王春林， 蘭澤棟， 毛琴， 林地福， 徐嬋娟， 劉從華

1. 南方醫(yī)科大學口腔醫(yī)院正畸科，廣東 廣州（510280）； 2. 南方醫(yī)科大學深圳口腔醫(yī)院，廣東 深圳（518001）；3. 深圳德?？谇辉\所，廣東 深圳（518031）

目前，數(shù)字化技術(shù)廣泛運用于正畸病例的資料收集、臨床診斷、方案設計以及結(jié)果測量等方面［9］，本文對運用口內(nèi)掃描、計算機輔助設計和計算機輔助制造（computer-aided design and computeraided manufacturing，CAD/CAM）和3D 打印等數(shù)字化技術(shù)制作與患者腭蓋形態(tài)相一致的個性化微螺釘輔助快速擴弓器（personalized miniscrew-assisted rapid palatal expander，pMARPE），并運用此擴弓器治療1 例21 歲的MTD 女性患者的臨床療效進行分析。

1 個性化微支抗釘輔助快速擴弓器治療上頜橫向發(fā)育不足典型病例

1.1 病例資料

患者，女，21 歲，2019 年7 月因“上前牙前突”就診，患者否認鼻炎、口呼吸等口腔不良習慣，無MTD 家族史。檢查：①口外檢查：正面觀：上中線正常，下中線右偏1 mm，頦部右偏；側(cè)面觀：凸面型，矢狀向觀上頜發(fā)育接近正常，下頜后縮，面下1/3 過長（圖1a）；②口內(nèi)檢查：尖牙磨牙關(guān)系為安氏Ⅱ類關(guān)系，前牙開，16/46、17/47 反，上牙弓尖圓形，下牙弓卵圓形（圖1b～1f）。③影像學檢查：曲面斷層片顯示：18、28、38 牙胚存（圖1g）；側(cè)位片顯示：骨性Ⅱ類，高角型，矢狀向觀上頜發(fā)育正常，下頜后縮，頦部發(fā)育不足（圖1h）；運用賓夕法尼亞大學寬度測量法［10］在CBCT 冠狀面上測得到上頜基骨寬度60.6 mm，下頜基骨寬度58.7 mm，橫向觀患者上下頜骨存在有3.1 mm 的寬度不調(diào)（圖1i～1j）。診斷：骨性Ⅱ類錯畸形，前牙開，伴上牙弓狹窄。

1.2 治療過程

1.2.1 治療方案 傳統(tǒng)手術(shù)輔助快速擴弓需要先通過頜面外科手術(shù)松解顱面部的擴弓阻力，然后利用擴弓器快速打開腭中縫，關(guān)于其手術(shù)術(shù)式、擴弓裝置、保持裝置等問題一直爭議頗多［11］，而手術(shù)術(shù)式越復雜，則創(chuàng)傷越大，費用越高，術(shù)后并發(fā)癥越多［12］。為盡可能減小手術(shù)造成的創(chuàng)傷，本病例擬先采用pMARPE 擴大上頜牙弓，協(xié)調(diào)上下牙弓寬度，再行固定正畸治療進行術(shù)前去代償，最后正頜手術(shù)糾正骨性Ⅱ類錯畸形。

a: facial photographs, chin deviation to the right side, convex profile, normal maxilla, retrusive mandible and the long lower third; b-f: intraoral photographs, class Ⅱmolar and canine relationship, anterior teeth open bite, 16/46, 17/47 crossbite; g: panoramic radiograph, with dental germs of 18, 28 and 38; h: lateral radiograph, class Ⅱskeletal growth pattern, high angle pattern, normal maxilla, retrusive mandible and chin.; i: maxillary skeletal width; j: mandibular skeletal width; MTD: maxillary transverse deficiency

1.2.2 設計制作pMARPE 采用3shape 掃描儀（3Shape，Copenhagen，丹麥）掃描患者上頜牙弓及腭蓋形態(tài)，拍攝患者頭顱錐形束CT（cone-beam computed tomography，CBCT）（Newtom VGi，Verona，意大利）。將3shape 掃描數(shù)據(jù)和CBCT 數(shù)據(jù)導入3Shape Implant Studio 軟件，在口掃模型的牙列上任意選擇3 個標記點，在CBCT 重建后的三維影像上選擇3 個相同的標記點進行重疊（圖2a）。

在重疊后的影像上確定支抗釘植入的位置、角度和深度：①支抗釘?shù)奈恢梅植迹? 枚支抗釘分為前后兩組對稱分布于腭中縫兩側(cè)（圖2b）；②支抗釘植入的區(qū)域：切牙孔3.0～6.0 mm 后［13］、腭中縫旁區(qū)旁1.5～2.7 mm［14］（圖2c）；③支抗釘植入的角度：前面兩枚支抗釘垂直于上頜骨腭突水平部，四枚支抗釘相互平行；④支抗釘?shù)纳疃龋捍┻^雙側(cè)骨皮質(zhì)［15］。

