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通过术前口内扫描和数字化设计完成全牙弓种植即刻修复——病例报告和概念验证(意)
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作者:
Massimo Lorenzetti (意)
Virginia Lorenzetti (意)
Massimo Carossa (意)
Davide Cavagnetto (意)
Federico Mussano (意)
意大利都灵大学外科学系

通讯作者:
Massimo Carossa
massimo.carossa@unito.it

Davide Cavagnetto
davide.cavagnetto@gmail.com


通过将美学和咬合等信息从术前转移到术后数字化印模中,可以减少完成一个非引导即刻负重全牙弓修复所需的时间,并提高即刻临时修复的质量。基于过去几年数字化技术的进步,本临床报告将描述一种基于计算机辅助设计/计算机辅助制造的新型数字化工作流程,用于制作临时固定的全牙弓修复体。该方案要求在种植体支持的全口修复中,于手术植入固定装置前记录患者的口内信息,例如美学、咬合面以及颌间关系。然后,利用数字化下颌软组织夹板(digital index)和上颌的腭皱将信息传递到术后印模中。在该病例报告固有的局限性范畴内,该工作流程是准确并且可预测的,能够避免传统方案中容易出现的问题,并且具有生物学成本低的优点。

关键词:数字化种植,数字化垂直距离,3D打印在种植中的应用,全牙弓修复,数字化印模


介绍

近十年来,无牙颌病例的全口修复成为了一种值得选择的治疗方案。在采用种植牙进行全口固定修复过程中,可以在植入种植体前使用数字化技术制作临时修复体。种植体支持的临时固定修复体的调整对于确保整体成功以及患者对最终修复体在咬合、功能和美学方面的满意度至关重要。

临时固定的半口种植修复体提供了有关最终修复体的咬合垂直距离(OVD)、牙齿形态和位置的信息。目前主要有两种方法用来制作临时修复体。第一个是在牙科技师制作临时固定修复体后记录种植体的位置和方向,配合放射导板及手术导板等使用。有时由于咬合记录和印模不准确而无法成功,因此需要临床医生进行调整。第二种方法是对现有的完整义齿进行术前扫描,作为临时或最终修复体的参考标准之一。临床上制作的临时修复体通常由丙烯酸树脂制成,这样的制作方式尽可能避免了患者在拔牙后难以适应新的修复体的这一情况。

尽管口腔数字技术的发展使临床和技工所的工作程序获得了更高的可预测性,但半口修复在使用完全数字化的工作流程时,可能会遇到一些问题。通过使用数字化技术将患者的术前和术后情况的相关信息进行匹配,例如术前OVD,它需要稳定的参考点。由于手术治疗会将硬组织和软组织重塑,从而导致在愈合阶段会出现动态的变化。因此,很难找到一个从术前到术后都很稳定的参考点。事实上,要提供可靠的上下颌三维关系,需要克服的难点是,如何在下颌缺乏稳定参考点的情况下实现种植体支持修复不同阶段之间的信息传递。在上颌中,腭皱在不同的手术和修复阶段为我们提供了稳定的解剖结构。实际上,它们是法医进行鉴别工作时有用的解剖标志。兰特里等人证明,即使是儿童的腭扩张也不会影响他们的稳定性。

下颌不存在这样的解剖结构,这使术前可收集信息的传递变得复杂,即牙齿位置、咬合的垂直距离和上下颌关系。

近年来,有一些学者已经解决了其中部分问题,但依旧有几个难题仍待解决。2019年,邵等人提出了一种基于原始牙列的精确咬合关系、牙齿位置和牙齿轮廓的数字化技术来制作半口种植的临时修复体。尽管质量很高,但由于需要额外植入微型种植钉并在锥形束计算机断层扫描(CBCT)图像上进行虚拟手术计划,这个过程具备一定创伤性,并且对患者意味着更高的生物学和经济成本。2020年,Espona等人提出了一种类似的方法,使用销钉代替微型固位钉,但还是没有解决之前提到手术的创伤性问题。

