邵 琴,楊國利
種植體的精準定位、種植體之間的距離、種植體與鄰牙的間隙、種植體的深度等要求使得虛擬的種植體設計成為有效種植治療的一種重要方法[1-5]。
近年來,隨著口腔錐形束CT(cone beam computer tomography,CBCT)的應用,計算機輔助設計和計算機輔助制造(computer aided design/computer aided manufacturing, CAD/CAM)以及3D打印技術在口腔領域的迅速發(fā)展,出現(xiàn)了數(shù)字化牙種植手術導向模板(以下簡稱數(shù)字化導板)。它是指以CT等醫(yī)學圖像信息為基礎,通過建立人體三維和幾何或物理模型模擬患者位置信息,在手術前利用計算機模擬或規(guī)劃,在種植手術過程中利用高精度定位裝置,引導醫(yī)生進行種植窩的制備及種植體的植入,從而確保術前規(guī)劃方案順利實施的一種方法[6-7]。該技術具有簡化手術步驟、減少手術時間,控制種植體植入的位點、深度、方向,降低手術風險,減少手術并發(fā)癥等優(yōu)勢[8-9]。
數(shù)字化導板根據導板支持形式的差異可分為牙支持式手術導板、骨支持式手術導板、黏膜支持式手術導板和混合支持式手術導板[10-11]。按照手術中的導航方式分為部分導航和全程導航[12]。目前關于不同支持形式的數(shù)字化導板的對比分析研究較多,而關于不同導航方式的甚少。因此,本文就部分導航和全程導航的數(shù)字化導板的差異、優(yōu)缺點及選擇應用方面做一綜述。
術前對患者進行CBCT拍攝與口內模型采集,將兩者導入到專用的醫(yī)學牙種植設計軟件(如Simplant、Nobel Guide等)中,重建患者的頜骨三維模型,與口內模型匹配后設計并確定種植體的數(shù)目、位置、方向和深度等,生成數(shù)字化導板的基體,然后將其發(fā)送至技工室進行數(shù)字化導板的成型制作[13]。
數(shù)字化導板的制作多采用快速成型(rapid prototyping, RP)技術,較成熟的RP技術有7種,其中立體光刻成型(stereolithograhpy apparatus, SLA)技術是目前最常用的數(shù)字化導板制作方法。將3D數(shù)字化信息導入3D打印機中,以液態(tài)光敏樹脂為原料,采用計算機控制下的紫外激光束,通過連續(xù)分層聚合的方式,完成數(shù)字化導板基體的制作。再經過清洗、裝配導管等一系列工序得到個性化定制數(shù)字化導板的最終成品[14]。
首先將數(shù)字化導板定位于患者口腔內的正確位置,自身定位功能使外科導板與口腔組織(牙齒/黏膜/牙槽骨)進行貼合,實現(xiàn)自身位置的固定,這是外科導板實現(xiàn)其功能的基礎[15]。對于牙列缺失患者,還需要固位釘來進行導板的固定,以防在種植手術中發(fā)生導板的偏移。
部分導航是指在種植手術中,種植窩洞預備的先鋒鉆和初級擴孔鉆在導板的引導下進行,而后撤去導板,徒手操作,根據牙槽嵴或黏膜上所留引導孔繼續(xù)進行種植窩洞的制備,最后植入種植體,這種導板多為先鋒鉆導航,即只有先鋒鉆是在導板引導下制備的。
而全程導航的數(shù)字化導板則采用種植窩的制備過程以及種植體的植入過程都利用導板進行引導。因此這種導板需要配合專門的手術器械——引導鑰匙,引導鑰匙的外徑與全程導航數(shù)字化導板的引導管內徑匹配,引導鑰匙按內徑的大小分為幾種,分別與種植窩洞不同級別的擴孔鉆直徑相匹配,在手術過程中需逐級更換引導鑰匙以引導擴孔鉆,最后引導種植體的植入[12]。
