一项初步研究：动态导航引导下腭部骨块取骨在口腔种植学中的应用

摘要

该方案介绍了一种利用动态导航引导技术获取腭部环形骨块的新型外科手术方法，旨在解决常规口腔内植骨区域骨量不足的难题，为种植牙领域中的有效骨增量提供了一种可行的解决方案。

摘要

当种植区域骨量不足时，通常需要进行骨增量手术，以确保种植体周围有足够的骨量。在自体骨移植手术中，部分患者在传统的口内取骨部位存在骨量不足的问题。由于徒手完成腭部截骨的难度较高，相关报道较少，因此腭部骨块在骨增量手术中并未常规使用。随着数字化引导种植技术的发展，腭部取骨已成为可行的选择。本文将介绍一种通过动态导航引导获取腭部环状骨块并应用于种植手术的方法。共有三名患者接受了该手术以获取环状腭部骨块，并完成了骨增量手术。种植区域的骨增量效果良好，取骨部位也出现一定程度的骨组织恢复。这是一种安全且有效的获取口内骨块的方法。

引言

近年来，随着种植技术的进步，越来越多的缺牙患者选择牙种植体进行修复治疗^1,2。种植成功的关键之一是牙槽嵴具有足够的骨量。患者在拔牙后常出现不同程度的牙槽骨吸收。根据以往研究，拔牙后12个月内，牙槽嵴宽度减少5-7 mm，高度减少2-4.5 mm³。因此，骨增量是口腔种植学中非常重要的组成部分，为种植条件不足的患者提供了实施种植手术的可能性。

对于不同类型牙槽嵴缺损的患者，可采用不同的骨增量技术进行治疗，例如牵张成骨⁴、上颌窦底提升⁵、引导性骨再生⁶、植骨块移植⁷等。自体骨块移植是牙槽嵴宽度和高度严重丧失患者常用的外科治疗方案，可提供更好的支持并促进骨形成。对于严重骨缺损的患者，需要更大体积的自体骨块。Petrungaro 及其他学者的统计结果显示，在口内取骨部位中，下颌升支、下颌前部和上颌结节分别可获取约 5–10 mL、5 mL 和 2 mL 的骨量。口外取骨部位包括髂后嵴、髂前嵴、胫骨等，可获得 20–70 mL 的骨量，但口外骨块获取手术的难度和风险较高⁸。

对于某些患者，传统的口内取骨部位无法提供足够的骨量。Qinghua 等人在2013年的一项影像学相关研究中表明，上颌腭部是口腔内潜在的截骨区域⁹。腭部骨组织以皮质骨为主，辅以松质骨，从此部位获取的骨块具有良好的支撑性和成骨性能。此外，腭部血供丰富，表面覆盖角化上皮，截骨后具有较强的愈合能力。由于腭部位于手术视野的盲区，且操作空间受限于患者的张口度，其操作区域邻近鼻腔、上颌窦以及多个牙根等重要解剖结构。因此，徒手进行腭部截骨的难度较高，这也是腭部截骨报道较少、腭部骨块在骨增量手术中尚未广泛应用的原因。目前缺乏专门用于腭部取骨的器械，进一步增加了手术难度。

随着计算机辅助种植手术（CAIS）技术的进步，上颌腭部骨块切取成为可能。由于树脂和导板环厚度的要求，静态导板在上颌腭部截骨术中的应用较为困难，这需要患者张口度更大¹⁰。动态CAIS系统的出现克服了上述难题。该系统采用运动追踪技术，实时追踪种植钻针和患者下颌的位置，从而实现对手术过程的实时监控，并通过软件提供实时反馈以指导手术¹¹。动态导航技术通过确保截骨的精确性、降低对患者张口度的要求，并实现手术操作的清晰可视化，使上颌腭部截骨术得以顺利实施。

