种植修复印模分段合金夹板的设计与应用评价

哈斯达来，吕广辉，宫学达，徐少甫，潘文慧，阮佳依

（1.赤峰学院附属医院，内蒙古 赤峰 024005；2.赤峰学院口腔医学院，内蒙古 赤峰 024000）

由于种植体与天然牙结构上的不同，种植体不能补偿上部的结构修复体精确性不足，要求种植体上部结构达到被动就位。种植义齿的被动就位是种植修复成功的重要条件，也是种植固定桥长期修复效果的基础，且对于种植固定桥或联冠修复尤为重要。修复体精确性的提高涉及多个方面，其中最重要的是提高模型的精确性。模型的精确性首先依赖于印模的精确性。不同印模方法其印模的精确性有所不同。目前公认比较精确的种植义齿印模方法是树脂夹板印模技术和开窗式印模技术。Branmark[1]首先提出了夹板印模技术，具体方法操作是在口内使用牙线固定转移杆，再用自凝丙烯酸树脂连接转移杆，以固定转移杆之间的相对位置，从而提高印模的精确性。但在临床操作过程中，发现这种方法存在牙线连接不牢固，自凝树脂在软组织上容易变形移位，椅旁操作时间长等缺点[2]。之后虽有对树脂夹板印模技术改良的报道[3]，但都不能避免树脂夹板收缩和强度不足的问题。

相比于非开窗印模技术，由于开窗取模省去了将转移杆从印模材料中取出后重新插入的过程，避免了重新复位操作使转移杆复位不准确和印模材产生的额外的内应力和形变，故普遍认为开窗式印模的精确度高[4]。但采用开窗式印模法时，转移杆与种植体替代体的就位情况一般无法通过目测直接判断，并且种植体替代体在与转移杆连接时，螺丝的旋入可能使转移杆产生轻微的旋转偏移[5]，从而影响印模的精确性。

合金夹板转移印模技术(基台-桥架转移印模技术，abutment-framework impression technique)是另一种可以提高种植体印模精确性的方法[6-8]。该方法不存在转移过程中夹板的收缩变形；与树脂夹板相比，合金夹板有较高的抗弯强度，能更好的抵抗印模变形，抵抗树脂聚合以及石膏模型膨胀等的外界作用力；另外与开窗式印模技术相比，合金夹板转移印模技术是非开窗式，减小了了医生的操作难度，减轻了病人的痛苦，尤其在张口度较小的后牙区。目前合金夹板已普遍应用于口腔种植固定桥或联冠修复的印模制取过程，可以明显提高种植固定桥或联冠修复印模的精确性，从而达到了提高最终种植修复体成功率的目的，相关专利技术已获中国知识产权局授权。但临床应用中制取终印模前需要额外一次就诊制取初印模，灌注模型，用以制取最终修复体印模的合金夹板，不仅增加了种植修复体的完成周期，也增加了患者的就诊次数。本项目课题组从2017年开始设计开发另一种分段合金夹板（the segmented alloy splint），不仅减少了患者的就诊次数，避免了个性化合金夹板一次性使用制作的医疗资源浪费。分段合金夹板，既带翼套冠，由套冠和翼（连接梁）两部分组成，使用时通过激光焊接技术将两颗或多颗与相应基台配套的带翼套冠连接成合金夹板，直接通过一次临床就诊完成最终精密印模的制取。本研究的目的是设计开发一种分段合金夹板，通过记存工作模型模型和临床试戴实验对其尺寸、外形等进行规范化，从而达到将专利产品化，向临床应用推广。

1 材料和方法

1.1 设备和材料

工具显微镜（Swift-Duo，Vision，英国）；高频铸造机（E5，北京维真兄弟医学技术有限公司，中国）；节能箱式电炉（SX-GO7123，天津中环电炉有点公司，中国）；氩弧焊电焊机（LZ-DHJ，天津利众，中国）；电子游标卡尺（德力西，中国）；转移基台和替代体（TSⅡ，Osstem，韩国）；钴铬合金（Bego，德国）；模型用丙烯酸树脂（GC而至富士，日本）；超硬石膏（dentona，德国）。

