导引植入物置入法是常规的。该方法论描述了手术导引的设计步骤。本研究探讨了种植体植入并发症的多种潜在原因。本研究中呈现的肌肉动作和后导支持缺失为手术导管的手术团队提供了见解。
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导引植入物置入法是常规的。该方法论描述了手术导引的设计步骤。本研究探讨了种植体植入并发症的多种潜在原因。本研究中呈现的肌肉动作和后导支持缺失为手术导管的手术团队提供了见解。
在假体驱动位置中实现最佳的三维种植体植入,对于简化整体假体康复,朝向咬合和美观效果至关重要。根据患者的解剖特征,可以对种植体放置位置进行虚拟设计和规划。本文描述了从锥形束断层扫描(CBCT)数据集导入、种植体植入规划、带打印的手术导引设计、导向灭菌到种植手术的数字工作流程。首先,使用牙科种植体规划和手术指南设计软件重建了CBCT数据集。在上颌的虚拟复杂组织模型上,规划了四个牙科种植体的位置(FDI,编号为牙齿位置15、13、22和25)。复杂的种植牙手术通常需要多条导管。在这项研究中,第一个导向器设计用于定位3个导向固定销的导向孔。牙齿(即FDI牙齿位置12和23)、软组织结节和固定销用于稳定上颌骨的第二条种植导轨。第二导轨的设计侧重于根据手术钻头调整的正确高度,植入钻导套的高度也被调整为便于引导植入物的放置。描述了全引导手术成功情况(植入物13、22、25)、挑战及并发症(植入15植入物植入及导针显微镜评估)。此外,由于复杂性,未来虚拟导轨设计和材料树脂尺寸的调整也被考虑。
外科医生可以通过传统方法、徒手引导手术1,以及近年来各种计算机辅助种植手术(CAIS)工具来完成种植体植入,以提高手术中种植体定位的准确性。锥形束断层扫描(CBCT)、数字扫描系统、种植规划软件和计算机辅助制造(CAD/CAM)是植牙牙科数字治疗流程的一部分技术。传统方法完全依赖外科医生和CBCT的计划。手术和钻头的选择完全取决于外科医生的技能和经验。徒手引导手术包括计算机辅助治疗计划,包括CBCT和定制手术指南的使用。这种方法被确立为规划和植入牙科种植体的准确方法。需要种植体的患者通常牙周面积减少,三维骨增大和植入部位的评估可以在商业软件中完成。然而,开源软件的使用已被成功地用于三维可视化牙周和牙槽缺损形态。这一目标通过实现了放射图像处理和自由形式CAD建模实现。这为恢复临床医生和外科医生提供了一种替代方法,指导临床医生在治疗计划第五阶段进行指导。
影响导引式种植手术准确性的因素源于工作流程各阶段的错误。关键错误发生在图像采集和处理过程中(CBCT采集、CBCT表面配准(使用立体光刻或标准镶嵌语言(STL)文件、牙科模型配准)。一项比较CBCT采集与STL文件表面口内扫描的注册准确性的研究显示,手动分段比自动分段更准确,但操作员在分片准确度上仍有显著差异。手术过程中的错误,例如由于瓣片干扰导致导向放置错误,材料物理性质相关的错误,如多次灭菌后变形。手术导管的支撑是可能导致稳定性和支撑类型(如骨骼、黏膜、牙齿)相关错误的部分。文献表明,导向定位精度更偏好牙齿。与导管制造工艺8相关的误差,特别是170微米的层厚,发现与17和25微米9的打印分辨率相比,导致外科导向更不准确。
