個(gè)性化微支抗釘輔助快速擴(kuò)弓器擴(kuò)展成人腭中縫的療效

王春林， 蘭澤棟， 毛琴， 林地福， 徐嬋娟， 劉從華

1. 南方醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院正畸科，廣東 廣州（510280）； 2. 南方醫(yī)科大學(xué)深圳口腔醫(yī)院，廣東 深圳（518001）；3. 深圳德?？谇辉\所，廣東 深圳（518031）

目前，數(shù)字化技術(shù)廣泛運(yùn)用于正畸病例的資料收集、臨床診斷、方案設(shè)計(jì)以及結(jié)果測(cè)量等方面［9］，本文對(duì)運(yùn)用口內(nèi)掃描、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造（computer-aided design and computeraided manufacturing，CAD/CAM）和3D 打印等數(shù)字化技術(shù)制作與患者腭蓋形態(tài)相一致的個(gè)性化微螺釘輔助快速擴(kuò)弓器（personalized miniscrew-assisted rapid palatal expander，pMARPE），并運(yùn)用此擴(kuò)弓器治療1 例21 歲的MTD 女性患者的臨床療效進(jìn)行分析。

1 個(gè)性化微支抗釘輔助快速擴(kuò)弓器治療上頜橫向發(fā)育不足典型病例

1.1 病例資料

患者，女，21 歲，2019 年7 月因“上前牙前突”就診，患者否認(rèn)鼻炎、口呼吸等口腔不良習(xí)慣，無(wú)MTD 家族史。檢查：①口外檢查：正面觀：上中線正常，下中線右偏1 mm，頦部右偏；側(cè)面觀：凸面型，矢狀向觀上頜發(fā)育接近正常，下頜后縮，面下1/3 過(guò)長(zhǎng)（圖1a）；②口內(nèi)檢查：尖牙磨牙關(guān)系為安氏Ⅱ類關(guān)系，前牙開(kāi)，16/46、17/47 反，上牙弓尖圓形，下牙弓卵圓形（圖1b～1f）。③影像學(xué)檢查：曲面斷層片顯示：18、28、38 牙胚存（圖1g）；側(cè)位片顯示：骨性Ⅱ類，高角型，矢狀向觀上頜發(fā)育正常，下頜后縮，頦部發(fā)育不足（圖1h）；運(yùn)用賓夕法尼亞大學(xué)寬度測(cè)量法［10］在CBCT 冠狀面上測(cè)得到上頜基骨寬度60.6 mm，下頜基骨寬度58.7 mm，橫向觀患者上下頜骨存在有3.1 mm 的寬度不調(diào)（圖1i～1j）。診斷：骨性Ⅱ類錯(cuò)畸形，前牙開(kāi)，伴上牙弓狹窄。

1.2 治療過(guò)程

1.2.1 治療方案 傳統(tǒng)手術(shù)輔助快速擴(kuò)弓需要先通過(guò)頜面外科手術(shù)松解顱面部的擴(kuò)弓阻力，然后利用擴(kuò)弓器快速打開(kāi)腭中縫，關(guān)于其手術(shù)術(shù)式、擴(kuò)弓裝置、保持裝置等問(wèn)題一直爭(zhēng)議頗多［11］，而手術(shù)術(shù)式越復(fù)雜，則創(chuàng)傷越大，費(fèi)用越高，術(shù)后并發(fā)癥越多［12］。為盡可能減小手術(shù)造成的創(chuàng)傷，本病例擬先采用pMARPE 擴(kuò)大上頜牙弓，協(xié)調(diào)上下牙弓寬度，再行固定正畸治療進(jìn)行術(shù)前去代償，最后正頜手術(shù)糾正骨性Ⅱ類錯(cuò)畸形。

a: facial photographs, chin deviation to the right side, convex profile, normal maxilla, retrusive mandible and the long lower third; b-f: intraoral photographs, class Ⅱmolar and canine relationship, anterior teeth open bite, 16/46, 17/47 crossbite; g: panoramic radiograph, with dental germs of 18, 28 and 38; h: lateral radiograph, class Ⅱskeletal growth pattern, high angle pattern, normal maxilla, retrusive mandible and chin.; i: maxillary skeletal width; j: mandibular skeletal width; MTD: maxillary transverse deficiency

