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通过计算机辅助设计外科导板和即刻临时修复体完成种植体支持的聚甲基丙烯酸甲酯一体式全牙列重建修复—— 一年随访病例报告(意)
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作者:
Vincenzo Luca Zizzari(意)
Gianmarco Tacconelli(意)
意大利G. d’Annunzio大学医学院口腔和生物技术科


摘要:本病例报告描述了一例在计算机计划引导下完成手术和即刻修复的病例,并且实现了上颌和下颌种植体支持的PMMA一体式全牙列修复重建(monolithic full-arch rehablitation,PMFR)。在这类病例中,借助计算机辅助设计技术设计合理的种植位点、种植体长度、直径选择乃至整个修复过程,对获得修复体长期的理想美学效果和功能维持至关重要。

关键词:一体式全牙列重建修复,数字化种植外科手术导板,即刻临时修复体,种植位点,长期美学效果,功能维持


背景介绍

世界各国的无牙颌患者普遍存在于老年人中;导致其发生的原因主要是龋病和牙周病。然而,社会人口因素、年龄、性别、家庭低收入、生活方式和牙齿缺失之间均存在关联。此外,早期研究表明,全口牙列缺失是一个全球性问题,且该情况似乎与系统性疾病有关。

当患者出现上下颌牙列缺失或为潜在的无牙颌患者时,其可选的修复方案主要包括:总义齿修复、种植体支持的活动义齿修复和种植体支持的固定义齿修复(包括固定及混合式修复)。功能需求以及社交需求的增加,使得越来越多的患者倾向于固定义齿修复方案。

对于无牙颌区域进行种植体支持式固定修复方案,传统的Brånemark方案建议种植体植入后,上颌及下颌均分别需要4-6个月的种植体埋入非负重期,并在随后进行种植体负重,从而完成骨结合的过程。

然而,在过去几年中,多篇研究均报道了种植体在无牙颌区域植入后可以通过即刻负重完成种植体所支持的义齿修复;这不仅简化了技术,也提高了成功率。即刻负重被定义为在种植体植入后的48小时内完成修复,且修复体与对颌牙列存在咬合关系。牙种植体与宿主组织间的骨结合严格取决于愈合初期对骨/种植体界面微动的控制,这个因素在种植体即刻负重的情况下尤为重要。使用即刻负重的全牙列修复体时,只有在满足某些条件的情况下才能实现对微动的控制:种植体在植入时应具有足够的初期稳定性;在骨结合期间,应适当控制咬合力。使用计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)技术制作立体光刻手术导板,以不翻瓣的形式进行种植正在医生和患者中变得越来越流行。它的优点包括硬组织和软组织解剖结构的可视化、制作最终修复体的虚拟原型、种植体植入的准确性高、手术过程微创且具有可预测性,以及减少治疗周期所需的时间。此外,由于可以在术前进行高精度的种植体植入位置设计,术前制作手术导板可以优化种植体的植入位置和平行度,从而防止重要解剖结构受损,并有助于在手术开始前制作合适的临时修复体。

下面,本文将介绍如何利用计算机辅助规划引导种植,以及引导上颌和下颌种植体支持的PMMA一体式全牙列修复体的即刻修复。


病例报告

患者为一名58岁男性,下颌为长期无牙颌,且上颌仅剩余数颗牙齿(右上中切牙、右上侧切牙及左上侧切牙)(图1)。由于可摘义齿的固位力不足,患者数年都没有配戴过,除美学问题外,患者还阐述他目前存在进食和讲话困难的问题。患者有轻度、已治疗的高血压,且患者正在接受抗凝治疗。患者无吸烟嗜好,并希望获得一个全牙列固定义齿修复。目前患者上颌的余留牙因其位置及牙周病所导致的附着丧失而被认定为无保留希望的牙齿,因此这些牙不合适作为基牙以支持固定修复。

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图1a至c:对患者进行术前的临床评估:(a)上颌口内正面观;(b)上颌口内𬌗面观;(c)下颌口内𬌗面观。

为了设计种植体支持的全牙列修复体,我们在术前对患者进行了初步的锥状束计算机断层扫描(CBCT),以更好地评估上下颌骨的骨量情况。CBCT检查显示患者上颌前部区域骨量充足,但在下颌缺牙区,除了双侧颏孔间区域外其余位置骨量不足,且上颌剩余牙齿的根尖区域未见透射影像(图2)。

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图2a至c:术前CBCT检查显示上颌前部骨量充足;但在下颌区域,除了双侧颏孔间骨量尚可外存在骨量不足:(a)曲面体层片; (b)上颌观;(c)下颌观。