方案

本研究经四川大学华西口腔医院伦理委员会批准（编号：WCHSIRB-D-2021-209-R1），所有参与者均自愿参加本项临床试验并签署了知情同意书。所有患者均在中国四川大学华西口腔医院种植科就诊，临床表现为伴有水平或垂直骨缺损的牙体缺损，并有接受种植治疗的意愿。

1. 患者信息收集

1. 根据以下纳入标准选择患者：年龄18-65岁； 良好的口腔卫生状况；无全身性疾病或全身性疾病控制良好；存在水平型或垂直型骨缺损的牙体缺损患者，并希望接受种植治疗；患者依从性良好，自愿参加本项临床试验，并签署知情同意书。
2. 根据以下排除标准排除患者：缺牙区骨量丢失较少、无需进行块状骨移植的患者；上颌腭侧取骨区域骨量不足，无法进行腭侧取骨手术的患者；邻牙存在急性炎症、Ⅱ度及以上松动或单壁骨下袋的患者；患有骨质疏松症或有使用或注射双膦酸盐类药物史的患者；全身性疾病控制不佳者；有头颈部放疗史的患者；妊娠期或哺乳期女性患者不适合接受种植手术；无法配合随访检查的患者。
3. 采集患者佩戴定位装置后进行锥形束计算机断层扫描（Cone Beam Computed Tomography, CBCT）所获得的DICOM数据，扫描范围为100 × 100 mm（宽×高），扫描时间为30秒。
   1. 根据患者的口内情况选择合适的定位装置类型（图1）。使用聚醚印模材料将定位装置固定于患者上颌余留牙上，位置应尽可能靠近缺牙区。手动辅助固定5分钟，确保材料充分固化。
   2. 取下定位装置，用手术刀去除多余材料。将定位装置重新戴入患者口内，检查其复位是否稳固。若无法准确复位或固位不良，应彻底清除所有聚醚材料，并重复步骤1.3.1。
   3. 在患者佩戴定位装置后进行CBCT扫描，并检查其稳定性。使用棉球垫高患者后牙，防止拍摄过程中因咬合导致定位装置移位。在患者佩戴定位装置的状态下获取CBCT扫描的DICOM数据（图2A）。
4. 对患者进行口内扫描，使用口内扫描仪或藻酸盐印模法获取患者口内模型数据（图2B）。

2. 设计动态导航软件

1. 创建新患者。点击 打开案例将DICOM数据和口腔扫描数据导入软件中。
2. 根据患者的种植手术初步设计方案，创建种植体、牙冠及基台牙的位置。在14号位置植入额外的种植体。^th 和 24^th 牙齿位置以指示上颌腭骨的取骨部位。如果患者的种植体设计涉及14^th 和 24^th 体位，重新放置植入物，必要时标记腭侧骨组织取材区域。
3. 点击 开始设计. 点击 切割器 修剪锥形束CT模型以去除干扰设计的部分。注意保留配准装置的高密度透射标记点以及上颌腭部和种植位点等重要结构。
4. 点击 stl 上的皇冠设计 虚拟排列缺失牙齿，注意咬合关系和牙龈边缘位置，以实现以修复为导向的种植治疗。
5. 点击 全景曲线在上颌牙槽嵴顶绘制一条全景线。点击 stl 重叠然后将锥形束CT（CBCT）数据与口内模型数据进行配准。
   注意：该软件具备用于配准的人工智能（AI，Artificial Intelligence）功能，但如果AI配准效果不理想，应采用手动配准。手动配准需通过选择四个尽可能分散的相同点，将CBCT模型与口内模型牙齿的硬组织对齐。
6. 通过观察CBCT上牙冠的外轮廓是否与口内模型的轮廓线重合来检查拟合结果。如果存在偏差，则重复步骤2.5中的手动拟合，必要时更换探针，直至拟合成功。
7. 点击 植入物设计进行种植体植入、取骨及骨增量手术设计。
   1. 在无牙区域放置虚拟种植体，并根据需要将其定位在种植体或骨块保留钉上。点击 精细调节植入物 进行精细调节（图3).
   2. 单击页面左上角示意图中的位置 14 和 24，以创建虚拟种植体。确保虚拟种植体的直径和长度与骨组织提取的设计相匹配。
   3. 将虚拟种植体拖动至腭部，根据骨量获取设计进行放置并精细调整。放置后进行详细检查，注意避免损伤邻近的重要解剖结构，并保留至少1.5 mm的安全距离（图4).
8. 点击 设置标记 点。通过点击三维锥形束CT模型中的高阻射线斑点，软件将自动检测配准装置型号以进行匹配。
9. 保存并导出项目。在手术前将其导入连接至位置传感器的计算机上的导航软件中。

