數(shù)字化和傳統(tǒng)方法制備上頜骨缺損贗復(fù)體的效果評價

周 恬 顧曉宇

口腔頜面部腫瘤切除術(shù)后,造成上頜骨缺損，患者可能會遭受不同程度的鼻音、上頜竇腔積液、吞咽困難和美容畸形等，嚴(yán)重影響其生活質(zhì)量。因此，上頜骨缺損的修復(fù)對于恢復(fù)患者正常言語和吞咽功能，改善其心理和社會健康具有至關(guān)重要的作用。目前臨床上常用的修復(fù)方法包括外科重建手術(shù)和贗復(fù)體修復(fù)。外科重建手術(shù)可采用皮瓣修補(bǔ)的方式［1,2］，患者需要經(jīng)歷二次手術(shù)，供區(qū)組織會受到損傷，且術(shù)后可能發(fā)生血管危象、出血、氣道堵塞等并發(fā)癥［3,4］。傳統(tǒng)贗復(fù)體主要通過取模、雕刻蠟型、鑄造支架、裝膠成型等工藝制而成，通常需要卡環(huán)和基托提供固位力和穩(wěn)定性，而這些結(jié)構(gòu)會破壞牙齒組織，且容易造成黏膜壓痛，影響患者的舒適度。近年來，數(shù)字化設(shè)計由于其快速、精準(zhǔn)的特性逐漸成為贗復(fù)治療的熱點。贗復(fù)體在口腔頜面缺損修復(fù)中的應(yīng)用越來越多。前期我們已報道通過數(shù)字化三維設(shè)計和三維打印加工方案設(shè)計，可以制作口腔頜面缺損贗復(fù)體用于修復(fù)鼻、眼眶、面頰部等缺損［5］。然而，對于上頜骨缺損的修復(fù)，數(shù)字化方法和傳統(tǒng)方法在制作流程和修復(fù)效果上的區(qū)別并未詳細(xì)闡明，因此，本研究針對上頜骨缺損，采用數(shù)字化陰模輔助制作硅橡膠阻塞器的方式進(jìn)行修復(fù)，并用傳統(tǒng)方法制作的贗復(fù)體進(jìn)行對照，主要探討兩種修復(fù)方式在數(shù)據(jù)采集、工作流程和固位方式方面的區(qū)別，并初步評價兩者的臨床療效，以期為口腔臨床贗復(fù)治療提供新思路。

1.資料和方法

1.1 臨床資料選取2017年5月至2019年6月因口腔頜面部腫瘤術(shù)后累及上頜骨缺損的患者16例。男8例，女8例，年齡22～65歲，平均年齡49歲，病理學(xué)診斷：8例鱗狀細(xì)胞癌，3例黏液表皮樣癌，3例惡性淋巴瘤，2例腺樣囊性癌。根據(jù)Aramany分類［6］，其中Ⅰ類4例，Ⅱ類4例，Ⅲ類8例。術(shù)后缺損部位無暴露的骨創(chuàng)面，創(chuàng)口愈合良好，無明顯炎癥，腫瘤無明顯復(fù)發(fā)跡象，患者能主動配合修復(fù)治療。對16個病例進(jìn)行隨機(jī)化分組，實驗組8例，采用數(shù)字化設(shè)計陰模輔助制作硅橡膠阻塞器修復(fù)，對照組8例，采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行修復(fù)。

1.2 實驗組數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體制備方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集患者端坐，在患者上頜前庭溝區(qū)加棉卷以隔開頰粘膜，囑患者舌體不要接觸上腭并處于微張口狀態(tài)。使用螺旋CT（Optima CT520Pro，GE，美國）掃描患者頭顱部位，像素尺寸0.4～0.5mm，層厚1.00～1.25mm，以DICOM文件存儲掃描數(shù)據(jù)。

