馬小東， 陳 琦， 雍 敏

（1.寧夏醫(yī)科大學(xué)，銀川 750004； 2.寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院口腔醫(yī)院正畸科，銀川 750004）

自Silverman 等[1]1972 年將間接粘接技術(shù)引入正畸以來(lái)，間接粘接技術(shù)在臨床實(shí)踐中經(jīng)歷了很多改造和升級(jí)，相比于直接粘接技術(shù)，其具有托槽定位準(zhǔn)確、患者舒適化度高、縮短椅旁時(shí)間和提高矯治效率等優(yōu)勢(shì)[2-3]。傳統(tǒng)間接粘接技術(shù)雖然提高了托槽定位準(zhǔn)確性，但因其繁雜的制作步驟而未廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD/CAM）系統(tǒng)、3D 打印技術(shù)、數(shù)字化掃描技術(shù)及醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，可以準(zhǔn)確、快速地獲取牙齒的三維信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)錯(cuò)畸形的診斷、模擬治療、預(yù)測(cè)治療結(jié)果及輔助定位托槽位置。數(shù)字化間接技術(shù)利用三維設(shè)計(jì)軟件在患者的數(shù)字化牙列模型上精確定位托槽，并設(shè)計(jì)3D 打印托盤來(lái)實(shí)現(xiàn)托槽的粘接，不再需要翻制石膏模型制作轉(zhuǎn)移托盤[4]，省略了傳統(tǒng)間接粘接制作的繁雜步驟。雖然數(shù)字化的轉(zhuǎn)移托盤已經(jīng)可以在體外準(zhǔn)確將托槽轉(zhuǎn)移到牙列上的預(yù)期位置[5]，但關(guān)于數(shù)字化轉(zhuǎn)移托盤在臨床應(yīng)用中的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性研究較少?；诖?，本研究對(duì)3D 打印托盤在臨床應(yīng)用中測(cè)量正畸托槽間接粘接方法轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性進(jìn)行研究，以便指導(dǎo)臨床應(yīng)用。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2022 年1—10 月寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院附屬口腔醫(yī)院正畸科，行直絲弓固定矯治的錯(cuò)畸形患者10 例，男性4 例，女性6 例，年齡13～25 歲。所有受試者都有恒牙列和完整的臨床牙冠。納入標(biāo)準(zhǔn)：1）恒牙列且臨床牙冠完整；2）牙列輕、中度擁擠；3）無(wú)正畸治療史。排除標(biāo)準(zhǔn)：1）牙齒唇（頰）面存在充填體或牙冠明顯磨耗、磨損；2）有可能影響托槽放置或托盤就位的缺陷牙齒；3）妊娠期、哺乳期婦女。

1.2 研究方法

本實(shí)驗(yàn)使用模型樹脂，通過(guò)3D 打印制作的轉(zhuǎn)移托盤，粘接10 例患者共計(jì)200 顆托槽。數(shù)字化模型的獲取、托槽的定位與臨床的粘接均由一位經(jīng)驗(yàn)豐富的主任醫(yī)師指導(dǎo)操作完成，轉(zhuǎn)移托盤由軟件公司設(shè)計(jì)制作，具體流程如下。

1.2.1 技工室操作 使用iTero 口內(nèi)掃描儀獲取患者矯治前牙列的數(shù)字化模型，將數(shù)字化模型上傳至Ueasy 軟件并對(duì)托槽的位置進(jìn)行虛擬定位。將定位完成的數(shù)字化模型提交至第三方軟件公司，并由其設(shè)計(jì)制作帶有自鎖托槽（Demo Q，3M Unitek）的3D 打印分段式托盤，見(jiàn)圖1。導(dǎo)出托槽定位后的數(shù)據(jù)，作為轉(zhuǎn)移前托槽預(yù)設(shè)位置。

