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《口腔生物醫學》2017年第3期

隨著我國科技的不斷進步，國民生活水平和文化素質已經達到新的高度，越來越多的牙齒缺失患者選擇口腔種植修復治療，口腔種植的目地不再是局限于形成良好骨結合，形使正常的咬合功能[1，2]，種植醫生開始提倡“以修復為導向的”以及“以生物學為導向”治療理念。數字化口腔種植技術即應用CBCT三維成像，計算機軟件輔助評估設計與規劃，數字化手術導板準確的將術前設計轉移，以及CAD/CAM個性化基臺的制作等全程數字一體化，大大的提高了臨床口腔種植的精確度，減少并發癥的發生，使手術時間，和手術創傷達到最小化，且患者獲得了較好好的美學預期。

一、數字化影像技術獲得準確的頜骨信息

1.數字化影像技術的發展：1972年，SirGodfreyHoundsfield和AllenM.Cormack的計算機斷層掃描（computerizedtomography，CT）技術，它可以從矢狀面、冠狀面和水平面獲得斷層圖像[3]，1989年，CT技術的發展達到一個新的水平，即螺旋CT（spirl/helicalCT）[4]1998年，由意大利工程師P.Mozzo和日本口腔頜面放射學家Y.Arai首次報道了口腔頜面錐形束CT（Conebeamcomputedtomography，CBCT）[5]CBCT用三維錐形束X線掃描代替扇形束的螺旋CT掃描，它的問世改變了傳統口腔頜面放射學設備僅能提供二維圖像的歷史，它可以從三個維度顯示病變結構，很大的提高了臨床診斷能力。與螺旋CT相比，CBCT的輻射劑量低，空間分辨率高；設備體積小，操作方便，三維重建所得的軟硬組織圖像真實可靠[6]目前CBCT已廣泛應用在口腔種植術前診斷與設計、口腔頜面部骨折和腫瘤、牙周疾病、顳下頜關節疾病、牙體牙髓疾病等領域，很大程度上取代了傳統的放射線檢查技術。CBCT已經成為廣大口腔醫生很喜愛的輔助工具。

2.數字化影像技術在口腔種植中的應用：在CT普及之前，口腔種植治療的放射線檢查技術主要是X射線片和曲面體層數字化影技術，傳統的口腔放射技術給出的圖像是二維影像，不包含頰舌信息，而且密度分辨率低，骨小梁影像相對模糊，此外還常因放大率、拍攝角度不同引起圖像變形及手動定位和設置誤差等問題[7]CT掃描技術獲取頜骨影像數字信息，是實現數字化口腔種植的基礎，將CBCT數據導入相應軟件中進行三維重建，并進行準確測量，從而可以全方位的進行手術模擬，進而合理設計種植體的型號尺寸，同時可以觀測種植體與上頜竇及下牙槽神經管之間的距離，并且可以對頜骨骨量骨質進行評估，及模擬未來修復體與鄰牙對頜牙的位置關系等，從而進行種植前評估，提高醫患溝通效率。應用口腔種植計算機設計軟件進行三維計算機輔助手術規劃，利用這些軟件仿真手術模擬放置種植體，檢查植入方向，未來義齒修復體的修復空間以及對頜牙鄰牙的關系。將這些信息參數轉化STL文件格式，通過數控機床或用快速成型方法加工，最終完成數字化導板的制作，數字化外科導板作為信息載體，將種植思路通過導板來轉移到手術過程中。