種植體植入的精確性至關重要,尤其是在即刻修復、缺牙間隙不足、避免損傷重要解剖結構等情況下[16]。目前絕大多數(shù)研究都表明與傳統(tǒng)的徒手種植相比,數(shù)字化導板技術提高了種植手術的精確性[17-19]。全程導航的數(shù)字化導板對每個擴孔鉆以及種植體的植入都起了引導作用,而部分導航的數(shù)字化導板在撤去導板后繼續(xù)用相應擴孔鉆制備種植窩洞的過程中,難免會造成一定的偏差,特別是在骨密度低或密度不均的頜骨上,制備方向容易偏離初始鉆引導的方向,向阻力小的方向偏移。因此在精確性上,多數(shù)學者認為全程導航的數(shù)字化導板優(yōu)于部分導航[13,18,20]。
Boverramos等[21]系統(tǒng)性分析了34篇文章,發(fā)現(xiàn)完全導航的種植手術比部分導航具有更高的準確性。Bencharit等[20]測定了計劃和實際植入種植體近中、遠中、頰側、舌側位置的偏移和頰舌向角度的偏差,發(fā)現(xiàn)全程與部分導航數(shù)字化導板引導下種植體的遠中偏移分別為(0.44±0.78)mm和(-0.03±1.59)mm,頰舌向角度偏差分別為-0.32°±2.36°和0.59°±6.83°,兩者之間的差異有統(tǒng)計學意義,說明全程導航的數(shù)字化導板略勝一籌。另外還有兩篇系統(tǒng)性綜述也認為全程導航的數(shù)字化導板可獲得較好的準確度[13,22]。然而也有一些學者持反對意見。Geng等[11]將部分導航組(29枚種植體)與全程導航組(30枚種植體)植入后的種植體與預計的位置相比較,發(fā)現(xiàn)頸部的平均距離偏差分別為(0.54±0.50) mm和(0.89±0.78) mm,頂部的平均距離偏差分別為(1.10±0.85) mm和(0.81±0.64) mm,平均軸向角度偏差分別為2.56°±2.23°和2.90°±3.00°,兩者之間的差異無統(tǒng)計學意義。還有學者進行了體外研究,將38枚種植體隨機分為全程導航組和部分導航組,植入5具尸體的頜骨,結果發(fā)現(xiàn)雖然全程導航組的種植體精確性要高于部分導航組,但差異無統(tǒng)計學意義[23]。
但是,我們在應用種植導板時,也要考慮到誤差的存在。其存在于導板設計制作過程中的各個方面,也與導板的支持方式、種植體長度、骨密度及術者的臨床經驗等相關[24-25]。因此,在患者頜骨密度較低、種植體長度較長或臨床經驗不足時,應盡量使用全程導航的數(shù)字化導板。另外,導板在設計制作中出現(xiàn)的誤差難以預估,故應預留出足夠的安全距離,避免損傷重要的解剖結構。
合適的種植床預備和健康的種植體周圍骨組織是種植修復的關鍵條件[26-27]。而種植窩洞的制備會導致機械和熱損傷。在這個過程中產生的骨加熱可能會導致鄰近的皮質骨或整個區(qū)域的骨壞死,甚至包括周圍的軟組織損傷[28]。這種壞死的程度取決于以下因素:①種植窩預備的速度、壓力和持續(xù)時間;②擴孔鉆的特征,如大小、形狀和切割能力;③外部因素,包括沖洗技術[29-30]。
數(shù)字化導板必須使用金屬引導管來引導擴孔鉆,可能會阻礙對種植鉆的直接沖洗。尤其是全程導航的導板,所有擴孔鉆都在引導管內工作,而引導管與鉆頭之間只有微小間隙,直接影響了冷卻水進入種植窩洞內,降低了備孔時對頜骨的冷卻效果,影響骨組織活性,繼而影響種植體與周圍骨組織的骨結合能力。dos Santos等[31]將20只家兔隨機分為數(shù)字化導板組和徒手種植對照組,在脛骨上進行種植窩洞的制備,研究發(fā)現(xiàn)數(shù)字化導板組比對照組產生了更高的骨溫。而應用先鋒鉆導航的數(shù)字化導板在先鋒鉆制備后,即去除導板,直接制備種植窩洞,制備過程中沖洗水沒有導板的阻擋可直接噴淋到擴孔鉆上,鉆頭得到了充分的冷卻,有效降低了種植窩骨壁的溫度。