多学科团队拥有多种技术来评估手术导管和手术后植入物的准确性。放射学匹配法是一种常见技术,即将计划植入位置的立体光刻(STL)文件叠加到术后CBCT的DICOM文件上。然而,鉴于“尽可能低的合理可达”原则,对患者进行第二次CBCT暴露存在争议。根据ALARA,术后CBCT评估仅建议用于移动植入物、感觉改变以及预计植入物取出时的10。扫描体的数字定位方法为修复假体阶段的植入物位置提供了准确的表示。这种数字注册方法可在植体植入时由外科医生使用,以评估植入位置的准确性。术前计划和CBCT的STL文件叠加在术后数字扫描体位的STL文件上。该技术也有助于外科医生在植入时使用,因为当手术中出现异常时,可以考虑植入位置以实现替代植入位置。另一种植入技术是使用CAIS工具。该技术采用动态导航进行种植体植入,引用的研究结论是实现了种植体植入的高精度。这种新颖系统的优点是不需要标注CBCT记录11。
本文旨在展示在植入物手术中导轨设计和使用各阶段可能出现的陷阱所带来的植入物植入并发症。这项工作强调了多学科团队需要考虑的各种因素,以避免植入物植入并发症。患者在拟植入部位及其周围的因素,如肌肉活动和后导支撑不足,向手术团队提供了不准确的植入物。该方法论描述了手术导管的设计步骤,以及帮助减少手术导管设计、制造、植入物导管放置和植入手术中使用相关并发症的关键步骤。
该手稿完全按照赫尔辛基宣言进行。患者提供了并签署了书面知情同意书。患者同意将所有与治疗相关的材料用于本手稿。
1. 用于引导手术设计的软件
2. 数据导入与患者对齐
3. 对齐表面扫描和DICOM数据
4. 定义下颌神经管
5. 假肢驱动的植入物规划
6. 指南设计图标7号
7. 导引固定销
8. 精炼导线设计
9. 出口与制造
10. 生成钻孔协议
11. 手术指南的制作
引导植入手术
一名67岁的男性,身体健康,被转诊至南非西开普大学(UWC)口腔医学与牙周病科,进行计划中的上颌假体支撑假体植入物。临床检查、CBCT分析以及种植体规划和手术指南设计软件均用于制造固定四植体支撑假体。计划种植位置为15、13、22和25(FDI牙齿位置编号)。剩余牙齿在牙周治疗和回回治疗完成后表现出显著的临床附着脱落和II级活动性障碍。所有治疗方案,包括全假牙,都进行了讨论,并就带有上层结构的种植体达成了共同决定和同意。完成复杂的种植手术通常需要多个导管。计划在上颌的虚拟复杂组织模型上设计两套手术导引,分别标注四个种植体位置(FDI,牙齿位置编号为15、13、22和25)。制造了两款数字设计的手术导管;一个用于放置三个导向固定销,这些针支撑在FDI牙位12、21和23(见图1),另一个用于植入,由两个牙齿(12和22)、结节和三个导向固定针支撑(见图2)。第一个导骨器用于准备导向固定钉截骨术。一项关于使用数字假体驱动手术导管植入准确性的系统综述建议,对于粘膜支持的病例,建议使用三根导引固定销12。在移除23号牙齿并抬起全厚度黏膜骨瓣后,第二导管被放置并用三根导向固定针固定。

