楊椿浩，李巖峰，夏冬，施婷婷

解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心口腔科，北京100048

前言

在正畸矯正過(guò)程中，托槽定位的準(zhǔn)確性影響矯正效果，對(duì)于直絲弓矯治器尤其重要［1］。托槽進(jìn)行直接粘接由于某些牙位難以觀測(cè)，易受唾液、口內(nèi)濕氣等因素影響，耗時(shí)較長(zhǎng)且有時(shí)缺乏精確性［2］。因此1972年Silverman等［3］提出正畸托槽間接粘接技術(shù)并應(yīng)用于臨床實(shí)踐。正畸間接粘接是一種通過(guò)在患者的矯治前模型上直視下確定托槽的位置并制作間接粘接轉(zhuǎn)移導(dǎo)板完成托槽口內(nèi)粘接的技術(shù)。目前，臨床上常規(guī)使用的間接粘接導(dǎo)板多為雙層壓膜導(dǎo)板，該類(lèi)間接粘接導(dǎo)板的制作是根據(jù)口內(nèi)臨床牙冠的情況決定，通過(guò)托槽的位置并無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)估牙根在牙槽骨內(nèi)的位置移動(dòng)?，F(xiàn)在隨著3D打印技術(shù)、影像學(xué)及計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用，現(xiàn)代數(shù)字化正畸診療的過(guò)程中需考慮牙--頜-顱面綜合因素，已有數(shù)字化排牙、定制個(gè)性化托槽及間接粘接轉(zhuǎn)移導(dǎo)板制作系統(tǒng)投入臨床使用。數(shù)字化模型因能夠記錄牙根、顱面在內(nèi)的口腔信息，所以在臨床應(yīng)用中越來(lái)越廣泛。目前，在數(shù)字化牙列模型上可以進(jìn)行排牙、模擬托槽的定位，然后利用計(jì)算機(jī)輔助快速成型技術(shù)制作帶有托槽的轉(zhuǎn)移導(dǎo)板從而完成間接粘接。但計(jì)算機(jī)輔助快速成型技術(shù)制作的間接粘接導(dǎo)板與傳統(tǒng)間接粘接導(dǎo)板的精確性尚未見(jiàn)報(bào)道，為了探求兩類(lèi)導(dǎo)板即3D打印導(dǎo)板是否與傳統(tǒng)雙層壓膜導(dǎo)板在托槽間接粘接時(shí)準(zhǔn)確便捷，本文進(jìn)行了如下體外實(shí)驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

本研究采用的硬件包括：3 Shape TRIOS?Standard（3 Shape,丹麥,掃描精度20 μm）；Erkoform-3D 型壓膜機(jī)，ERKODENT 1.0 mm 軟膜片及0.6 和0.8 mm 的硬膜片（愛(ài)科特, 德國(guó)）；3D 打印機(jī)ProJet?3510 DP（3D Systems,美國(guó)）；打印材料VisiJet?StonePlast（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）；托槽3M Victory SeriesTMLow Profile MBTtm，粘接劑3M Unitek TransbondTMXT 和Sondhi Rapid-Set Indirect Bonding Adhesive（3M, 美國(guó)）；離體牙；基托自凝樹(shù)脂。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件：3 Shape OrthoAnalyzerTM和3 Shape Dental System。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 建模收集140 顆離體牙按牙弓形態(tài)體外排牙建立5副上、下頜正畸錯(cuò)模型，排牙標(biāo)準(zhǔn)：安氏I類(lèi)、擁擠度＜4 mm、Spee曲線深度0～2 mm、牙齒扭轉(zhuǎn)＜5°。利用高速渦輪機(jī)手機(jī)及微創(chuàng)車(chē)針（固美車(chē)針HM249M.314.007）分別在牙冠的頸1/3 沿牙長(zhǎng)軸近遠(yuǎn)中鄰面距離相等唇面最凸點(diǎn)（約距齦緣2 mm 處）、切/1/3 遠(yuǎn)中（距鄰接點(diǎn)約1 mm 處）的位置做標(biāo)記點(diǎn)用于實(shí)驗(yàn)測(cè)量，以此模型作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，如圖1所示。

圖1 上、下頜實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皹?biāo)記點(diǎn)Fig.1 Maxillary and Mandible experimental model and marked points

