3D手術(shù)導(dǎo)板結(jié)合牙周骨皮質(zhì)切開術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

田明彤，張明珠

(昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院牙周病科，昆明 650000)

近年來，人們對面部美觀和功能需求的意識逐漸提高，需要正畸治療的患者越來越多，特別是成人在正畸治療中的比例逐漸增加。然而成人在牙周生物學(xué)和治療周期等方面與兒童不同，為了解決成人因正畸時間過長出現(xiàn)的牙周并發(fā)癥，骨皮質(zhì)切開術(shù)被提出。骨皮質(zhì)切開術(shù)輔助正畸治療是指對加速正畸牙移動區(qū)域的牙槽骨選擇性行骨皮質(zhì)切開，加速正畸牙移動，縮短正畸時間的臨床技術(shù)。傳統(tǒng)骨皮質(zhì)切開術(shù)需要翻起牙齦黏膜全厚瓣，創(chuàng)傷大，手術(shù)時間長，常引起患者不適及術(shù)后水腫等并發(fā)癥[1-4]，導(dǎo)致患者與醫(yī)師之間對是否采用該技術(shù)產(chǎn)生巨大分歧[5]。為了克服骨皮質(zhì)切開術(shù)的這些缺點(diǎn)，一種計算機(jī)輔助設(shè)計和制作3D手術(shù)導(dǎo)板結(jié)合超聲骨刀的技術(shù)被提出。它可在不翻瓣微創(chuàng)的前提下精確完成骨皮質(zhì)切開，縮短手術(shù)時間，減輕患者術(shù)后不適，加快牙齒移動?，F(xiàn)就3D手術(shù)導(dǎo)板結(jié)合骨皮質(zhì)切開術(shù)的發(fā)展進(jìn)程、臨床應(yīng)用及適應(yīng)證選擇予以綜述。

1 骨皮質(zhì)切開術(shù)的生物基礎(chǔ)及分子機(jī)制

Bryan在1893年首次提出骨皮質(zhì)切開術(shù)的概念，1959年Kole[6]詳細(xì)介紹了骨皮質(zhì)切開術(shù)，提出“骨塊移動理論”，認(rèn)為牙齒隨骨塊的移動而移動。隨后Frost[7-8]研究發(fā)現(xiàn)在骨性手術(shù)部位局部破骨細(xì)胞和成骨行為增加，隨著骨轉(zhuǎn)移的增加區(qū)域骨密度下降，區(qū)域加速現(xiàn)象在手術(shù)后幾天內(nèi)開始，通常1～2個月達(dá)到峰值。

骨皮質(zhì)切開術(shù)的生物基礎(chǔ)是局部加速現(xiàn)象。局部加速現(xiàn)象是一種短暫、局部的組織重建現(xiàn)象，該區(qū)域細(xì)胞、組織等受到刺激后開啟細(xì)胞調(diào)節(jié)機(jī)制，打破破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞的平衡，由此牙槽骨改建，從而加速牙齒移動[7-8]。Wilcko等[9]和Wang等[10]提出骨皮質(zhì)切開后牙齒加速移動的原因是局部區(qū)域傷口愈合過程中所產(chǎn)生的短暫脫礦-再礦化的局部加速，同時通過放射學(xué)證明骨皮質(zhì)切開后骨質(zhì)疏松狀態(tài)下能觀察到局部加速現(xiàn)象，研究發(fā)現(xiàn)局部加速現(xiàn)象開始于骨皮質(zhì)切開后的數(shù)天，一般維持4個月，在6～24個月內(nèi)消退。提示接受骨皮質(zhì)切開患者的最佳正畸時間為術(shù)后4～6個月，超過6個月牙齒移動的速率將會逐漸衰退。同時，研究發(fā)現(xiàn)局部加速現(xiàn)象不僅存在于骨骼、軟骨等硬組織，也存在于軟組織[11]。Dibart等[11]使用大鼠模型觀察骨皮質(zhì)切開后骨組織的變化發(fā)現(xiàn)，在牙齒加速移動過程中，骨脫礦現(xiàn)象及破骨細(xì)胞的數(shù)量大量增加，表明超聲骨刀切開骨皮質(zhì)和牙齒移動是一種協(xié)同作用。

