3D打印导板在牙列缺损修复中应用效果及对龈沟炎性反应生活质量的影响

蔡若林， 毕 玮， 余优成

(1.复旦大学附属中山医院厦门医院， 福建 厦门 361015 2.复旦大学附属中山医院， 上海 200032)

牙种植是牙列缺损患者重要修复手段，具有美观舒适、固位支持效果、不伤害邻牙等优势，临床认可度高[1,2]。随着种植修复治疗技术及口腔材料学不断改进，越来越多学者发现，牙种植中仅凭借临床经验及二维影像确定种植体植入位点，极易导致种植位置偏差，诱发额面部美观性不佳、重要组织解剖结构破坏、疼痛等问题[3,4]。3D打印导板具有选材广泛、节省材料、精度高、速度快等优势，现已逐渐应用于牙列缺损修复中，并取得一定效果[5]。目前，传统种植导板与3D打印导板在牙列缺损中研究局限于种植体存活率、手术精度等指标，近年发现，牙列缺损口腔修复期间龈沟液炎症细胞因子呈过量表达，其表达过量是否与导板选择有关尚不得知[6]。因此，本研究试图从龈沟液炎症因子、营养状况方面分析3D打印导板在牙列缺损修复中应用，现报道如下。

1 资料与方法

1.1临床资料:选取2019年10月至2020年10月复旦大学附属中山医院厦门医院86例牙列缺损患者(86颗牙齿)，纳入标准：①种植区骨量充足，无需骨增量手术；②颌间距离超过10mm，有足够修复空间；③牙周状况良好；④植物部位无感染；⑤均为单颗牙缺损；⑥患者知晓本研究，自愿签署知晓同意书；排除标准：①凝血障碍；②张口度不足4mm；③肝肾异常；④余牙存在病变；⑤不良咬合习惯；⑥种植部位病损。随机数字表法分组，各43例(各43颗牙齿)。两组临床资料均衡可比(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会审核批准。见表1。

表1 比较两组临床资料

1.2方 法

1.2.1对照组:采用传统种植导板，硅橡胶制膜，根据缺牙处咬合情况、解剖关系调整模型，后翻制模型，将其放入真空压膜机，透明树脂膜压制种植导板(见图1)，种植导板定位牙齿植入点，盐酸阿替卡因肾上腺素注射液(浓度4%)局麻，消毒，铺中，沿牙槽嵴顶切开牙龈，分离骨膜-骨面，充分显现牙槽骨，先锋钻及引导钻备孔，生理盐水冲洗种植孔，放入种植体，旋紧固定，缝合牙龈，术毕给予抗感染、漱口液等常规治疗，术后3个月行二期干预治疗。

1.2.2研究组:采用3D打印导板，①采集图像数据：指导患者清洁口腔，行三维扫描仪扫描，获取牙齿表面相关图像，后行锥形束CT(CBCT)检查，获取骨组织、上颌窦、口内软组织数据；②处理数据：利用三维图像处理软件整合、重建图像，据此设计种植导板、手术方案，并在仿真手术中模拟放置种植体，直至达到最佳效果；③3D打印：以STL格式导出种植体及患者全信息模型，在软件Solidworks软件中绘制导向管，在Geomagic studio软件中设计固位结构，在Minics10.0软件中设计3D打印种植导板，将种植导板数据导入3D打印机，制作3D打印种植导板(见图2)；④种植操作：局麻后植入种植体，种植方法同对照组，注意种植体植入期间应关注患者缺牙处牙槽骨变化及邻近牙齿感觉。术后3个月行二期干预措施。

图1 传统种植导板

图2 3D打印导板

1.3观察指标

1.3.1种植体植入后再次行CBCT扫描，采用Mimics10.0行3D重建，将术后模型与术前模型进行配准，重新定义坐标，记录实际种植体与虚拟种植体尖部与颈部中心点的三维坐标，根据坐标值计算实际种植体在近远中、颊舌向、垂直向偏离值。

1.3.2术后12个月随访两组种植体存活率，种植体契合牙槽骨，无炎症反应，咀嚼功能正常为种植存活，反之为失败。

1.3.3分别于术前、术后6个月、12个月，①指导两组患者咀嚼2g杏仁，(已核查)左右两侧牙齿各咀嚼25次，收集咀嚼物，与适量蒸馏水充分混合、过滤，计算咀嚼效率；应用ZQ-009咬合力测试仪(上海曙新科技开发有限公司)测定咬合力；②清水漱口，清除牙龈上菌斑，无菌滤纸条称重法收集龈沟液标本，离心10min(10000r/min)，采用美国宝特生产BIOTEK ELX800型酶标仪测定白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)；③口腔健康影响程度量表(OHIP-14)评估标准：涉及生理障碍、生理性疼痛、功能限制、社交障碍、心理障碍、残障、心理不适7个维度，均含2个条目，采用0～4分计分法(无～经常)，总分0～56分，得分越低口腔健康相关生活质量越好。

1.3.4记录两组治疗期间并发症(感染、牙齿疼痛、种植体松动)发生率。

2 结 果

2.1手术精度相关指标:研究组尖部、颈部近远中向、颊舌向、垂直向偏离值低于对照组(P<0.05)。见表2。

表2 两组手术精度相关指标

2.2两组种植体存活率:术后随访12个月，研究组和对照组分别失访1例、3例，研究组种植体存活率为100.00%(42/42)，高于对照组存活率75.00%(30/40)(χ2=11.958，P<0.001)。

