3D打印导板能否提高种植精确度?

更新时间:2019-06-20 15:39
  《临床口腔种植研究》中文版第2卷•第3期•2017年9月秋季刊正式上线!本期杂志聚焦数字化技术在口腔种植的应用与意义,分别对三维影像检查、手术导板、数字化印模、3D打印、CAD/CAM等热点问题进行论述。今天与大家讨论的是:对计算机辅助引导种植的3D打印导板中手术器械误差的体外评估。更多详情请关注本刊公众号并于微店订阅!
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  计算机辅助种植方案设计(CAIP)和导板引导的种植体植入是牙科领域中全新的数字化应用技术。此前,已经出现了大量可用于方案设计和导板生产的系统,并投入商品化。随着牙科领域中锥形束CT(CBCT)的引入和大量使用,三维影像学检查的适应症已经被拓宽,同时也逐渐和术前种植方案设计接轨(Nitsche et al.2011)。
  
  简单来说,制作外科手术导板有两种不同的工作流程。在某些系统中,由牙科技师手工制作带有修复诊断蜡型信息的影像学导板。在设计软件中读取CT图像并设计未来种植体位置后,采用调整工具对导板进行修整。并将引导器械的金属导管固定到手术导板的相应位置。在种植床预备过程中,这个金属套管能够引导钻针导向器插入。同时,种植体植入过程中也是通过这个套管来引导携带体的进入。另外的系统采用数字化方案设计数据,通过快速成型的CAD/CAM方式制作手术导板。通常而言,安装至此类导板中的金属套管和安装至由技师制作的导板中的套管是同种类型的。
  
  已有大量临床前研究和临床研究报道了计算机辅助导板引导外科手术的准确性(Ozan et al. 2009) (Sarmentet al. 2003) (Di Giacomo et al. 2005) (Van Assche,et al. 2007)。关于计算机辅助种植外科的系统性综述包含了对准确性的报道,这些研究显示种植方案和最终获得的种植体位置在肩台水平存在大约1mm的平均偏倚,在根尖水平存在1.5 mm的平均偏倚(Schneider et al. 2009)(Jung et al. 2009)。造成最终种植体位置偏倚的误差可能来源于工作流程中的不同阶段。到目前位置,对工作流程中不同步骤的误差来源和准确的误差量尚不明确。
  
  本体外研究的目的在于比较手术器械在3D打印外科导板中的误差:不带有金属套管的手术导板和由两个不同生产商提供的带有普通金属导管的外科导板。

3D打印导板
3D打印导板
  
  具体来说,该研究使用CAD软件设计一个4mm厚的T形双孔装置用于模拟手术导板。对照位点的用于安装原厂提供的标准金属套管。实验位点的孔径设计为只能通过钻针导向器,不允许有额外的金属套管。随后,将种植体制造商提供的原厂金属套管压入并粘结到预成的对照位点管道中。根据推荐的手术步骤,将标准手术工具盒中的手术钻针导向器和钻针插入对手术器械施加标准化外力,并记录套管和钻针导向器以及钻针导向器和钻针之间因误差产生的侧向位移。分别对以下四组进行了测试 :对照组 1(C1) :市场有售的手术系统1所匹配的金属套管 ;实验组1(T1) :与手术系统 1匹配的3D打印套管;对照组2(C2):市场有售的手术系统2所匹配的金属套管; 实验组2(T2) :与手术系统2匹配的3D打印套管。

3D打印导板
  
  研究结果发现C1组和C2组的平均总侧向位移分别为0.75 mm和0.91 mm。套管和钻针导向器之间的误差所造成的平均位移量在C1组和 C2组分别达到0.31 mm和0.42 mm。这 个平均侧向位移在T1和T2组内分别减少了0.24 mm (32%)和0.39 mm (43%),这个差异在两组内均具有统计学显著性。同时,由于几何的原因,钻针尖端总的侧向位移也取决于钻针的长度和钻针导向器的长度。所有4组中总的侧向位移能通过使用更短的钻针和更高钻针导向器来减少。而该研究中对其他可能影响位移的原因,比如套管的高度和套管与未来种植体肩台的距离在本研究中都没有进行评估。

3D打印导板
3D打印导板
  
  因而,作者认为通过使用3D打印无金属套管的手术导管能够获得导板和钻针导向器之间更紧密的结合,从而显著减小了手术器械的误差和钻针的侧向位移,提高计算机辅助导板引导种植牙科学的整体准确性。使用较短的钻针和较长的钻针导向器可以进一步降低钻针的侧向位移。这为提高计算机辅助导板手术的精确度提供了可行的方案。
  
  本文刊登在《临床口腔种植研究》中文版 2017年9月第2卷 • 第3期:196-202
临床口腔种植研究

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