對于骨皮質(zhì)切開術(shù)分子機(jī)制的研究較多，目前為大多數(shù)學(xué)者所認(rèn)可的是成骨細(xì)胞內(nèi)相關(guān)因子基因表達(dá)的改變。骨皮質(zhì)切開加速正畸牙移動的分子機(jī)制主要是通過兩條通路來影響核因子κB受體活化因子配體、巨噬細(xì)胞集落刺激因子、骨保護(hù)素等細(xì)胞因子的生成，從而干擾破骨細(xì)胞的分化過程[12]。一方面，由于切開骨皮質(zhì)改變牙周血流，加劇了牙周內(nèi)微環(huán)境的缺氧，增加了成骨細(xì)胞內(nèi)血管內(nèi)皮生長因子等因子表達(dá)，使成骨細(xì)胞增多，作用于上述3個因子；另一方面，由于局部組織受到創(chuàng)傷，引起炎癥反應(yīng)，釋放促炎因子作用于上述3個因子。最終這兩個過程促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，加速牙齒移動。

2 3D導(dǎo)板結(jié)合骨皮質(zhì)切開術(shù)的發(fā)展進(jìn)程及優(yōu)勢

2.13D導(dǎo)板結(jié)合骨皮質(zhì)切開術(shù)的發(fā)展進(jìn)程 1959年，Kole[6]提出第一代骨皮質(zhì)切開術(shù)式：對目標(biāo)牙頰(唇)、舌(腭)側(cè)牙齦翻開全厚瓣行骨皮質(zhì)完全切開后根尖水平截骨的術(shù)式。Wilcko等[9]在前人研究的基礎(chǔ)上認(rèn)為只需對唇側(cè)骨皮質(zhì)切開就能達(dá)到加速牙齒移動的目的，并將骨皮質(zhì)切開與植骨術(shù)結(jié)合，取得了良好的治療效果。

Kim等[13]提出了一種微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開的方法：使用錘子對加強(qiáng)手術(shù)刀加壓穿過牙齦和皮質(zhì)骨，完成骨皮質(zhì)切開且無需翻瓣。但該技術(shù)存在明顯缺陷，由于創(chuàng)口空間過小無法將軟、硬組織移植物放入并且術(shù)后常引起患者頭暈，因此沒有被廣泛應(yīng)用。

超聲骨刀骨皮質(zhì)切開術(shù)是基于皮質(zhì)骨切開術(shù)的改良術(shù)式，將超聲骨刀技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)骨皮質(zhì)切開術(shù)中，以創(chuàng)造一種有利于牙齒快速移動的環(huán)境。早期盡管該技術(shù)非常有效，但由于創(chuàng)傷性較大，常引起患者術(shù)后不適及并發(fā)癥，沒有被患者和牙科醫(yī)師廣泛接受[14]。Dibart等[15]提出一種改良的骨皮質(zhì)切開術(shù)，該術(shù)式無需翻瓣，只需在唇側(cè)兩牙間的附著齦上做垂直切口，再用超聲骨刀行骨質(zhì)切開。該術(shù)式可以明顯縮短手術(shù)時間，減輕患者術(shù)后不適，實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)與效率的結(jié)合。

隨著數(shù)字化信息技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)出現(xiàn)。3D打印是以計算機(jī)輔助設(shè)計和制作技術(shù)、激光技術(shù)、計算機(jī)數(shù)控技術(shù)以及新材料技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種基于計算機(jī)三維數(shù)字成像技術(shù)和多層次連續(xù)打印技術(shù)制造實(shí)體模型的創(chuàng)新方法。近年來常用于口腔種植、正頜外科、口腔修復(fù)等領(lǐng)域[16]。Milano等[17]提出微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)結(jié)合3D導(dǎo)板的技術(shù)，在切口的精確度上有了明顯提升，可最大限度地保護(hù)患者的牙周組織。