2.3咀嚼效率、咬合力:术前、术后6个月、12个月两组咀嚼效率、咬合力比较，差异无统计学意义(P>0.05)，术后6个月、12个月两组咀嚼效率、咬合力高于术前(P<0.05)。见表3。

表3 两组咀嚼效率咬合力

2.4龈沟炎性因子:术前、术后6个月、12个月两组龈沟液IL-6、IL-8、TNF-α水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)，术后6个月、12个月两组龈沟液IL-6、IL-8、TNF-α水平高于术前(P<0.05)。见表4。

表4 两组龈沟炎性因子

2.5并发症:研究组并发症发生率与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表5。

表5 两组并发症n(%)

2.6OHIP-14评分:术前、术后6个月、12个月两组OHIP-14评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)；术后6个月、12个月两组OHIP-14评分均高于术前(P<0.05)。见表6。

表6 两组OHIP-14评分分)

3 讨 论

牙列缺损属常见口腔疾病，缺牙部位及数量不同，其对咀嚼、发音功能及口颌健康的影响程度有所不同，尽早实施口腔种植修复尤为重要。口腔种植修复是近年较推崇手段，可有效恢复咀嚼功能及面部美观，在牙列缺损患者中取得确切效果，但该术式对种植体位置、骨量、颌位关系等要求较高，一旦种植体安装角度不佳，极易损伤邻牙及神经，诱发牙周炎、龋病，危及患者身心健康[7,8]。

种植导板的应用可有效解决上述困扰，然而研究表明，传统种植导板易受术野、冷却、固位等因素影响，整体效果无法满足临床预期，且在颌骨骨量不足、多牙缺失的牙列缺损患者中存在一定局限性[9]。3D打印技术是最先进工业指导技术，以数字模型文件为基础，利用可黏合材料(粉末金属、塑料)构成物体，现已广泛应用于口腔正畸、种植、修复等领域。赵妮妮等[10]学者发现，3D打印技术种植可降低牙列缺损患者颈部偏移距离，提升种植体存活率，远期疗效较好。李二红等[11]研究报道，与传统种植导板相比，3D打印导板技术可减少牙列缺损患者修复角度及位置的误差，确保种植体精确度。本研究显示，研究组尖部、颈部近远中向、颊舌向、垂直向偏离值低于对照组(P<0.05)，与上述研究观点相似。另有研究指出，安全范围内，种植体最大偏移距离不得超过2mm[12]。这可能是由于：利用3D打印技术制作导板，可提高导板与黏膜贴合度，最大限度降低操作所致手术前后位置及角度偏移，提高种植定位准确性；导板材质强度高，不易变形，引导钻头方向时抗变形能力好，可有效减少导板变形所致偏移；止动环可限制植入深度，钻孔和植入种植体时更为精准。而传统种植导板材质较软，易变形，引导钻头方向时抗变形能力差，影响种植体植入，增加种植体角度偏离值。由于颌骨解剖结构存在个体化差异，放射条件与术中体位、术野限制下，使得术中实际种植位置与术前预测种植位置出现偏差。同时传统种植导板制作过程繁杂，易受人为因素影响，术后偏移情况更为明显。本研究还发现，研究组种植体存活率高于对照组，考虑原因为传统种植导板无法让冷却水喷射至种植孔，制作过程中会产生热效应，诱发骨损伤，导致种植失败，而3D打印导板采用中部镂空设计，实施种植手术期间，冷却水可顺利进入种植孔，喷射至扩孔钻体，降低扩孔钻温度及种植口骨组织温度，防止骨损伤，提高种植成功率。从并发症来看，研究组仅出现1例牙齿疼痛，考虑原因与术者操作有关。同时并未发现感染病例，考虑与3D打印导板能高温消毒有关。

IL-6、IL-8、TNF-α均为常见促炎因子，IL-6可介导炎症细胞聚集，扩大炎症级联反应，损伤口腔牙龈组织；IL-8是新型细胞趋化因子，其水平变化与牙周炎症程度密切相关；TNF-α可诱导黏附分子、炎性因子及趋化因子合成，刺激机体炎症反应，提高破骨细胞活性，损伤牙周组织。正常情况下，IL-6、IL-8、TNF-α呈低表达，牙列缺损发生后，其水平持续升高。统计分析发现，术后6个月、12个月两组IL-6、IL-8、TNF-α水平高于术前，以术后6个月各指标水平升高最为明显，推测原因与两方面有关，一方面是种植体植入所致炎性应激反应，另一方面是种植体可诱导细胞发生免疫反应，改变牙周局部微环境，诱发炎症反应。术后12个月两组各指标呈降低趋势，可见随着时间推移种植体植入所致炎症反应逐渐消退。另有研究表明，缺牙会影响机体咀嚼功能，限制营养物质摄入，诱发营养不良，降低患者生活质量。但本研究均为单颗牙齿缺失，对机体营养状态影响较小，故并未统计营养状态相关指标。

综上，3D打印导板应用于牙列缺损修复患者，有助于缩小种植体尖部及颈部偏离值，提高种植体存活率，改善生活质量，且对龈沟液炎性反应影响较小。但3D打印导板从设计、加工、制作经历诸多环节，各个环节均存在一定偏差，可能会影响导板稳定性及植入精度，临床需做好监督工作，减少各个环节误差，提高3D打印导板辅助手术精度，为其广泛应用提供理论依据。