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为全口无牙颌患者行计算机辅助骨切除术和静态计算机引导种植:一个病例报告(美)
日期:2023/02/14
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作者:
Alejandro Lanis 博士(美)
国际讲师,美国印第安纳波利斯印第安纳大学牙科学院修复科

Ali Tahmaseb 博士(荷兰)
荷兰鹿特丹伊拉斯谟医学中心口腔颌面外科


计算机辅助种植手术是近年来广受欢迎的技术之一。采集的信息可以在虚拟环境下进行管理,从而能够更快、更安全、更精确地植入种植体。在某些病例中,一个合适的种植体支持式修复需要做补充手术。因此,本病例报告就描述了这样一种临床情况,需要行牙槽嵴骨切除术的同时植入种植体,为此,通过计算机辅助数字化设计了一个骨切除导板和一个可叠放的种植体植入导板,然后,导板通过3D打印技术制作完成。

关键词:计算机辅助,计算机引导, 3D打印,种植外科,种植体植入,骨切除术


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引言

信息的数字化为全世界的口腔保健提供了新的选择。在口腔种植方面,使用种植规划软件可以将放射学影像、修复、外科和技工室领域结合在一个共同的虚拟场景下,从而实现完全的数字规划和计算机辅助治疗。因此,利用CAD/CAM技术制作的手术导板在虚拟计划和实际操作之间提供了一个链接,因为它们可以准确地将模拟的手术转移到手术部位。随着时间的推移,基于不同技术和材料的各种计算机辅助方法已被用于颌面外科和种植外科。现代口腔种植学建议,种植体位置的规划应始终考虑到未来的修复及其相关的生物力学(即修复引导模式)。由于可以虚拟管理大量的信息,静态计算机辅助植入手术(s-CAIS)被认为是获得适合的种植-修复关系的一种有用技术。

现有的口腔组织是否应该保留、重建或减少,以便为修复体提供足够的空间,一直是重要的外科考虑点,特别是要为完全无牙颌患者或者牙齿大量缺失的患者进行种植修复时。这往往需要通过对很多个因素的考量来决定,比如患者的全身状况、功能和美学期望、修复分析、残留牙槽嵴的解剖、牙龈和粘膜的类型和数量、唇部支持、口腔卫生和经济状况等等。如果对整体状况和修复方案进行分析后,倾向于使用种植体支持式固定桥进行修复,那么外科治疗应侧重于对自然口腔组织的维护或重建。因此,硬组织和软组织移植应被视为是获得成功的长期美学和功能结果的基本要求。相反,如果修复计划建议用义齿结构(如混合型修复体或者覆盖义齿)来替换有缺陷的口腔组织,那么临床上就应该考虑为修复基台创造足够的空间(如果还没有)。冠高间隙,尤其是在无牙颌的下颌颏孔间的刃状牙槽嵴区域,会使成功的修复复杂化。因此,必要时,行牙槽嵴骨切除术或牙槽骨成形术就成为了可预测的替代治疗方法,以修整残余的骨形态,为种植体、基台和修复体组件提供足够的空间,确保适合的生物力学关系。在这种情况下,静态的计算机辅助引导植入种植体就不是一个合适的选择,除非将必要的骨量改变与种植体植入的规划相结合并同时进行。这是因为手术导板不可能适合改变后(术后)的牙槽嵴,因此也就无法在同一手术过程中按照虚拟的位置引导植入种植体。

目前,只有少数外科规划软件支持数字化设计骨切除术的导板同时结合种植导板。由于可以在手术过程中准确地组装不同的导板,因此这一概念又被称为“可叠放的导板(stackable guides)”。由于实际上是有计划的控制性截骨(osteotomy),使得该系统可以完全按照引导的方案进行精确的骨量减少(骨切除)和种植体植入。

因此,减少的骨量能够根据修复需要进行评估,并精确地转移到手术中,避免了自由手手术带来的不必要的生物成本,并确保了不同的种植体-修复体组件之间实现理想的生物力学关系。