2.23D手術(shù)導(dǎo)板結(jié)合骨皮質(zhì)切開術(shù)的優(yōu)勢 傳統(tǒng)骨皮質(zhì)切開術(shù)需將頰側(cè)或頰腭側(cè)牙齦翻開，手術(shù)創(chuàng)傷大，時間長，術(shù)后常易引起疼痛、水腫和感染等并發(fā)癥[4-5,18-19]。3D導(dǎo)板結(jié)合微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)可以根據(jù)每例患者的特點(diǎn)設(shè)計不同的手術(shù)切口位置、長度和深度。術(shù)前將患者錐形束CT數(shù)據(jù)資料引入特定軟件系統(tǒng)，創(chuàng)建上下頜牙弓三準(zhǔn)模型，根據(jù)不同虛擬視角避開主要解剖結(jié)構(gòu)，制作并打印3D導(dǎo)板。在手術(shù)過程中利用3D導(dǎo)板進(jìn)行手術(shù)切開位置標(biāo)定，使用超聲骨刀直接將骨皮質(zhì)切開，術(shù)后實(shí)際切口與設(shè)計前基本上一致，可明顯縮短手術(shù)時間，提高切開精準(zhǔn)度，減輕患者術(shù)后不適[20-24]。術(shù)中運(yùn)用超聲骨刀可以減少創(chuàng)口出血，減少對周圍組織損傷，使手術(shù)區(qū)域視野清晰，骨皮質(zhì)切開時間縮短，減輕術(shù)中不適感[25-26]。

3 3D手術(shù)導(dǎo)板設(shè)計及臨床應(yīng)用

3.13D手術(shù)導(dǎo)板的設(shè)計及操作過程

3.1.13D手術(shù)導(dǎo)板的設(shè)計 ①軟組織信息獲得：制取初印模，印模邊緣盡量延伸至前庭穹窿，唇、舌系帶位置準(zhǔn)確，并制作個別托盤。通過制作的個別托盤取硅橡膠二次印模，灌注石膏模型，利用3D掃描系統(tǒng)(Easg Optical 3D Scanner Open Technologies，Rezzato，Bs，Italy)獲得軟組織信息，并轉(zhuǎn)換為STL格式保存[27-31]。②硬組織信息獲得：將帶標(biāo)記的阻射性托盤放入患者口內(nèi)拍攝錐形束CT獲得上下頜牙弓骨組織信息，并轉(zhuǎn)換為STL格式，使用3D建模軟件mimics(Materialise，Leuven，Belgium)建立牙弓骨組織外形。隨后利用3D制作軟件Cortex(media Las，Milano，Italy)將軟、硬組織信息以點(diǎn)對點(diǎn)的方式重疊，獲得數(shù)字化圖像(Dicom)，并將牙弓三維模型以STL格式保存[27-31]。③導(dǎo)板設(shè)計：使用3D制作軟件Cortex設(shè)計導(dǎo)板，導(dǎo)數(shù)范圍不能超過模型邊界，一般延伸至上下頜第二磨牙，或根據(jù)醫(yī)師要求局部設(shè)計。導(dǎo)板覆蓋至上下牙咬合面保證術(shù)中固位穩(wěn)定。超聲刀骨垂直切口位于兩牙牙根之間，平行于牙體長軸，寬約1 mm，長度高于牙槽峭頂2 mm，且超過根尖2 mm[1]。近年來，一些學(xué)者認(rèn)為手術(shù)切口長度一般為4～5 mm即可[32-34]。④導(dǎo)板打?。捍蛴?D手術(shù)導(dǎo)板，使用Objet 30 ortho Desk 3D打印機(jī)可選擇樹脂或有機(jī)玻璃作為導(dǎo)板材料(Stratasys，Eden Prairie，MN，USA)[27-31]。