1.2 临床种植模型数据统计

收集2019年1月至2021年12月在赤峰学院附属医院口腔种植科就诊并在赤峰雅美齿科技术有限公司制作的种植联冠、固定桥的工作模型。种植体间距的测量统一采用直径5.0mm、高度7.0mm、穿龈高度2.0mm转移基台（Osstem，韩国），中央螺丝加转矩30N?cm固定后使用电子游标卡尺测量内测距离和外测距离后取平均值作为种植体间距数据。转移基台穿龈高度的数据的收集采用采用直径5.0mm、高度7.0mm，但穿龈高度分别选用1.0～5.0mm五种基台试戴固定后边缘平齐龈缘时的穿龈高度作为穿龈高度数据。

1.3 种植固定桥（联冠）修复标准模型的制作

考虑牙列缺损种植修复设计，设计了长间距种植联冠修复（12、11、21、22缺失）、段间距种植联冠修复（34、35缺失）、末端游离缺失种植联冠修复（45、46、47缺失）等典型缺失，利用标准模型制作牙列缺损种植修复模型，灌注模型时将替代体（analog）植入，并用人工牙龈材料形成牙龈袖口，以便用于分段合金夹板的制作、试戴与连接。以14、15、16、24、25缺失为例，说明具体方法如下：

1.制备标准模型制备的牙列缺损：利用蜡封闭牙列标准阴模14、15、16、24、25部分，灌注超硬石膏模型，制备成标准模型制备的牙列缺损，修整过凸的边缘。

2.种植固定桥（联冠）修复原始模型形成与种植袖口的塑形：用蜡恢复标准牙列缺损模型的组织缺损过多部分，并制备成牙列缺损剩余牙槽嵴的形态。选用4个5.0mm（D）×5.5mm（H）×2.0mm（G/H）的转移基台加热后与邻牙平行插入14、16、24、25部分的牙槽嵴，深度以基台边缘平齐龈缘或位于龈缘下1mm为准，修整变形的龈缘至光滑连续。

3.转移基台的连接与种植固定桥（联冠）修复原始模型的完成：用GC树脂制作树脂基底冠后将14、16和24、25转移基台分别连在一起，形成树脂-基台转移体，要求基台与树脂基底冠密合，无旋转等固位不良情况，完成种植固定桥（联冠）修复原始模型。

4.种植固定桥（联冠）修复标准模型阴模的制备：蜡片围模种植固定桥（联冠）修复原始模型，调拌复模用硅橡胶（金马克，意大利），灌入围模内，聚合完成后去除种植固定桥（联冠）修复原始模型，形成种植固定桥（联冠）修复标准模型阴模（图1）。

图1 种植固定桥（联冠）修复标准模型阴

5.种植固定桥（联冠）修复标准模型的完成：树脂-转移基台复合体分别连接种植替代体后复位于种植固定桥（联冠）修复标准模型阴模内，喷洒分离剂，注射人工牙龈硅橡胶，超硬石膏灌注模型，凝固后取出模型，去除树脂-基台转移体，完成种植固定桥（联冠）修复标准模型的制备（图2）。

图2 种植固定桥（联冠）修复标准模型

1.4 转移基台与分段合金夹板套冠部分尺寸设计

常规种植固定桥（联冠）修复转移基台（Osstem，韩国）选用非抗旋转基台（Non-Hex），尺寸选用如下：标准磨牙区选用直径6.0mm、高度5.5mm、穿龈高度1～3mm；前磨牙及前牙区选用直径5.0、高度7.0、穿龈高度2.0～4.0mm。本研究根据临床不同部位种植体转移基台规格（直径和高度）的统计分析，前后牙选用基台的直径本项目选择了适用于多数种植部位的5.0mm×5.5mm的转移基台制作分段合金夹板套冠。在5.0mm×5.5mm的转移基台表面制作分段合金夹板树脂蜡型，要求套冠厚度0.3～0.5mm，翼的宽度（龈径）3.0mm、厚度（颊舌径）1.0mm、长度（近远中向）根据设计而定，钴铬合金铸造，打磨抛光，形成分段合金夹板。