下面要介绍的这个病例对计划阶段和临床治疗过程进行了描述,其中CAD/CAM辅助骨切除是通过利用种植导板进行的,以实现减少下牙槽骨嵴并为无牙颌下颌植入5枚种植体的目的。最后为患者的上颌和下颌以种植体支持式金属-丙烯酸树脂固定混合义齿完成了修复。


病例介绍

一名72岁健康的女性患者前来就诊,主诉上下颌牙齿全部缺失(图1-图7)。在过去的10年间,患者因上下颌骨重度萎缩导致固位力不足而没有戴用义齿。患者的主要诉求是希望通过种植体支持的固定义齿来改善她的口腔状况和恢复自信心。

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图1:术前状况:患者口外正面照。
图2:术前状况:患者口外侧面照(右)。
图3:术前状况:患者口外侧面照(左)。

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图4:术前状况:患者口内正面照。
图5:术前状况:患者口内上颌𬌗面照。
图6:术前状况:患者口内下颌𬌗面照。

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图7:术前状况:数字化曲面断层全景片(OPG)。
图8:上下颌排牙。
图9:复制排牙的透明丙烯酸树脂导板,其中每个导板上放置牙胶球作为标志物。

在完成临床检查和初步影像学分析后,决定为上颌和下颌进行临时排牙,并将其转换为放射学导板。对于全口无牙颌患者,采用传统的义齿制作方法进行排牙(图8)。检查后,用透明的丙烯酸树脂复制已排好的牙列,以完成导板(图9)。在这两个导板中,添加牙胶球作为X线阻射的标记,并实施双扫描方案。因此,在患者佩戴这两个影像导板时进行CBCT扫描,然后对每个射线导板再进行第二次和第三次CBCT扫描。由CBCT扫描获取的DICOM文件被导入外科规划软件(coDiagnostiX™ 9;Dental Wings,加拿大),以进行完全的虚拟分析和以义齿为导向的数字化种植体植入规划。患者的两个颌骨均表现为重度骨吸收,前牙区牙槽嵴呈刃状。

为了治疗无牙颌下颌,计划进行计算机辅助规划骨量减少和种植。最终的修复选择了一种全牙弓的金属-丙烯酸树脂混合型义齿。

数字化设计骨减少和种植体植入导板


根据下颌放射学导板显示的修复建议, 虚拟设计了五枚种植体—Straumann Regular Neck(RN)种植体(士卓曼,瑞士),分布在无牙颌下颌骨上。选择型号为 3.3 × 10 mm的Straumann RN种植体分别植入33、41、43位点,选择型号为4.1 × 6 mm的种植体植入35和45位点。然后,用coDiagnostiX™ 9软件对三种不同的手术导板进行数字化设计:

1. 设计一个锚固钉安装导板,使放射学导板的咬合面能够稳定地作为术中的参考(图10)。

2. 设计了一个骨减少(骨切除)导板,准确保持锚固钉的位置不变。导板的设计仍允许精确地从垂直和水平向对下颌骨行骨切除术,以纠正牙槽嵴的刃状形态,并为患者的基台和义齿组件提供足够的空间(图11)。

3. 应用可叠放的引导方案(stackable guide concept)设计了一个引导植入种植体的导板,该导板要能在前牙区精准定位(图12-14)。由于这项技术允许数字化选择和检查修复体部件,因此为每个种植体选择了Straumann RN synOcta®基台(士卓曼)。该软件功能对于理解后面的正式修复体的组件和生物组织之间的修复关系非常有用。

然后,虚拟导板和下颌骨部分(骨段)以立体光刻(STL)文件格式导出并进行3D打印(CARES® P30;士卓曼;图15至20)。清洁3D打印的导板后,将引导手术的T型套筒和固位钉套筒(士卓曼)压入导板上的相应位置。

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图10:数字化设计锚固钉安装导板。
图11:数字化设计骨切除导板。
图12:数字化设计可叠放的种植导板:正面观。

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图13:数字化设计可叠放的种植导板(无下颌部分):正面观。
图14:数字化设计可叠放的种植导板:𬌗面观。