1.2.2 實(shí)驗(yàn)（1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、3D 打印制作間接粘接導(dǎo)板。利用3 Shape TRIOS?Standard 掃描儀，建立數(shù)字化牙頜模型，如圖2a 所示。應(yīng)用3 Shape OrthoAnanlyzerTM正畸分析軟件標(biāo)記每顆牙近遠(yuǎn)中點(diǎn)及齦緣完成齒齦分離，確定牙冠長(zhǎng)軸和臨床冠中心。定位咬合平面，選取托槽數(shù)據(jù)庫(kù)中3M Victory SeriesTMLow Profile MBTtm，系統(tǒng)自動(dòng)將托槽與相應(yīng)牙齒的臨床冠中心進(jìn)行匹配，可據(jù)牙位適當(dāng)調(diào)節(jié)個(gè)別托槽，如圖2b 所示。利用軟件3 Shape Dental system 打開(kāi)以.stl 格式輸出的托槽及牙齒模型，設(shè)計(jì)導(dǎo)板，擬合托槽和牙齒，設(shè)定導(dǎo)板就位方向等數(shù)據(jù)；設(shè)計(jì)出單牙式導(dǎo)板，Projet 3510 DP 對(duì)材料VisiJet?StonePlast 進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)成型，打印出托槽轉(zhuǎn)移導(dǎo)板，如圖2c所示。

圖2 數(shù)字化模型、托槽定位及3D打印間接粘接導(dǎo)板Fig.2 Digital model,bracket positioning and 3D printing indirect bonding guides

（2）制作雙層壓膜間接粘接導(dǎo)板。硅橡膠二次取模法獲取帶唇面標(biāo)記點(diǎn)的精確工作模型并灌注石膏模型，修整邊緣，修整模型上的氣泡和石膏瘤。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，在石膏模型上涂布分離劑后用3M TransbondTMXT 粘接劑將托槽粘接在臨床冠中心［4］，去除托槽邊緣多余的粘接劑，并用光固化燈對(duì)托槽每個(gè)邊緣進(jìn)行光固化［5］；利用壓膜法制作內(nèi)層軟膜為1 mm、外層為0.6 mm 的雙層間接粘接導(dǎo)板并修整導(dǎo)板的邊緣范圍；將修整完成的轉(zhuǎn)移托盤(pán)放入冷水中浸泡2 h 以完全溶解分離劑，噴砂處理托槽樹(shù)脂底板以清除托槽底板的菲邊，將制作好的轉(zhuǎn)移導(dǎo)板放入超聲震蕩器中清洗后徹底吹干后放置備用，避免轉(zhuǎn)移導(dǎo)板內(nèi)托槽的樹(shù)脂底板受到污染［6］，如圖3所示。

圖3 雙層壓膜導(dǎo)板Fig.3 Double laminated film guide

（3）臨床粘接。由一名操作熟練且經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的醫(yī)生進(jìn)行粘接，3D 打印導(dǎo)板需將托槽放置到導(dǎo)板內(nèi)利用3M Unitek TransbondTMXT 粘接劑進(jìn)行粘接，光固化后去除多余粘接劑；雙層壓膜導(dǎo)板使用3M Sondhi快速凝固間接粘接劑進(jìn)行粘接［7］，自固化后去除多余粘接劑，如圖4所示。

圖4 完成間接粘接導(dǎo)板轉(zhuǎn)移Fig.4 After the indirect bonding guide being transferred

（4）數(shù)據(jù)測(cè)量。利用改裝后的游標(biāo)卡尺（圖5）對(duì)托槽轉(zhuǎn)移前的工作模型標(biāo)記點(diǎn)與托槽特定點(diǎn)（托槽下翼與背板交接點(diǎn)及托槽遠(yuǎn)中下翼凸點(diǎn)，圖6）間距離（dA1、dB1、dB2、dC2）和托槽轉(zhuǎn)移后的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?biāo)記點(diǎn)與托槽特定點(diǎn)間距離進(jìn)行測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)。由專(zhuān)人利用Mimics軟件和改裝后數(shù)字游標(biāo)卡尺分別對(duì)數(shù)字化模型及粘接完成后的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕贤胁厶囟ㄎ恢弥翗?biāo)記點(diǎn)間距離進(jìn)行測(cè)量、記錄。