Figure 2 The CAD/CAM process of pMARPE and miniscrew implantation guide圖2 數(shù)字化技術(shù)設計制作pMARPE 與支抗釘植入導板

1.2.3 設計制作支抗釘植入導板 3shape 掃描儀重新掃描帶pMARPE 的模型，將掃描模型與CBCT重建后的三維影像進行二次重疊，在重疊后的影像上設計支抗釘植入導板。導板邊緣延伸至雙側(cè)上頜第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙的頰側(cè)齦緣，孔道的圓心和孔道方向與擴弓器上支抗釘植入孔道位置及方向一致，孔道直徑為5.5 mm，較支抗釘植入手柄的金屬桿直徑略大（圖2f）；將設計好的導板導入Projet MJP 3510 軟件（Projet 3510 MJP，3D Systems，美國），進行3D 打?。▓D2g）。

1.2.4 戴用擴弓器 口內(nèi)試戴擴弓器及導板，局部浸潤麻醉支抗釘植入?yún)^(qū)域，依次植入4 枚支抗釘（Bio-Ray Biotech Corp，中國臺灣），前牙區(qū)2 枚支抗釘尺寸為2.0 mm × 12.0 mm，后牙區(qū)2 枚支抗釘尺寸為2.0 mm×10.0 mm（圖3a）。戴入擴弓器后拍攝患者口內(nèi)情況（圖3b），從CBCT 檢查可見，支抗釘垂直于上頜骨腭突水平部，四枚支抗釘相互平行（圖3c～3e）。

Figure 3 Intraoral situation and threedimensional position of the implanted miniscrews after implanting four miniscrews into the patient with MTD圖3 上頜橫向發(fā)育不足患者植入支抗釘后的口內(nèi)情況及三維方向上的支抗釘位置

1.2.5 擴弓器加力 初戴擴弓器后患者自訴無疼痛不適，2 d 后開始加力，每天早晚各加力一次，每次轉(zhuǎn)動1/4 圈，每天打開量為0.4 mm，加力16 d 后，螺旋擴弓器共打開6.4 mm，拍攝患者面像、口內(nèi)像以及擴弓后CBCT。

2 治療結(jié)果

采用賓夕法尼亞大學寬度測量法［10］測量患者上頜基骨寬度，發(fā)現(xiàn)上頜基骨寬度增加了4.7 mm，大于預計擴弓量3.1 mm，達到治療目標，停止擴弓，患者前部腭中縫寬度打開量為3.9 mm，后部腭中縫寬度打開量為3.2 mm。擴弓后患者的上頜中切牙之間出現(xiàn)明顯間隙，右側(cè)后牙反解除（圖4a～4f），腭中縫明顯擴開，四枚支抗釘相互平行（圖4g～4i），左右兩側(cè)上頜骨明顯側(cè)方移位，上頜雙側(cè)第一磨牙傾斜度幾乎無變化（圖5）。用樹脂粘固螺旋擴弓器，保持3 個月后，開始固定矯治。

Figure 4 Clinical photos and CBCT images of the patient with MTD after maxillary expansion圖4 上頜橫向發(fā)育不足患者擴弓后臨床照片與CBCT 圖像

3 討 論

數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展使正畸治療過程中的資料收集、臨床診斷與方案設計更加精準、便捷和安全［16］，目前已廣泛運用于正畸治療的各個方面，如運用口內(nèi)掃描技術(shù)直接獲取患者口內(nèi)信息［17］，運用三維顏面成像技術(shù)分析治療前后軟組織的變化［18］，運用dolphin 軟件測量分析氣道變化［19］等。本病例采用口內(nèi)掃描、CAD/CAM、3D 打印等數(shù)字化技術(shù)制作pMARPE 以及支抗釘植入導板?？趦?nèi)掃描儀直接記錄患者的口內(nèi)情況，減小了傳統(tǒng)取模方式對患者造成的不適，避免了因印模材料形變和石膏模型磨損所造成的模型尺寸偏差［20］。CAD/CAM 和3D 打印技術(shù)大大縮短了擴弓器加工時間，簡化了制作過程［21］。本病例為保證支抗釘能順利植入并減少因擴弓器體積較大對患者造成的不適，將支抗釘植入孔道的直徑設計為2.2 mm（較支抗釘?shù)闹睆?.0 mm 略大），支抗釘植入孔道邊緣厚度設計為2 mm，造成支抗釘與植入孔道之間存在余隙，且2 mm 的邊緣厚度不足以確保支抗釘植入方向的準確性。為了彌補支抗釘植入孔道的不足，降低支抗釘植入過程中的技術(shù)敏感性，防止支抗釘在植入過程中偏離正常位置［22］，本病例在設計制作pMARPE 后，重新掃描擴弓器和模型，并基于預先確定的支抗釘植入位置和方向，設計制作支抗釘植入導板。

