作者:刘自华,卜令同,吴孟轩,徐光宙,上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔外科
1. 数字化全口种植技术的发展
随着重度牙周炎、肿瘤外伤等导致的牙列缺失或终末期牙列患者数量逐渐增加,牙列缺失不仅影响患者的咀嚼和发音等功能,还对面形及心理健康造成严重负面影响。目前全口种植修复是恢复牙列缺失的重要方法,并在临床上得到广泛应用。传统的种植技术无法在术前进行科学的种植手术预计和规划,无法预判术后面容恢复的效果;术中主要依赖医生的经验,难以将种植体准确植入到理想的三维位置;此外,还容易损伤重要的解剖结构(如上颌窦、下牙槽神经、颏神经及口底血管网等)。
传统的临时修复体需在术后刚性取模后制作,对面形的恢复完全靠修复医生的经验,整个过程患者的不适感较重且等待时间较长。近年来,随着各类数字化技术,如锥形束计算机断层扫描技术( cone-beam computed tomographyCBCT )、数字化扫描技术( digital scanningtechnology)、种植设计软件、计算机辅助设计/ 计算机辅助制造技术(computer aided design,computer aided manufacture,CAD/ CAM)、3D 打印技术(three dimension printing,3D printing)等的兴起与发展,计算机辅助种植外科( computer-aided implant surgery,CAIS)在口腔种植领域得到了广泛的应用。
数字化全口种植技术在术前采集患者的软硬组织信息、髁突位置及下颌运动轨迹,将其转移到计算机上,实现由“临床信息”向“数字化信息”的转化。利用计算机软件根据所采集的数字化信息模拟恢复牙列、咬合及面型。再依据修复体的位置,确定种植体的数量及三维位置。通过3D 打印技术制作手术导板、临时修复体。在导板引导下手术,术后可即刻修复,无需制取印模。提高了患者的舒适度,缩短了治疗时间,使得“以终为始,以修复为导向,即拔即种即刻修复”的理念成为可能。数字化全口手术导板为实现数字化全口种植技术提供关键支持。本文将探讨数字化全口种植手术中导板的应用与最新进展。
2. 数字化全口种植导板
按照支持类型不同,数字化全口种植导板可以分为牙支持式、黏膜支持式、混合支持式和骨支持式四种。牙支持式导板利用剩余的牙齿支持导板,精确度相对于骨支持式更高,更容易获得定位的稳定性。潜在的全口种植修复患者的待拔余留牙可以作为导板定位的解剖结构,使导板定位更加精确。黏膜支持式导板直接就位于牙槽嵴黏膜上,由口腔黏膜支持,种植过程中无需翻瓣,通过固位钉与患者黏膜固位。
骨支持式导板由整个骨面支持,就位前需要分离黏骨膜瓣,导板与骨组织直接接触固位,适用于骨缺损、需要进行骨增量手术或具有解剖学结构限制的患者。研究证实,不同支持形式的导板引导种植体植入的精度存在差异。牙支持式导板精度最高,骨支持式导板精度最低。然而,当重度牙周炎导致患牙松动时,牙支持式定位导板的精确度降低。
2.1 单一全口种植导板
单一导板由一个黏膜支持式种植导板构成,具有单一的位点和植入方向,在导板基部增设固位钉以增加导板的稳定性。单一导板适用于术中无需牙槽骨成形的患者,如无牙颌患者或拔牙后牙槽嵴稳定且颌间距离合适的患者。然而,对于大多数无牙颌患者或潜在无牙颌患者,种植体植入前仍需拔除剩余无功能牙齿或修整牙槽骨以调整颌间距离。过大的颌间距离会导致冠根比失衡,增加种植体受力,也难以获得良好的美观效果。但翻瓣、牙槽嵴修整后导板缺乏稳定的黏膜支持,重新就位难度较大,术中导板位置不易稳定。此外,修整骨面后就位导板使扩孔钻的有效长度减小,对于钻针的长度和患者的开口度要求更高。因此,单一导板无法实现拔牙后即刻种植即刻修复的需求。
2.2 复合式全口种植导板
全口即刻种植要求导板就位精确,在术中辅助牙槽骨的修整并引导种植体植入,复合导板的出现弥补了单一导板的缺点,使得即拔即种即刻修复成为可能。复合导板由支持导板、截骨导板和种植导板组成。使用牙支持定位导板制作固位钉栓道,拔除余留牙后安装截骨导板,并在导板引导下平整骨面;最后在种植导板引导下植入种植体。这一方法解决了全口种植需要在拔牙后等待3 个月才能种植的问题。复合式导板实现了从骨面的平整到种植体植入位点和方向的术前计算机设计、导板辅助操作,术后即刻修复体同样由计算机设计制作,真正实现了从种植到修复的全程数字化。