本临床报告的目的是描述一种基于数字化技术的新型工作流程,该工作流程将会使用下颌术前扫描,为制作临时固定的全口修复体时提供参考依据。该方案需要在手术之前记录种植体位置,同时参考患者旧修复体的咬合垂直距离、咬合平面和颌间关系。随后,信息被转移到带有扫描基台的模型,以便制作准确的临时修复体。


病例报告

一名50岁的男性因牙齿松动和咀嚼功能不佳被转诊至意大利都灵大学的口腔修复科。口外检查未发现任何异常(图1)。

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图1:口外检查。

口内检查发现,在上颌和下颌牙弓中均有多颗牙齿缺失(图2)。

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图2:咬合时患者牙列的口内正面照。

患者的要求如下:(1)尽可能使用固定义齿进行修复;(2)不要长时间没有牙齿;(3)由于工作原因,他的就诊时间很少,因此同时修复上下牙弓。在实现石膏模型翻模并拍摄全景片和CBCT后,除左下第三磨牙外,其他牙齿都被认为具有不良的预后。该患者的生物学条件符合种植固定修复体,在讨论了治疗方案后,立即进行兼具功能和美观的固定修复。治疗计划如下 :拔除所有预后不良的牙齿,植入种植体、制作下颌的软组织定位夹板以及即刻临时修复体(切削聚甲基丙烯酸甲酯)(PMMA,VIPI BLOCK TRILUX®,VIPI公司,巴西)。

使用口内扫描仪(Medit i500,美迪特公司,韩国)获得术前的数字化印模(图3)并导入CAD软件(DWOS, Dental Wings公司,加拿大,软件版本3.7.0.26)。

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图3a和b:术前数字化模型。(a)上颌术前数字印模。(b)下颌术前数字印模。

这种技术可以帮助医生在实际手术之前调整好咬合垂直距离,例如使用树脂直接复制患者的旧修复体(如果存在)以测试任何临床目的(颌骨问题、塌陷的垂直尺寸等)所需的垂直尺寸变化。还可以在数字化取模前使用传统取模技术用以确定上下颌骨关系的增加或任何其他类型的改变。举一个例子,我们可以在使用数字化扫描前先使用传统的咬合蜡方式记录上下颌的正中关系。这是为了获取在咬合的牙齿数量减少的情况下,使用传统方法将上颌骨位置适当地稳定到正中关系。所描述的情况不需要对现有的咬合决定因素进行任何更改。下一步包括在数字化下颌印模上设计软组织夹板,然后通过数字化设计(图4)将下颌的术前扫描与术后戴上软组织夹板的下颌进行匹配。

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图4a至d:丙烯酸树脂夹板的设计。(a)将数字化下颌扫描导入Autodesk Meshmixer(Autodesk公司,美国)用来设计下颌的软组织夹板,该夹板稍后将用于将下颌术前和术后的扫描数据重叠。(b)设计下颌软组织夹板是为了获得更好的稳定性,从而识别除下颌第二磨牙以外的所有牙齿的咬合间隙,并为正面的正中固位钉提供导航。(c)立方体和四面体作为参考点,可以简化术前和术后扫描之间的匹配。(d)数字化软组织夹板使用单色LCD 3D打印机(Liquid Crystal Precision 1.5,Photocentric公司,美国)打印,XY分辨率为47 µm的牙科树脂 Dental Non-Castable UV Resin(Anycubic公司,中国)。图片中可以看到,在下颌3D打印模型(Form 3B公司,美国)使用Gray Model Resin树脂具有相同的打印分辨率。使用Meshmixer CAD软件中预留固位钉套环的粘结剂空间,并在固位钉的套环上(诺保科公司,瑞典)涂上牙科复合材料进行二次固定(图4c)。