3. 动态导航准备

1. 安装患者追踪器和固定装置
   1. 根据放置位置选择合适的固定装置，同时避免遮挡注册装置和手术区域（图5）。
   2. 使用连接装置将患者追踪器与固定装置连接（图6）。将注册装置重新放回患者口中，将固定装置置入患者口腔内，并调整连接装置的可动关节至合适位置后进行固定。确保患者追踪器不会被术中操作遮挡，且位置传感器的接收器能够获取相关信息。
   3. 在口外将复合树脂材料填充至固定装置后，通过该装置并使用复合树脂材料将患者追踪器固定于患者上颌余留牙齿上（图7）。稳定口内固定装置3-5分钟，直至临时冠材料完全固化后方可松开。
   4. 通过轻触检查患者追踪器的稳固性。若发现松动，需重复上述步骤。
2. 术中注册
   1. 点击患者追踪器图标，进入校准界面。
   2. 根据当前手术所使用的实际手柄追踪器和患者追踪器型号，在软件中选择对应的编码。
   3. 调整位置传感器和手柄追踪器的位置与角度，使位置传感器能够稳定接收来自手柄追踪器和患者追踪器的信号。随后点击注册。
3. 术中校准
   1. 点击右下角的校准按钮，进入对齐界面。
   2. 重置后确认注册装置的紧密性。将钻针更换为动态导航用的短球钻。在助手点击软件上的校准按钮的同时，使用短球钻轻触注册装置上的各个球形凹坑。更换不同的球形凹坑重复操作5至6次。
   3. 检查由人工智能计算出的校准精度；建议误差控制在0.3 mm以内。若精度误差过大，则删除数据并重复步骤3.2。确认精度达标后，点击开始导航。

4. 在动态导航引导下进行腭骨取骨与牙槽嵴骨移植

注意：在以下操作中，每次操作者更换钻针时，助手必须在软件中选择适当类型的钻针。建议操作者通过将钻针尖端放置在邻牙牙冠牙尖上，并观察导航软件中显示的位置是否与实际情况相符，来验证选择的正确性（图8）。

1. 局部麻醉完成后，在动态导航引导下使用先锋钻定位取骨部位。使用直径为2 mm的麻花钻进行引导式窝洞预备。根据术前设计的取骨直径，选用相应的引导式环形骨钻进行骨组织提取。
2. 取环状骨块上方的软组织，置于生理盐水中以备后续使用。
3. 根据手术设计准备环形骨块的中央孔洞。例如，对于需要进行环形植骨手术的患者，应根据所用种植体的尺寸，逐步扩钻骨块的中心部位。
4. 使用微创牙挺小心地移除环状骨块。放置环状骨块 原位 在腭部或生理盐水中保存以备后续使用（图9).
5. 根据手术设计完成植骨手术步骤（图10).