由于颌骨与导板材料两者存在不均质性,在骨密度低(Ⅲ类或Ⅳ类骨)的条件下,反复更换导板可能会导致栓道增大,难以实现导板的固位和稳定。多次固位钉拆卸使栓道失去原有的精确形态,从而降低了导板的定位准确性。随着患者年龄增加,骨密度降低会对种植精度产生影响,可能导致植入时种植体角度偏差增大。
2.3 组合式全口种植导板的应用
组合式导板的出现使全口种植导板的精准性大幅提升。组合式导板将导板间的连接和更换局限在均质的材料之间,避免了复合导板在手术中骨与导板两种非均质材料间的更换和移动带来的不便和误差。
榫卯式连接的组合式全程数字化导板,与复合导板一样包含牙支持式固位导板、截骨导板和种植导板。然而与复合导板不同的是,其导板之间并非独立,而是通过“榫卯式”结构连接。榫卯是中国传统建筑上,在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式。凸出的为“榫”,凹进去的部位为“卯”。
组合导板在每个导板上设计4 或5 个榫卯结构,依靠相互间的摩擦力固位。在手术过程中牙支持式导板作为基底,固定后不再移动,只需更换截骨和种植导板即可完成手术。组合式全口种植导板通过巧妙的“榫卯”结构设计将导板间的连接和更换转移至均质材料之间。同样,有学者使用磁性连接式组合导板,其中截骨的基底导板固定不动,导板间的更换转移至磁性材料之间,均实现了精准度的提升。
3. 组合式导板引导下的全口无牙颌种植及修复流程
3.1 软硬组织信息的数字化采集
全口种植修复用于牙列缺失或处于终末期牙列的患者。此类患者的咬合功能已经大部分甚至全部丧失,下颌颌位不稳定,咀嚼肌功能紊乱,吞咽、发音等一系列功能都有一定程度的减弱。对此类患者的治疗,不仅是对缺牙的再造,更需要保持牙齿、神经、咀嚼肌、颞下颌关节之间的平衡,实现对面形和功能的恢复。
全口数字化无牙颌种植手术前,需采集软硬组织数据,记录髁突的位置以及上下颌间颌位关系。通过CBCT 收集口内硬组织数据, 口内扫描(intraoral scanning)和面部扫描(facial scanning)收集软组织数据,电子面弓和下颌运动轨迹记录仪记录上下颌关系。下颌运动轨迹记录仪可以通过咀嚼运动间接检查咬合情况,推测咬合特征。
通过以上方式,与全口种植手术及修复相关的颌面部信息完成了向数字化的转化。相关导板设计软件读取数据,通过计算机辅助设计,设定出理想状态下的颌位关系(前伸、侧向和中性颌的位置),髁突的位置,牙合平面,中切牙切缘位置等,并在软件中虚拟咬合、排牙。根据排牙的位置,以修复为导向,设计种植方案及种植体的三维位置,并避开颏神经、下牙槽神经、口底血管束、上颌窦等重要解剖结构。根据种植体的三维位置,设计并三维打印手术导板、临时修复体。
3.2 数字化导板辅助下的全口种植手术
口腔颌面外科常规消毒铺巾,局部麻醉后行余留牙牙龈缘内切口及无牙区牙槽嵴顶水平切口, 翻全厚瓣至前庭沟底,充分暴露牙槽骨及余留牙。安放牙支持式榫卯结构定位导板,用固位钉钻制备就位道,通过固位钉将牙支持式定位导板固定于颌骨上。取下牙支持式导板,余留基底的截骨导板,拔除余留牙,平整骨面。将种植导板通过榫卯结构连接在基板上,在导板引导下完成种植窝洞的预备和种植体植入。
3.3 临时修复体的即刻就位
在计算机辅助设计软件中加载含有颌位关系、软硬组织信息以及种植体三维位置的完整数字化模型,在术前设计并3D 打印临时修复体。种植体植入完成后,拆卸种植导板。若种植体初期稳定性良好(扭矩>35 N·cm),安放复合基台(初级基台),于复合基台上部安放修复基台(次级基台)。临时修复体的预成孔道通过修复基台,并通过榫卯结构与截骨导板连接,将临时修复体就位于口内。通过复合树脂粘接水门汀将临时修复体与修复基台粘接固定。临时修复体连同修复基台取下后抛光修形。取下截骨导板后再次就位临时修复体,通过修复基台的就位螺钉连接固定。复合树脂封闭螺钉孔道,调牙合,完成术后即刻修复。
3.4 最终修复体的制作
临时修复体佩戴4~6 个月后,患者的口颌稳态已经基本建立,可以更换终修复体。临时修复体是终修复体的原型,对于终修复体在咬合、形态、美学上的满意度都起到了至关重要的作用,因此更换终修复体时,应该最大程度保持临时修复体的特点和信息。