这个数字化下颌软组织夹板(图5)由三个支撑点稳定,用以二次确认下颌位置的可靠性。需要关注的是实现软组织夹板稳定性的同时避免倒凹。在3D打印过程完成后,从下颌软组织夹板上移除支撑,将其放置在3D打印的下颌模型上(图4d),确保固位钉的位置在手术过程中不会影响植体植入的过程。这一步在模型上完成,一般不需要进行太多的修改。大量研究显示,在这种特殊情况下以及在任何完整的下颌修复治疗中,最好是减少支持全牙弓修复的种植体数量,从而在前下颌牙槽骨中留出足够的空间,以便更好地安放固位钉,同时不损坏解剖结构,也不会损害潜在的种植体位点。由于固位钉的位置是在术前扫描的模型上确定的,与术后的扫描两者之间没有什么时间差,所以不用担心孔洞的位置产生变化。此外,无需担心在术前扫描中放置的位置与术后的会产生很大的误差,唯一需要注意的是在两次扫描中将固位钉定位在同一位置,如上所述。关于远中支撑点,可以在图4d中看到,通过使用一些树脂材料(Duralay,Reliance Dental公司,美国)来提高数字化下颌软组织夹板与支撑后牙咬合的基牙之间的贴合度。

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图5:手术前戴入树脂夹板拍摄的术前下颌印模。

如果患者没有远中的牙齿(第二和第三下磨牙)来作为支撑点,则应增加一颗或多颗固位钉来代替,以提供足够的稳定性。必须保证夹板上有正中的固位钉来提供前牙区的稳定性。在下颌软组织夹板中导入几何模型,以便为术前和术后模型的叠加提供足够的参考点。在该病例中,只需要用到前牙区的固位钉。

患者第二次就诊时,在手术局部麻醉之后,将数字化下颌软组织夹板放置上去。安置完毕后进行扫描(图5)并将其叠加在初诊的扫描数据上,同时使用第一次就诊期间的咬合蜡(Miltex beauty pink xhard,美国)在现有牙列上记录正中关系以及咬合的垂直高度信息,用以稳定上下颌关系(图6)。

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图6a和b:(a)第一次就诊期间记录的上颌和下颌数字印模之间的三维关系正面视图和(b)叠加在下颌印模上的术前扫描。

除了用作远端支撑点的下颌第二磨牙外,拔除所有牙齿。植入种植体并扫描基台和下方的软组织夹板以获取术后数字化印模(图7)。

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图7a至d:扫描基台和下颌软组织夹板的位置。(a)植入种植体后扫描基台。(b)手术后立即放置软组织夹板以记录术后的数字化印模。(c)术后数字印模的正面视图。(d)使用树脂软组织夹板作为参考,与术前扫描叠加的下颌术后咬合面视图。

将术前与术后的数字化印模重合,从而获得种植体位置以及上下颌骨之间的三维关系以及最终咬合垂直距离等所有信息(图8)。

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图8a和b:术后与术前的印模重合。(a)参考腭皱(上颌)和软组织夹板(下颌)的位置,将术前后的印模叠加,以便将术前收集的数据(垂直距离和颌间关系)转移到术后印模上。(b)然后移除上颌和下颌的术前印模,牙科技师获得种植体的位置和颌间关系等信息。

临时修复体使用CAD软件设计,用术前的咬合平面作为参考。下颌的修复体是使用上颌的虚拟临时修复体作为参考设计的(图9)。

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图9a和b:修复设计。(a) CAD软件上设计的上颌修复体。(b)参考上颌的修复体来进行下颌修复体的设计。

临时修复体采用PMMA材料(VIPI BLOCK TRILUX®)进行即刻修复(图10)。

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图10:从计算机辅助制造软件hyperDENT®中导出的临时修复体位置。

手术后三小时立即佩戴PMMA临时修复体(图11)。

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图11a和b:佩戴临时修复体。(a)临时修复体佩戴后的情况。(b)口外观。