5. 腭部伤口的处理

1. 将含银明胶海绵放置于腭窝的孔洞中以辅助止血。使用外科缝线（单丝聚丙烯缝线 5-0）将软组织固定于腭侧切口处。
2. 用纱布球加压以止血。术后应尽快取藻酸盐印模，并于当日为患者制作压力膜保持器型腭护板。
3. 指导患者术后连续佩戴24小时，仅在每次进食后取下腭护板进行清洁。腭护板应持续佩戴30天。
4. 术后进行上颌锥形束CT（CBCT）扫描。术后1周、2周和1个月分别安排随访。术后2周拆除缝线。
5. 术后指导患者口服阿莫西林胶囊（0.25 g，每日3次），连续使用7天。若对青霉素过敏，则给予阿奇霉素（0.25 g，每日1次），并根据需要服用双氯芬酸钠缓释胶囊（Intaquan 0.1 g，每日2次）以缓解术后疼痛。此外，要求患者术后1个月内使用0.12%复方磺胺甲噁唑漱口液含漱（每次10 mL，每日2–3次）。术后2周拆除缝线，并进行口腔卫生指导。

结果

2021年5月至2022年5月期间，四川大学华西口腔医院共纳入三名患者进行腭部骨切开术。获取的源自腭部的环形骨块用于自体骨环移植，并在同期种植手术中植入。所有患者均接受了3.3 mm的Straumann种植体。所有患者移植骨块均成功整合，种植体骨结合良好，修复效果满意，患者对美学和功能均表示满意。结果表明，在口腔内使用腭部环形骨块可实现良好的骨增量效果，从而完成种植手术。

术后1个月随访时，所有患者的腭部截骨切口均达到临床I期愈合（图11）。术后患者佩戴腭护板，可对创面施加局部轻度压迫，以防止出血、保护创面，并使患者能够完成说话、进食等日常活动。术后1个月，腭部骨组织取材部位可实现良好的软组织愈合，患者可恢复正常的口腔生理功能。

骨块提取的准确性
使用商业软件对术后骨块提取的准确性进行分析，并测量设计截骨位置与实际偏差之间的位点容差和角度误差（图12）。结果如

讨论

块状骨移植在临床上常用于增加骨缺损区域的骨量。根据来源不同，移植用骨块可分为三类：同种异体骨、异种骨和自体骨。同种异体骨易于获取且相对便宜，但在垂直向骨增量方面的效果有限¹²。异种骨虽可获得较好的成骨效果，但成本较高，并存在排斥反应及伦理问题等风险。自体骨移植具有取骨与移植间隔时间短的特点，使骨组织在体外停留时间极短¹³。其生物活性和骨诱导能力显著强于其他骨替代材料，因此目前被视为骨增量的金标准¹⁴。

常用的自体骨移植取骨部位包括上颌结节和下颌升支， 原位，以及颏部。上颌结节主要由松质骨构成，骨量有限，无法获取块状骨，因此自体骨粉的制备较为普遍¹⁵下颌升支以皮质骨为主，可提供良好的支撑力，但骨诱导潜力较差。¹⁶。该 原位 制备骨环可能影响种植区域可用于固位的骨量，进而可能影响种植体的初期稳定性

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
3D 骨移植套装	Zepf	47.500.31
3-matic 软件	Materialise	13
3Shape 软件	3Shape	1.7.27.6
Bio-Gide	Geistlich
Bio-Oss	Geistlich
Carestream 360 口腔扫描仪	OneX	FN-11
CBCT 扫描仪 Morita 3D Accuitom	Morita	1620
Dcarer 动态导航系统	Dcarer
牙科种植动态导航系统软件	Dcarer	3.0.7.2432
牙科牵开器	Zepf	17.008.01
Drufomat 扫描仪	DREVE	DV3300
GraphPad Prism 9	GraphPad	9
Mimics 软件	Materialise	21
PROLENE 单丝聚丙烯缝合线 5-0	Johnson & Johnson	W8310
Straumann 牙科种植系统	Straumann	021.3312
Straumann 外科工具箱	Straumann	040.165
临时冠桥材料自动混合系统	Coltene	170152-202
热成型箔膜与板材	DREVE	20172636510