圖1 3D 打印托盤

1.2.2 臨床操作 首先沖洗清潔牙面，隔濕后利用三用槍吹干牙面，于牙冠唇（頰）面中1/3 處涂布37%的磷酸酸蝕劑進(jìn)行酸蝕，每顆牙酸蝕30 s。然后利用高壓氣水流沖洗酸蝕劑，并終止酸蝕，重新隔濕后，吹干牙面，使用毛刷棉棒在酸蝕脫礦處涂布粘接劑，三用槍排水后將粘接劑吹薄吹勻，使用光固化燈固化5 s 后，在每顆托槽的底板處均勻涂布粘接樹脂（Grengloo 光凝套裝，美國(guó)奧美科公司）。最后將分段式轉(zhuǎn)移托盤精確且穩(wěn)定地復(fù)位于患者口內(nèi)，見(jiàn)圖2。利用探針將托槽周圍溢出的多余樹脂完全去除，使用光固化燈固化40 s 后，將轉(zhuǎn)移托盤由舌側(cè)向頰側(cè)緩慢剝離，注意避免用力過(guò)猛致使托槽脫落。使用iTero 口內(nèi)掃描儀再次掃描患者牙列中實(shí)際的托槽位置，形成托槽轉(zhuǎn)移后的數(shù)字化模型，以立體光刻（stereo lithography，STL）格式保存，見(jiàn)圖3。

圖2 分段式轉(zhuǎn)移托盤臨床粘接

圖3 臨床粘接后數(shù)字化模型

1.2.3 轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性的測(cè)量 在Materialise Magics計(jì)算機(jī)軟件中，用最優(yōu)擬合方法將托槽轉(zhuǎn)移前后的數(shù)字化模型重疊，自動(dòng)計(jì)算出托槽在近遠(yuǎn)中向、頰舌向、齦方向的重疊誤差，見(jiàn)圖4。該差異有大小和方向，根據(jù)ABO-OGS 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，托槽轉(zhuǎn)移誤差在0.5 mm 以內(nèi)為可接受誤差，通過(guò)重疊差值與ABO-OGS 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小誤差0.5 mm 進(jìn)行對(duì)比，研究轉(zhuǎn)移托盤的準(zhǔn)確性，重疊誤差值小于0.5 mm 則可以認(rèn)為轉(zhuǎn)移托盤具有較高的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性。本研究評(píng)估切牙、尖牙、前磨牙的托槽的位置差異是否在0.5 mm 的限制范圍內(nèi)，并計(jì)算其可接受誤差及方向偏差的頻率。

圖4 托槽轉(zhuǎn)移前后的數(shù)字化模型及重疊模型圖

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

通過(guò)SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算每種牙齒類型的3 個(gè)維度的中位數(shù)（四分位間距）。Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)顯示變量不服從正態(tài)分布，以中位數(shù)（四分位間距）［M（P25，P75）］表示。對(duì)近遠(yuǎn)中向、頰舌向、齦方向差異測(cè)量值進(jìn)行Wilcoxon 秩檢驗(yàn)，以確定平均轉(zhuǎn)移誤差是否在0.5 mm 的統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)。以上下頜牙齒分組進(jìn)行Wilcoxon 配對(duì)秩檢驗(yàn)。以牙齒類型分組進(jìn)行Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)分析及組間比較，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 托槽在近遠(yuǎn)中向、頰舌向、齦向的平均轉(zhuǎn)移誤差

2.2 上下頜托槽轉(zhuǎn)移誤差的比較

將所有牙齒分為上頜牙齒與下頜牙齒，比較上下頜托槽在3 個(gè)維度的轉(zhuǎn)移誤差，結(jié)果顯示，除齦向（P＜0.05）外，上下頜轉(zhuǎn)移誤差在近遠(yuǎn)中向、頰舌向誤差的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均＞0.05），顯示上頜較下頜的齦向轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確率高，但均在0.5 mm 的誤差接受范圍內(nèi)，見(jiàn)表2。

2.3 不同牙齒類型的托槽轉(zhuǎn)移誤差比較

根據(jù)牙齒類型將所有托槽分為切牙組、尖牙組和前磨牙組，并分組比較3 組托槽在3 個(gè)維度的轉(zhuǎn)移誤差。經(jīng)Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)可知，3 組托槽轉(zhuǎn)移誤差在近遠(yuǎn)中向、齦向差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），在頰舌向差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），尖牙組與切牙組之間和尖牙組與前磨牙組之間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)圖5。說(shuō)明在頰舌向，尖牙組的托槽轉(zhuǎn)移誤差較其余兩組高，但均在0.5 mm 可接受誤差以內(nèi)。