图1:便于固定针安置的导向器(指南编号1)。 (A) 从咬合方向设计的三导引固定针安放导向器。(B)固定针放置位置的导向,用于放置在支撑上的牙齿上。 请点击此处查看该图的放大版本。

图2:牙齿和软组织支撑的种植体植入指南(指南编号2)。请点击此处查看该图的放大版本。
种植体在FDI牙齿位置13、22和25种植位置的初级稳定性超过35牛克时(见图3)。

图3:FDI(前牙位23)中的种植体安置,参考指南2。请点击此处查看该图的更大版本。
植体在FDI牙齿位置15时出现并发症。但扭矩未达到35牛立方厘米。外科医生决定取出FDI牙齿位置15的种植体,肉眼观察到种植体表面和牙纹受损(见图4)。

图4:种植体被FDI牙号位15的第三固定针损坏。请点击此处查看该图的更大版本。
第二个种植手术导向被移除,临床观察显示,FDI牙齿位置15截骨部位比计划放置位置更偏腭位置,这与计划放置相比(见图5)。

图5:计划中的种植体和固定针位置。 (A) 假牙引导位置、种植体和固定针位置。(B) 拟植入FDI牙齿位置15。 请点击此处查看该图的放大版本。
FDI牙齿位置15的种植体位置随后通过模拟导向手术导轨(该导轨通常由大学的虚拟导轨额外构建)固定,扭矩值为35牛·立方厘米。在剩余牙齿拔除后,四个种植体立即装入临时假体(见图6)。在多单元基台周围进行全层皮瓣后,进行初步缝合以重新定位软组织。随后两颗牙齿被拔除,牙槽及其软组织闭合的管理被认为更容易实现原发闭合。

图6:完成植入物植入。 (A)三次植入物,采用导引,一次采用传统手工种植。(B)移除支撑种植体放置导轨的剩余牙齿。请点击此处查看该图的放大版本。
多学科团队对手术流程进行了术后评估,以确定在FDI牙齿位置15位植入过程中出现并发症的可能原因。
手术指南评估
在原定手术日期,手术导向器在施工后不到七天就已准备好进行手术。患者在计划手术当天早晨发生了一起机动车事故。手术被推迟,并在手术导引产出后4周进行。前四个种植体的植入过程符合数字计划,最后一次植体FDI牙齿位置15则不符合。植入15并发症的第一个假说是,由于高压灭菌后在121°C进行高压灭菌后手术延迟,手术导管可能发生了尺寸变化。 研究认为,尺寸变化发生在FDI牙齿位置15的三维变化,导致该种植体与导向固定针相交(见图7),从而损坏了种植体(见图4)。在显微镜下静止位置评估手术导管时,种植体和导向固定销之间没有明显的接触,形成了宽广的安全区。团队随后假设肌肉外部压力可能是原因。导向器的设计中没有横杆。当对后部(也包括结节软组织支撑处)施加物理外部压缩压力后,在标签编号2、3、4处(见图8)处,植入物与导向固定销相交,导致植入物表面和导向固定销受损。

图7:术后损伤部件评估。 (A) 带有受损阳极处理表面的固定导针。(B) 受损的种植体牙齿位置15,固定针交叉处在施加压力后。 请点击此处查看该图的放大版本。
为确认手术导管仅受外部压力导致了手术中FDI牙齿位置15的植体并发症,对导管进行了扫描以获得STL。关于存放在暗室温下、外观相似的手术导管的文献报告,4周后评估的树脂在导轨稳定性、准确性和切片位置方面无显著差异。最初设计的手术指南CAD文件(蓝色)和手术后扫描的STL文件(棕色)叠加在一起,以根据各种标志(如袖状结构)来查看“最佳匹配”,这些套筒是数字计划植入位置的关键组成部分。偏差图案可见的颜色差异表明导管偏差非常有限,大部分颜色差异主要集中在手术导管的后部部分。导管后方圆形区域用于软组织支撑结节。通过线性测量评估了多个标志,以确定手术导轨从CAD文件制造到手术导针STL之间的尺寸真实性(见图8)。线性测量结果通过统计分析,评估p > 0.05的显著性水平。

图8:色差显示了原始导引(蓝色)与手术后扫描导引(棕色)之间的差异不大。 请点击此处查看该图的放大版本。
| 测量标签 | 原始手术指南设计(CAD文件)(蓝色)(毫米) | 手术后扫描手术指南(STL)(布朗)(MM) | 差异(毫米) | 统计分析 |
| 1 | 19.108 | 19.124 | -0.016 | |
| 2 | 32.285 | 32.859 | -0.574 | |
| 3 | 43.357 | 44.14 | -0.783 | |
| 4 | 32.47 | 31.858 | 0.612 | |
| 5 | 38.469 | 37.777 | 0.692 | |
| 6 | 19.245 | 19.321 | -0.076 | |
| 7 | 14.948 | 14.482 | 0.466 | |
| 8 | 21.009 | 20.958 | 0.051 | p = 0.359131 |
| 9 | 20.999 | 20.889 | 0.11 | |
| 10 | 21.318 | 21.081 | 0.237 | |
| 11 | 39.718 | 39.857 | -0.139 | |
| 12 | 50.424 | 50.611 | -0.187 | |
| 13 | 47.01 | 46.82 | 0.19 | |
| 14 | 35.185 | 35.127 | 0.058 | |
| 15 | 47.349 | 46.469 | 0.88 |
表1:原始手术导管设计与所用手术导管表面扫描结果的比较。
图8中各地标尺寸变化的累计平均为0.1014毫米。对配对数据进行了Wilcoxon签名秩检验的统计分析,数字原始CAD手术指南文件中标志点测量与术后扫描手术指南无显著性(p值:0.359131)。X光显示植入物,临床照片代表满意的患者、最终假肢及功能结果(见图9)