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15:3D打印的锚固钉导板放在3D打印的下颌骨段上。
图16:3D打印的骨切导板放在3D打印的下颌骨段上。
图17:引导种植的“可叠放的导板”安放在3D打印的骨切导板上(2个导板都定位在3D打印的下颌骨段上)。

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图18:3D打印的骨切导板。
图19:3D打印的种植导板。
图20:引导种植的“可叠放导板”安放在3D打印的骨切导板上。

在手术过程中,在无牙颌牙槽嵴的颊侧和舌侧进行局部渗透麻醉(Scandicaine 2%;Septodont,美国)。15分钟后,将带有锚固钉套筒的导板就位在下颌骨上方,并通过在修复计划阶段获得的硅橡胶导板与对侧(上颌)牙弓获得稳定。使用直径为1.5 mm的钻(士卓曼)穿过锚固钉的套筒进行钻孔,然后将套筒移除。用一把15C刀(Swann-Morton,英国)并以放射学导板作为后牙区延伸的参考,做一嵴上的线性切口,并翻起粘骨膜瓣。然后将骨切导板复放置在牙槽嵴上并用三个锚固钉固定(图21)。此后,使用牙槽骨修整术(alveoloplasty)配套的钻套装(Salvin,美国)行骨切除术(bone ostectomy),同时用大量盐水进行冲洗(图22和23)。然后,将种植的手术导板安装在骨切导板上。按照软件设计的手术方案以及士卓曼引导手术工具包的说明,在完全引导下行骨切开术(osteotomy)和植入种植体。所有种植体的植入扭矩均超过50 Ncm(图24至26)。在种植体上放置RN 4 mm高的愈合基台,并缝合切口(Vycril 6-0,Ethicon;J&J,美国;图27)。拍摄曲面断层全景片(OPG)以评估手术结果(图28)。12小时100毫克酮洛芬(Profenid;赛诺菲-安万特,美国)口服3天,12小时875毫克阿莫西林(Optamox;Pharma-Investi,智利)口服7天。

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图21:翻开大范围的下颌骨粘骨膜瓣,并在骨嵴上放置骨切导板。然后用三个锚骨钉将其固定。
图22:在骨切导板的辅助下,使用外科钻和在大量盐水冲洗下行骨切除术。

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图23:骨切除时使用的是骨切除术钻套装。
图24:在手术导板的引导下,按照软件确定的预备说明进行种植窝的预备。并植入种植体。
图25:在手术导板的引导下,按照软件确定的预备说明进行种植窝的预备。并植入种植体。

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图26:在手术导板的引导下,按照软件确定的预备说明进行种植窝的预备。并植入种植体。
图27:在种植体上放置愈合基台并缝合切口。
图28:下颌种植体植入后拍摄的数字化曲面断层全景片。

在第3天和第10天对患者进行了随访,未报告有任何并发症。在第10天的随访中,拆除缝合线。

对无牙颌上颌做的种植方案在拆线4天后进行。在计算机辅助引导下行骨切开术并自由手植入六枚骨水平锥形(BLT)SLActive®(士卓曼)种植体。由于所选种植体的直径为3.3 mm,因此选择了直径为2.85 mm的外科套筒,以便能够仅使用一个直径为2.8 mm的钻。在骨高度方面,只在垂直向轻微修整骨嵴(骨切)即可。由于这些操作仅限于特定的区域,因此决定直接自由手行骨切除术。这一阶段的治疗没有出现任何并发症(图29和图30)。分别在第3、7、14、21、30和45天对患者进行随访。

上颌手术50天后,开始为患者进行正式修复(图31)。上颌和下颌修复程序按照全牙弓混合义齿的传统工作流程进行。用有孔托盘制取平台水平印模(图32和33)。

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图29:计算机辅助进行六枚骨水平锥形(BLT)种植体的种植规划。

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图30:计算机辅助引导植入的六枚BLT种植体。使用外科钻套装完成骨修整(骨切)。
图31:下颌种植45天后的口内情况。

