張婷 陳度 苗雷英 謝思靜 湯旭娜,4

1.南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院，南京市口腔醫(yī)院牙體牙髓病科，南京 210000；

2.南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院，南京市口腔醫(yī)院中心實驗室，南京 210000；

3.南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院，南京市口腔醫(yī)院修復(fù)科，南京 210000；

4.計算機軟件新技術(shù)國家重點實驗室（南京大學(xué)），南京 210000

根管治療的目的是通過對根管系統(tǒng)適當(dāng)?shù)某尚魏拖臼垢軆?nèi)微生物感染得到控制，并封閉根管系統(tǒng)以促進根尖周病變愈合和組織再生。然而，髓腔和根管系統(tǒng)鈣化阻塞根管原始通路，使根管治療復(fù)雜化，降低了根管治療成功率，影響預(yù)后。牙髓的鈣化變性通常與牙髓損傷有關(guān)，包括齲齒、牙齒表面缺損和外傷對牙髓產(chǎn)生影響[1]，蓋髓術(shù)、牙髓切斷術(shù)等治療導(dǎo)致牙髓變性，正畸治療引起牙髓損傷[2]，部分老年人由于增齡性因素也會出現(xiàn)牙髓鈣化[3-4]。牙髓鈣化牙齒中超過三分之一的患牙會伴發(fā)根尖周病變[5]，需要臨床治療，對于這些鈣化根管的治療極具挑戰(zhàn)性，隨之而來的治療風(fēng)險增大、失敗率也明顯升高。

對于伴發(fā)根尖周炎癥的牙髓鈣化患牙，其治療難度取決于天然牙的形態(tài)、根管鈣化的程度及性質(zhì)、牙本質(zhì)硬化程度。通常情況下，要疏通這些鈣化的根管系統(tǒng)，需要在熟悉解剖學(xué)知識、精確的三維圖像和穩(wěn)定操作的輔助下，沿著預(yù)期根管開口方向進行通路探查及預(yù)備，處理這種挑戰(zhàn)性病例同時也需要醫(yī)生具有豐富的臨床經(jīng)驗，因此目前的臨床現(xiàn)狀是，對于此類病例常會轉(zhuǎn)診給更高級別專科醫(yī)師進行處理。同時，目前臨床另一誤區(qū)就是盲目使用顯微鏡，如果經(jīng)驗不足而只是一味依賴顯微鏡蠻力疏通根管，常會使根管進一步偏離原始方向[6]，引起根管穿孔導(dǎo)致治療失敗。錐形束CT（cone beam com-puted tomography，CBCT）技術(shù)的發(fā)展，為臨床醫(yī)生提供了更多的三維可視化信息和圖像數(shù)據(jù)以了解根管解剖[7]。但僅憑CBCT所提供的數(shù)據(jù)仍顯不足，臨床醫(yī)生依然需要解析圖像并在大腦中構(gòu)建一個三維結(jié)構(gòu)圖，在根管治療中沿著大腦構(gòu)建的結(jié)構(gòu)圖進行操作，其準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性難以保證。近年來，“計算機輔助引導(dǎo)下根管治療”的方法逐步開始用于部分根管鈣化病例的治療[8-9]。治療過程需使用特殊軟件整合CBCT和數(shù)字化三維掃描數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬開髓路徑，隨后制作數(shù)字化模板來引導(dǎo)鉆針進入鈣化的根管系統(tǒng)[10]，從而達到精確治療，減少牙體破壞，提高成功率。迄今為止，已有多個數(shù)字化開髓導(dǎo)板引導(dǎo)下的鈣化根管治療案例的報道[11-12]，但這些病例大多使用聚乳酸等材料打印導(dǎo)板，導(dǎo)板較厚，就位欠穩(wěn)定，精確度欠佳，并且部分需要附加預(yù)成套管，套管與導(dǎo)板之間存在易錯位等風(fēng)險。本研究針對以往導(dǎo)板存在的缺陷，使用鈷鉻合金制作激光熔融數(shù)字化金屬導(dǎo)板，精確定位根管開口，輔助臨床醫(yī)生精準(zhǔn)根管治療，為鈣化根管治療提供更加可靠的治療方法。

