口腔种植中3D打印种植导板的运用

口腔种植中3D打印种植导板的使用［关键词］牙种植；口腔外科手术；３Ｄ打印

２０世纪６０年代骨结合理论的发现为口腔种植技术的形成奠定了理论基础，它的关键性概念是纯钛与骨组织不存有排异反应，能够形成骨性结合［１］。随着口腔种植学研究的持续深入和发展，口腔种植技术日趋成熟。３Ｄ打印技术所制作的种植手术导板补充了传统导板的不足，以其精准的优势广泛应用于临床。现就３Ｄ打印导板在口腔种植中的应用综述如下。

１３Ｄ打印导板的发展历史及概述

伴随着人们生活水平的提升和寿命的增长，全民口腔保健意识在持续增强，牙齿健康逐渐受到大家的重视，牙齿缺失后选择种植修复的方式成为口腔修复的主流。而３Ｄ打印技术是当前发展较为成熟的一种快速成型技术，在其工作原理的基础上生产制作出的数字化牙齿种植外科手术导板，不但能够协助口腔种植医生在种植手术过程中对种植体的定位，还能够降低口腔种植失败的概率，减少术后并发症。当前口腔医学领域里最常用的打印工艺方法是光固化成型（ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｉｇｒａｐｈｙａｐｐａｒａｔｕｓ，ＳＬＡ）和熔融

沉积（ｆｕｓｅｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＦＤＭ）技术［２－３］。其中ＳＬＡ技术是采用紫外光或其他光源以液态光

敏树脂为材料，在材料的表面实行扫描，并且从底部开始逐层固化而

后形成物体本身。而ＦＤＭ这种技术则是以加热并溶化低熔点材料，

并挤出固化成型的一种物体成型方式，能够实现三维方向上的重现，

并且不需要价格过于昂贵的设备。随着种植量的持续增加，口腔种植

技术也日渐成熟，种植修复已经逐渐开始代替烤瓷桥和活动支架等传

统修复方式。这样不但避免了对缺失牙区域相邻牙齿的伤害，而且最

大限度地恢复了缺失牙区域口腔的咀嚼功能（传统固定桥修复需要破

坏邻牙的完整性，活动义齿修复会降低修复区域的咀嚼效率）。当口

腔种植医生致力于取得牙齿种植体远期成功率和良好的美学修复效果时，就需要在种植手术前仔细检查患者口腔全口牙列中牙齿缺失相对

应部位牙槽嵴的高度、宽度、骨密度及周围重要解剖结构，包括上颌

区域上颌窦和下颌的下牙槽神经管及颏孔位置，并且依据这些检查结果，以及对缺牙区牙槽骨三维方向的数据测量，作出对患者最佳和最

为合理的种植设计方案及治疗计划，最关键的是将种植术前理想的设

计方案准确转移到患者口内［４］。

即使口腔种植临床经验非常丰富的医生能够仅依据患者口腔Ｘ射

线检查结果，即可在口腔种植手术中比较准确地把握种植体的近远中

位置、颊舌向方向和种植体需要植入的深度，但因为人类上下颌骨的

解剖结构存有较大的个体差异，手术过程中术者的体位和手术视野的

限制等原因，牙齿种植体的实际植入位置与预测种植位置很容易发生

偏差，从而造成种植体近远中向、颊舌向或种植体角度的偏斜，进而

引起种植体植入区域骨穿孔、邻近重要解剖结构的损伤及种植修复后

美观性较差等术后并发症的发生［５－６］。所以，辅助口腔种植技

术的口腔种植导板应运而生。伴随着现代医学影像学和影像诊断学的

高速发展，锥体束ＣＴ扫描设备的精准度逐渐先进化，计算机辅助设

计和计算机辅助制造技术已开始在口腔领域中应用。３Ｄ打印技术属于工业技术中的一种，主要特点是快速成型［７］，它的原材料是表现极其细微粉末状态的金属或者合成树脂，指导成型的文件是扫描后得到的数据，原材料均为可黏接聚合的材料。３Ｄ打印的成型方式是逐层叠加原材料，每层原材料间有一层特有的“胶水”黏接，这种制造技术不同于以往的制作方式，所以又称为添加制造。３Ｄ打印技术有２种方式：一种是分层加工，另一种是逐层叠加原材料成型。通过２种形态的物体相互叠加，最终实体模型被“打印”成型，打印完毕后，周围会残留一些原材料，清除即可。３Ｄ打印技术其内容涵盖了产品的生命周期前端的“快速成型”和整个生产周期的“快速制造”相关的所有打印技术工艺、技术、设备类别和应用，综合了多个学科高端的技术，包括数字建模、机电控制等［８］，具有极大的科技含量。当前３Ｄ打印技术已被广泛应用于工业设计、机械制造、航空航天、生物医学等领域，其中在医学术中导航、医学模型制造、医学器官打印等方面应用广泛［９］。

２数字化３Ｄ打印口腔种植手术导板的制作方法及应用要点

与传统种植导板相似，３Ｄ打印的导板需要先制作放射导板，然后采用二次ＣＴ扫描程序［１０］，分别扫描带有放射导板的模型和单独的放射导板，在Ｍｉｍｉｃｓ软件中根据阈值的不同实行三维重建，使前后２次分别扫描的导板摆放位置和方向保持相对一致，然后利用有效显影点的影像重合技术将２个导板实行重合，目的是将放射导板准确匹配到模型上。再将重合精准的图像数据全部导入三维图像设计软件中，利用软件实行导板周围骨组织和相对应软组织的三维影像重建。重建完成后，在设计软件中准确描绘出种植区域周围重要的

神经血管等解剖结构，模拟种植体植入牙槽骨内，并且预先设定好具

体的位置，以便设定最终口内使用的导板相对应开孔区域，将设定好

的数据传入３Ｄ打印机形成可打印文件并打印出成型的口内使用的种

植指导导板［１１－１８］。口腔种植导板的设计同样需要依据口内

环境，更要结合根据口腔后续的修复方式实行设计。口腔种植导板的

口内支持方式以黏膜为主时，主要应用于全口多颗牙缺失甚至是无牙

颌患者，种植后修复的牙冠和基托等直接覆盖于整个牙槽嵴，种植手

术过程不需翻瓣，但在使用过程中往往自身的固位效果较差，常常需

要增加辅助固位钉来增加导板在口内的固位。导板支持固位方式以牙

为主时则多用于个别牙或少数牙体缺失的情况，稳定性较好，精确度

较高。临床上，根据口腔内缺牙区骨条件、缺失牙的位置和数量、缺

失牙周围的牙体牙周情况等选择合适类型的导板，以便更好地指导手术。即使口腔种植导板有其特有的优势，但同时也存有一定的局限性。首先，３Ｄ打印种植导板使用过程中对患者张口度要求较高，尤其是

后牙区，对于手术视野受限、张口度不足的患者有一定的局限性。其次，种植导板在一定水准上阻挡了种植窝洞备洞过程中的散热，备洞

过程中需要反复提拉及大量冷却的生理盐水冲洗降温。

３种植体植入精确度评价及原因分析

种植手术实行前ＣＴ设计与实际手术操作是通过种植外科导板实

现的，通过影像学信息和计算机种植辅助设计软件实行［１９］。在

患者口内实行种植手术之前需要实行精准的三维动画模拟设计种植体

植入的位置、角度、方向，以确保种植体植入到患者自身状况相对最

佳的位置，尤其是患者自身种植条件较差、植入区牙槽骨骨量缺乏的

情况下，术前诊断和设计植入位置显得更为重要。３Ｄ打印种植手术