治疗计划为在上颌拔除余留牙后,采用5颗种植体支持的全牙列固定修复,而在下颌采用4颗种植体支持的全牙列固定修复。上下颌种植体的植入术式,均计划为计算机辅助设计后采用不翻瓣的方法,以降低术中和术后并发症的发生几率。由于患者强烈要求尽一切可能避免可摘的临时修复体,我们不仅需要详细计划种植体的植入情况,还要对修复体的情况进行设计。因此,患者被告知,如果种植体植入后具有较好的初期稳定性,如植入扭矩大于Cannizzaro等人所报告的45 Ncm,则有可能进行全牙列即刻固定修复。

患者在术前被告知治疗相关情况并根据当地法律签署了书面共识。

最初,对上下颌采用双组份的乙烯基聚醚硅酮(EXA’lence Putty和EXA’lence Light Body,GC欧洲公司)制取印模,以获得初始的石膏模型。在上颌工作模型上模拟拔除余留牙后,上下颌模型被置于一个平均值𬌗架上并制作诊断蜡型(wax-up),以预期最后的美学效果。借助诊断蜡型,我们判定需要拔除预留牙以获得更好的效果(图3)。

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图3a至d:在平均值𬌗架上进行诊断蜡型的制作;(a)和(b)为模拟未拔牙情况下的诊断蜡型;(c)和(d)为模拟拔牙后的诊断蜡型。

由于余留牙无病理性动度且其位置并不影响上颌种植体的植入,余留牙被认为可以用于支持手术导板。但这些余留牙会在手术当日拔除,因为最终修复体上并未设计这些牙齿。

上颌的石膏模型被送至加工中心。在加工中心,用模型扫描仪(7Series,Dental Wings公司,加拿大)扫描模型以建立STL(立体光刻接口格式)文档。随后,从最初的CBCT影像中提取DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine,医学数字成像和通讯)文件,并采用相关诊断软件(3Diagnosys® 4.2,3DIEMME公司,意大利)对DICOM数据和STL数据进行耦合,通过对这两个文件进行完美的叠加,就可以进行术前精准设计。由于存在这些余留牙,我们可以用这些牙齿作为参考点,对DICOM格式文件和STL格式的文件进行直径耦合和匹配,进而避免了要制作带阻射标志点的放射导板。

随后,对修复过程进行虚拟模拟。一旦对诊断蜡型进行数字化复制,就可以参照修复体的情况进行种植体植入位置的设计,种植体位置需考虑骨量及遵循修复体为导向原则,以使得固位螺丝可以在理想的位置穿出(图4)。一旦计划好植入位置,该项目就被发送到计算机辅助制造中心(3DIEMME公司,意大利),并采用生物相容性材料(I级CE)进行立体光刻手术导板的打印。除了导板外,还会制作带有种植体植入代型位置的有孔模型。在技工室内,种植体代型会插入到模型的孔洞内,并基于诊断蜡型用1.5 mm厚钢杆加强的树脂制作临时修复体(Acry Pol LL,Ruthinium公司,意大利)。该修复体会在种植体植入后在患者口内的基台上进行重衬(图5)。

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图4a至d:(a)石膏模型扫描;(b)耦合从CBCT获得的DICOM数据及从模型扫描获得的STL数据;(c)和(d)在计算机上设计种植体植入的位置。

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图5a至c:(a)牙支持式上颌手术导板(𬌗面观);(b)已经在种植位置放入相应种植体代型的上颌模型;(c)金属加强的聚丙烯酸酯临时修复体。

在术前给与患者以下处方:

  • 术前1小时预防性使用2 g阿莫西林;
  • 术前含漱0.2%氯己定1分钟。

手术时,使用阿替卡因和1 ∶ 100000肾上腺素进行局部麻醉,并通过不翻瓣方法植入种植体。在确认牙支持的手术导板就位后,使用环切钻通过导板取下种植位点相应的软组织瓣。随后,使用种植电机(i-Surge+,Satelec Acteon公司,法国)和一系列直径不断增大的校准钻头(RealGUIDETM外科工具包,3DIEMME公司),以800 rpm的速度,在冷冻生理盐水充分冷却冲洗的条件下,进行种植体植入位点的预备。种植体植入过程以25 rpm的转速机械植入无需冷却冲洗,并在扭矩测量控制下进行。种植体选用MIS种植体,其具有外部六角连接,直径为4.2 mm,长度为11或13 mm(MIS Lance标准平台;MIS种植科技有限公司,以色列)。所有种植体的植入扭矩均大于45 Ncm,因此可以拔除剩余的牙齿(图6),拔除后的牙槽窝以胶原海绵充填,随后戴入螺丝固位的临时修复体。