1 激光熔融數(shù)字化導(dǎo)板技術(shù)輔助鈣化根管治療的臨床應(yīng)用

采用激光熔融數(shù)字化導(dǎo)板技術(shù)輔助2例前牙鈣化根管患者的治療。

1.1 病例1及其治療過程

患者，男，25歲，左上前牙外傷折斷10年余，要求修復(fù)患牙。自訴10年前左上前牙外傷折斷，無明顯咬合痛、自發(fā)痛。患者否認(rèn)藥物過敏史，否認(rèn)高血壓、糖尿病、心臟病等系統(tǒng)性疾病史。檢查：21牙冠折，牙冠變色，無叩痛，無松動，牙齦未見明顯異常；鄰牙及對牙無異常。根尖片示：21牙未行根管治療，根管中段影像消失，根尖周未見明顯異常（圖1A）。CBCT示：21牙冠缺損，牙根冠方1/3根管影像稍向近中偏移，根管中段鈣化，根管影像欠清，根尖骨質(zhì)稍顯稀疏；21牙根管系統(tǒng)鈣化位于根管中段，鈣化冠端至牙體冠方最高點7.98 mm，鈣化區(qū)段長6.60 mm（圖1B）。臨床診斷為：21牙體缺損，牙髓壞死（根管鈣化）。

治療計劃：擬數(shù)字化導(dǎo)板指引下行21牙開髓、根管預(yù)備，充填后行冠部修復(fù)。因鈣化位置較深，設(shè)計2副開髓導(dǎo)板序列使用，引導(dǎo)開髓。本研究經(jīng)南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院倫理學(xué)委員會批準(zhǔn)，患者知情同意。

治療步驟如下。

1）建立三維牙體硬組織根管系統(tǒng)模型。使用CBCT機（NewTom VG scanner，Verona公司，意大利）對上頜牙進行掃描，拍攝時要求患者微張口，確保上下頜牙齒面分開。CBCT參數(shù)：電壓110 kV，掃描模式High-resolution Zoom，體素0.125 mm，圖像層厚0.25 mm。利用3D軟件NNT 5.3（QR srl，Verona公司，意大利）將數(shù)據(jù)以DICOM（digital imaging and communications in medicine）格式保存。之后，將DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 19.0（Mate rialise公司，比利時）進行處理。建立包含釉質(zhì)、牙本質(zhì)和部分牙槽骨的三維牙體硬組織和根管形態(tài)模型。

圖 1 病例1數(shù)字化導(dǎo)板的設(shè)計及臨床應(yīng)用Fig 1 Design and clinical application of laser melting templates in the first case

