植体植入每一步都会有偏差，整个过程中误差逐渐积累[16]。从最初的模拟设计到完成种植手术的每一步过程都将影响导板的精准性[17]。能否精准高效转换术前设计从而保障种植体的最佳植入位置，能否进一步提高数字化导板的精准度从而达到个性化“精准医疗”的要求，是我们今后亟待研究的方向。

4 结 论

利用彩立方种植软件进行术前设计并制作数字化3D打印导板辅助上前牙区种植手术，能够显著提高种植体植入的精确性，但其精准度仍需进一步提高。