3D打印技术在种植牙患者中的应用价值探究
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作者:张秀琴 刘振华 周俊宏
[摘要]目的：探究3D打印技术在种植牙患者中的应用。方法：研究对象选取笔者医院2017年1月-2018年12月收治的42例种植牙患者，共计128颗牙，使用随机数字表法将其分为常规组（20例，64颗牙）及3D组（22例，64颗牙），常规组使用传统种植牙技术进行手术，3D组使用3D打印种植导板进行手术。比较两组术后种植牙偏离距离、偏离角度，患者治疗前后咀嚼功能、成功率及满意度。结果：两组治疗前咬合力及咀嚼效率无显著性差异（P>0.05）。3D组术后种植牙颈部及尖部各方向偏离距离、近远中向及颊舌向偏离角度显著低于常规组（P<0.05）;治疗后3D组咬合力及咀嚼效率显著优于常规组（P<0.05）;3D组修复成功62颗（成功率96.88%），常规组修复成功54颗（成功率84.38%），3D组明显高于常规组（P<0.05）;3D组满意度为94.45%，常规组为85.00%，3D组显著高于常规组（P<0.05）。结论：3D打印技术能有效降低种植牙患者种植体偏移，提高手术精度，提高患者咀嚼功能，改善患者满意度及种植成功率，具有临床推广意义。
[关键词]3D打印;种植牙;建模;导板;应用价值
[中图分类号]R782.12 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2020）07-0145-03
Abstract： Objective To explore the application value of 3D printing technology in implant patients. Methods A total of 42 dental implant patients with 128 teeth enrolled in our hospital from January 2017 to December 2018 were randomly divided into two groups （20 cases， 64 teeth） and 3D. Group （22 cases， 64 teeth）.The conventional group used traditional implant technique for surgery， and the 3d group used 3d printed implant guides for surgery. The deviation distance and deviation angle of postoperative implants were compared between the two groups. The chewing function and success rate and satisfaction of patients before and after treatment were compared. Results There was no significant difference in the bite force and chewing efficiency between the two groups before treatment （P>0.05）.In the 3D group， the deviation distance， the near-distal and the direction of the cheek and the tongue were significantly lower than that of the conventional group. The occlusal force and chewing efficiency of the 3D group were significantly better than those of the conventional group （P<0.05）. In the 3d group， 62 teeth were successfully repaired （96.88%）， while in the conventional group， 54 teeth were successfully repaired （84.38%）. The success rate of the 3D group was significantly higher than that of the conventional group （P<0.05）.The 3D satisfaction was 94.45% and 85.00% in the conventional group， and the 3D group was significantly higher than the conventional group （P<0.05）. Conclusion 3D printing technology can effectively reduce the implant cost of implant patients， improve the accuracy of surgery， improve the chewing function of patients， improve patient satisfaction and success rate of planting， and has clinical significance.
Key words：3D printing; dental implant; modeling; guide plate; application value
隨着社会的发展及人民生活水平的提高，人们对面部牙齿美观的认知及标准随之升高[1]。种植牙作为一种使用人工材料或装置对牙齿及其附属组织进行恢复的技术，其在临床应用也越广泛[2]。但在多年工作经验中，笔者发现多数患者合并多牙缺失且多伴有牙周缺失症状，在手术过程中，对最佳种植点的位置选取及种植牙准确植入角度的判定难度较大，传统手术导板效果不理想。近年来，随着三维数字成像及计算机技术的发展，3D打印技术出现并得到快速发展[3]。作为一种通过数据采集并进行三维重建的多层次连续打印技术，其打印出的3D模型具有高效率、高精度等优点[4-5]。笔者认为，若使用3D技术进行种植牙导板制作，对患者种植精度及种植牙效果的提高应具有积极影响，但目前相关临床研究较少，临床推广缺乏理论支持，笔者就此进行研究，近年来，对笔者医院就诊的种植牙患者使用3D打印技术制作手术导板进行治疗，疗效较佳，现将结果报道如下。 1 资料和方法