2）三維數(shù)字化模型的設(shè)計、打印。制取患者上頜印模，使用三維掃描儀（Trios 3，3shape公司，丹麥）掃描模型并數(shù)字化，以STL（stan dard triangula-tion language）格式保存。將編輯后的上頜數(shù)字化模型導(dǎo)入Mimics 19.0，與CBCT數(shù)據(jù)配準(zhǔn)整合，獲得包含準(zhǔn)確根管信息的三維圖像，并用多點注冊和重新定位功能，與口腔內(nèi)掃描圖像進行擬合，提取根管口至根尖1/3（距根尖3.30 mm）根管未鈣化處的三維圖像。在3-matic 11.0（Materia lise公司，比利時）中，通過標(biāo)記和設(shè)計功能生成基底直徑為1.70 mm的圓柱體，使圓柱體底面與根尖1/3平面一致，模擬開髓路徑。第一副導(dǎo)板設(shè)計為從切端至根中1/2圓柱（引導(dǎo)工作長度為7.74 mm）。然后在3shape Dental System 2019（3shape公司，丹麥）軟件中，使用RPD（removable partial denture）模塊確定就位道，連接外形高點，形成導(dǎo)板固定裝置輪廓，平均厚度為1 mm。在magics 21.0（Mate rialise公司，比利時）中，將內(nèi)徑直徑1.7 mm、外徑直徑2.6 mm、高度5 mm的套筒置于缺損牙體上方0.2 mm處，通過支撐柱與模板連接。第二副導(dǎo)板位于模擬開髓路徑中，為起于距根尖3.30 mm根尖未鈣化處的引導(dǎo)工作長度為6.90 mm的圓柱，并將套筒置于髓室內(nèi)，將帶預(yù)留孔的STL數(shù)據(jù)輸出。使用選擇性激光熔融鈷鉻合金3D打印機（Space Traveler Tr150，南京前知智能科技有限公司），對帶預(yù)留孔的STL數(shù)據(jù)進行三維數(shù)字化模型打印制作并進行拋光處理。制作完成后，在根管導(dǎo)板引導(dǎo)下開髓，評價開髓精確度（圖1C～H）。開髓使用長柄裂鉆（H254LE.314.012，Komet公司，德國），總長度31 mm，工作長度6 mm，直徑1.60 mm。

3）數(shù)字化導(dǎo)板輔助下根管治療。將導(dǎo)板固定于患牙，檢查導(dǎo)板是否完全就位。在患牙表面準(zhǔn)確標(biāo)記開髓孔的位置和大小。橡皮障隔離患牙，使用長柄裂鉆在導(dǎo)板引導(dǎo)下行21牙開髓及打通鈣化段根管，10號不銹鋼K銼（Mani公司，日本）疏通根管，根管測量儀（Raypex 6，VDW公司，德國）測定根管工作長度為18 mm，NiTi旋轉(zhuǎn)器械（Mtwo，VDW公司，德國）根管預(yù)備至25號，5.25%NaClO超聲蕩洗，插入主牙膠尖拍示尖片確認(rèn)根尖開口位置（圖1I），干燥根管，牙膠尖蘸AH plus（Dentsply公司，德國），熱牙膠垂直加壓嚴(yán)密充填。X線片示：牙膠恰填，充填密實（圖1J）。流動樹脂墊底（Z350XT，3M公司，美國），Z350納米樹脂（Filtek Z350，3M ESPE公司，美國）充填，光照，調(diào)磨，拋光。

1.2 病例2及其治療過程

患者，女，35歲，左上前牙腫脹疼痛半年余就診。自述10余年前曾行正畸治療，否認(rèn)外傷史?；颊叻裾J(rèn)藥物過敏史，否認(rèn)高血壓、糖尿病、心臟病等系統(tǒng)性疾病史。檢查：11、21牙唇面可見牙色貼面；11牙近中切角缺損，無叩痛，不松動；21牙無叩痛，不松動，唇側(cè)可見竇道口（圖2A）。溫度測驗11、21牙均無反應(yīng)。根尖片示：11牙根管內(nèi)可見充填物，根尖周未見異常；21牙根管冠方三分之一無根管影像，根尖周大面積陰影。CBCT示：11牙根管充填；21牙根尖周炎，根冠端1/2根管鈣化，根尖端凹陷性吸收，根尖周骨質(zhì)局限性吸收（約6.05 mm×6.35 mm低密度影像）；21鈣化位于髓室至根管中1/2，鈣化長度約7.07 mm（圖2B）。臨床診斷為：21牙慢性根尖周炎（根管鈣化），11牙牙體缺損。

治療計劃：21牙試行根管定位數(shù)字化導(dǎo)板輔助下根管治療；術(shù)后觀察1～3個月，根尖周病變?nèi)魺o好轉(zhuǎn)跡象則行顯微根尖手術(shù)，根尖周組織狀態(tài)穩(wěn)定則11、21牙行全冠修復(fù)術(shù)。本研究經(jīng)南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院倫理學(xué)委員會批準(zhǔn)，患者知情同意。

