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數(shù)字化種植導(dǎo)板手術(shù)的精確性:非手術(shù)因素分析及對(duì)策的專家共識(shí):口腔因素、數(shù)據(jù)采集、設(shè)計(jì)及3D打印
2024.12.25
數(shù)字化種植導(dǎo)板手術(shù)是一種利用外科導(dǎo)板引導(dǎo)種植體定位和導(dǎo)向的手術(shù)方法。數(shù)字化種植導(dǎo)板手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)流程包括患者術(shù)前檢查、數(shù)據(jù)采集、導(dǎo)板設(shè)計(jì)與制作及外科手術(shù)。
種植導(dǎo)板手術(shù)的準(zhǔn)確性無(wú)疑是一個(gè)至關(guān)重要的臨床問(wèn)題。根據(jù)《第五次 ITI 共識(shí)會(huì)議》,種植導(dǎo)板手術(shù)三維方向的安全邊界應(yīng)控制在 2.0 mm 以上。
為了提高種植導(dǎo)板手術(shù)的準(zhǔn)確性,臨床應(yīng)用必需嚴(yán)格把控各個(gè)環(huán)節(jié)的誤差。臨床醫(yī)生通過(guò)手術(shù)技巧與外科經(jīng)驗(yàn)控制導(dǎo)板手術(shù)的誤差必然是重要的,但嚴(yán)格把控術(shù)前因素也是控制手術(shù)誤差的關(guān)鍵核心。
然而,術(shù)前因素對(duì)導(dǎo)板手術(shù)誤差的影響往往被忽略,其造成導(dǎo)板的固有誤差是手術(shù)中無(wú)法察覺(jué)的。
本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展結(jié)合國(guó)內(nèi)專家的臨床實(shí)踐,對(duì)術(shù)前影響種植導(dǎo)板精確性的因素包括患者口腔因素的評(píng)估、數(shù)據(jù)采集、導(dǎo)板設(shè)計(jì)及其制作等方面進(jìn)行討論分析,總結(jié)各個(gè)環(huán)節(jié)誤差的來(lái)源、提出控制誤差的對(duì)策,形成共識(shí)性建議,為臨床醫(yī)生提供實(shí)踐指南。
01
口腔因素評(píng)估
種植導(dǎo)板手術(shù)前對(duì)患者口腔內(nèi)情況進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估,主要包括:患者口內(nèi)余留牙的數(shù)目、缺牙區(qū)軟硬組織情況、缺牙位置與分區(qū)等因素。充分了解患者口腔情況有利于臨床醫(yī)生做出合適的術(shù)前診斷和治療方案設(shè)計(jì)。
另外,患者的開口度需要滿足種植導(dǎo)板手術(shù)的要求。
因此,患者口腔因素評(píng)估是種植導(dǎo)板手術(shù)的必要環(huán)節(jié),是導(dǎo)板手術(shù)精確度的先決因素。
1.1 余留牙的數(shù)目及牙列缺損的部位
臨床醫(yī)生應(yīng)該根據(jù)患者余留牙的數(shù)目,選擇種植導(dǎo)板的支持方式與類型。

當(dāng)患者口內(nèi)余留牙的數(shù)目較多且無(wú)病理性松動(dòng)度時(shí),通常建議選擇牙支持式的種植導(dǎo)板。
牙支持式種植導(dǎo)板的基牙數(shù)目以 10 顆為宜,基牙數(shù)目的減少都會(huì)影響導(dǎo)板放置的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
目前,有充分的臨床證據(jù)證實(shí),牙支持式導(dǎo)板引導(dǎo)下的種植手術(shù)準(zhǔn)確性優(yōu)于黏膜支持式和骨支持式的種植導(dǎo)板。

缺牙位置與分區(qū)也是種植導(dǎo)板準(zhǔn)確性的影響因素。前牙區(qū)種植比后牙區(qū)的種植準(zhǔn)確性更高。
目前,有充足的臨床證據(jù)支持缺牙部位位于游離端,會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)板手術(shù)產(chǎn)生明顯的誤差。相比于非游離端植入的種植體,游離端植入的種植體準(zhǔn)確度有所降低。在游離端植入植體時(shí),建議通過(guò)固位釘設(shè)計(jì)減少導(dǎo)板遠(yuǎn)中游離端的移位。