1.1 一般资料：选择笔者医院2017年1月-2018年12月收治的42例种植牙患者，共计128颗牙，进行随机对照实验。纳入标准：①开口度良好，颌间修复位置充足者;②种植区软组织充足，术后切口能无张力关闭者;③种植区骨壁完整;④患者知情并自愿参与研究。排除标准：①合并牙周炎等口腔炎症者;②合并牙周疾病者;③妊娠或哺乳期女性;④合并严重器质性病变无法耐受手术者。本研究经笔者医院伦理委员会批准。前牙种植41例、后牙种植63例、前后牙均有种植12例，使用随机数字表法将其分为常规组及3D组，每组64颗牙，两组基线资料差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1。
1.2 方法：患者入组后均给予种植牙手术，常规组使用传统种植牙导板，具体制作流程为[6]：依据患者X光表现取模、翻制石膏模型、雕刻蜡型、树脂薄膜压制导板、修剪、钻孔及导管植入;3D组使用3D打印技术制造种植牙导板，具体操作为：①使用锥形束CT对患者头部进行扫描，获取患者牙槽、牙及周边重要血管、软组织数据并保存;②使用设计软件重建患者颌骨模型;③通过颌骨模型分析患者颌骨结构，并对其植入体深度、位置、方向等基本参数进行确定;④设计导板开孔位置及高度;⑤使用设计数据进行3D打印，制作出导板并嵌套金属钛套环。
种植牙导板制作完成后两组均进行种植体植入，所有手术均由同一组医生完成，术后随访3个月。
1.3 观察指标：①两组术后种植牙偏离距离;②两组术后种植牙偏离角度;③两组修复前后咀嚼功能;④两组修复成功率及满意度。
1.4 判断标准：①种植牙偏离距离、角度：术后对患者种植牙再次进行锥形束CT扫描，比较其与预期设计位置及角度偏差;②咀嚼功能[7]（仅针对有后牙种植病例开展评估）：患者咀嚼2g花生，左右各20次，咀嚼收集残渣，蒸馏水混匀后过滤并称重，咀嚼效率=（原始重量-殘渣重量）/原始重量×100%。咬合力使用MCF-8701型牙合力测定仪进行检测（购自上海交通大学医学院），测量点取下颌第一磨牙，取连续5次测量平均值;③成功率及满意度：种植体完整、稳固，无松动及渗漏现象;咀嚼功能正常，满意度通过术后2周电话回访进行了解，分为满意、尚可、不满意3级。成功率=成功例数/总例数×100%，满意率=（满意例数+尚可例数）/总例数×100%。
1.5 统计学分析：所有统计学资料都采用SPSS 21.0专业统计学软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验，所有的计数资料用χ2检验，P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 两组术后种植牙偏离距离比较：3D组术后种植牙颈部及尖部各方向偏离距离显著低于常规组（P<0.05），见表2～3。
2.2 两组术后种植牙偏离角度比较：3D组术后种植牙近远中向及颊舌向偏离角度显著低于常规组（P<0.05），见表4。
2.3 两组治疗前后咀嚼功能比较：两组治疗前咬合力及咀嚼效率无显著差异（P>0.05），治疗后3D组咬合力及咀嚼效率显著优于常规组（P<0.05），见表5。
2.4 两组修复成功率及满意度比较：3D组修复成功62颗（成功率96.88%），常规组修复成功54颗（成功率84.38%），3D组修复成功率明显高于常规组（P<0.05）。3D组满意度为94.45%，常规组为85.00%，3D组显著高于常规组（P<0.05）。见表6。
3 讨论
近年来，因牙周病、外伤等引起的牙齿缺损、脱落发病率不断上升，对患者正常生活造成极大影响，加之人们对美学要求的提高，口腔修复患者越来越多。口腔种植作为一种临床常用的口腔修复方案，具有美、自然、稳定的优点，而且还能对患者邻近健康牙齿具有保护作用，其实用性已得到医学界公认[8]。但有研究报道指出[9]，种植牙手术若精密性不足或种植牙安装角度不准确，易引起患者牙周神经损伤或邻近正常牙齿损伤，导致牙周炎等并发症，降低种植牙寿命。而种植导板的使用则能有效增加种植牙患者手术精度，提高治疗效果[10]。尽管临床上经验丰富的医师可根据X射线影像对患者种植体位置、方向以及深度等进行准确把握，但在多牙缺失、剩余牙槽骨条件较差等多因素影响下，容易造成植入区骨穿孔或周围解剖结构损伤，影响修复后功能及美观程度，因此，传统导板技术有待改进。3D打印技术通过计算机辅助制造技术等新兴科技成果为基础，能实现三维成像及多层次打印[11]，其精度已受到各界证实，已在器官模型制造、器官打印等领域得到推广[12-13]。
本研究结果显示，两组治疗前咬合力及咀嚼效率无显著差异（P>0.05）。3D组术后种植牙颈部及尖部各方向偏离距离、近远中向及颊舌向偏离角度显著低于常规组;治疗后3D组咬合力及咀嚼效率显著优于常规组（P<0.05）;3D组修复成功率及满意度显著高于常规组（P<0.05），提示相较传统导板，3D打印导板对种植牙患者手术精度的提高具有较好效果，且患者种植成功率及种植后口腔咬合功能及咀嚼功能改善效果更佳。据此，笔者分析，传统特点使用压膜技术，其作为一种建立在诊断学基础上的制作工艺，对患者口腔颌骨三维结构的表现模糊，且无法明确其骨结构，精度较低。而3D打印技术通过锥形束CT扫描，能直接获取患者精确的颌骨及其表面软组织表层数据，实现对患者口腔种植位置解剖结构的三维图像重建，充分了解患者种植位置重要信息，精度大幅度提高，该项技术首先利用计算机建模软件进行种植体建模，随后将所建模型进行切片“分区”，形成逐层截面，最后以逐层打印的形式进行种植体的3D打印。该技术的科技优势在于，建模的好坏决定了最终打印模型的好坏，而我国3D建模技术已较为成熟，对于各类临床种植体模型需求，都能得到满足[14]。在种植牙手术过程中，通过3D建模种植体导板的高精度，能有效提高患者种植牙定位准确性及植入体位置、角度的精确性，提高种植精度，避免种植体偏移。此外，3D打印技术具有较高的材料兼容性，传统导板使用树脂薄膜压制，而3D打印技术则可选取透明度、光滑度更高的材料，更利于保证医生手术过程中的视野。选取坚固性更高，不易变形的材料则能保证手术操作过程中导板不因医生操作移位，进一步降低手术难度，从而增强治疗效果，而患者种植牙精度的提高，治疗效果随之升高，患者术后咀嚼功能及治疗成功率自然上升。 综上所述，3D打印技术能有效降低种植牙患者种植体偏移，提高手术精度，提高患者咀嚼功能，改善患者满意度及种植成功率，具有临床推广意义。但本研究选取样本较少，且未进行更远期疗效观察，可能对本研究可信度造成一定影响，此结论有待多中心、大样本实验证实。
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[收稿日期]2019-08-14
本文引用格式：张秀琴，刘振华，周俊宏.3D打印技术在种植牙患者中的应用价值探究[J].中国美容医学，2020，29（7）：145-147.
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