治療：1）使用前述方法制作激光熔融鈷鉻合金數(shù)字化根管導(dǎo)板（圖2C、D）。提取根管口至根中1/2（距根尖5.60 mm）根管未鈣化處的三維圖像設(shè)計模擬開髓路徑。開髓導(dǎo)板設(shè)計為距根尖5.60 mm、工作長度為7.07 mm的圓柱體，導(dǎo)管平行于牙長軸，圓柱體底面與根部1/2平面一致，套筒置于牙面上方0.2 mm處，通過支撐柱與模板連接。2）根管導(dǎo)板引導(dǎo)下開髓（圖2E、F）。將根管導(dǎo)板固定在患牙并檢查導(dǎo)板是否完全就位。在患牙表面準(zhǔn)確標(biāo)記開髓孔的位置和大小，橡皮障隔離患牙，導(dǎo)板就位后21牙開髓，通過根管冠部鈣化區(qū)，到達根管中段，NiTi旋轉(zhuǎn)器械根管預(yù)備至25號，5.25%NaClO超聲蕩洗，氫氧化鈣根管內(nèi)封藥1周。1周后21牙復(fù)查，見暫封完整。橡皮障隔離患牙，21牙去暫封，5.25%NaClO超聲沖洗，復(fù)核工作長度，插入主牙膠尖拍片示恰，干燥根管，牙膠尖+AH plus熱牙膠垂直加壓嚴(yán)密充填。X線片示：牙膠恰填，充填密實。流動樹脂（Z350XT，3M公司，美國）墊底，Z350納米樹脂（Filtek Z350，3M ESPE公司，美國）充填，光照，調(diào)磨，拋光。3個月后復(fù)診，21牙唇側(cè)根方竇道未愈合，根尖片示21牙根尖周陰影未見變化（圖2G）。按原計劃行顯微根尖手術(shù)，根尖手術(shù)3個月后復(fù)查，根尖片21牙根尖暗影明顯縮?。▓D2H），隨后行11、21牙冠修復(fù)。

圖 2 病例2數(shù)字化導(dǎo)板的設(shè)計及臨床應(yīng)用Fig 2 Design and clinical application of laser melting templates in the second case

1.3 病例治療前后數(shù)據(jù)測量及分析

2例患者開髓制備根管通道后拍攝CBCT，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 19.0，用3-matic 11.0通過之前敘述的方法擬合實際開髓路徑。通過匹配術(shù)前虛擬開髓路徑，疊加術(shù)前、術(shù)后開髓路徑，測量鉆基底（圓柱底端）和鉆尖端（圓柱尖端近根尖側(cè)）在近遠中、頰舌向、冠根向的偏差以及開髓角度偏差。采用描述性方法計算標(biāo)準(zhǔn)差、最小值、最大值和平均值。

2 結(jié)果

2顆患牙均獲得了較好的治療效果。

病例1的開髓前設(shè)計路徑及實際開髓路徑比較結(jié)果表明，開髓角度偏差為1.770°±0.215°；鉆基底的近遠中向、頰舌向和冠根向的偏差分別為（0.403±0.012）、（0.463±0.015）和（0.497±0.006）mm，鉆尖端的近遠中向、頰舌向和冠根向的偏差分別為（0.433±0.015）、（0.493±0.012）、（0.537±0.015） mm（表1）。

病例2的開髓前設(shè)計路徑及實際開髓路徑比較結(jié)果表明，開髓角度偏差為3.26°±0.056°；鉆基底的近遠中向、頰舌向和冠根向的偏差分別為（0.247±0.015）、（0.347±0.015）、（0.183±0.006）mm，鉆尖端的近遠中向、頰舌向和冠根向的偏差分別為（0.347±0.015）、（0.463±0.015）、（0.310± 0.010）mm（表2）。