1.2 軟組織的質(zhì)地和厚度
對(duì)于黏膜支持式導(dǎo)板,患者口腔內(nèi)黏膜軟組織的彈性會(huì)干擾種植導(dǎo)板的放置,由此造成的導(dǎo)板位移也是導(dǎo)板手術(shù)的誤差因素。
在上頜無(wú)牙頜患者中,黏膜厚度與種植體偏差成正相關(guān),黏膜厚度每增加1mm 會(huì)導(dǎo)致種植體偏差平均增加0.41 mm。對(duì)于下頜無(wú)牙頜患者,黏膜厚度的增加也會(huì)導(dǎo)致種植體冠方偏差增大。

1.3 頜骨的骨質(zhì)
不同類型的種植導(dǎo)板應(yīng)用于不同密度頜骨骨質(zhì)時(shí),植入植體的準(zhǔn)確性也會(huì)產(chǎn)生差異。
對(duì)于黏膜支持式種植導(dǎo)板,當(dāng)頜骨類型為致密骨時(shí),種植體導(dǎo)板的角度偏差較小。
然而,對(duì)于骨支持式的種植導(dǎo)板,頜骨骨質(zhì)密度越大,所產(chǎn)生的種植角度偏差也越大,在這種情況下,初始先鋒鉆導(dǎo)致牙槽骨內(nèi)的種植入路偏移就更難糾正,導(dǎo)板也更容易發(fā)生旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。

02
數(shù)據(jù)采集
③CBCT 拍攝參數(shù):CBCT 儀器的曝光參數(shù)也會(huì)影響 CBCT 影像的準(zhǔn)確性,包括視野、掃描的范圍,以及體素的大小等。相對(duì)于大視野(約 12 英寸直徑的范圍)以評(píng)估多顆牙齒,小視野(約 6 英寸直徑的范圍)可以減小金屬產(chǎn)生的偽影,可以提供高質(zhì)量圖像并降低3D 圖像的失真。另外,體素越小,圖像/CBCT 的質(zhì)量就越高。

2.2 數(shù)字化口腔掃描
數(shù)字化口腔掃描(又稱表面掃描)包括口腔內(nèi)掃描和口腔外掃描,相比傳統(tǒng)的印模方法,數(shù)字化口腔內(nèi)掃描能提高臨床操作的效率,同時(shí)改善患者的就診體驗(yàn)。
目前,數(shù)字化口腔內(nèi)掃描是利用光學(xué)成像原理,其精度達(dá)(360 ± 46)μm 至(40 ±20)μm。數(shù)字化口腔掃描的準(zhǔn)確性與其范圍、環(huán)境及方法密不可分。口腔內(nèi)掃描的成像精度隨著掃描范圍增加而降低。以 24 ℃室溫為界,環(huán)境溫度增加 5 ℃或降低 5 ℃,都會(huì)導(dǎo)致口腔內(nèi)掃描儀的精度降低,其中溫度升高對(duì)精度的影響更大。另外,優(yōu)化環(huán)境光照條件能提高口掃系統(tǒng)的精度。

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03
種植導(dǎo)板設(shè)計(jì)
將 CBCT 影像(DICOM 文件)和口腔掃描儀獲得組織表面圖像(STL 文件)輸入種植手術(shù)規(guī)劃軟件;軟件對(duì)圖像進(jìn)行斷層切片和可視化處理,通過(guò)設(shè)置種植導(dǎo)板手術(shù)的參數(shù),模擬種植體的植入情況并設(shè)計(jì)種植導(dǎo)板。CAD 程序包含種植手術(shù)規(guī)劃與手術(shù)導(dǎo)板設(shè)計(jì),正確使用 CAD 軟件是精準(zhǔn)制作種植導(dǎo)板、實(shí)施手術(shù)方案的前提。

相反,如果患者口內(nèi)不存在或只有很少的天然牙,圖像的匹配準(zhǔn)確性較差。

此外,不同的分割模式(手動(dòng)與自動(dòng))會(huì)影響配準(zhǔn)精度。與手動(dòng)分割相比,自動(dòng)分割中軟件提供的默認(rèn)灰度值范圍對(duì)于 CBCT 影像數(shù)據(jù)的分割是不準(zhǔn)確的,圖像配準(zhǔn)精度顯著降低。所以,臨床應(yīng)用上首選手動(dòng)分割模式。最后,CBCT 影像與數(shù)字化掃描儀獲得的圖像的重疊或者配準(zhǔn)模式對(duì)兩者之間配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性也有影響。
此外,導(dǎo)板的設(shè)計(jì)分為引導(dǎo)部分與非引導(dǎo)部分,引導(dǎo)部分由套筒與手柄高度組成,而非引導(dǎo)部分為套筒底部至種植窩底部的距離(圖1)。理論上,通過(guò)計(jì)算引導(dǎo)部分與非引導(dǎo)部分的比值,其比值越大精度越高。