二、數字化種植導板精確引導種植體植入。

1.數值化手術導板：數字化外科導板之“數字”其具有兩種含義：①“數字化”設計：設計模板的數據由計算機輔助設計（CAD）軟件提供，其包含了軟硬組織和修復體的信息經過軟件整合之后以供臨床醫生診斷評估，出具設計方案。②“數字化”制作：制作模板的方法為計算機輔助制作（CAM），這樣才能保證設計數據能夠精確地還原為實際模板，保證模板的制作精度。它的出現使口腔種植從術前診斷、術前設計、種植手術再到最后修復都發生了革命性的變化，許多復雜病例通過應用CAD、CAM輔助下制作的數字化種植導板后變得較為簡單，使修復效果更加理想。目前全世界使用最廣泛的數字化導板系統包括NobdBiocare公司推出的NobdGuive系統和比利時Materialise公司的Simplant3D系統等。數字化導板按支持的解剖結構[8]分類:可分為牙支持式導板，骨支持式導板和粘膜支持式導板。數字化導板按照手術中的導航方式分為全程導航和部分導航，耿威等[9]研究發現使用牙支持式外科導板種植，植入種植體的精確度優于黏膜支持式外科導板的植入的精確度[10]，全程導航種植導板與先鋒轉導航種植外科導板引導種植體植入精確度的比較，統計學分析兩組之間無統計學意義，提示先鋒鉆導航和全程導航能夠獲得相同的種植體植入精確度。數字化導板是應用計算機輔助設計軟件設計現。目前數字化導板制作的軟件有Simplant、Implant3D、VimplantNobelGuide、ImplantMaster、CADImplant等。1.數字化種植導板的制作及加工：數字化導板的制作主要包括光固化快速成形技術，數控切割技術，快速制造技術，機械切割技術，以及材料科學和工程技術的集成。它可以快速的、自動的將設計思想物化為具有一定結構和功能的原型。目前臨床上多采用快速成型技術（rapidprototyping，RP）[11]。

2.數字化手術導板的優勢精確度的研究:經過臨床的探索和研究，數字化導板的優點已被廣大醫生和患者所認可如：①安全、精確；②手術創傷小術后極少腫脹和疼痛；③最終修復效果可預知；④創造更多可能性。然而數字化導板在應用時也存在不足之處和一些注意事項如數字化導板有時并不能完全實現種植體精確植入，也會存在一些偏差。從術前的CBCT掃描，數據獲取及加工處理、轉換過程，模型的掃描、切割及圖像匹配、外科導板的加工制作，甚至機器的精確度、所使用材料的性能等[12～18]。每一步出現誤差都會導致種植體植入的實際位置和軟件設計預定位置存在一定偏差，一篇關于數字化導板精確性評述[19]納入19篇研究1688顆種植體，結果顯示種植體頸部偏差平均為0.99mm，在根尖部偏差平均為1.24mm，深度誤差平均為0.46mm，角度偏差平均為3.18°，并認為數字化手術導板誤差在2mm內均屬正常，把誤差降到0.5mm已是非常困難的。學者Hans-Joachim、Nickenig等通過術前CT與術后植入位置發現，實際植入位點和計劃植入位點間的角度差異為4.2度，并且與傳統徒手操作比較使用種植導板組所產生誤差明顯小于不用導板組[20]目對于無牙頜患者，黏膜支持式外科導板的誤差主要來源于模版的就位、穩定性以及黏膜的厚度[21]在厚黏膜者種植中頸部偏差為1.04mm，而薄黏膜者為0.08mm[22]。數字化導板的出現極大的推動了種植技術的發展，然而外科導板的設計制作及使用以及激光掃描等各個環節密切相關，在術前各種數據的獲取等各個階段都可能存在誤差，我們需要進一步的研究數字化導板的影響因素，最大化的提高數字化導板的精確度。

三、計算機輔設計下的CAD/CAM個性化基臺

1.個性化基臺的概念及研究現狀：個性化基臺（Cuslomabutment）既（個性定制基臺）是根據種植體植入的三維位置、缺牙間隙、及對頜牙的咬合關系等三維空間，利用CAD/CAM軟件設計及3D打印機打印制作的基臺。數字化掃描系統通過掃描石膏模型獲取種植體與鄰牙對頜牙的空間關系，通過計算機軟件對基臺進行可視化設計以確定達到個性化的良好外形、形態和穿齦輪廓等個性化需求[23，24]。然后使用標準配套工作制作個性化基臺。有研究表明采用CAD/CAM技術制作的基臺具有精密度高，表面拋光度高，及細菌附著少等優點，CAD/CAM基臺較高的精確度可以使基臺達到良好的被動就位，密合的種植體基臺連接界面可以將基臺和修復體的機械穩定性最大化[25]。在任何情況下，由于種植體-基臺連接界面適合性差，可能導致生物學和機械性并發的發生[26]。CAD/CAM技術能夠按照具體穿齦深度設計個性化基臺的修復體肩臺位置，可以將修復體肩臺位置設計在齦緣下約0.5mm處或平齦設計，CAD/CAM個性化基臺通過調整修復體肩臺的位置可以防止粘接劑進入種植體周圍下方，減少粘接劑殘留。與傳統個性化基臺制作方法相比，CAD/CAM技術制作基臺不需要堆蠟、包埋、鑄造以及人工研磨等繁瑣的操作步驟，CAD/CAM制作過程相對簡單，制作時間縮短，另外大大降低了技師的勞動強度。椅旁CAD/CAM數字化印模，直接通過口內掃描儀制取印模，不需要種植體水平印模、人工牙齦、灌注石膏模型等程序，患者感覺舒適，臨床操作時間短，無印模材料和石膏材料形變。CAD/CAM技術的是不需要人工干預完成個性化基臺的制作[27]。

