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數字化種植導板手術的精確性：非手術因素分析及對策的專家共識：口腔因素、數據采集、設計及3D打印
齒科應用
2024.12.25
數字化種植導板手術是一種利用外科導板引導種植體定位和導向的手術方法。數字化種植導板手術標準流程包括患者術前檢查、數據采集、導板設計與制作及外科手術。
種植導板手術的準確性無疑是一個至關重要的臨床問題。根據《第五次 ITI 共識會議》，種植導板手術三維方向的安全邊界應控制在 2.0 mm 以上。
為了提高種植導板手術的準確性，臨床應用必需嚴格把控各個環節的誤差。臨床醫生通過手術技巧與外科經驗控制導板手術的誤差必然是重要的，但嚴格把控術前因素也是控制手術誤差的關鍵核心。
然而，術前因素對導板手術誤差的影響往往被忽略，其造成導板的固有誤差是手術中無法察覺的。
本文根據國內外最新研究進展結合國內專家的臨床實踐，對術前影響種植導板精確性的因素包括患者口腔因素的評估、數據采集、導板設計及其制作等方面進行討論分析，總結各個環節誤差的來源、提出控制誤差的對策，形成共識性建議，為臨床醫生提供實踐指南。
01
口腔因素評估
種植導板手術前對患者口腔內情況進行系統性評估，主要包括：患者口內余留牙的數目、缺牙區軟硬組織情況、缺牙位置與分區等因素。充分了解患者口腔情況有利于臨床醫生做出合適的術前診斷和治療方案設計。
另外，患者的開口度需要滿足種植導板手術的要求。
因此，患者口腔因素評估是種植導板手術的必要環節，是導板手術精確度的先決因素。
1.1 余留牙的數目及牙列缺損的部位
臨床醫生應該根據患者余留牙的數目，選擇種植導板的支持方式與類型。
當患者口內余留牙的數目較多且無病理性松動度時，通常建議選擇牙支持式的種植導板。
牙支持式種植導板的基牙數目以 10 顆為宜，基牙數目的減少都會影響導板放置的準確性和穩定性。
目前，有充分的臨床證據證實，牙支持式導板引導下的種植手術準確性優于黏膜支持式和骨支持式的種植導板。
缺牙位置與分區也是種植導板準確性的影響因素。前牙區種植比后牙區的種植準確性更高。
目前，有充足的臨床證據支持缺牙部位位于游離端，會導致導板手術產生明顯的誤差。相比于非游離端植入的種植體，游離端植入的種植體準確度有所降低。在游離端植入植體時，建議通過固位釘設計減少導板遠中游離端的移位。
1.2 軟組織的質地和厚度
對于黏膜支持式導板，患者口腔內黏膜軟組織的彈性會干擾種植導板的放置，由此造成的導板位移也是導板手術的誤差因素。
在上頜無牙頜患者中，黏膜厚度與種植體偏差成正相關，黏膜厚度每增加1mm 會導致種植體偏差平均增加0.41 mm。對于下頜無牙頜患者，黏膜厚度的增加也會導致種植體冠方偏差增大。
1.3 頜骨的骨質
不同類型的種植導板應用于不同密度頜骨骨質時，植入植體的準確性也會產生差異。
對于黏膜支持式種植導板，當頜骨類型為致密骨時，種植體導板的角度偏差較小。
然而，對于骨支持式的種植導板，頜骨骨質密度越大，所產生的種植角度偏差也越大，在這種情況下，初始先鋒鉆導致牙槽骨內的種植入路偏移就更難糾正，導板也更容易發生旋轉移動。
02
數據采集
③CBCT 拍攝參數：CBCT 儀器的曝光參數也會影響 CBCT 影像的準確性，包括視野、掃描的范圍，以及體素的大小等。相對于大視野（約 12 英寸直徑的范圍）以評估多顆牙齒，小視野（約 6 英寸直徑的范圍）可以減小金屬產生的偽影，可以提供高質量圖像并降低3D 圖像的失真。另外，體素越小，圖像/CBCT 的質量就越高。
2.2 數字化口腔掃描
數字化口腔掃描（又稱表面掃描）包括口腔內掃描和口腔外掃描，相比傳統的印模方法，數字化口腔內掃描能提高臨床操作的效率，同時改善患者的就診體驗。
目前，數字化口腔內掃描是利用光學成像原理，其精度達（360 ± 46）μm 至（40 ±20）μm。數字化口腔掃描的準確性與其范圍、環境及方法密不可分。口腔內掃描的成像精度隨著掃描范圍增加而降低。以 24 ℃室溫為界，環境溫度增加 5 ℃或降低 5 ℃，都會導致口腔內掃描儀的精度降低，其中溫度升高對精度的影響更大。另外，優化環境光照條件能提高口掃系統的精度。
03
種植導板設計
將 CBCT 影像（DICOM 文件）和口腔掃描儀獲得組織表面圖像（STL 文件）輸入種植手術規劃軟件；軟件對圖像進行斷層切片和可視化處理，通過設置種植導板手術的參數，模擬種植體的植入情況并設計種植導板。CAD 程序包含種植手術規劃與手術導板設計，正確使用 CAD 軟件是精準制作種植導板、實施手術方案的前提。
相反，如果患者口內不存在或只有很少的天然牙，圖像的匹配準確性較差。
此外，不同的分割模式（手動與自動）會影響配準精度。與手動分割相比，自動分割中軟件提供的默認灰度值范圍對于 CBCT 影像數據的分割是不準確的，圖像配準精度顯著降低。所以，臨床應用上首選手動分割模式。最后，CBCT 影像與數字化掃描儀獲得的圖像的重疊或者配準模式對兩者之間配準的準確性也有影響。
此外，導板的設計分為引導部分與非引導部分，引導部分由套筒與手柄高度組成，而非引導部分為套筒底部至種植窩底部的距離（圖1）。理論上，通過計算引導部分與非引導部分的比值，其比值越大精度越高。