有相關(guān)的臨床證據(jù)支持直接引導(dǎo)鉆系統(tǒng)是提高種植體植入準(zhǔn)確性的有效方法。相比于鉆針手柄系統(tǒng),選擇引導(dǎo)鉆系統(tǒng)有利于提高導(dǎo)板手術(shù)后種植體的準(zhǔn)確性。

導(dǎo)板的穩(wěn)定性和密合度取決于支持結(jié)構(gòu)覆蓋牙齒的數(shù)量、部位及覆蓋牙冠面積大小等因素。對(duì)于牙列缺損的患者,后牙處支撐的手術(shù)導(dǎo)板準(zhǔn)確性高于前牙處支撐。對(duì)于單顆后牙缺失的病例,手術(shù)導(dǎo)板的牙冠覆蓋在外形高點(diǎn)以上 2 mm 處時(shí),種植體偏差最大,而手術(shù)導(dǎo)板牙冠覆蓋至牙齒外形高點(diǎn)或外形高點(diǎn)以下 2 mm的情況,都不會(huì)影響種植準(zhǔn)確性。

3.2.3 輔助固位裝置
輔助固位裝置(如固定螺釘與插銷式固位釘)能有效提高導(dǎo)板的穩(wěn)定性,從而增加種植的準(zhǔn)確性。適當(dāng)?shù)卦黾庸涛会敂?shù)目可有效增加種植導(dǎo)板的穩(wěn)定性,減少種植體最終位置的偏差。對(duì)于上頜無(wú)牙頜患者,建議將固定螺釘均勻分布,前后牙區(qū)各設(shè)計(jì) 2 個(gè)固位釘可以使導(dǎo)板放置更加穩(wěn)定。固位釘?shù)脑O(shè)計(jì)在無(wú)牙頜病例中尤為重要,通過(guò)設(shè)計(jì)輔助固位釘可以將黏膜支持式導(dǎo)板轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助支持式導(dǎo)板,從而有效提高導(dǎo)板的穩(wěn)定性。
套筒的設(shè)計(jì)與類型選擇也影響著種植導(dǎo)板手術(shù)的準(zhǔn)確性。封閉式套筒比開放式套筒顯示出更高的角度精度。當(dāng)套筒距離牙槽嵴的高度為 2 mm 時(shí)(圖 3),無(wú)論是封閉式套筒還是側(cè)方開窗的開放式套筒對(duì)種植導(dǎo)板手術(shù)的準(zhǔn)確性影響一致,但是隨著套筒距離牙槽嵴高度的提高,具有開放式套筒的導(dǎo)板種植手術(shù)的種植體的角度偏差增加大于封閉式套筒。


04
種植導(dǎo)板制作
計(jì)算機(jī)輔助制作(computer?assisted manufacturing,CAM)是指將數(shù)字化設(shè)計(jì)的虛擬物件制造為有形實(shí)物的過(guò)程。CAM 直接影響著種植導(dǎo)板外形體積的準(zhǔn)確性,是實(shí)現(xiàn)種植導(dǎo)板準(zhǔn)確性的重要基礎(chǔ)之一。
目前,導(dǎo)板制作可通過(guò)增材制造(3D 打印)和減材制造(銑削加工)。3D打印技術(shù)制作的種植導(dǎo)板與銑削法制作的種植導(dǎo)板在種植體位置準(zhǔn)確性方面有著一致性,但 3D 打印技術(shù)具有高效性、易操作、高精度等優(yōu)勢(shì),更適于臨床應(yīng)用。由此,本文著重分析 3D 打印的導(dǎo)板準(zhǔn)確性的影響因素。
臨床上常用的3D打印技術(shù)包括LCD、DLP、CPL、SLA、MJP等不同方法。大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明,使用不同 3D 打印技術(shù)制作數(shù)字化種植導(dǎo)板,無(wú)論是考慮種植導(dǎo)板的真實(shí)性和精度,還是出于改善種植體位置誤差的目的,MJP 都是最佳選擇,同時(shí)MJP也是最貴的設(shè)備之一。
值得一提的是,研究中不同的 3D 打印技術(shù)制造的手術(shù)導(dǎo)板的準(zhǔn)確性都是符合臨床使用標(biāo)準(zhǔn),其中LCD、CPL、DLP等技術(shù)的桌面級(jí)打印設(shè)備最適宜臨床使用。不同打印參數(shù)的設(shè)置,比如打印角度或打印層厚,也是影響導(dǎo)板精度的重要因素。
對(duì)于適用于單顆種植牙的手術(shù)導(dǎo)板,相比于打印層厚 100 μm的參數(shù)設(shè)置,50 μm 的打印層厚可以提高導(dǎo)板的精度。打印角度選擇 45°和 90°,種植鉆孔產(chǎn)生誤差也會(huì)比 0°打印時(shí)更小,90°打印的時(shí)間最長(zhǎng)但最節(jié)省材料。