圖5 改裝后的游標(biāo)卡尺Fig.5 Modified vernier caliper

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

圖6 測(cè)量點(diǎn)Fig.6 Measuring point

利用SPSS 20軟件對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，3D打印組內(nèi)進(jìn)行時(shí)間及對(duì)每牙位測(cè)量點(diǎn)間差值絕對(duì)值取和后配對(duì)t檢驗(yàn)，擇優(yōu)后與壓膜組進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

3D打印制作的單牙導(dǎo)板與雙層壓膜導(dǎo)板對(duì)托槽進(jìn)行間接粘接后位置的變化，兩者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果為：雙層壓膜導(dǎo)板組為（0.22±0.08）mm，3D打印導(dǎo)板組為（0.22±0.05）mm，兩者無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.075＞0.05）。然而，從臨床粘接所需椅旁時(shí)間方面來(lái)看，雙層壓膜法導(dǎo)板因整體對(duì)托槽進(jìn)行間接粘接，所需椅旁時(shí)間明顯更短。

3 討論

1972年，間接粘接這一概念由Silverman 等［3］提出。傳統(tǒng)的間接粘接技術(shù)是通過(guò)取患者的牙齒模型，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)在模型上進(jìn)行托槽定位制作轉(zhuǎn)移導(dǎo)板，然后使用轉(zhuǎn)移導(dǎo)板將托槽在模型上的位置關(guān)系轉(zhuǎn)移到患者口腔內(nèi)的一種技術(shù)。與此同時(shí)，依托信息技術(shù)、精密機(jī)械及材料學(xué)等多學(xué)科發(fā)展起來(lái)的3D 打印技術(shù)，越來(lái)越多地應(yīng)用于口腔醫(yī)療領(lǐng)域［8］。由于其可快速而精確地制造復(fù)雜精密裝置及廣泛的臨床應(yīng)用前景，其已成為正畸領(lǐng)域最熱門(mén)的技術(shù)之一［9］。

關(guān)于間接粘接準(zhǔn)確性的研究報(bào)道較多，然而評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移導(dǎo)板準(zhǔn)確性的方式不一。陳慧等［17］測(cè)定牙尖或切角到托槽特定點(diǎn)間距離以及托槽在牙面粘接前后的角度變化來(lái)判斷托槽的準(zhǔn)確性。Nichols等［18］和Grünheid 等［19］通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)移前后的托槽進(jìn)行數(shù)字化重疊匹配研究轉(zhuǎn)移導(dǎo)板的準(zhǔn)確性。但是對(duì)于間接粘接導(dǎo)板間對(duì)托槽轉(zhuǎn)移定位準(zhǔn)確性的研究則少之又少。Castilla 等［20］通過(guò)對(duì)300 個(gè)托槽利用相機(jī)拍照記錄托槽粘接后近遠(yuǎn)中位置的變化、利用數(shù)字化卡尺測(cè)量頰舌向位置的變化，以此在二維方向上研究5種間接粘接轉(zhuǎn)移導(dǎo)板間的準(zhǔn)確性。本實(shí)驗(yàn)研究方法是借鑒Castilla 等［20］研究方法，利用數(shù)字化測(cè)量尺對(duì)140 個(gè)托槽特定點(diǎn)與牙面不同平面的標(biāo)記點(diǎn)間進(jìn)行三維方向上的測(cè)量，進(jìn)一步分析，以研究?jī)煞N間接粘接轉(zhuǎn)移導(dǎo)板的準(zhǔn)確性。

雙層壓膜導(dǎo)板和3D打印法制作單牙式導(dǎo)板對(duì)托槽進(jìn)行轉(zhuǎn)移定位后，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)兩者對(duì)托槽進(jìn)行間接粘接準(zhǔn)確性并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。但利用3D打印制作間接粘接導(dǎo)板對(duì)托槽進(jìn)行轉(zhuǎn)移定位后，其標(biāo)準(zhǔn)差較壓膜組小，原因可能主要是由于3D 打印法制作導(dǎo)板是利用計(jì)算機(jī)輔助軟件對(duì)數(shù)字化模型進(jìn)行導(dǎo)板的設(shè)計(jì)、加工制造，通過(guò)激光快速成型技術(shù)用光敏樹(shù)脂直接輸出導(dǎo)板，由于材料無(wú)彈性和收縮性、精度高，而壓膜制作的雙層轉(zhuǎn)移導(dǎo)板內(nèi)層材料質(zhì)軟，具有一定的彈性域收縮性，因此3D 打印導(dǎo)板組相對(duì)更穩(wěn)定。