1.2.2 陰模設(shè)計及加工將CT 掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic Studio 12.0 軟件（Geomagic，美國）讀取CT，重建三維模型，并對患者軟組織三維數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，提取用于阻塞器三維設(shè)計的上腭、缺損腔、鼻腔等相關(guān)數(shù)據(jù), 利用Nurbs曲線建立上頜阻塞器的上、下邊緣線，保留有固位作用的倒凹區(qū)，設(shè)計腭部阻塞器的初步形態(tài)。調(diào)整阻塞器模型的位置和尺寸，對于口腔內(nèi)較敏感的部位，如鼻甲、軟腭等，用局部區(qū)域變形進(jìn)行緩沖，通過偏移運算使阻塞器邊緣厚度保持均勻0.5mm。設(shè)計一個可以完全包含贗復(fù)體的陰模，將陰模設(shè)計成幾個部分，其中上下陰模之間設(shè)計盒蓋式的固位結(jié)構(gòu)，保留邊緣0.05mm的公差，便于陰模組裝。并設(shè)計材料溢出道，便于將來取出贗復(fù)體。陰模數(shù)據(jù)保存為STL格式，導(dǎo)入Projet 3510 P1us三維打印設(shè)備（3D Systems，美國），用樹脂材料（Visjet Crystal，3D Systems，美國）打印贗復(fù)體數(shù)字化樹脂陰模的各個組件。

1.2.3 硅橡膠阻塞器制作完成在為患者定制的個性化樹脂陰模中，緩慢注入贗復(fù)用硅橡膠（Multisil Epithetik，Bredent，德國），將上下陰模裝配組合后整體加壓固定，在室溫下靜置自凝，使硅橡膠充分固化。24h后脫模，得到最終硅橡膠阻塞器并戴入口內(nèi)（圖1）。

圖1 病例1數(shù)字化設(shè)計硅橡膠阻塞器A:上頜骨缺損口內(nèi)照；B:三維重建；C:陰模設(shè)計；D:打印數(shù)字化陰模E:注入硅橡膠；F,G:硅橡膠阻塞器；H:口內(nèi)初戴

1.2.4 牙列缺損的義齒修復(fù)對于上頜牙列缺損的患者，在數(shù)字化硅橡膠阻塞器制作完成后，將阻塞器戴入，按照常規(guī)方法取模和制作可摘局部義齒，阻塞器與義齒之間采用數(shù)字化設(shè)計的機(jī)械固位結(jié)構(gòu)相連接，以利于整體固位及方便患者摘戴（圖2）。

圖2 病例2數(shù)字化設(shè)計硅橡膠阻塞器A:上頜骨缺損口內(nèi)照；B:三維重建和數(shù)字化阻塞器設(shè)計；C:陰模設(shè)計；D:三維打印數(shù)字化陰模；E:硅橡膠阻塞器；F:阻塞器口內(nèi)試戴；G:可摘局部義齒制作并與阻塞器機(jī)械連接；H:修復(fù)體口內(nèi)初戴

1.3 對照組傳統(tǒng)贗復(fù)體制備方法根據(jù)腭部缺損位置，選取4顆健康牙齒作為基牙，常規(guī)牙體預(yù)備，設(shè)計卡環(huán)和支托以增加對贗復(fù)體的固位力和支持力。根據(jù)腭部缺損形態(tài)制取印模，灌注并修整石膏模型，翻制耐火材料模型，制作金屬支架或樹脂基托，試戴后進(jìn)一步裝盒處理，樹脂拋光，完成贗復(fù)體制作（圖3、4）。

圖3 病例3傳統(tǒng)贗復(fù)體A:上頜骨缺損口內(nèi)照；B:贗復(fù)體；C:口內(nèi)初戴；D:口內(nèi)咬合面觀

1.4 兩種修復(fù)方式的工作流程對比將上述實驗組數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體和對照組傳統(tǒng)贗復(fù)體的制備步驟及各步驟所需時間進(jìn)行對比，比較兩種修復(fù)方式在工作流程上的區(qū)別。

1.5 初戴時臨床效果評價口內(nèi)初戴數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體或傳統(tǒng)贗復(fù)體，對其固位和穩(wěn)定、喝水、滲漏情況、語音情況進(jìn)行評價［7］。

優(yōu)：患者靜息狀態(tài)及語音狀態(tài)下修復(fù)體固位和穩(wěn)定性佳、喝水正常，無或僅極少量鼻腔滲漏、發(fā)音明顯改善、鼻音明顯減輕。

