3D打印辅助自体牙移植修复牙齿缺失的临床疗效评价

王 琰 ,韩 浩 ,那思家 ,屠军波

(1.西安交通大学附属口腔医院口腔颌面外科,陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室,陕西西安 710004;2.西安咸阳国际机场医疗急救中心,陕西西安 721035)

牙体大面积缺损所形成的残根、残冠,往往是临床上造成牙列缺损的最主要原因。近年来种植牙技术已经广泛普及,但是作为牙列缺损的一种重要修复方法和手段,自体牙移植(autologous tooth transplantation,ATT)仍具备其一定的研究和应用价值。ATT 是指将阻生、错位等无功能牙齿拔除后异位植入自体牙列中,以恢复牙列缺损和咬合功能的方法[1-3]。形态完好、牙根无明显变异的健康第三磨牙临床上通常作为ATT 理想的供体牙,移植入因残根、残冠、外伤、牙折、牙根吸收等原因无法保留而需要拔除的第一、第二磨牙或前磨牙的位置,其成功率受供体牙离体时间、牙周健康状况、受植床匹配度和健康程度等因素影响[4-5],移植牙与牙槽骨之间形成新的牙周附着,存在自体感觉,能够主动适应咬合关系,诱导牙槽骨再生,有效维持牙槽嵴外形及高度,这些都基于移植牙牙周膜细胞的活性及移植牙与植牙区牙槽窝的匹配度。

3D 打印是一种快速成型技术,它最早诞生于1986年,以数字模型文件为基础,运用粉末状复合金属或复合塑料等多种可直接进行快速粘合的成型材料,通过逐层折叠打印的方式来构造物体的技术[6]。早期在机械模具设计制造、工业模具设计等方面广泛应用,后逐步应用于临床器官模型的制作[7]。

供体牙离体时间的长短对保持牙周膜细胞的活性非常重要[2,8]。但是,无论是即刻拔牙的牙槽窝还是在已有的缺牙部位牙槽骨上人工制备的移植窝,都不可能与供体牙牙根完全契合。供体牙离体、牙周膜细胞暴露脱水时间越长,细胞活性越差,而且反复试合造成损伤也是引起牙周膜细胞损害的主要原因。因此,应用3D 打印技术制作供体牙模版,以模版为参考制备移植窝,使之与供体牙牙根形态、长度、周径相匹配,可最大限度的缩短供体牙离体时间,保证牙周膜细胞活性,提高ATT 成功率。

本研究对比分析了分别行传统ATT 及3D 打印辅助ATT 治疗的临床患者术前特点、手术方法、术后效果等,以期为ATT 方式的选择提供参考。

1 对象与方法

1.1 临床资料

收集自2017年9月—2021年8月在西安交通大学附属口腔医院口腔外科门诊完成的ATT 手术患者169例。移植牙共176颗,传统牙移植术为127例(133颗),3D 打印辅助牙移植术为42例(43颗)。

1.2 临床情况分析

一般情况分析从患者年龄、性别分布对受试者的基本情况进行评估。根据受牙牙位、患牙患病及缺失原因等情况分析患牙和受牙区特点。根据供体牙牙位、牙根形态的选择原则分析供体牙特点,记录手术时长。

1.3 分组及手术治疗

所有患者术前拍曲面体层片或锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT),了解受牙区、供体牙周围有无急慢性炎症及整体牙体牙周情况,在充分告知患者治疗过程及疗效后签署知情同意书。

以微创法拔除患牙,减少对牙槽骨损伤,刮除局部炎性肉芽组织,去除根间隔,牙科高速气涡轮手机修整牙槽窝。传统方法是术者通过术前对受牙区X 线片观察,结合自身经验尝试性修整牙槽窝形态,而3D 打印模式是使用模型牙对牙槽窝修整提供依据,使受牙区牙槽窝深度及周径适合供体牙,若受牙区炎症较重,则择期移植。

按常规方法或微创拔除供体牙,术中尽量保护牙周膜,减小创伤。将供体牙植入受牙区牙槽窝内,检查供体牙松动度和咬合关系,使供体牙与对颌牙无咬合关系,必要时调整咬合。植入后供体牙以麻花结扎丝+光固化树脂与邻牙粘接固定。术后2周常规行根管治疗。