4.2 打印材料的選擇
不同的打印樹脂材料也影響著打印后外科導(dǎo)板和種植手術(shù)的準(zhǔn)確性,主要表現(xiàn)為對(duì)種植體冠方和根方線性偏差的影響。
選用不同品牌的丙烯酸基光固化樹脂材料對(duì)導(dǎo)板打印的精準(zhǔn)性也有一定的影響,在 E?dentstone®、E?shell®、NextDent?Model 以及 NextDent? SG 四種光固化樹脂中,NextDent? SG丙烯酸基光固化樹脂制作的導(dǎo)板具有較高準(zhǔn)確性。對(duì)于遠(yuǎn)中游離端的種植導(dǎo)板,選擇樹脂材料的楊氏模量越低,種植體植入后的準(zhǔn)確性越高。


4.3 打印后處理與滅菌方式
近年來(lái),筆者團(tuán)隊(duì)前期研究證實(shí)后處理直接影響 3D 打印樹脂材料的特性,包括后漂洗使用的溶液不同、時(shí)間延長(zhǎng)和后固化設(shè)備的選擇均會(huì)影響打印物體的理化特性及其生物安全性能。
關(guān)于種植導(dǎo)板后漂洗方法的選擇,超聲清洗對(duì)種植導(dǎo)板表面的影響小于手動(dòng)處理,其在控制導(dǎo)板整體體積、組織面和咬合面的偏差方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。
05
小結(jié)
在 CBCT 數(shù)據(jù)采集過(guò)程中,讓患者處于坐位并夾持裝置以固定患者頭部,可有效避免運(yùn)動(dòng)偽影;對(duì)于口內(nèi)有金屬修復(fù)體的患者,宜佩戴帶有配準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的導(dǎo)板減少金屬偽影對(duì) CBCT 影像的影響;盡可能選擇小視野進(jìn)行 CBCT 拍攝,這可以提高CBCT 影像的成像質(zhì)量。
另外,建議使用口外掃描儀,保證掃描環(huán)境的光照,同時(shí)控制環(huán)境溫度為24 ℃室溫;使用口內(nèi)掃描儀時(shí)應(yīng)盡量在單牙弓內(nèi)掃描,以提高口腔掃描的精度。
圖像配準(zhǔn)時(shí),根據(jù)種植區(qū)域的不同設(shè)定灰度閾值,首選手動(dòng)分割 CBCT 影像并重疊兩種不同類型的文件,建議通過(guò)標(biāo)記物重疊以避免配準(zhǔn)過(guò)程產(chǎn)生的誤差。
在導(dǎo)板設(shè)計(jì)過(guò)程中,建議適當(dāng)伸展導(dǎo)板的支持結(jié)構(gòu)范圍;導(dǎo)板支持結(jié)構(gòu)首選牙支持式導(dǎo)板;在應(yīng)用黏膜式或骨支持式導(dǎo)板時(shí),建議均勻分布固位螺釘,以增加導(dǎo)板的穩(wěn)定。
原則上,適當(dāng)增加引導(dǎo)段長(zhǎng)度、降低非引導(dǎo)段長(zhǎng)度,并選擇封閉式套筒等方法,可有效減少導(dǎo)板設(shè)計(jì)中不必要的誤差。
手術(shù)導(dǎo)板制作前,建議選擇合適的打印技術(shù)、設(shè)置最佳打印參數(shù)以及使用正確的打印樹脂,譬如,選擇 DLP 打印方式打印導(dǎo)板角度為 90°,既能滿足種植導(dǎo)板精度要求,也提高臨床工作效率。
此外,正確的后漂洗與后固化處理對(duì)保證打印導(dǎo)板的準(zhǔn)確性格外重要。最后,根據(jù)所選擇的打印材料及后固化方法,需選擇合適的滅菌方法,既要保證臨床的無(wú)菌需求,又要避免樹脂形變產(chǎn)生誤差。
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