3.1.2手術(shù)過程 局部浸潤麻醉后，放置3D導(dǎo)板，導(dǎo)板在口中覆蓋后牙咬合面以及前牙切緣，延伸至前庭穹窿。囑患者輕輕咬合，檢查導(dǎo)板穩(wěn)定性。術(shù)中患者保持上下牙接觸，維持牙尖吻合，達(dá)到整體穩(wěn)定關(guān)系。使用15號刀片進(jìn)入導(dǎo)板溝槽內(nèi)作垂直切口至牙槽骨骨面，超聲骨刀沿之前切口行骨皮質(zhì)切開達(dá)骨髓質(zhì)即可[27-31]。

3.23D導(dǎo)板結(jié)合骨皮質(zhì)切開術(shù)的臨床應(yīng)用

3.2.1患者接受程度 傳統(tǒng)骨皮質(zhì)切開術(shù)由于手術(shù)時間長，手術(shù)創(chuàng)傷大，術(shù)后疼痛不適等情況常導(dǎo)致患者放棄此治療方案。不翻瓣的骨皮質(zhì)切開術(shù)配合3D手術(shù)導(dǎo)板可提高切口精確度，只需在附著齦上做垂直切口，骨組織切除足夠，軟組織損傷較小，神經(jīng)組織損傷風(fēng)險也大大降低，由于能夠縮短治療時間，減輕術(shù)后不適反應(yīng)，在口腔任何部位均可進(jìn)行，患者更容易接受[17,31]。Dibart[35]提出可在手術(shù)垂直切口下形成隧道，進(jìn)行軟、硬組織移植，改善患者牙周健康狀況，使醫(yī)師對治療方案的選擇更加靈活。

3.2.2牙周組織情況及術(shù)后反應(yīng) 國外學(xué)者應(yīng)用口腔健康影響程度量表(OHIP-14)對接受微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開患者的生活質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查得出結(jié)論：患者術(shù)后生活質(zhì)量沒有受到明顯影響，部分人員2年后生活質(zhì)量得到提升，該技術(shù)具有較高的可接受性[28,36]。有學(xué)者提出微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)適用于成人牙齦退縮，牙齦為薄生物型的患者[29-30]。Cassetta等[28,36]通過臨床研究證明接受微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開后的患者牙周組織情況(牙齦指數(shù)、探診深度、牙根吸收)與治療前比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，未觀察到牙齦及牙齒受損情況，也沒有出現(xiàn)牙根吸收的現(xiàn)象。

3.2.3牙齒移動速率 目前有關(guān)骨皮質(zhì)切開加速正畸牙移動速率的研究已經(jīng)證實(shí)該方法能夠加速牙齒的移動，縮短正畸時間[34,37-40]。國外學(xué)者通過隨機(jī)對照研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)用骨皮質(zhì)切開術(shù)可將正畸療程縮短30%～66%[34,37-40]。一些病例報道中證實(shí)骨皮質(zhì)切開可加速牙齒的移動[28]。但有關(guān)臨床對照研究較少，牙齒移動速率的具體數(shù)值仍不明確。因此，還需要更多高質(zhì)量的臨床隨機(jī)對照研究進(jìn)一步提供參考依據(jù)。

3.2.4切口精確性 在3D導(dǎo)板制作設(shè)計及手術(shù)過程中臨床研究人員即使謹(jǐn)慎細(xì)致，仍然不可避免地出現(xiàn)誤差。部分學(xué)者通過分析3D導(dǎo)板術(shù)前設(shè)計的虛擬圖像和術(shù)后實(shí)際切口位置，發(fā)現(xiàn)實(shí)際切口對應(yīng)虛擬切口平均誤差為0.67 mm，切口深度的平均誤差為0.54 mm[27]。由此得出結(jié)論，雖然3D手術(shù)導(dǎo)板對于微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)是最可靠的，但仍需保持距周圍組織1.5 mm的最小安全距離。