1.4 术后随访及疗效评价

所有患者按要求在术后1、2、3、6、9、12、24、36个月来院复诊,根据临床及影像学检查情况,判断移植牙牙周愈合情况,作为移植是否成功以及拆除固定时间的依据,同时对患者后期定期随访提供对照。

对移植牙依据2020年由中华口腔医学会牙及牙槽外科专委会发表的《自体牙移植术规范化操作流程中国专家共识》[9-10]中提出移植牙成功标准进行评价,包括成功、存留和失败3 种。成功:移植牙无松动、无疼痛,牙龈形态及色泽无异常,牙周附着正常,能够行使咀嚼功能;X 线表现为移植牙牙根无吸收,根周牙槽骨密度均匀一致,无炎症性暗影。存留:移植牙松动度介于Ⅰ°～Ⅱ°之间,牙龈无炎症,色正常,可行使一定咀嚼功能;X 线表现为移植牙牙根无进行性吸收,根周牙槽骨高度高于根中1/3以上,密度较周围稍低,但无明显进行性炎症表现。失败:移植牙松动度＞Ⅲ°,牙周附着丧失,牙龈红肿、退缩,牙根外露,有深牙周袋,无法行使咀嚼功能;X 线表现为移植牙牙根吸收,根周牙槽骨附着丧失,骨密度减低。

1.5 统计学分析

采用GraphPad Prism 8.0(Graph Pad)对数据进行统计学分析,计量资料以均数±标准差表示,备牙窝时间的组间比较方差齐则采用独立样本t检验,供体牙离体时间的组间比较方差不齐则采用秩和检验。计数资料的组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

本研究所用供体牙均为牙根完全发育的恒牙。共完成传统ATT 手术127例,移植牙133 颗,男性57颗牙(43%),女性76颗牙(57%);患者年龄20～50岁,平均(33.43±8.01)岁。共完成3D 打印辅助牙移植手术42 例,移植牙43 颗,男性17颗牙(40%),女性26颗牙(60%);患者年龄20～50岁,平均(34.19±6.63)岁。

2.2 受牙区牙位及患牙患病及缺失情况

受牙区牙位全部在磨牙区。传统牙移植手术组中,上颌第一磨牙16颗,上颌第二磨牙10颗,下颌第一磨牙50颗,下颌第二磨牙57颗。3D打印辅助牙移植手术组中,上颌第一磨牙2颗,上颌第二磨牙5颗,下颌第一磨牙15颗,下颌第二磨牙21颗。受牙主要因牙体、牙髓及牙周疾病无法保留而需要拔除,主要原因有残冠(根)、牙折、牙根外吸收、底穿和牙周病等。

2.3 供牙牙位

供体牙均来自第三磨牙,其中来自上颌第三磨牙61颗,下颌第三磨牙115颗。

2.4 手术时长

传统牙移植手术组的备牙窝时间(34.48±3.98)min,最长47 min,最短23 min,供体牙离体时间(11.30±2.22)min(以生理盐水浸泡),最长17 min,最短6 min。3D打印辅助牙移植手术组的备牙窝时间(34.09±4.15)min,最长47 min,最短25 min,供体牙离体时间(1.00±0.23)min,最长1.5 min,最短0.5 min。3D 打印辅助牙移植手术组的供体牙离体时间比传统牙移植显著缩短(Z=—9.804,P＜0.000 1)。

2.5 术后随访情况

169例患者术后随访≥1年99例,6～12个月54例,3～6个月16例。术后3个月因牙齿松动无法保留而拔除者(认定为移植失败)9例,其中传统牙移植手术组失败7 例,3D 打印辅助牙移植手术组失败2例。传统牙移植手术组成功率为77%,存留率为94.7%,失败率为5.3%;3D 打印辅助牙移植手术组成功率为88%,存留率为95.3%,失败率为4.7%。传统牙移植病例见图1,3D 打印辅助ATT 病例见图2。

图1 传统ATT患者的术前和术后情况Fig.1 Pre-and postoperative view of traditional autogenous tooth transplantation