圖5 不同牙齒類型頰舌向的轉(zhuǎn)移誤差比較

2.4 不同牙齒類型在三維方向的可接受誤差頻率和方向誤差頻率

表3 粘接轉(zhuǎn)移前后誤差的可接受誤差頻率分布［例（%）］

表4 托槽粘接前后方向誤差頻率分布（%）

3 討論

托槽的精確定位是直絲弓矯治技術(shù)達(dá)到理想矯治效果的決定性因素，精確定位與粘接可縮短治療時(shí)間并達(dá)到滿意的治療效果。近年來(lái)，已經(jīng)研發(fā)了各種間接轉(zhuǎn)移托盤，將設(shè)定的托槽位置轉(zhuǎn)移到患者的牙列上。最新的3D 打印托盤間接轉(zhuǎn)移托槽位置的準(zhǔn)確性需要經(jīng)過(guò)有效的驗(yàn)證。有研究[6-9]顯示，3D 打印托盤可在口內(nèi)輔助定位托槽，顯著提高其粘接位置的準(zhǔn)確性。目前，國(guó)內(nèi)該類研究較少，且認(rèn)為其轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性不如傳統(tǒng)間接轉(zhuǎn)移托盤[10]。本研究使用三維圖像疊加的方法測(cè)量托槽轉(zhuǎn)移粘接前后的誤差，可以將系統(tǒng)誤差降到最小，然后通過(guò)測(cè)量托槽轉(zhuǎn)移前后的誤差大小來(lái)評(píng)價(jià)3D 打印托盤的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性。根據(jù)ABOOGS 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)牙齒排列不齊且差異超過(guò)0.5 mm時(shí)會(huì)扣除相應(yīng)分值，導(dǎo)致矯治效果總評(píng)分下降。因此，托槽定位的容許誤差范圍很小，轉(zhuǎn)移粘接托槽后的位置距離虛擬預(yù)定位置偏離小于0.5 mm，則認(rèn)為托盤轉(zhuǎn)移托槽準(zhǔn)確性高。

本研究采用三維圖像疊加的方法測(cè)量了200顆托槽的位置偏差，其準(zhǔn)確度為0.00～0.20 mm，這與Chaudhary 等[7]和Bachour 等[8]的研究結(jié)果相近。測(cè)量結(jié)果顯示，所有托槽在近遠(yuǎn)中向、頰舌向以及齦向的平均轉(zhuǎn)移誤差均小于0.5 mm，表明3D 打印托盤具有很高的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性。齦向轉(zhuǎn)移誤差平均誤差為0.10 mm，大于近遠(yuǎn)中向、頰舌向的平均轉(zhuǎn)移誤差。Xue 等[10]及Kim 等[11]的研究中也發(fā)現(xiàn)3D 打印托盤的垂直向誤差比近遠(yuǎn)中向、頰舌向誤差大。