有相關的臨床證據支持直接引導鉆系統是提高種植體植入準確性的有效方法。相比于鉆針手柄系統，選擇引導鉆系統有利于提高導板手術后種植體的準確性。
導板的穩定性和密合度取決于支持結構覆蓋牙齒的數量、部位及覆蓋牙冠面積大小等因素。對于牙列缺損的患者，后牙處支撐的手術導板準確性高于前牙處支撐。對于單顆后牙缺失的病例，手術導板的牙冠覆蓋在外形高點以上 2 mm 處時，種植體偏差最大，而手術導板牙冠覆蓋至牙齒外形高點或外形高點以下 2 mm的情況，都不會影響種植準確性。
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）能有效提高導板的穩定性，從而增加種植的準確性。適當地增加固位釘數目可有效增加種植導板的穩定性，減少種植體最終位置的偏差。對于上頜無牙頜患者，建議將固定螺釘均勻分布，前后牙區各設計 2 個固位釘可以使導板放置更加穩定。固位釘的設計在無牙頜病例中尤為重要，通過設計輔助固位釘可以將黏膜支持式導板轉變為輔助支持式導板，從而有效提高導板的穩定性。
套筒的設計與類型選擇也影響著種植導板手術的準確性。封閉式套筒比開放式套筒顯示出更高的角度精度。當套筒距離牙槽嵴的高度為 2 mm 時（圖 3），無論是封閉式套筒還是側方開窗的開放式套筒對種植導板手術的準確性影響一致，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板種植手術的種植體的角度偏差增加大于封閉式套筒。
04
種植導板制作
計算機輔助制作（computer?assisted manufacturing，CAM）是指將數字化設計的虛擬物件制造為有形實物的過程。CAM 直接影響著種植導板外形體積的準確性，是實現種植導板準確性的重要基礎之一。
目前，導板制作可通過增材制造（3D 打印）和減材制造（銑削加工）。3D打印技術制作的種植導板與銑削法制作的種植導板在種植體位置準確性方面有著一致性，但 3D 打印技術具有高效性、易操作、高精度等優勢，更適于臨床應用。由此，本文著重分析 3D 打印的導板準確性的影響因素。
臨床上常用的3D打印技術包括LCD、DLP、CPL、SLA、MJP等不同方法。大量實驗證據表明，使用不同 3D 打印技術制作數字化種植導板，無論是考慮種植導板的真實性和精度，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MJP也是最貴的設備之一。
值得一提的是，研究中不同的 3D 打印技術制造的手術導板的準確性都是符合臨床使用標準，其中LCD、CPL、DLP等技術的桌面級打印設備最適宜臨床使用。不同打印參數的設置，比如打印角度或打印層厚，也是影響導板精度的重要因素。
對于適用于單顆種植牙的手術導板，相比于打印層厚 100 μm的參數設置，50 μm 的打印層厚可以提高導板的精度。打印角度選擇 45°和 90°，種植鉆孔產生誤差也會比 0°打印時更小，90°打印的時間最長但最節省材料。
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板和種植手術的準確性，主要表現為對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導板打印的精準性也有一定的影響，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板具有較高準確性。對于遠中游離端的種植導板，選擇樹脂材料的楊氏模量越低，種植體植入后的準確性越高。
4.3 打印后處理與滅菌方式
近年來，筆者團隊前期研究證實后處理直接影響 3D 打印樹脂材料的特性，包括后漂洗使用的溶液不同、時間延長和后固化設備的選擇均會影響打印物體的理化特性及其生物安全性能。
關于種植導板后漂洗方法的選擇，超聲清洗對種植導板表面的影響小于手動處理，其在控制導板整體體積、組織面和咬合面的偏差方面具有一定的優勢。
05
小結
在 CBCT 數據采集過程中，讓患者處于坐位并夾持裝置以固定患者頭部，可有效避免運動偽影；對于口內有金屬修復體的患者，宜佩戴帶有配準標記點的導板減少金屬偽影對 CBCT 影像的影響；盡可能選擇小視野進行 CBCT 拍攝，這可以提高CBCT 影像的成像質量。
另外，建議使用口外掃描儀，保證掃描環境的光照，同時控制環境溫度為24 ℃室溫；使用口內掃描儀時應盡量在單牙弓內掃描，以提高口腔掃描的精度。
圖像配準時，根據種植區域的不同設定灰度閾值，首選手動分割 CBCT 影像并重疊兩種不同類型的文件，建議通過標記物重疊以避免配準過程產生的誤差。
在導板設計過程中，建議適當伸展導板的支持結構范圍；導板支持結構首選牙支持式導板；在應用黏膜式或骨支持式導板時，建議均勻分布固位螺釘，以增加導板的穩定。
原則上，適當增加引導段長度、降低非引導段長度，并選擇封閉式套筒等方法，可有效減少導板設計中不必要的誤差。
手術導板制作前，建議選擇合適的打印技術、設置最佳打印參數以及使用正確的打印樹脂，譬如，選擇 DLP 打印方式打印導板角度為 90°，既能滿足種植導板精度要求，也提高臨床工作效率。
此外，正確的后漂洗與后固化處理對保證打印導板的準確性格外重要。最后，根據所選擇的打印材料及后固化方法，需選擇合適的滅菌方法，既要保證臨床的無菌需求，又要避免樹脂形變產生誤差。