4 適應(yīng)證及影響因素

4.1適應(yīng)證及注意事項 3D手術(shù)導(dǎo)板只是最大限度地保護(hù)牙周組織，如果牙根相距太近，牙根彎曲明顯，牙根凸度過大等也有可能造成手術(shù)中損害。微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)的運(yùn)用也要求掌握適應(yīng)證[15,36,41-42]：①牙槽骨量充足的安氏Ⅰ類、Ⅱ類患者縮短正畸時間；②牙列輕、中度擁擠的患者；③局部正畸治療需要推磨牙向后、尖牙后扎的患者；④只需要少量骨組織或軟組織移植的患者。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，手術(shù)過程中由于導(dǎo)板溝槽阻礙可能出現(xiàn)骨質(zhì)碎屑引流不暢或手術(shù)器械冷卻緩慢的現(xiàn)象[29,36]。超聲骨刀切開的112個位點(diǎn)中有28個出現(xiàn)過熱損害，提示在手術(shù)中需要注意骨刀切口的連續(xù)性，不可在一點(diǎn)停留過長時間或用力加壓，保持碎屑的引流，及時對手術(shù)器械冷卻處理。

4.2手術(shù)效果的影響因素 微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)已被證實(shí)可加速牙齒的移動，但仍存在一些爭議。Charavet等[34]研究認(rèn)為利用骨皮質(zhì)切開術(shù)可縮短43%的正畸時間，但Uribe等[43]研究則認(rèn)為傳統(tǒng)正畸治療時間與骨皮質(zhì)切開輔助治療的時間基本一致。Uribe等[43]臨床研究中選擇的研究對象前牙牙列擁擠程度較輕，局部加速現(xiàn)象較難觀察到，而在前牙牙列擁擠較重的患者局部加速現(xiàn)象明顯，牙齒移動速度快于傳統(tǒng)正畸治療的患者。由此提示患者的個體差異會造成治療效果的多樣性，應(yīng)根據(jù)患者自身情況選擇最佳的骨皮質(zhì)切開技術(shù)。

綜上，3D手術(shù)導(dǎo)板結(jié)合微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)相比于傳統(tǒng)骨皮質(zhì)切開術(shù)有其自身獨(dú)特的優(yōu)勢，對牙周組織也不會造成明顯影響。但對于需要橫向擴(kuò)弓、大范圍移植軟、硬組織的患者效果不如傳統(tǒng)骨皮質(zhì)切開術(shù)，臨床選擇應(yīng)遵循適應(yīng)證。術(shù)中對超聲骨刀合理應(yīng)用，防止熱損傷出現(xiàn)。

5 小 結(jié)

骨皮質(zhì)切開術(shù)作為一種縮短正畸時間的新興技術(shù)，已被國內(nèi)外研究證實(shí)具有良好的治療效果。但是傳統(tǒng)骨皮質(zhì)切開術(shù)存在手術(shù)時間長、術(shù)后患者不適感明顯等缺點(diǎn)，經(jīng)改善后的微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)結(jié)合3D導(dǎo)板可縮短手術(shù)時間，提升切口準(zhǔn)確度，減少患者術(shù)后不適，最大限度地保護(hù)牙周組織，患者接受度高。臨床上應(yīng)結(jié)合其適應(yīng)證合理運(yùn)用，特別是在術(shù)中應(yīng)避免熱損害出現(xiàn)，注意引流液的通暢及手術(shù)器械的冷卻。未來如何將微創(chuàng)與獲得足夠軟、硬組織移植空間結(jié)合起來也是研究人員需要關(guān)注的重點(diǎn)。目前關(guān)于微創(chuàng)骨皮質(zhì)切開術(shù)結(jié)合3D導(dǎo)板的基礎(chǔ)研究和臨床隨機(jī)對照研究較少，需要更多高質(zhì)量的研究得到更明確的結(jié)果。