1.5 分段合金夹板翼参数的确定：数量、长度、位置和三维方向

首先分段合金夹翼板数量上，根据统计以单翼为主，作为特殊类型设计一种双翼分段合金夹板，因为双翼分段合金夹板仅用于三联冠或全颌种植，可用单翼分段合金夹板替代完成（图3）；其次分段合金夹板翼的长度上，根据统计获得了种植联冠修复的基台间距为5.0～20.0mm，故分段合金夹板翼的 长 度 设 计0mm、5mm、10mm、15mm、20mm五 个规格（图4）；最后，位置和三维方向方面，为了降低整套分段合金夹板的数量，取缔了原设计中向及龈向分别15°、30°、45°的六种规格，以选用不同穿龈高的基台调整种植体龈向的不协调，以选用非抗旋转基台调整种植体间颊舌向的不协调。

图3 单翼分段合金夹板牙合面观

图4 分段合金夹板翼的长度设计

1.6 分段合金夹板的翼的连接

为发挥合金夹板刚性连接的优势本项目拟采用激光焊接的方法完成分段合金夹板的连接，焊接前的固定采用常规GC树脂连接翼之间存在缝隙之处，避开相互接触的部分，为焊接提供便利；另分段合金夹板使用后的分离采用片切分离焊接点的方法，分割完成后打磨、喷砂、消毒，以备后续使用。

1.7 分段合金夹板的应用

1.分段合金夹板的选择：根据缺损间隙选择合适的规格的分段合金夹板，要求翼的部分部分重叠。

2.基台穿龈的选择：口内板试戴分段合金夹时初步选用5.0mm×5.5mm×2.0mm的转移基台，保证边缘平齐龈缘或位于龈缘下1.0mm以上，如不能达到要求，调整基台穿龈高度。

3.分合金夹板的连接：将就位好的分段合金夹板翼重合良好后GC树脂初步连接固定。将初步固定好的分段合金夹板在口外激光点焊机上焊接形成合金夹板。将焊接好后的分段合金夹板，再次口内就位，GC树脂填塞分段合金夹板翼龈方的间隙并成形组织面外形。

4.基台与焊接后合金夹板的粘固：使用3M玻璃离子水门汀，将焊接后合金夹板的粘固在口内基台上（图5）。

图5 焊接后分段合金夹板的粘固

5.种植固定桥（联冠）修复印模制取：常规使用闭口式印模方式直接制取种植固定桥（联冠）修复终印模。

6.种植固定桥（联冠）修复工作模型的灌注：取出印模后，将粘固有分段合金夹板基台取出，连接种植替代体，再将焊接后分段合金夹板-基台-替代体复合体复位至印模内，注射人工牙龈，灌注超硬石膏模型。待固化后拆除焊接后分段合金夹板-基台复合体即刻获得种植固定桥（联冠）修复工作模型（图6）。

图6 分段合金夹板就位于终印模

7.焊接后分段合金夹板-基台复合体的分离：去除复合体表面GC树脂后置于烤瓷炉内200℃、2min，分离合金夹板和基台，分割用片切片分离焊点，恢复成分段合金夹板，打磨、喷砂、消毒，备用。

1.8 数据统计分析

种植体间距数据以5.0-10.0mm、10.1-15.0 mm、15.1-20.0mm、20.0mm＜4个区段分别记录频次；穿龈高度的数据以1mm、2mm、3mm、4mm、5mm分别记录频次表示，各类类型分段合金夹板的应用次数直接记录频次。

2 结果

2019年1月至2021年12月期间共收集到临床模型207例，临床模型种植体间距数据数据统计结果为7.3mm～26.7mm，其中以10.1-15.0mm频次最高为113例；穿龈高度以3mm居多，为245例。不同长度翼分段合金夹板的使用频数以10.0mm的使用频数最高，为213次，其次为5.0mm翼的分段合金夹板为118次，无翼、15.0mm翼和20mm翼分段合金夹板的使用频次分别为35例、56例、4例。

根据临床模型试戴最终确定的成套的分段合金夹板规格包括：套冠尺寸设计选用5.0mm×5.5mm为 标 准，翼 的 长 度 为0mm、5mm、10mm、15mm的单翼分段合金夹板各5个，翼的长度为10mm双翼分段合金夹板3个，非抗旋转转移基台（Non-Hex）5.0×5.5mm×2mm、5.0×5.5mm×3mm、5.0×5.5mm×4mm的各3个，共32个。