良：患者靜息狀態(tài)及語音狀態(tài)下修復(fù)體固位和穩(wěn)定性良好、喝水較戴入前改善，少量鼻腔滲漏、發(fā)音較戴入前改善、鼻音有所減輕。

差：患者靜息狀態(tài)及語音狀態(tài)下修復(fù)體固位和穩(wěn)定性欠佳、喝水較戴入無明顯改善，明顯鼻腔滲漏、發(fā)音較戴入無改善、鼻音明顯。

1.6 隨訪觀察修復(fù)體使用情況戴入一年后，復(fù)查數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體和傳統(tǒng)贗復(fù)體的使用情況，觀察其固位情況，是否有滲漏、贗復(fù)體損壞和硅橡膠老化等現(xiàn)象。

1.7 患者滿意度評價戴入一年后，采用問卷調(diào)查形式，讓患者對佩戴數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體和傳統(tǒng)贗復(fù)體的舒適程度，咀嚼功能，語言功能進(jìn)行評價，每項均為五分制，1分為最不滿意，5分為最滿意，根據(jù)最終評分比較兩組的修復(fù)效果。

1.8 統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，實驗組和對照組評分采用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖4 病例4傳統(tǒng)贗復(fù)體A:上頜骨缺損口內(nèi)照；B:贗復(fù)體；C:口內(nèi)初戴；D:口內(nèi)咬合面觀

2.結(jié)果

2.1 兩種修復(fù)方式的工作流程對比以文中未涉及牙列缺損的病例1和病例3（均為上頜骨AramanyⅢ類缺損）為例，實驗組和對照組在取模、鑄造和初戴時佩戴時間上的差別如表1所示。結(jié)果顯示數(shù)字化方法和傳統(tǒng)方法制備贗復(fù)體的工作流程所需時間分別約2.5h和6h，由此可見，數(shù)字化修復(fù)缺損腔能明顯減少工作時間。

表1 實驗組和對照組的工作流程對比

2.2 初戴時臨床效果評價患者贗復(fù)治療過程順利，整個治療過程中無不適或疼痛。對初戴時臨床效果進(jìn)行評價，實驗組數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體在初戴時臨床效果為：5例優(yōu)，3例良。對照組傳統(tǒng)贗復(fù)體初戴時臨床效果為：4例優(yōu)，3例良，1例差。

2.3 隨訪復(fù)查修復(fù)體使用情況一年后隨訪復(fù)查，實驗組數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體固位力優(yōu)，無滲漏，其中5例硅橡膠出現(xiàn)部分顏色老化，但結(jié)構(gòu)未損壞。對照組傳統(tǒng)贗復(fù)體固位力優(yōu)，其中有2例曾進(jìn)行過卡環(huán)修理，3例曾由于滲漏添加過軟襯材料。

2.4 患者滿意度評價患者戴入數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體或傳統(tǒng)贗復(fù)體后，對修復(fù)體的舒適度、改善咀嚼和語言功能等多個方面均較為滿意，其中數(shù)字化設(shè)計贗復(fù)體在舒適度方面優(yōu)于對照組，結(jié)果有顯著性差異（P＜0.05）。

表2 患者滿意度評價

3.討論

上頜骨缺損的功能性修復(fù)對于改善口腔頜面頭頸腫瘤術(shù)后患者的生活質(zhì)量起著重要作用。馮云枝等評價了21例上頜骨缺損修復(fù)病例，發(fā)現(xiàn)贗復(fù)體戴入1個月后，咀嚼效率和語音清晰度較戴入前明顯提高［8］。我們的研究也發(fā)現(xiàn)，對于上頜骨缺損，數(shù)字化設(shè)計硅橡膠阻塞器或傳統(tǒng)贗復(fù)體均能在初戴時即顯示出優(yōu)異的臨床療效，隨訪發(fā)現(xiàn)在戴入數(shù)字化設(shè)計硅橡膠阻塞器后，患者對修復(fù)體的舒適度、咀嚼功能和語言功能改善的滿意度較高。兩種修復(fù)方式在數(shù)據(jù)采集、制作流程和佩戴舒適性上存在差異。