比較上下頜牙齒托槽的轉(zhuǎn)移誤差結(jié)果顯示，上下頜托槽在近遠(yuǎn)中向、頰舌向的轉(zhuǎn)移誤差無(wú)明顯差異；在齦向，上頜托槽比下頜托槽的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確率更高。可能為：1）下頜3D 打印托盤在就位過(guò)程中，由于張口度、隔濕和舌體運(yùn)動(dòng)等影響，使托盤未完全就位或就位過(guò)程中托槽和轉(zhuǎn)移托盤之間出現(xiàn)輕微錯(cuò)位導(dǎo)致出現(xiàn)托槽轉(zhuǎn)移誤差。在所有托槽方向偏差中可以看出，51.5%的托槽在轉(zhuǎn)移后偏向方，可能是由于在光固化過(guò)程中托盤缺乏垂直壓力而導(dǎo)致托盤未就位造成的，適當(dāng)?shù)膲毫τ兄谕斜P垂直向穩(wěn)定就位，而壓力過(guò)大也會(huì)使托槽向牙齦方向移動(dòng)。因此，正畸醫(yī)生應(yīng)根據(jù)托盤材料進(jìn)行相應(yīng)的壓力調(diào)整。2）計(jì)算機(jī)軟件在設(shè)計(jì)3D 打印托盤時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行去倒凹設(shè)計(jì)來(lái)獲取共同就位道，可方便托盤的就位與脫位。托盤設(shè)計(jì)時(shí)并不會(huì)覆蓋全部舌面，當(dāng)使用打印托盤在患者口內(nèi)粘接托槽時(shí)，托盤固位僅靠覆蓋在后牙的牙尖和前牙的1/3 牙冠，可能使托盤與牙齒的接觸固位面積不足造成托盤就位不穩(wěn)定，且易滑脫移位，從而造成托槽偏離預(yù)設(shè)的位置，這種設(shè)計(jì)有利于粘接完成后轉(zhuǎn)移托盤的順利脫位，需要在設(shè)計(jì)時(shí)兼顧。3）樹脂材料在冷凝過(guò)程中出現(xiàn)不均勻收縮，而3D 打印托盤在制作過(guò)程中是直接打印的，且托盤組織面沒(méi)有石膏模型的支撐，托盤在輕微變形凝固后，樹脂托盤硬度高，在將托盤放置于患者口內(nèi)粘接時(shí)，托盤組織面與牙齒表面無(wú)法真正地完全貼合，從而影響轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性。4）3D 打印托盤設(shè)計(jì)包裹托槽的方式也會(huì)影響轉(zhuǎn)移托盤的準(zhǔn)確性，托盤必須具有確切的托槽物理尺寸，并且具有一定的固位力。既有利于保持轉(zhuǎn)移托盤的精準(zhǔn)性，也有利于托槽粘接完成后的移除。Hada 等[12]指出，托盤設(shè)計(jì)包裹托槽的方式，對(duì)垂直方向的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性影響較大。本研究將托盤包裹托槽設(shè)計(jì)為三面環(huán)抱式，方有底座固位，其余三面均增加輔助固位裝置，這種設(shè)計(jì)會(huì)將托槽牢固環(huán)抱其中，避免托槽在轉(zhuǎn)移托盤時(shí)晃動(dòng)，影響托盤的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性。將托盤3D 打印制作后，需手動(dòng)將托槽完全嵌入托盤，未完全嵌入托盤時(shí)可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)移位置的偏差，本研究將托槽嵌入托盤后在3D 打印模型上進(jìn)行匹配，該操作將人為因素對(duì)轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性的影響降到了最低。楊椿浩等[13]研究了全牙弓導(dǎo)板和單牙導(dǎo)板在輔助托槽間接粘接過(guò)程中的準(zhǔn)確性，兩者之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在臨床操作過(guò)程中，全牙弓導(dǎo)板更加便捷，但對(duì)臨床醫(yī)師操作技術(shù)的要求更高，脫位方向必須與就位方向一致，暴力脫位會(huì)導(dǎo)致托槽脫落率上升。本研究所有的打印托盤均為分段式，可避免全牙弓托盤在粘接時(shí)垂直方向壓力不足而造成的誤差；另外，可降低托盤移除的困難和避免托槽的脫落。而且在垂直向，切牙、尖牙及前磨牙在托槽的轉(zhuǎn)移誤差仍然小于0.5 mm，符合臨床要求。

比較切牙組、尖牙組和前磨牙組在近遠(yuǎn)中向、頰舌向及齦向的轉(zhuǎn)移誤差時(shí)，發(fā)現(xiàn)在近遠(yuǎn)中向、齦向轉(zhuǎn)移誤差的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在頰舌向，尖牙組與切牙組和前磨牙組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明尖牙組托槽較其余兩組轉(zhuǎn)移誤差大，且尖牙比切牙和前磨牙偏向頰側(cè)的誤差大且均偏向頰側(cè)。可能因?yàn)榧庋赖慕馄市螒B(tài)及在牙弓中的位置影響了其轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性。另外，托槽的粘接樹脂底板厚度也可能會(huì)使頰舌向轉(zhuǎn)移誤差有所不同。有研究[6]認(rèn)為，傳統(tǒng)間接粘接中托槽在石膏模型定位粘接后會(huì)形成個(gè)性化托槽底座，托槽底座是用粘接樹脂定制的，而3D 打印托盤的托槽底座上的底板是在計(jì)算機(jī)上模擬的或直接虛擬貼合牙齒的，考慮到牙齒形態(tài)的解剖差異，虛擬結(jié)合可能與實(shí)際結(jié)合不同。這種差異將進(jìn)一步影響托槽轉(zhuǎn)移的位置。臨床粘接過(guò)程中，對(duì)托盤的壓力不足可造成頰側(cè)未完全就位，從而導(dǎo)致托槽底板的樹脂厚度不同，影響托槽在頰舌向的誤差。除以上原因外，目前還有研究[11]發(fā)現(xiàn)，牙尖高度會(huì)對(duì)3D 打印托盤的垂直向轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性有所影響，牙尖較大的牙的轉(zhuǎn)移誤差更高，對(duì)于不同牙齒類型對(duì)轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性的影響仍需進(jìn)一步研究。但是切牙、尖牙及前磨牙在托槽的轉(zhuǎn)移誤差都小于0.5 mm，符合臨床要求。