图9:最终植入位置。 (A)植入物的X线外貌。(B)假体的临床外观。 请点击此处查看该图的放大版本。
大量研究评估了影响计算机数字引导植入准确性的因素。手术导引设计软件的性能依赖用户的体验,以有效应用假肢驱动的协议参数并整合手术方案。一个局限在于需要多学科方法以确保所有参数的准确执行。由于固定销获得了较宽的安全区,手术团队推测导向器的形状发生了变化,导致实际手术结果与FDI第15号牙齿的初始数字种植位置之间存在差异。本手稿中提出的手术案例配有牙齿、骨骼和软组织支撑,骨骼中有三根导向固定针。基于系统性综述,植入物放置位置与手术导管存在固有偏差。系统综述评估了通过放射比对法和数字配准法两种技术测量的手术导管设计偏差。根据综述文献记录了植入物的平均位置偏差,并记录了角度偏移(2.49°至5.08°)、冠状偏移(0.71毫米至1.60毫米)和顶端偏移(0.77毫米至1.65毫米)。在15号FDI(外向直指)的临床情形中,这些偏差被假设足以在导管上施加的肌肉压力产生影响。系统评价得出结论,在没有外部影响的情况下,偏差“与准确性相差不远”4,因此设计协议中特别强调了植入物与固定针之间的安全区。记录到自由手植入物的顶端偏移范围在0.99至5.811毫米之间,显著高于引导手术,后者肌肉对导引1没有过度影响。导管设计的负面部分导致了肌肉干涉,即这些结节软组织支撑区体积过大,象限间缺少交叉支撑杆。这些负向设计元素会导致口腔肌肉在口腔张开时产生压力,从而影响植入物的位置,因为后导引导器重新定位。
导轨因高压灭菌而保持的尺寸稳定性最初并非主要原因,因为所用产品明确用于高压灭菌,且打印机为光固化树脂打印机。 表1 所示的评估是手术后首次进行的评估,旨在排除导轨因累计4周时间而导致导向尺寸发生变化的可能性。文献表明,树脂类型和打印质量是手术导套灭菌时需要考虑的重要因素。Kebler等人(2022年)的一项研究表明,这些特定制造技术、3D打印设备、树脂材料以及术前灭菌的应用都会影响术后植入物位置的准确性。他们的研究中,大多数通过3D打印或铣削制造的手术导管之间没有发现显著差异。上述研究显示,在他们的手术导管样本中,植入物的位置与未消毒导管相比未受影响。然而,研究中使用的另一种树脂材料用于SLA打印装置,导致植入物顶端水平位置和垂直位置发生变化。植入物末端位置均未移位,14。即使是其他使用过氧化氢、戊二醛、高压灭菌、等离子和碘仿的灭菌方法,也在评估的导管树脂中出现一定程度的导管变形。
根据 表1中的统计分析,重要的是考虑用于制造手术导套的具体树脂和打印机,因为根据所选参数,尺寸稳定性可能存在差异。另一项研究的结果,作为导向尺寸随时间变化的例子,20天后偏差为0.026毫米,结果显示显著变化16。因此,由于所用树脂和打印机不同导致的导向偏差不应被泛化,而应基于树脂和打印机参数作为配对数据进行解释。
基于树脂尺寸稳定性在 表1 以及FDI牙齿15号种植体位置偏移至超出预定截骨位置的腭部移位程度,多学科团队对手术导向设计进行了评估。 表1 说明在静止位置时,手术导引呈现了期望且计划中的植入位置(图5).手术中咀嚼肌肉和颊部对导管后部的软组织压力,见图示 图8 在标签2、3、4处,导致第15个种植牙位置偏移(图7).导向设计作为因素的考量是通过与 in vivo 研究17该研究评估了支撑横杆和植入物在各截骨部位的手术导引价值。