表 1 病例1設(shè)計路徑和實際開髓路徑的偏差Tab 1 Deviations of planned and repared access cavity at base and tip of the bur in the first case

表 2 病例2設(shè)計路徑和實際開髓路徑的偏差Tab 2 Deviations of planned and repared access cavity at base and tip of the bur in the second case

3 討論

利用CBCT三維成像系統(tǒng)和數(shù)字化設(shè)計軟件針對患牙開髓的虛擬路徑進行設(shè)計，可最大程度保存牙體組織，并避免偏離方向?qū)е碌难例X穿孔意外，符合近年來推崇的微創(chuàng)牙髓治療（minimally invasive endodontics，MIE）理念[13-15]。同時CBCT數(shù)據(jù)及3D打印快速成型技術(shù)相結(jié)合，可以使根管治療開髓通道更加可控，降低鈣化根管治療難度，縮短患者臨床治療時間。數(shù)字化開髓路徑的設(shè)計，可以術(shù)前將根管位置可視化并繪制導(dǎo)航圖，通過精確的導(dǎo)板設(shè)計引導(dǎo)精準(zhǔn)通道制備。目前數(shù)字化導(dǎo)板技術(shù)已應(yīng)用于牙體牙髓專業(yè)領(lǐng)域的多個方面，包括：鈣化根管治療、牙內(nèi)陷治療、根尖外科手術(shù)、自體牙再植術(shù)等[16]。Zehnder等[9]和Van der Meer等[6]通過結(jié)合CBCT和口內(nèi)光學(xué)掃描的圖像，設(shè)計根管定位導(dǎo)板，通過3D打印機打印導(dǎo)板，成功進行了導(dǎo)板輔助的開髓。Zubizarreta-Macho等[17]對1例Ⅱ類牙內(nèi)陷的上頜側(cè)切牙進行導(dǎo)板輔助的微創(chuàng)開髓，獲得了良好的臨床效果。國內(nèi)也有學(xué)者[18]將數(shù)字化打印導(dǎo)板用于疏通鈣化根管（后牙）的相關(guān)個案報道。

本實驗將金屬3D打印導(dǎo)板用于2例前牙鈣化根管的治療，開髓前后鉆針平均偏差為0.183～0.537 mm，開髓前后平均角度偏差分別為1.770°和3.260°。學(xué)者[9]對上前牙進行數(shù)字化導(dǎo)板輔助下根管治療研究，其開髓前后角度偏差范圍為0～5.60°，偏移距離范圍為0～1.59 mm。另一下頜前牙開髓導(dǎo)板的研究[9]顯示，開髓前后角度偏差為0～5.30°，偏差范圍為0～1.26 mm。而這些學(xué)者所做的數(shù)字化導(dǎo)板根管治療的測量研究集中于體外實驗，未對口內(nèi)鈣化根管治療后車針的偏移進行研究。本研究所得出的偏移距離均在可接受范圍內(nèi)，說明數(shù)字化導(dǎo)板在鈣化根管的治療中具有較好的應(yīng)用效果。對于第1個病例，由于其鈣化的部位位于根管中下段，車針工作長度不夠，一副導(dǎo)板不能很好地去除鈣化物，容易產(chǎn)生偏差，故制作兩副導(dǎo)板，使第2副導(dǎo)板深入髓腔進行引導(dǎo)，使引導(dǎo)更為精確。病例2由于已形成根尖囊腫，單靠根管治療不能去除根尖病變，故在3個月后病變未明顯好轉(zhuǎn)情況下行根尖手術(shù)，根尖手術(shù)后取得良好的治療效果。