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图6a至d:(a)口内试戴上颌的牙支持式手术导板;(b)在导板辅助引导下进行种植体植入;(c)在拔牙前完成5颗种植体的植入;(d)拔牙后的口内情况。

简言之,将五个临时基台(标准圆柱形临时平台,MIS种植科技有限公司)拧在种植体上,其高度之前已在技工室进行过研究,以避免在临时修复体上出现咬合过高情况,金属增强树脂临时修复体直接用树脂(SplintlineTM,LANG Dental公司,美国)重新连接并固定在基台上,然后在技工室进行最后的调整和抛光,并戴入患者的口内(图7)。将临时修复体与种植体基台进行连接,以25 Ncm拧紧,然后用光固化树脂填充螺丝孔。使用4.0可吸收缝线在拔牙位点需要缝合处进行缝合。

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图7a至d:(a)和(b)口内完成对基台匹配修整后的上颌临时修复体;(c)拧入固位螺丝后的上颌临时修复体的𬌗面观;(d)临时修复体的正面观。

术后拍摄曲面体层片以检查种植体基台与修复体的就位情况和种植体植入情况(图8)。

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图8:上颌临时修复完成后拍摄曲面体层片。

术后用药包括:

  • 阿莫西林每日2次,每次1 g,服用5天。
  • 布洛芬每日2-4次,每次400 mg,必要时服用。
  • 0.2%氯己定含漱液,每日漱口3次,每次1分钟,使用2周。

在术后1个月后,为无牙颌和上颌临时修复体进行印模采集,并制作了一个带有五个不透射线标记的放射性丙烯酸模板,再现下颌诊断蜡型和上颌临时修复体的咬合情况。患者戴着放射导板,戴入已确定的正中咬合位置,对下颌骨进行CBCT扫描。对从CBCT获取的DICOM数据与石膏模型和导板扫描后STL文件用3Diagnosys®软件进行处理。种植体的虚拟植入位置设计情况与上颌过程相同,如前(图9)。

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图9a至c:下颌种植手术的设计:(a)带有放射阻塞标记物的放射导板;(b)和(c)下颌种植体植入的虚拟植入。

此外,为了使得黏膜支持的下颌导板能够获得刚性稳定,被固位在适当的位置,我们还设计了三颗固位钉的位置。随着设计处理的完成,相应的设计文档被创建,随后进行手术导板的制作,丙烯酸模型的制备和临时修复体的制作与上颌过程相同,参考前文部分(图10)。

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图10a至d:(a)从牙冠方向观察下颌手术导板;(b)在下颌模型上拟植入位点插入种植体代型并拧入临时基台;金属加强的聚丙烯酸甲酯下颌临时修复体的(c)𬌗面观及(d)正面观。

为了使得下颌导板可以在口内正确就位,在导板在下颌模型上就位后,根据先前确定的与上颌间的正确正中关系,制作硅橡胶的就位指示器(Occlufast Rock,Zhermack公司,意大利)(图11)。

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图11a和b:(a)手术导板在下颌模型上就位并被放置在平均值𬌗架上以制作硅橡胶就位指示器;(b)戴入就位指示器后的下颌导板与上颌模型的三维位置关系的细节。

在手术当天,在局部麻醉下,通过让患者咬住之前做好的硅橡胶导板确认下颌手术导板在口内准确就位后,使用种植机在1,000 rpm转速并在冷冻生理盐水冷却冲洗下,在前庭沟位置按照导板的引导孔以直径1.2 mm的钻头进行钻孔,并植入3颗固位钉以获得稳定的颌间关系。在就位稳定后移除硅橡胶就位指示器,按照前文所述的手术过程植入4颗具有外六角连接,直径4.2 mm,长度11 mm或13 mm的种植体(MIS Lance标准平台)。下颌种植体植入后不需要进行缝合。所有种植体的植入扭矩均大于45 Ncm,因而患者可以在术后进行即刻修复,其修复过程如前文上颌过程(图12)。对咬合进行必要的轻度调整并对螺丝孔以树脂进行填充。术前和术后的用药如上所述,并建议患者在术后的前6至8周内仅进行较轻的咀嚼。术后定期对患者的种植体进行菌斑控制,以评估黏膜愈合情况并及时调整即刻修复体的咬合情况。

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图12a至c:(a)利用硅橡胶就位指示器确认口内导板就位情况;(b)在种植体植入后挪除下颌导板前的𬌗面观;(c)临时修复体。