3 讨 论

ATT 作为牙列缺损的治疗方法,其在功能、费用、时间、生物相容性等方面具有一定优势[11]。近年来,随着牙移植和牙再植相关研究的进展,临床ATT取得较大进展,移植成功率大大提升,成为牙列缺损修复的有效手段之一[12]。

本研究纳入的病例年龄介于20～50岁,供体牙均为恒牙,牙根已发育完成。传统牙移植手术成功率为77%,存留率为94.7%,失败率为5.3%;3D 打印辅助牙移植手术成功率为88%,存留率为95.3%,失败率为4.7%,可见对于牙根已经发育完成的牙齿来说,移植牙仍不失为一个可以选择的缺损修复方法。

供体牙的牙周组织细胞活性是决定移植成功的关键。一般来说,患者年龄越小,组织细胞活性越高、再生能力越强,愈后越好,而组织活力与牙齿离体时间和术中牙周膜保护情况有关[13-14]。研究表明,牙周膜活力在牙齿离体18 min后明显下降[15],因此,尽量缩短供体牙的离体时间对移植有利。传统牙移植术受区牙槽窝预备常用供体牙试合,使得供体牙离体时间长,加之反复试合,对供体牙牙周膜细胞损伤较大,不利于移植牙愈合。而引入计算机辅助设计3D打印技术,术前形成供体牙模型,用以试合受牙区的牙槽窝预备情况,待牙槽窝准备就绪后再拔除供体牙,植入预备好的牙槽窝内,可显著缩短供体牙离体时间,减轻了对移植牙牙周膜细胞的损伤,提高了牙移植的成功率。

由于磨牙承担主要的咀嚼功能,牙冠形态复杂,窝沟点隙较多、不易清洁,容易发生龋坏、劈裂或其他原因而无法保留[16]。第三磨牙在形态、大小等方面与第一、第二磨牙相似,可作为移植的理想供体牙[4-5,17]。各个学者对术后移植牙的牙髓是否保留也持有不同意见,我们认为对于根尖未发育完成、受植区慢性炎症得以有效控制的前提下可观察随诊,而根尖孔已闭合的供体牙,移植后牙髓血供难以恢复,易出现牙髓炎症导致牙根吸收,影响愈合,一般建议移植术后2～4周行移植牙的根管治疗。病例中有两例患者移植后半年内未按医嘱行移植牙根管治疗,术后复查拍片时发现移植牙周围牙槽骨形成不足,在及时完成根管治疗3月后复查拍片发现牙槽骨已不同程度恢复,术后1年拍片,牙槽骨已恢复正常高度,达到成功标准。由此可见,移植牙后尽快完成移植牙根管治疗对移植牙后期牙槽骨恢复有重要意义;同时出于对牙周细胞的保护,并不建议在口外行移植牙根管治疗术。

移植牙术后初期稳定性亦是影响移植牙成活的基本条件之一[18],固定方法以弹性固定为最佳,刚性固定和大的活动度均不利于再植牙牙周愈合,而影响移植牙的存活。本研究采用麻花结扎丝加光固化树脂粘接固定类似弹性固定,亦可采用正畸托槽加弓丝固定;在给移植牙提供固位支持的同时,又使移植牙有一定的动度,可在牙齿承受咀嚼压力时,对根尖周组织及牙槽骨形成生理性刺激,有利于根尖周组织愈合。

基于对移植牙牙周组织健康及后期愈合考虑,移植牙不宜过早承担咀嚼压力,故需调整咬合,使其处于无咬合或轻咬合状态,当移植成功后,由于建动力平衡原因,牙齿在行使功能时有向前倾斜移动及对运动的趋势,使同颌的牙齿保持紧密接触而相互支持及上下颌牙咬合接触,可以补偿移植术中由于移植牙与受牙区间隙不匹配而出现的牙间隙。

综上所述,对于青壮年患者来说,当临床上遇到合适的ATT 病例,并经全面评估确实优于其他治疗方法时,ATT 确实是磨牙缺失修复的一种可选治疗方案。3D打印辅助ATT 更有助于提高ATT 的成功率。