目前開髓導(dǎo)板材料主要為高分子樹脂材料，雖然很少有不良影響記錄在案，但以往導(dǎo)板中的金屬圓柱套管可能與樹脂導(dǎo)板分離松動，或?qū)О灏l(fā)生斷裂。這會使開髓路徑偏移，并可能導(dǎo)致并發(fā)癥發(fā)生。El Kholy等[19]研究顯示，采用較短的套筒高度可以顯著提高數(shù)字化導(dǎo)板的準(zhǔn)確性。既往報道的樹脂導(dǎo)板其套筒高度多為6 mm[8]或8 mm[12]，本研究采用的SLM鈷鉻合金打印技術(shù)可使導(dǎo)板一體化成形，減少了套管分離松動的風(fēng)險，將套管高度減少為5 mm，進一步提高了精確度。樹脂導(dǎo)板強度不足，脆性較大[20]，導(dǎo)板相對較厚，而SLM導(dǎo)板由于更好的機械性能可以降低導(dǎo)板厚度至1 mm[21]，減少患者的不適感，為術(shù)者提供更好的視野。此外，相對于光敏樹脂（49.6～52.2 MPa），3D打印Co-Cr合金較高的拉伸強度（911～951 MPa）可能在牙齒固位方面發(fā)揮積極作用，因為高拉伸強度會降低其在開髓時的變形，從而為車針提供更穩(wěn)定的導(dǎo)向方向[22]。SLA技術(shù)一直因其有較好的打印精度而用于打印高精度模型，精度一般為25～150 μm，部分研究其精度可以達到10 μm[20]，本實驗所用設(shè)備打印精度為30～50 μm，完全可以達到臨床所用導(dǎo)板的精度要求。從制作成本來說，SLA樹脂導(dǎo)板和SLM導(dǎo)板設(shè)計費用相同，導(dǎo)板價格和制作時長相近。故選擇性激光熔融鈷鉻合金導(dǎo)板可以更好地用于鈣化根管的開髓引導(dǎo)，從而提高根管治療成功率。

數(shù)字化導(dǎo)板的精度取決于多種因素，如導(dǎo)板支撐的類型、規(guī)劃軟件、用于制造導(dǎo)板的技術(shù)、鉆頭和圓柱導(dǎo)軌之間的差異、車針受到的磨損程度或使用的導(dǎo)軌數(shù)量等。首先，牙和骨的硬組織支持型的精確度優(yōu)于黏膜的軟組織支持型。Schneider等[23]在基于計算機引導(dǎo)模板的種植體牙科上的Meta回歸分析顯示，種植體在入口點的平均偏差為1.07 mm，在頂點的平均偏差為1.63 mm。然而，Meta分析中包括的一些研究涉及無牙頜患者，其中手術(shù)指南的穩(wěn)定性可能不太理想。本實驗采用牙支持型，準(zhǔn)確度更為可靠。另一方面，由于數(shù)據(jù)采集、規(guī)劃軟件以及打印過程中誤差的累積可能導(dǎo)致數(shù)字化導(dǎo)板的不準(zhǔn)確。有研究[24]報道3D打印過程中所產(chǎn)生的偏差值小于0.25 mm，而CBCT掃描層厚也決定了CBCT的精度，進而影響導(dǎo)板方案的設(shè)計。在離體牙模擬根管鈣化模型中，研究[25]發(fā)現(xiàn)實際預(yù)備通路和數(shù)字化導(dǎo)板設(shè)計通路的偏差均小于0.7 mm。為了增強導(dǎo)板精確度，除提高使用儀器及軟件的精準(zhǔn)度和減少操作過程中的人為誤差之外，還可以在預(yù)備過程中及時使用K銼進行無創(chuàng)探查根管以減小開髓誤差。綜上，此方法可以通過CBCT數(shù)據(jù)使用選擇性激光熔融鈷鉻合金技術(shù)制作三維數(shù)字設(shè)計的定向?qū)О澹岣哜}化牙齒治療的可預(yù)測性和成功率，并且可以由經(jīng)驗較少或技能不足的臨床醫(yī)生來進行鈣化根管治療，具有廣闊的應(yīng)用前景，從而提高鈣化根管治療的成功率。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。