為避免對種植體骨結合產生負面影響,口腔種植醫(yī)生在使用數(shù)字化導板,特別是全程導航的數(shù)字化導板時,應采取相應的措施來降低骨熱灼傷的風險,包括選擇創(chuàng)傷性最小的種植技術、增加沖洗量以確保冷卻水到達種植鉆與種植窩骨壁的界面,以及減小窩洞制備過程中施加的力。
雖然數(shù)字化導板有其明顯的優(yōu)勢,但相對增加了成本。這些成本除了數(shù)字化導板本身的額外費用外,還包括種植規(guī)劃軟件、特定工具的額外費用以及醫(yī)生提前設計規(guī)劃每個病例所花費的額外時間。全程導航的數(shù)字化導板由于需要不同直徑的引導鑰匙來匹配相應的擴孔鉆,所需的成本自然比部分導航的數(shù)字化導板更高。
但是我們不能只注重多花費的成本,更應該將其與獲得的額外效益相結合來評估。Younes等[32]將33例上頜后牙區(qū)需要植入2個種植體的部分無牙頜患者隨機分成常規(guī)種植、先鋒鉆導航種植和全程導航種植3組,研究發(fā)現(xiàn)3組之間的總時間投入無顯著差異,這是因為雖然數(shù)字化導板在術前花費的計劃時間更多,但種植手術的時間明顯減少。與常規(guī)種植相比,先鋒鉆導航組和全程導航組的額外成本分別為8.29%(176.54歐元)和10.45%(222.52歐元),差異具有統(tǒng)計學差異,而這兩組額外的時間和成本花費/根尖偏移減少量/種植體數(shù)量(即增量成本效益)分別為5.48歐元和4.12歐元,因此,從成本效益出發(fā),全程導航的數(shù)字化導板可能比部分導航更有效。
部分導航種植導板由于只需要引導先前幾鉆,而后徒手操作,幾乎適用于所有種植體系統(tǒng),這種導板可以用在不同工具盒和不同系統(tǒng)種植體規(guī)格,使用較靈活,但需要醫(yī)生對不同種植器械工具盒和不同系統(tǒng)種植體規(guī)格熟練掌握。而全程導航的種植導板需要配有與特定種植系統(tǒng)匹配的最終成型鉆和種植體攜帶器,才能完成從種植窩洞的制備到種植體植入的全程引導。
另外,在種植外科手術過程中,尤其是在后牙區(qū),全程導航數(shù)字化種植導板的應用往往受開口度限制影響醫(yī)生操作,甚至無法操作,此時僅使用先鋒鉆預備不僅可以增加種植體的精確度,還可以降低外科手術的操作難度。
使用數(shù)字化導板的優(yōu)點之一是能夠在不翻瓣的情況下保證種植體在三維方向上的精準植入[33]。不翻瓣的種植技術既能減少手術時間、降低患者術后的創(chuàng)傷反應,又可維持軟硬組織的穩(wěn)定,獲得較好的美學修復效果[34]。但是對于某些基礎骨量不足的患者,應用全程導航的導板可能會造成骨量的進一步丟失,而應用先鋒鉆導航的導板可以在確定植入位點后再通過術者靈活運用其他技術保留骨量或者進行必要的骨增量,因此選擇何種導航形式不應單純從減少植入點位移從而減少誤差的角度出發(fā),而應根據患者的解剖條件來選擇導航模式。用數(shù)字化導板技術同時需要承擔導航系統(tǒng)準確性不足帶來的并發(fā)癥的風險。Van de Velde等[35]曾報道,與傳統(tǒng)種植方式相比,不翻瓣數(shù)字化種植技術會產生更高的穿孔率。因此對不翻瓣病例的適應證選擇應嚴格。
綜上所述,數(shù)字化導板的應用不僅可以簡化手術步驟、減少手術時間,還能控制種植體在三維方向上的精準植入,降低手術風險,減少手術并發(fā)癥。兩種不同導航形式的數(shù)字化導板各有優(yōu)缺點和不同的適應證,在臨床病例的選擇中,應根據不同患者的自身條件、頜骨狀況、缺牙間隙等選擇合適的導航模式。