2.個性化二氧化鋯基臺與鈦基臺的臨床效果評價：二氧化鋯是一種來源于自然界的礦物質原料，它具有強度高、硬度大、韌性強及良好的耐化學腐蝕性和耐磨性等理化性能，其享有“陶瓷鋼”的美稱[28]鈦個性化基臺可以根據牙齦厚度設計基臺高度和基臺的外形從而獲得合適的穿齦高度以及令人滿意的美觀性，良好的生物相容性，很好的軟組織塑形效果，劉夏青等學者[29]采用meta分析的方法評價氧化鋯基臺和鈦基臺修復的臨床效果，有11篇符合納入排除標準的文獻總計286名患者共605枚基臺，meta分析結果顯示：除氧化鋯基臺組探診深度小于鈦基臺組差異有統計學意義：在骨吸收方面，在牙齦退縮方面，氧化鋯基臺與鈦基臺無統計學意義。對于前牙美學修復，氧化鋯更具美學性，對于后牙的修復鈦及鈦合金基臺更具優良的機械強度及相對較低的價格等優點，醫生應充分掌握各種基臺的性能，結合患者個體情況選擇合適的基臺材料，重視二氧化鋯基臺美觀的同時也不忽視鈦基臺的優良生物學性能及相對優惠的價格從而達到完美修復效果也有利于種植體長期的穩定性。Sailer等人和Zembic等人[30～32]的隨機對照臨床實驗評估了CAD/CAM個性化氧化鋯基臺和鈦基臺的1年、3年、5年累計存留率和并發癥發生率，氧化鋯基臺組和鈦基臺組的CAD/CAM個性化基臺均無基臺折斷、基臺螺絲松動等機械性并發癥發生，CAD/CAM個性化基臺的存留率為100%。BaldassarriM等[33]的研究中比較了鈦種植體與個性化鈦基臺和個性化氧化鋯基臺之間的邊緣密合性，掃描電子顯微鏡顯示：種植體-鈦基臺連接界面之間的密合（1.6±0.5）μm，明顯優于種植體-氧化鋯基臺連接界面之間的密合性（5.7±1.9）μm。除了氧化鋯基臺與鈦基臺材料之間固有性質的差異外，CAD/CAM氧化鋯基臺雖然美觀，但是氧化鋯基臺的抗折強度低于鈦基臺，CAD/CAM個性化基臺臨床應用效果佳，美學效果良好，可以為種植美學問題，種植體的位置、軸向不佳以及穿齦較深等臨床問題提供合理的解決方案，但在臨床應用中仍有一定并發癥發生。主要為機械性并發癥，表現為基臺螺絲松動和基臺折斷。CAD/CAM氧化鋯基臺的基臺折斷率、基臺螺絲松動率均遠高于鈦基臺，CAD/CAM角度基臺的基臺折斷率高于直基臺。

臨床上使用CAD/CAM個性化基臺時，選擇合適的基臺材料、合理設計上部修復體，盡量將影響個性化基臺臨床應用效果的因素降到最低。如今數字一體化口腔種植技術已經成功應用中，微創化種植的適用范圍逐漸擴大，計算機輔助技術被越來越多的口腔種植醫生所學習、了解和應用。數字化一體口腔種植把原本復雜的種植手術簡單化，使種植修復更加精確化。減小了種植手術失敗的風險。為越來越多的患者朋友們帶來了福音，不但縮短了手術操作時間，同時提高了醫患溝通的效率，減少了患者的焦慮和痛苦，是值得推廣和學習的技術，但是計算機輔助種植目前還處于正在發展階段，數字化導板作為手術的輔助工具，它們的成功應用還必須依賴我們扎實的醫學理論知識與實踐經驗，充分考慮個體差異性，及臨床應用過程中偏差所帶來的并發癥，以利于我們準確把握適應癥。希望我國的數字化技術能夠不斷完善，不斷進步，希望這項技術能為更多的患者和醫生帶來美麗的笑容。

作者：張美霞；王熙；劉莎