然而，無(wú)論是制作導(dǎo)板所需時(shí)間還是臨床粘接所需時(shí)間，雙層壓膜導(dǎo)板所需時(shí)間相對(duì)更短：制作導(dǎo)板過(guò)程雙層壓膜導(dǎo)板是利用成品膜片真空負(fù)壓成型，3D打印導(dǎo)板是需要利用材料進(jìn)行激光燒結(jié)成型；臨床粘接過(guò)程主要是由于壓膜導(dǎo)板在進(jìn)行制作過(guò)程中托槽已就位于導(dǎo)板內(nèi)，托槽背板已有貼合牙齒唇面的個(gè)性化樹(shù)脂背板，進(jìn)行粘接時(shí)只需對(duì)牙面和托槽背板分別涂不同的粘接劑，且多余的粘接劑易去除；而3D 打印導(dǎo)板進(jìn)行粘接仍時(shí)尚需將托槽和粘接劑放置到導(dǎo)板內(nèi)，且對(duì)托槽每個(gè)邊緣進(jìn)行光固化處理；多余粘接劑的去除需要用手機(jī)磨除，需要額外的臨床時(shí)間。但是，計(jì)算機(jī)輔助的3D 打印間接粘接導(dǎo)板卻簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移導(dǎo)板制作的所需過(guò)多人為參與的步驟，極大地減少了托槽定位的時(shí)間。總之，無(wú)論是從設(shè)計(jì)到粘接所花費(fèi)時(shí)間，還是椅旁時(shí)間方面考慮，雙層壓膜導(dǎo)板所需時(shí)間較短。

但是計(jì)算機(jī)輔助、3D 打印制作導(dǎo)板在未來(lái)的正畸治療中卻有無(wú)法取代的優(yōu)勢(shì)，因其是在整合CBCT影像學(xué)數(shù)據(jù)和模型掃描數(shù)據(jù)后獲得的牙頜-顱面數(shù)字化模型上按照正常幕上六項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)［21］模擬排牙和定位托槽，讓排牙既考慮了牙冠又考慮了牙根，再將托槽和牙齒綁定后再將牙齒移回初始位置，最后制作間接粘接導(dǎo)板用于臨床，為避免出現(xiàn)治療后頜骨內(nèi)牙根不平行、骨開(kāi)裂和開(kāi)窗等問(wèn)題提供解決方案，使得我們對(duì)患者的正畸治療變得更加科學(xué)、可預(yù)測(cè)和便捷［22-25］。即使治療過(guò)程中出現(xiàn)托槽脫落，個(gè)性化3D打印導(dǎo)板可再次利用或者通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)再次打印間接粘接導(dǎo)板從而保證托槽的準(zhǔn)確粘接［26］。

眾所周知，托槽的準(zhǔn)確定位與粘接是保證正畸后效果的前提、基石，但是這也僅是漫長(zhǎng)正畸中的一小部分；而且此次實(shí)驗(yàn)是在體外進(jìn)行，托槽的轉(zhuǎn)移定位并不會(huì)受到舌、唇頰粘膜的阻擋以及口內(nèi)濕氣等因素的影響；而在口內(nèi)進(jìn)行托槽的轉(zhuǎn)移定位時(shí)是否仍能取得良好的粘接準(zhǔn)確性尚需在臨床進(jìn)一步驗(yàn)證。同時(shí)，正畸的長(zhǎng)期性和復(fù)雜性決定了影響正畸術(shù)后效果的因素很多，間接粘接后能否達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果尚需進(jìn)一步驗(yàn)證，同時(shí)應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的正畸醫(yī)生進(jìn)行總體的掌控、調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

在此實(shí)驗(yàn)條件下制作的3D打印單牙式導(dǎo)板與雙層壓膜導(dǎo)板對(duì)托槽進(jìn)行間接粘接定位的準(zhǔn)確性并沒(méi)有明顯差別，均可滿足對(duì)托槽轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性的要求，但相對(duì)目前而言，雙層壓膜導(dǎo)板更加便捷方便。