本研究統(tǒng)計(jì)切牙組、尖牙組、前磨牙組托槽在近遠(yuǎn)中向、頰舌向、齦向轉(zhuǎn)移可接受誤差的頻率。結(jié)果顯示，在近遠(yuǎn)中向，3 組托槽轉(zhuǎn)移誤差均小于0.5 mm，在可接受誤差范圍內(nèi)；在頰舌向，切牙組、尖牙組和前磨牙組的可接受誤差發(fā)生率分別為92.5%、98.8%和97.5%。在齦向，切牙組、尖牙組和前磨牙組可接受誤差發(fā)生率分別為95%、100%和100%。托槽位置在0.5 mm 的可接受范圍內(nèi)，可接受誤差發(fā)生率為96%～100%。所有牙齒在3 個(gè)方向的可接受誤差發(fā)生率均大于90%，與Schmid 等[5]研究結(jié)果相似。表明轉(zhuǎn)移托盤平均誤差很小，數(shù)字化轉(zhuǎn)移托盤具有很高的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性。方向性偏差的頻率也不容忽視。在垂直向，60%的切牙托槽、42.5%的尖牙托槽及47.5%的前磨牙托槽偏向方。分析其原因是該裝置可能存在匹配的偏差，另外可能由于垂直向壓力不足造成轉(zhuǎn)移托盤未完全就位。

除以上因素影響3D 打印托盤的轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確性外，為了驗(yàn)證臨床操作者的技術(shù)水平是否對(duì)其有所影響，Duarte 等[14]研究了具有不同臨床經(jīng)驗(yàn)和水平的正畸醫(yī)生使用3D 打印托盤在轉(zhuǎn)移托槽位置上的可重復(fù)性，并得出年齡和正畸臨床經(jīng)驗(yàn)對(duì)托槽轉(zhuǎn)移位置沒(méi)有影響。盡管研究發(fā)現(xiàn)臨床操作者的技術(shù)水平對(duì)其準(zhǔn)確性影響不大，但不規(guī)范的臨床操作也可能影響到轉(zhuǎn)移托盤的就位，以及托槽粘接的強(qiáng)度等。只有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的臨床操作流程才能提高托槽粘接的準(zhǔn)確性、保證托槽粘接強(qiáng)度、減少菌斑附著等。

個(gè)性化的治療是口腔醫(yī)學(xué)未來(lái)發(fā)展的方向，要完成個(gè)性化的矯治離不開(kāi)三維數(shù)字化技術(shù)與牙齒影像系統(tǒng)的發(fā)展。個(gè)性化的矯治方案最終需要矯治器來(lái)完成，而托槽或附件則需要數(shù)字化間接粘接技術(shù)來(lái)完成預(yù)定位置的轉(zhuǎn)移，數(shù)字化間接粘接技術(shù)是實(shí)現(xiàn)口腔治療數(shù)字化的橋梁。數(shù)字化間接粘接技術(shù)精準(zhǔn)地將虛擬設(shè)定位置轉(zhuǎn)移至牙列，可避免因托槽位置不準(zhǔn)確導(dǎo)致的牙齒排列不齊。數(shù)字化技術(shù)使正畸治療更加具有可預(yù)測(cè)性，結(jié)合牙根影像的虛擬模擬矯治，模擬牙根的移動(dòng)方向，從而減少了牙根出現(xiàn)骨開(kāi)窗及骨開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。