该研究评估了两组手术导管设计,以评估手术导管的稳定性是否可能更高。测试组比较了一组手术指导组(4牙支撑且无交叉棒)与另一组(8牙支撑且额外交叉杆)的结果。研究还得出结论,当手术导管长度与多个需要植入假体的无突突孔结合时,会影响植入物在特定位置的植入准确性。由于较长的手术导管,带有多个无突突间隙且需要种植体,可能更容易弯曲,这可能会降低FDI牙齿位置12、22的种植体准确性。研究建议针对全足弓手术导引病例:i)导引应由8齿交叉杆支撑,因其效果优于无横杆且仅4齿支撑的导向17.ii) 进一步结果表明,牙齿位置与种植体位置的关系在种植体植入准确性中起着重要作用。Shi等人(2023)还发现,双侧牙齿支撑的手术导管具有最高的准确性7.Wu等人(2022)研究的15和25的FDI牙齿位置,在4齿支撑导棒与8齿支撑导棒之间,“种植体基底偏移”和“种植体角度偏移”均无统计学显著差异17.基于这些结果以及FDI第15位牙齿种植体植入的并发症,可以得出结论:提供手术导向支撑的四颗牙齿的实际位置是一个非常重要的因素,需要考虑。基于支点,通过手术导向器,Wu等人(2022)研究中牙齿支撑的位置提供了交叉支撑,以抵抗导向器通过支点的移动17.根据手稿中提出的病例,牙齿支撑位于前方,若能为手术案例加装额外的横杆支撑,可能会为手术导管提供更多稳定性,以防止基于肌肉和结果对导轨的压缩作用。 图4, 图7, 和 图8,因为只有三齿的前六分仪支撑17. 图8 以及 表1 CAD文件与扫描后的STL没有显著差异。在该手稿制作时,关于用于引导手术的树脂和打印机,没有其他文献可供参考。基于树脂材料、打印、消毒以及打印与手术间时间作为种植体FDI牙齿位置15变化的原因,这些潜在原因均被排除为可能的成因,软组织对软组织结节支撑的作用以及缺乏刚性横杆被接受为FDI牙齿位置15并发症的根源。
导引设计以保证足够刚性至关重要,同时展望未来种植体植入及动态导航植体植入结果,回顾FDI牙齿位置相关并发症的视角 15 动态导航牙科种植体植入方法的使用及推荐的较短手术器械用于后部区域11 当患者因素影响指南时,如该FDI牙齿位置15所示,可能更可控的结果。患者对假体外观的最终效果感到满意,因为植入物位于假体驱动的位置(见图9)。
手术导引设计应尽可能多地使用牙齿以提供支撑,并设有窗户以确保导盲座的合适。所用的打印和树脂材料应尽可能保持尺寸稳定,即使经过高压灭菌消毒后也是如此。使用单一或多条横杆变得必不可少,而更厚的导管壁设计,在无远端牙齿支撑的无牙鞍座中,咀嚼肌肉可能施加过大压迫,从而增加手术导向的刚性。
作者声明不存在利益冲突。
S Mulder van Staden:手术病例的规划,作为顾问进行手术,撰写和编辑整篇文章,以及剪辑和整理视频方法论。C De Villiers:手术病例的规划,与实验室合作设计导轨,作为注册医生执行手术。R Mulder:显微镜下植入和导管固定销的评估,CAD与STL的叠加分析与测量,进行统计分析与解释,撰写和编辑结果,编辑讨论,以及对手稿进行排版。T Bath:从实验室角度规划手术案例,实验室导引设计和制造的高级技术员。H Coetzee:扫描所用手术导引,叠加STL,实际测量CAD和STL的标志标志。
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