讨论

本临床报告描述了一套数字化的工作流程,将术前和术后的扫描叠加以转移咬合关系、美学质量和牙龈组织,构建即刻临时全牙弓修复体。以数字化方式将原始牙列转换成虚拟数据。以上颌的腭皱和下颌通过固位钉定位的软组织夹板标记点来进行拟合,同时使用下颌第二磨牙的关系位置来提供一个更稳定的参考点,以帮助制作出高质量的全口临时修复体。邵等人提出了一种替代方法,但他们的方法不适用于咬合垂直距离的缺失、咬合面或切端缺失的患者。考虑到上述问题的存在,本文所介绍的技术将在患者初诊时进行扫描,用来作为后期调整患者咬合和上下颌关系时的参考,同时允许在术前扫描前调整做出任何所需的改变。

然而,在拔牙后,由于手术和局部麻醉后软组织的活动性和肿胀,让数字扫描的标记进行重合可能很困难。上颌骨上腭皱襞的叠加可以实现扫描之间的良好匹配,从而在无牙颌患者中获得可靠和稳定的标志。在下颌中, 使用数字化制作的软组织夹板固定在下颌骨上,以患者自身的下颌第二磨牙配合一颗唇侧固位钉作为固位力,从而实现创伤性更小、更经济的手术。此外,邵等人提出的方法涉及使用CBCT扫描来开发用于引导种植手术的导板,但是这个导板不能用于下牙弓,因为下颌固位钉标记的位置容易出现变化,没有留下放置种植体的空间而需要徒手插入。

近年来,使用CAD/CAM手术导板植入种植体变得越来越普遍。尽管人们对数字化导板引导的种植体植入寄予厚望,但只有少数报告发现了牙医在手术数字化规划阶段到种植手术之间可能面临的错误和并发症风险。导板手术是一种尖端技术,它利用锥形束计算机断层扫描(CBCT)、光学表面扫描和计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)断层扫描技术收集3D数据,用于虚拟种植体规划和手术导板的制作。各种类型的手术导板都可以由牙齿、粘膜或骨组织支撑,并且可以使用固位钉、螺钉或销钉来获得额外的支撑。导板完全就位后,可以开始根据植体需求进行备洞。现有的导板类型包括半程导板和全程导板。在整个数字化工作流程中,正确的病例选择和准确的数字化种植规划可以实现准确的植体植入。导板手术包括初始修复体诊断、治疗计划和手术导板制作阶段之后等多个附加步骤。在这些不同的阶段中,每一个阶段都可能发生错误,并影响该过程的最终准确性,并使得最终种植体的位置发生偏差。与徒手种植手术相比,导板种植手术被认为是准确、精确和可靠的。然而,由于手术的学习和数字化工作流程各个步骤中可能发生的累积错误,种植体虚拟规划和种植体实际位置之间可能会出现偏差。导板手术是一种先进的种植体植入技术,拥有高水平手术技能(包括传统种植体植入)的种植医生将能够更好地处理任何突发情况。

尽管导板手术提供了一种可以简化和减少种植体植入的复杂性和预约次数的方法,但它也存在一些缺点。它比传统手术成本更高,需要计划并体积成像,同时,术中对手术计划进行的修改调整也会对最终临时修复体的确定造成一些不利影响。在记录和传输上下颌关系和咬合垂直距离方面,数字化方式有这些优势:与无导板种植修复相比减少椅旁时间成本,与导板种植修复相比成本更低,与需要种植体支持修复体的术后即刻种植修复相比更加舒适,因为不需要重新记录上下颌关系,可在需要即刻负载时作为引导式种植修复的无辐射替代品。


结论

本临床报告展示了仅使用一个下颌软组织夹板将术前扫描数据转移到术后的方法,可实现种植体支持式全牙弓即刻种植修复。该工作流程准确、可预测,并且具有低生物学成本的优点。


致谢

作者要感谢TECNOLAB牙科技工室在数字化和技工室流程方面提供的宝贵帮助。


利益冲突

作者声明无利益冲突。


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