1.2.2 設(shè)計(jì)制作pMARPE 采用3shape 掃描儀（3Shape，Copenhagen，丹麥）掃描患者上頜牙弓及腭蓋形態(tài)，拍攝患者頭顱錐形束CT（cone-beam computed tomography，CBCT）（Newtom VGi，Verona，意大利）。將3shape 掃描數(shù)據(jù)和CBCT 數(shù)據(jù)導(dǎo)入3Shape Implant Studio 軟件，在口掃模型的牙列上任意選擇3 個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，在CBCT 重建后的三維影像上選擇3 個(gè)相同的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行重疊（圖2a）。

在重疊后的影像上確定支抗釘植入的位置、角度和深度：①支抗釘?shù)奈恢梅植迹? 枚支抗釘分為前后兩組對(duì)稱分布于腭中縫兩側(cè)（圖2b）；②支抗釘植入的區(qū)域：切牙孔3.0～6.0 mm 后［13］、腭中縫旁區(qū)旁1.5～2.7 mm［14］（圖2c）；③支抗釘植入的角度：前面兩枚支抗釘垂直于上頜骨腭突水平部，四枚支抗釘相互平行；④支抗釘?shù)纳疃龋捍┻^(guò)雙側(cè)骨皮質(zhì)［15］。

Figure 2 The CAD/CAM process of pMARPE and miniscrew implantation guide圖2 數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)制作pMARPE 與支抗釘植入導(dǎo)板

1.2.3 設(shè)計(jì)制作支抗釘植入導(dǎo)板 3shape 掃描儀重新掃描帶pMARPE 的模型，將掃描模型與CBCT重建后的三維影像進(jìn)行二次重疊，在重疊后的影像上設(shè)計(jì)支抗釘植入導(dǎo)板。導(dǎo)板邊緣延伸至雙側(cè)上頜第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙的頰側(cè)齦緣，孔道的圓心和孔道方向與擴(kuò)弓器上支抗釘植入孔道位置及方向一致，孔道直徑為5.5 mm，較支抗釘植入手柄的金屬桿直徑略大（圖2f）；將設(shè)計(jì)好的導(dǎo)板導(dǎo)入Projet MJP 3510 軟件（Projet 3510 MJP，3D Systems，美國(guó)），進(jìn)行3D 打?。▓D2g）。

1.2.4 戴用擴(kuò)弓器 口內(nèi)試戴擴(kuò)弓器及導(dǎo)板，局部浸潤(rùn)麻醉支抗釘植入?yún)^(qū)域，依次植入4 枚支抗釘（Bio-Ray Biotech Corp，中國(guó)臺(tái)灣），前牙區(qū)2 枚支抗釘尺寸為2.0 mm × 12.0 mm，后牙區(qū)2 枚支抗釘尺寸為2.0 mm×10.0 mm（圖3a）。戴入擴(kuò)弓器后拍攝患者口內(nèi)情況（圖3b），從CBCT 檢查可見(jiàn)，支抗釘垂直于上頜骨腭突水平部，四枚支抗釘相互平行（圖3c～3e）。

Figure 3 Intraoral situation and threedimensional position of the implanted miniscrews after implanting four miniscrews into the patient with MTD圖3 上頜橫向發(fā)育不足患者植入支抗釘后的口內(nèi)情況及三維方向上的支抗釘位置

1.2.5 擴(kuò)弓器加力 初戴擴(kuò)弓器后患者自訴無(wú)疼痛不適，2 d 后開(kāi)始加力，每天早晚各加力一次，每次轉(zhuǎn)動(dòng)1/4 圈，每天打開(kāi)量為0.4 mm，加力16 d 后，螺旋擴(kuò)弓器共打開(kāi)6.4 mm，拍攝患者面像、口內(nèi)像以及擴(kuò)弓后CBCT。