從數(shù)據(jù)獲取方式來看，對照組中傳統(tǒng)贗復(fù)體采用了印模方式獲取缺損腔形態(tài)，該方法在取模過程中存在一定風(fēng)險，如藻酸鹽等印模材料會向缺損腔四周伸展并容易卡在倒凹內(nèi)不易取出。而CT掃描方法不受缺損深度和倒凹區(qū)復(fù)雜結(jié)構(gòu)影響，對骨組織和軟組織都能進(jìn)行三維重建［9，10］。因此，實驗組中數(shù)字化修復(fù)也采用了CT掃描的方法獲取數(shù)據(jù)。掃描的精度主要由像素尺寸和層厚兩個因素決定，像素越小或?qū)雍裨叫。@得的三維重建圖形越精確。我們采用螺旋CT掃描的像素尺寸和層厚均較小，其重建模型能客觀全面反映患者口頜面部的解剖形態(tài)。而CBCT由于對數(shù)據(jù)重建軟組織邊緣形態(tài)不佳，不建議采用。其他數(shù)據(jù)獲取方法還包括椅旁口內(nèi)掃描技術(shù)［11］，三維激光掃描技術(shù)、結(jié)構(gòu)光柵投影技術(shù)、立體攝影測量技術(shù)、MRI 掃描技術(shù)等［12］，可以分別針對不同的頜面部缺損進(jìn)行選擇。如空軍軍醫(yī)大學(xué)趙銥民教授等報道采用面部掃描和口內(nèi)掃描技術(shù)結(jié)合的方式可以獲取眼部缺損及皮膚表面紋理的數(shù)據(jù)，用于制作粘結(jié)性固位的眼部贗復(fù)體［13］。另外，口內(nèi)掃描技術(shù)更有利于獲取牙列和口腔內(nèi)軟組織邊界數(shù)據(jù)，將其與CT重建的缺損區(qū)三維數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)融合，可以進(jìn)一步作為贗復(fù)體和可摘局部義齒三維設(shè)計的依據(jù)。因此，數(shù)據(jù)掃描能簡便、精準(zhǔn)的獲取缺損區(qū)的數(shù)據(jù)，客觀全面反映患者口頜面部的解剖形態(tài)。

從制作流程上看，數(shù)字化設(shè)計硅橡膠阻塞器經(jīng)歷了數(shù)據(jù)掃描、三維重建設(shè)計、打印數(shù)字化陰模、充填硅橡膠的工作流程，在硅橡膠充填后，室溫下靜置一天即可固化，對于未涉及牙列的上頜骨AramanyⅢ類缺損，患者僅需要兩次就診就能完成初戴。而傳統(tǒng)贗復(fù)體的工作流程包括取模、翻制石膏模型、翻制耐火材料模型、雕刻蠟型、包埋、鑄造支架、支架打磨拋光、雕蠟裝膠成形、樹脂拋光等，患者至少需要三次臨床就診。從表1結(jié)果可見，對于上頜骨AramanyⅢ類缺損而言，制備數(shù)字化設(shè)計硅橡膠阻塞器所需的步驟和時間相較于傳統(tǒng)贗復(fù)體顯著減少。正如Nuseir等也報道采用數(shù)字化設(shè)計制備鼻部贗復(fù)體所需工作時間較傳統(tǒng)修復(fù)能縮短約3h［9］。這些結(jié)果提示數(shù)字化設(shè)計能大大節(jié)省加工時間，且不需要多種加工設(shè)備，更省勞動力，還能省去實體模型的物理存儲空間。此外，當(dāng)未來硅橡膠發(fā)生老化或破損影響使用時，數(shù)字化陰模還能重復(fù)并快速地為患者更換新的贗復(fù)體，不需要像傳統(tǒng)制備方法那樣重新啟動復(fù)雜的工藝程序。