3 讨论

关于被动就位（passive fit）的定义尚不明确，Buzayan等[9]认为如果螺丝固位的种植体支持的修复体的上部结构不在修复体内部或周围骨基质中产生静载荷和应变，则可以将其视为被动就位。陈[10]认为在种植体平台表面和上部支架表面完全平行的情况下，当二者接触面达到最大的空间一致性，并且在加转矩拧紧所有螺丝后结构无张力时状态为精准被动就位。天然牙由于牙周膜的存在，可提供约100μm的动度，而种植体植入后与骨组织实现刚性的骨结合，动度取决与周围的骨组织弹性，一般不超过10μm。因此种植修复尤其是固定桥或联冠等涉及多单位植体互相连接设计的种植体修复要求比天然牙修复更高的精确度，才能获得理想的被动就位，这对于螺丝固位种植体的长期存活和成功的必要条件[11,12]。被动就位收制作工艺、固位方式等多种因素的影响，其中印模的精确性最为明显。如果种植修复印模精确性不足，则不能真实反映口内种植体的相对位置关系，从而导致修复体的戴入无法达到理想的被动就位，从而引发一系列机械和生物学并发症。机械并发症可表现为修复体固定螺丝的松动、锁定或种植体的断裂[13,14]。生物并发症则是由于修复体精确性不佳，种植体无法代偿，就位时出现边缘适合性不佳，从而引起菌斑堆积或边缘微渗漏，进而增加种植体周围炎、骨结合丧失、边缘骨吸收风险[15,16]。因此研究更精确的种植修复印模技术对提高种植修复长期应用至关重要。

合金夹板转移印模技术（基台-桥架转移印模技术）的基本原理是一种刚性转移技术，即以合金夹板作为刚性转移装置，将患者口内种植体间的三维位置关系精确地固定并转移到印模及模型上，形成精确的印模和模型，为制作最终精确的修复体创造基本条件[17]。具体过程包括通过非开窗式印模技术制取初印模，灌注石膏初模型，在初模型上根据穿龈情况选择基台并制作钴铬合金夹板和塑料就位小体，就位小体引导基台就位于口内种植体，试戴钴铬合金夹板达到基本密合，之后树脂水门汀将钴铬合金夹板粘固于基台表面形成基台-合金夹板转移装置，再以此装置非开窗式印模技术制取终印模，灌注种植固定桥修复精密模型。与树脂夹板相比，合金夹板有较高的抗弯强度，能更好的抵抗印模变形、树脂聚合收缩以及石膏模型凝固膨胀等的不良外界作用力，从而保证种植修复印模的精确性[18]。但同时存在需要额外一次就诊制取印模，增加患者的就诊次数，一次性制作和使用合金夹板，浪费医疗资源等弊端。

本研究通过临床模型的测量分析确定了典型种植固定桥修复模型的特点，包括种植体间距（5.0-20.0mm），两颗种植体相对的牙合龈及颊舌向位置关系，制备了典型的种植固定桥或联冠修复标准模型，形成了系列的、成套的分段合金夹板，不同的套冠规格、不同的翼参数，不同的组合应用，以解决大部分种植固定桥修复印模制取造成的精确性不足的问题，并且解决原个性化合金夹板增加临床就诊次数，延长种植修复周期的问题。根据种植与邻牙关系选择了5.0（D）×5.5（H）的非抗旋转（Non-Hex）作为通用基台制作分段合金夹板树脂基底冠，再经过临床模型体外试戴实验筛选出了分确定了常用分段合金夹板翼的尺寸，并通过选择不同穿龈高度来弥补种植体牙合龈位置不调，大大降低了分段合金夹板的数量，并将常用的树脂分段合金夹板制造成合金，配以不同穿龈的5.0（D）×5.5（H）的非抗旋转（Non-Hex）基台，制作成成套的种植固定分段合金夹板印模制取装置，供临床使用。另外对于分段合金夹板的无变形固定焊接及分离也进行了规范化的操作研究。

本研究的不足之处在于只进行了分段合金夹板的外形、参数和数量进行了筛选，对使用步骤进行了探索，但对于实际应用中能否正在达到提高种植固定桥（联冠）修复印模精确性的情况需要进一步研究。

4 结论

本研究成功设计了含有32个组件的成套的分段合金夹板，并对各组件的选择和整体使用过程进行了规范化研究，能够满足大部分种植固定桥（联冠）使用需求。