2 治療結(jié)果

采用賓夕法尼亞大學(xué)寬度測(cè)量法［10］測(cè)量患者上頜基骨寬度，發(fā)現(xiàn)上頜基骨寬度增加了4.7 mm，大于預(yù)計(jì)擴(kuò)弓量3.1 mm，達(dá)到治療目標(biāo)，停止擴(kuò)弓，患者前部腭中縫寬度打開(kāi)量為3.9 mm，后部腭中縫寬度打開(kāi)量為3.2 mm。擴(kuò)弓后患者的上頜中切牙之間出現(xiàn)明顯間隙，右側(cè)后牙反解除（圖4a～4f），腭中縫明顯擴(kuò)開(kāi)，四枚支抗釘相互平行（圖4g～4i），左右兩側(cè)上頜骨明顯側(cè)方移位，上頜雙側(cè)第一磨牙傾斜度幾乎無(wú)變化（圖5）。用樹(shù)脂粘固螺旋擴(kuò)弓器，保持3 個(gè)月后，開(kāi)始固定矯治。

Figure 4 Clinical photos and CBCT images of the patient with MTD after maxillary expansion圖4 上頜橫向發(fā)育不足患者擴(kuò)弓后臨床照片與CBCT 圖像

3 討 論

數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展使正畸治療過(guò)程中的資料收集、臨床診斷與方案設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)、便捷和安全［16］，目前已廣泛運(yùn)用于正畸治療的各個(gè)方面，如運(yùn)用口內(nèi)掃描技術(shù)直接獲取患者口內(nèi)信息［17］，運(yùn)用三維顏面成像技術(shù)分析治療前后軟組織的變化［18］，運(yùn)用dolphin 軟件測(cè)量分析氣道變化［19］等。本病例采用口內(nèi)掃描、CAD/CAM、3D 打印等數(shù)字化技術(shù)制作pMARPE 以及支抗釘植入導(dǎo)板。口內(nèi)掃描儀直接記錄患者的口內(nèi)情況，減小了傳統(tǒng)取模方式對(duì)患者造成的不適，避免了因印模材料形變和石膏模型磨損所造成的模型尺寸偏差［20］。CAD/CAM 和3D 打印技術(shù)大大縮短了擴(kuò)弓器加工時(shí)間，簡(jiǎn)化了制作過(guò)程［21］。本病例為保證支抗釘能順利植入并減少因擴(kuò)弓器體積較大對(duì)患者造成的不適，將支抗釘植入孔道的直徑設(shè)計(jì)為2.2 mm（較支抗釘?shù)闹睆?.0 mm 略大），支抗釘植入孔道邊緣厚度設(shè)計(jì)為2 mm，造成支抗釘與植入孔道之間存在余隙，且2 mm 的邊緣厚度不足以確保支抗釘植入方向的準(zhǔn)確性。為了彌補(bǔ)支抗釘植入孔道的不足，降低支抗釘植入過(guò)程中的技術(shù)敏感性，防止支抗釘在植入過(guò)程中偏離正常位置［22］，本病例在設(shè)計(jì)制作pMARPE 后，重新掃描擴(kuò)弓器和模型，并基于預(yù)先確定的支抗釘植入位置和方向，設(shè)計(jì)制作支抗釘植入導(dǎo)板。

Figure 5 Three-dimensional superimposition before and after the maxillary expansion of the patient with MTD圖5 上頜橫向發(fā)育不足患者擴(kuò)弓前后三維重疊圖