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图32:印模桩就位后采用开放式托盘印模技术。 
图33:带有印模桩和种植体替代体的印模托盘(a)。替代体用光固化半透明树脂夹板固定(Triad Gel,登士柏西诺德;b)。

然后,技工室制作上颌和下颌的金属-丙烯酸树脂混合义齿。接下来,在临床上为患者戴入义齿,拧紧修复螺丝(35 Ncm)。螺丝上放置聚四氟乙烯塞(Teflon plug),并用复合树脂(Tetric N-Ceram;义获嘉伟瓦登特,列支敦士登;图34至39)封闭螺丝孔。在10周的随访中,拍摄了全景片(图40)以及 口外照片(图41和42)。患者已经接受了12个月的定期随访,没有并发症报告。

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图34:固位在种植体上的synOcta® 基台。
图35:上颌和下颌的混合义齿。

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图36:上颌和下颌的混合义齿被戴入口内。
图37:戴入口内的上颌混合义齿:口内正面照。

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图38:戴入口内的下颌混合义齿:口内𬌗面照。
图39:戴入口内的下颌混合义齿(未固定):口内正面照。

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图40:戴入义齿后拍摄的全景片。
图41:义齿修复后10天的口外正面照。

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图42:治疗前和治疗后:口外侧面照。


讨论

自由手种植和颌面外科手术已经开展了几十年,而且取得了可预期的结果。然而,这些手术的成功与外科医生的培训、技能、标准和专业知识密切相关。如今,技术资源正在帮助克服自由手操作的缺点,降低患者的发病率,并且优化了时间、成本和精度。全世界的外科医生仍然依赖于他们在手术室的技能和经验,但同时也在利用数字化模拟技术的优点,甚至当使用计算机辅助制作的导板进行操作时,会使他们的手术过程变得更安全、更快速。在本病例报告描述的技术中,预制的CAD/CAM手术导板不仅可以减少手术时间,而且更重要的是,由于可以通过导板控制硬组织的减少,从而可以进行更保守的手术。此外,通过手术导板引导切口,只需翻开较小的瓣,因此有助于降低患者的发病率。

制作CAD/CAM手术导板,可以将数字模拟操作准确地转移到手术部位。不过,有几个因素可能会改变虚拟项目的正确复制,并导致不满意的治疗结果。可能导致不精确手术的一些变量包括CBCT数据的采集、导板的设计与制作、3D打印机的校准以及手术的执行。如果主要的治疗或者重要的解剖结构靠近手术部位时,虚拟项目的正确再现就更加重要了。在目前的这个技术中,对上述所有因素都进行了认真的监督与控制。尽管如此,人们必须意识到,无论对手术转移多么的小心,由于操作硬件的原因,总会出现轻微的失真。减少这种不便,需要种植体制造商进行硬件的开发、研究与创新。

为了使所描述的手术导板实现稳定而精确,需要考虑几个因素。由于它是一个骨支撑的结构,因此应该对骨结构进行充分的虚拟分割,以确保为导板设计提供一个可靠的骨表面。此外,在导板的CAD设计阶段,重要的是设计特定的固位结构,以便能够正确组装不同的导板,从而确保其稳定性并避免它们之间的任何移动。

自由手骨切的主要缺点之一是,不可能同时植入计算机引导的种植体。这一缺陷是由于骨切除后的牙槽嵴解剖结构与种植导板的内表面之间存在差异,因为种植导板的设计是以初始牙槽嵴状况为参考的。因此,即使种植体可以被植入在截骨的牙槽嵴上,它们也无法再现软件中确定的位置。从修复的角度来看,这种情况非常重要,因为s-CAIS的主要目的是帮助将种植体植入在后期修复的很好位置上。因此,本文所述的这个技术的一个重要优点是,它允许精确地进行计算机辅助的牙槽嵴切除术,同时在种植导板引导下植入种植体,该位置再现了以义齿为导向由计算机辅助确定的种植体植入位置。


结论

本文所描述的这项技术实现了了计算机引导种植与牙槽嵴骨切除术的结合,看起来这是一种可预测的选择。当然,还需要进一步的临床对比研究,以确定该技术的优势。


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 END



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