Figure 5 Three-dimensional superimposition before and after the maxillary expansion of the patient with MTD圖5 上頜橫向發(fā)育不足患者擴弓前后三維重疊圖

在使用MARPE 擴弓過程中，支抗釘作為臨時輔助裝置將擴弓的力量傳導到腭中縫周圍，從而打開腭中縫，支抗釘?shù)墓涛涣χ饕獊碜詸C械固位而不是骨結(jié)合，因此支抗釘?shù)某跗诜€(wěn)定性對擴弓治療的結(jié)果有決定性作用［7，23］。Ichinohe 等［14］認為支抗釘?shù)某跗诜€(wěn)定性主要受支抗釘植入位置、植入深度、植入角度的影響。Winsauer 等［24］認為在選擇支抗釘植入位置時，需要重點考慮該位置的垂直骨厚度和骨質(zhì)致密程度。Hourfar 等［25］認為骨皮質(zhì)厚度也是需要考慮的，至少需要1 mm 的骨皮質(zhì)厚度來保證支抗釘?shù)某跗诜€(wěn)定性。Ichinohe 等［14］認為支抗釘植入骨質(zhì)的深度應大于4.5 mm，植入位置的骨皮質(zhì)厚度應大于1.5 mm。Marquezan等［26］認為腭黏膜厚度也是影響擴弓效果的重要因素，黏膜越厚，支抗釘位于黏膜內(nèi)的長度越長，植入骨質(zhì)的深度便越淺，在擴弓器加力過程中，支抗釘越容易發(fā)生傾斜、移位和變形。本病例在制作pMARPE 的過程中，先結(jié)合CBCT 確定支抗釘?shù)闹踩氲奈恢谩⒔嵌群蜕疃群?，再設計制作pMARPE，保證了支抗釘?shù)某跗诜€(wěn)定性，提高了擴弓治療的成功率。

本病例采用pMARPE 治療后，腭中縫明顯打開，上頜基骨寬度增寬了4.7 mm，上頜雙側(cè)第一磨牙傾斜度幾乎無變化。Cantarella 等［27］認為在擴弓過程中，冠狀面上，上頜骨和顴骨作為一個整體以顴額縫為旋轉(zhuǎn)中心向外轉(zhuǎn)動，距離旋轉(zhuǎn)中心越遠，顴上頜復合體的位移量越小。本研究將左右兩側(cè)上頜結(jié)節(jié)與顴弓的交點的距離作為上頜基骨寬度，此測量平面較腭平面距離旋轉(zhuǎn)中心的距離更遠，所以上頜基骨寬度增加量大于腭中縫增加量。Park 等［28］認為磨牙傾斜度的增加，主要由三部分組成，第一部分是牙齒相對于牙槽骨發(fā)生頰傾，第二部分是磨牙基骨相對于上頜骨的頰傾，第三部分是顴上頜復合體以顴顳縫為旋轉(zhuǎn)中心向外旋轉(zhuǎn)所致。其運用MSE 對15 例患者進行擴弓治療，發(fā)現(xiàn)右側(cè)磨牙基骨角度增加了（2.04 ± 3.31）°，左側(cè)磨牙基骨角度增加了（1.83 ± 4.26）°，表明磨牙基骨相對于上頜骨的確實發(fā)生了頰傾。牙槽骨高度的減小往往可能被高估，因為測量牙槽骨高度的方法一般是從頰側(cè)牙槽嵴最高點到鼻底平面的距離，即使牙齒沒有發(fā)生頰傾，隨著顴上頜復合體的向外旋轉(zhuǎn)和磨牙基骨相對于上頜骨的頰傾，測量得到的牙槽骨高度也會降低。本例患者治療后牙槽嵴高度少量降低，但本研究為個案報道，牙槽骨高度是否變化還需要擴大樣本量進一步探討。

本病例實現(xiàn)支抗釘?shù)木_化定位、擴弓器的個性化制作，降低了支抗釘植入過程中的技術(shù)敏感性，但是由于3D 打印技術(shù)的限制，不能直接打印擴弓器，所以制作過程相對復雜，未來發(fā)展的目標是實現(xiàn)制作過程的全數(shù)字化，簡化制作過程。