在下颌手术完成4个月后,采用乙烯基聚醚硅酮印膜材使用个性化托盘(EXA’lence Putty & EXA’lence Light Body)获取上下颌模型,根据pick-up技术,使用临时修复体作为种植体位置转移器。此外,还使用硅基材料(Occlufast Rock)获取临时修复体的咬合情况。

随后,印模会被快速灌模以制取石膏模型,并被固定在平均值𬌗架上,使用临时修复体的咬合记录可以获得正确的颌间关系。随后,使用模型扫描仪对上𬌗架的石膏模型进行扫描(7Series,Dental Wings公司),并采用设计软件对最终修复体进行设计(DWOS,Dental Wings公司);最后,相关数据会转移到数字铣床上。

最终的PMMA一体式全牙列修复体会依据厂家建议,使用3D铣床(DWX-50,Roland公司,意大利)对一个三层98 × 20 mm的PMMA材料块进行切削(VIPI BLOCK TRILUX®,VIPI公司,巴西)。切削完成后,使用金刚砂盘切断连接部取下修复体,并用橡胶杯和抛光机头进行相应的打磨和抛光。在模型上确认修复体的就位情况后,在患者口内戴入修复体,并锁紧基台螺丝至25 Ncm,最后使用光固化树脂充填螺丝孔开口(图13)。

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图13a至h:最终的PMMA一体式全牙列修复体(a)正面观;(b)右侧观;(c)左侧观;(d)上颌牙列𬌗面观;(e)上颌牙列正面观;(f)下颌牙列𬌗面观;(g)下颌牙列正面观;(h)前部的咬合细节。

修复体戴入后,指导患者在家中遵从口腔卫生行为,并计划每四个月定期至诊所进行口腔卫生维护。经过一年的随访,患者对结果感到满意,功能和美学方面均获得了良好的恢复。几次随访中仅发现修复体少量的菌斑堆积。临床检查及放射学检查可见效果理想,种植体颈部周围软组织没有炎症且骨吸收局限(图14)。

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图14a和b:最终修复体戴入口内1年后随访时的(a)临床情况及(b)影像学检查情况。


讨论

当患者牙槽骨萎缩严重时,使用计算机辅助设计种植体的植入非常重要;正如先前研究所表明的那样,这种方式可以充分利用剩余的牙槽骨量植入种植体,并优化修复程序。事实上,当患者剩余骨量不足时,如果想替代活动义齿修复这一方式的话,则需要进行创伤更大、更费时、术后效果更加难以预测的相关手术。如种植体植入前进行引导骨再生、上颌窦提升术或使用颧骨种植体。

尽管有研究侧重于种植体在计算机计划植入的位置和实际位置之间的偏移程度,但其余多篇文献已经证明了较新3D设计软件具有很高的可预测性,及手术实际种植位置与设计位置间具有很高的精准度。

使用精准且稳定的外科导板还允许临床医生采用不翻瓣的方法植入种植体。现有文献描述了口腔手术期间骨组织暴露是如何导致外部骨组织缺氧损伤及种植体周围骨吸收的。此外,不翻瓣的手术方式无疑与减轻术后水肿和疼痛有关,因此,这被认为是对患有系统性疾病的病人更好的治疗方法。

相比较传统的聚甲基丙烯酸甲酯树脂的修复体,使用CAD/CAM技术削出的最终修复体明显具有更多的优点。由于不存在聚合收缩,切削的修复体比传统自凝PMMA树脂制作的修复体具有更好的机械性能。此外,该方式下单体残留显著减少,且由于PMMA是采用高压聚合的方法制作的,因而提高了其硬度和耐磨性,减少表面粗糙度和菌斑的黏附。

使用CAD/CAM技术制作修复体的另一个优势是,修复体的数据具有可存储和可再现性,以防其在短时间内出现断裂;且该方式对患者造成的不适感轻微。


结论

尽管所述的治疗过程需要大量的术前设计和CBCT扫描,该方案目前仍可被视为是一种有价值且治疗效果可预测的方法。该方案可以提供全牙列的即刻固定修复,对于牙槽骨严重萎缩的患者,过去常规方法下这些患者或许只能接受可摘义齿修复或创伤更大的手术,而现在则可以实现微创手术,并获得具有良好功能及美学效果的修复体。此外,不翻瓣手术方法对于凝血功能异常的患者非常有利。


利益冲突

本文作者声明均无利益冲突。


致谢

感谢CAM/CAM加工中心及“Dental Division s.a.s. di Nicola Corso e Teofilo Ferrandino”技工室在在放射导板、外科导板以及临时修复体和最终修复体制作上的帮助。


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