在使用MARPE 擴(kuò)弓過(guò)程中，支抗釘作為臨時(shí)輔助裝置將擴(kuò)弓的力量傳導(dǎo)到腭中縫周圍，從而打開(kāi)腭中縫，支抗釘?shù)墓涛涣χ饕獊?lái)自機(jī)械固位而不是骨結(jié)合，因此支抗釘?shù)某跗诜€(wěn)定性對(duì)擴(kuò)弓治療的結(jié)果有決定性作用［7，23］。Ichinohe 等［14］認(rèn)為支抗釘?shù)某跗诜€(wěn)定性主要受支抗釘植入位置、植入深度、植入角度的影響。Winsauer 等［24］認(rèn)為在選擇支抗釘植入位置時(shí)，需要重點(diǎn)考慮該位置的垂直骨厚度和骨質(zhì)致密程度。Hourfar 等［25］認(rèn)為骨皮質(zhì)厚度也是需要考慮的，至少需要1 mm 的骨皮質(zhì)厚度來(lái)保證支抗釘?shù)某跗诜€(wěn)定性。Ichinohe 等［14］認(rèn)為支抗釘植入骨質(zhì)的深度應(yīng)大于4.5 mm，植入位置的骨皮質(zhì)厚度應(yīng)大于1.5 mm。Marquezan等［26］認(rèn)為腭黏膜厚度也是影響擴(kuò)弓效果的重要因素，黏膜越厚，支抗釘位于黏膜內(nèi)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，植入骨質(zhì)的深度便越淺，在擴(kuò)弓器加力過(guò)程中，支抗釘越容易發(fā)生傾斜、移位和變形。本病例在制作pMARPE 的過(guò)程中，先結(jié)合CBCT 確定支抗釘?shù)闹踩氲奈恢?、角度和深度后，再設(shè)計(jì)制作pMARPE，保證了支抗釘?shù)某跗诜€(wěn)定性，提高了擴(kuò)弓治療的成功率。

本病例采用pMARPE 治療后，腭中縫明顯打開(kāi)，上頜基骨寬度增寬了4.7 mm，上頜雙側(cè)第一磨牙傾斜度幾乎無(wú)變化。Cantarella 等［27］認(rèn)為在擴(kuò)弓過(guò)程中，冠狀面上，上頜骨和顴骨作為一個(gè)整體以顴額縫為旋轉(zhuǎn)中心向外轉(zhuǎn)動(dòng)，距離旋轉(zhuǎn)中心越遠(yuǎn)，顴上頜復(fù)合體的位移量越小。本研究將左右兩側(cè)上頜結(jié)節(jié)與顴弓的交點(diǎn)的距離作為上頜基骨寬度，此測(cè)量平面較腭平面距離旋轉(zhuǎn)中心的距離更遠(yuǎn)，所以上頜基骨寬度增加量大于腭中縫增加量。Park 等［28］認(rèn)為磨牙傾斜度的增加，主要由三部分組成，第一部分是牙齒相對(duì)于牙槽骨發(fā)生頰傾，第二部分是磨牙基骨相對(duì)于上頜骨的頰傾，第三部分是顴上頜復(fù)合體以顴顳縫為旋轉(zhuǎn)中心向外旋轉(zhuǎn)所致。其運(yùn)用MSE 對(duì)15 例患者進(jìn)行擴(kuò)弓治療，發(fā)現(xiàn)右側(cè)磨牙基骨角度增加了（2.04 ± 3.31）°，左側(cè)磨牙基骨角度增加了（1.83 ± 4.26）°，表明磨牙基骨相對(duì)于上頜骨的確實(shí)發(fā)生了頰傾。牙槽骨高度的減小往往可能被高估，因?yàn)闇y(cè)量牙槽骨高度的方法一般是從頰側(cè)牙槽嵴最高點(diǎn)到鼻底平面的距離，即使牙齒沒(méi)有發(fā)生頰傾，隨著顴上頜復(fù)合體的向外旋轉(zhuǎn)和磨牙基骨相對(duì)于上頜骨的頰傾，測(cè)量得到的牙槽骨高度也會(huì)降低。本例患者治療后牙槽嵴高度少量降低，但本研究為個(gè)案報(bào)道，牙槽骨高度是否變化還需要擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步探討。

本病例實(shí)現(xiàn)支抗釘?shù)木_化定位、擴(kuò)弓器的個(gè)性化制作，降低了支抗釘植入過(guò)程中的技術(shù)敏感性，但是由于3D 打印技術(shù)的限制，不能直接打印擴(kuò)弓器，所以制作過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，未來(lái)發(fā)展的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)制作過(guò)程的全數(shù)字化，簡(jiǎn)化制作過(guò)程。