創想三維：研究人員利用3D打印機再生移植物用于牙槽嵴增強

http://m.hai34.com2019年04月30日 10:44教育裝備網

　　在阿姆斯特丹大學，研究人員在牙齒脫落或其他更重要的健康問題上將采用新的加強牙槽嵴的新方法來重建牙科。在模擬牙槽嵴增強的3D打印樹脂移植替代品的邊緣和內部適應性體外試驗研究中，作者CC Stoop K、Chatzivasileiou、WER Berkhout和D. Wismeijer解釋了他們為骨再生新設計的3D打印移植物。

　　阿姆斯特丹大學遠景

　　3D打印技術關鍵在于定制，它可以使用移植物進行患者特異性治療，以適用于萎縮性牙槽嵴的水平和垂直增強。通過將CT掃描轉換為用于創建完全定制的移植物的數據，預計治療時間將減少并且再生的機會更大。這項創新突出了植入物和修復術越來越依賴于解決牙齒脫落后的外觀和咀嚼問題。從歷史上看，牙科植入物在沒有廣泛定制能力的情況下可能具有挑戰性，甚至在更多患者特異性治療的情況下，成功植入和再生也存在許多障礙。

　　(A)CAD下頜骨模型的正面視圖(B)CAD大下頜骨移植物的后視圖 (C)安裝在下頜骨受體部位的移植物的正面圖 (D)擬合移植物的正面CBCT視圖

　　留下的骨量在成功中起著重要作用，包括所涉及的缺陷類型。無論是牙齦疾病、囊腫、腫瘤、拔牙還是口腔或下頜的創傷。缺陷還有一系列不同的類別，最糟糕的情況是同時發生水平和垂直缺陷。

　　“在垂直和水平骨骼尺寸發生重大變化的情況下，沒有增強手術的牙種植體的放置可能非常復雜甚至不可能，”研究人員表示。

　　引導骨再生通常是一個漫長的過程，外科醫生依賴于生物和機械特性的混合物。自體骨塊通常用于外科手術，移植物固定在脊上或帶蒂和內部松質骨之間。研究人員表示，成功通常依賴于塊的整合以及移植物邊緣的平滑程度，穩定性和形狀：

　　研究人員表示，“理想的生物材料應該定制，以便容易地放在相應的骨缺損上或進入相應的骨缺損，并允許適當的固定。”移植物的最佳形狀可能具有以下優勢：(A)更快的外科手術，(B)更好的嫁接部位愈合，(C)降低圍手術期和術后并發癥的風險，(D)骨增強手術的成功率更高，(E)患者滿意度更高。

　　具有小缺陷的虛擬3D模型的代表性側視圖

　　“骨移植物的成形可能是復雜的并且需要有豐富的經驗。如果沒有適當的專業知識，治療可能會失敗。因此，臨床需要定制生物材料，以適應患者的骨骼缺陷，”作者說。

　　通過CAD設計提供的選項，可以更仔細地檢查骨缺損，并且可以在手術前創建定制的精確移植物。整個過程更加簡化，外科手術程序更快，患者周圍更好的體驗。

　　來自阿姆斯特丹牙科學術中心(ACTA)的口腔種植學和假肢牙科診所的6名患者參與了該研究，研究人員評估了每個人的錐形束計算機斷層掃描(CBCT)數據集，并用植入物進行治療和增強骨塊。患者均表現為：部分齒狀、上頜骨垂直和水平缺損綜合(3例)、下頜骨垂直和水平缺損綜合(3例)。

　　具有大缺陷的虛擬3D模型的橫向視圖

　　為每位患者的下頜完成3D重建，并將數據導入Meshmixer進行設計：

　　研究人員說：“在頜骨無牙頜部分，每個頜骨模型都分別定義了萎縮性骨區域，由于骨質流失，不可能在這部分頜骨上植入種植體。通過制作頜骨的原始形狀，可以直接在3D項目的表面上手動繪制定制的移植物。”

　　模型和移植物之間的空隙界面設置為0mm。根據缺失牙齒的數量將模型(n = 6)均分為兩組，分為小缺陷或大缺損。在Form2 3D打印機上完成3D打印，具有以下設置：

　　打印分辨率設置為100微米。為了使程序標準化，每個移植物和模型分別3D打印在構建平臺的中心，具有135度的構建角度。打印支撐件設置在外部輪廓上，以防止它們中斷關鍵的內部區域。打印完成后，將物體在兩個單獨的90%異丙醇浴中洗滌兩次(每次10分鐘)，并根據制造商的方案，使用405nm燈箱在45°下后固化30分鐘。

　　在體外評估移植物，每個移植物用作缺陷的匹配。研究人員表示，大缺陷移植物不需要任何進一步的精煉，而小缺陷移植物在手動平滑底切后需要進行一些努力。該研究的結果是成功的，即可以設計和3D打印移植牙槽骨增強。然而，研究人員表示，該過程的工作流程需要在臨床環境中進行驗證;此外，必須確保“適當的血管化”。

　　還必須進一步分析材料以下內容：

　　1、生物相容性 2、骨傳導 3、表面孔隙率 4、表面化學 5、組織粘合 6、材料強度 7、降解率