4.全口数字化导板的评价
全口数字化种植是一个十分复杂的过程,在各个阶段都可能产生误差并逐步积累。从数据的收集:口扫、面扫、CBCT;导板制作阶段:导板的固有误差以及导板的支持方式;临床手术实施阶段:黏膜厚度、骨密度;种植体长度、植入方向等。目前研究认为临床种植体植入的相关偏差不应超过2 mm,否则可能损伤周围重要结构。
4.1 全口数字化导板的精度
大量研究表明,数字化种植手术导板引导下的种植体植入具有较高的精确度。有研究系统性综述分析总结了无牙颌导板引导下种植手术的精确度及其影响因素,研究结果显示,无牙颌导板引导下种植体植入位置的平均轴向角度偏差介于1.85° ~8.40°之间,平均颈部线性偏差介于0.60~1.68 mm 之间,平均尖端线性偏差量介于0.67~2.19 mm 之间;上颌无牙颌导板引导下种植时,种植体平均轴向角度偏差量介于2.60° ~4.67°,平均颈部线性偏差量介于0.71~2.17 mm,平均尖端线性偏差量介于0.77 ~2.86 mm 之间。D′Haese 等共对31 项使用静态导板的临床研究进行了总结,其中平均的根尖区偏差范围在0.6~1.2 mm。
大量
4.2 种植体边缘骨吸收
数字化导板辅助下全口种植修复,种植体周围骨可以获得良好的长期稳定性。Komiyama 等使用导板引导下种植全口固定修复研究显示,负载第1 年种植体边缘骨吸收平均为0.85 mm。Bergknvist等报道种植体负荷8 个月边缘骨吸收为1.6 mm,20 个月时吸收增加了0.41 mm,32 个月后吸收增加了0.08 mm,边缘骨吸收在第1 年最明显,后期逐渐稳定。
4.3 面形与美学的恢复
侧面轮廓的分类基于两条直线:鼻尖点与上唇基部的连线,以及上唇基部与颏前点的连线间的关系确定。当两条线形成一条直线时,轮廓是直面型或理想型。若颏点位于上唇前方,则为凹面型;颏点位于上唇后方,则为凸面型。大多数无牙颌患者由于上唇支持以及垂直距离丧失呈现凹面型。数字化全口种植修复可以通过术前设计预判面形恢复的程度,以结果为导向,设计种植体位置和方向,恢复患者侧貌。
上唇基部的位置可以通过上颌前牙倾斜度以及基托厚度改变,颏点的位置可以通过垂直距离的变化而改变。全口种植修复后,患者面形得到了改善,唇部突出度,唇红区域面积和体积也显著增加,达到了理想的美学效果,患者的满意度高。
5. 局限与发展
数字化导板也存在不足。其一,全口数字化种植的精度高度依赖于数字化信息采集的精度,术前即预判术后效果,术中无法更改方案。若在数据的收集阶段如CBCT 的扫描时出现严重误差,会导致后续就位导板、植入种植体以及就位临时修复体均出现困难,手术及修复无法实现。其二,全口数字化种植导板体积较大,术者自由操作空间减少,对开口度要求较高。其三,数字化导板引导下备洞时,冷却困难。虽然冷却水可以带走部分打磨产生的热量,但是仍存在牙槽骨局部受热损伤等问题,影响后期骨整合。
因此在设计导板时,需要在保证强度的前提下,种植位点充分开窗,便于冷却水注入。未来仍需要有更多大样本量的研究验证全程数字化导板的准确性及影响因素,为全程数字化全口种植导板的设计和使用提供临床支持。
6. 结 语
从自由手植入到静态导板、动态导航技术辅助种植体植入,再到可实现自动化操作的种植机器人,计算机辅助的全口种植技术迅速发展。数字化全口种植可以兼顾患者的美学和功能,实现“以终为始,以修复为导向”的设计理念,在术前预判牙列、面形的恢复情况,大大提升了治疗的可预见性;也确保了治疗过程的安全性和准确性。组合式无牙颌种植导板,实现了导板的精确就位和全程数字化,提高了手术精度,缩短了治疗周期,取得了良好的临床效果。未来,全口数字化种植导板应致力于提高精度,简化操作流程,降低费用方向发展,使全口种植修复变得更加微创化、精准化、简易化。
来源:刘自华,卜令同,吴孟轩,等.数字化种植导板在全口种植手术及修复中的应用进展[J].口腔医学,2025,45(03):161-167.DOI:10.13591/j.cnki.kqyx.2025.03.001.
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