此外，兩種方法制作的阻塞器獲得固位力的方式也不同。傳統(tǒng)贗復(fù)體不可避免的需要依賴卡環(huán)和基托為樹脂阻塞器提供固位和支持力。其中卡環(huán)會破壞牙體組織，美觀性差，基托容易造成黏膜壓痛。軟襯材料可以用于增強(qiáng)傳統(tǒng)贗復(fù)體的固位力，同時減少樹脂對軟組織的摩操造成損傷，對口內(nèi)組織起到按摩作用［14］。Ohno等也報道了在樹脂基托上加襯硅橡膠后，能適應(yīng)軟腭缺損的移動度，達(dá)到很好的封閉型性，在消除鼻音和食物反流方面取得了很好的效果［15］。在本研究中，對于有滲漏的患者，我們也采用了軟襯材料成功增強(qiáng)了贗復(fù)體的封閉性。相比之下，數(shù)字化設(shè)計制作的硅橡膠阻塞器采用倒凹固位，不僅固位力強(qiáng)，而且由于純硅橡膠材料有彈性、異物感很小，佩戴舒適性佳。同時，數(shù)字化技術(shù)重建并利用了鼻腔側(cè)的三維數(shù)據(jù)，使得阻塞器與缺損區(qū)軟組織接觸區(qū)域加大，一定程度上也能增強(qiáng)其封閉作用。當(dāng)然，數(shù)字化贗復(fù)體三維設(shè)計也存在一些難點，比如在設(shè)計時需要保留部分倒凹區(qū)以形成足夠固位力，并避開關(guān)鍵組織結(jié)構(gòu)如鼻甲、鼻中隔、唇頰系帶等。對于橫跨面部中線的缺損區(qū)由于無法采用對稱鏡像，只能用軟件直接構(gòu)造曲面或調(diào)取贗復(fù)數(shù)據(jù)庫中的健康組織數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配［12］。因此，數(shù)字化贗復(fù)體的設(shè)計需要具備豐富的三維設(shè)計經(jīng)驗才能高效的完成精確的方案設(shè)計。我們希望未來的趨勢是能建立區(qū)域性甚至是全國性數(shù)字化贗復(fù)體制作中心，由專業(yè)的設(shè)計工作人員與臨床醫(yī)生溝通，確定方案并完成設(shè)計。

總體而言：數(shù)字化方法的優(yōu)點在于數(shù)據(jù)獲取方式簡便，工作流程簡化，節(jié)省加工時間，方便重復(fù)制作。缺點是硅橡膠一年左右容易老化。對于復(fù)雜缺損的修復(fù)設(shè)計有技術(shù)難點。而傳統(tǒng)方法的優(yōu)點是工作流程成熟。缺點在于醫(yī)生操作時對一些復(fù)雜部位的取模有難度，且患者就診次數(shù)多。費用價格上，傳統(tǒng)修復(fù)體的收費標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)不同的材質(zhì)選擇，比如樹脂基板、鈷鉻鉬金屬基板或鈦基板等，目前價格范圍從2000-9000元不等。數(shù)字化修復(fù)方式的收費標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)缺損腔大小，設(shè)計難度和所用打印材料和硅橡膠材料的量，目前價格范圍從4000-12000元不等。雖然從設(shè)計難度和材料方面的成本上，數(shù)字化修復(fù)的費用價格會比傳統(tǒng)修復(fù)方式偏高一些，但數(shù)字化打印型盒可以重復(fù)使用，方便硅橡膠阻塞器老化后更換。

綜上所述，本文針對口腔頜面腫瘤術(shù)后上頜骨缺損提出了數(shù)字化設(shè)計硅橡膠阻塞器的修復(fù)方法，并與傳統(tǒng)修復(fù)方法進(jìn)行對比，兩者在制備方法上存在一定差異。其中數(shù)字化設(shè)計的方法具有數(shù)據(jù)獲取簡便，設(shè)計加工精細(xì)的特點，較傳統(tǒng)贗復(fù)體能一定程度上縮短工作流程。但對于數(shù)字化設(shè)計程序的簡化，3D打印材料的優(yōu)化，硅橡膠材料的防老化改性等方面，仍需要不斷吸納和借助計算機(jī)領(lǐng)域、材料領(lǐng)域和組織工程新技術(shù)來進(jìn)一步探索，從而更好地滿足患者對口腔頜面缺損術(shù)后修復(fù)的期望。