引用本文： 沈聰聰, 柴崗. 快速成型打印技術在唇腭裂矯形中的應用. 中國修復重建外科雜志, 2017, 31(12): 1474-1480. doi: 10.7507/1002-1892.201704134 復制
唇腭裂是臨床常見的先天性顱面部畸形之一，據報道我國唇腭裂發病率達 1.62‰[1]。目前唇腭裂公認治療方案為序列治療，即根據患者生長發育不同時期出現的問題進行評價、診斷和治療，依次通過術前矯形、手術修復、口腔正畸、語音訓練、心理輔導等過程，多學科合作，以求取得最佳治療效果。術前矯形是序列治療中的一個重要環節[2]，目前應用最廣泛的矯治器為 Grayson 等[3]提出的術前鼻齒槽矯治器，它主要通過在術前恢復齒槽骨的正常解剖，減輕唇裂修復時手術張力，復原鼻翼軟骨的位置，達到精確對合目的。大量文獻報道，對唇腭裂患兒作早期鼻軟骨齒槽矯治器的治療，可以減少組織移位，有效縮小上唇及上頜骨齒槽的裂隙寬度，同時刺激鼻軟骨生長，改善鼻外觀，降低手術難度，提高手術療效[4-8]。但是，傳統鼻齒槽矯治器治療存在一定缺點。例如，為引導齒槽骨按正常牙弓生長，患者需每 1～2 周就診 1 次，選擇性地進行矯治器材料的增添或減少，并對矯形器進行磨削，使齒槽適應變窄的裂隙寬度。而且這一調整過程，主要由醫生根據其臨床經驗確定，缺乏客觀量化標準。
近年來，計算機數字化模擬和制作技術在臨床得到了廣泛應用。我們采用三維激光掃描技術、計算機輔助設計和制作技術，建立了一套模擬唇腭裂矯治過程的系統。通過將上頜齒槽骨進行區塊分割，模擬矯治過程中移動軌跡，并結合上頜骨數據庫進行牙槽骨曲度分析，緩慢地使齒槽骨靠攏，并設計數字化模型，最終采用快速成型技術，制作不同治療階段的矯治器，以解決傳統鼻齒槽矯治器治療的不足。經上海市第九人民醫院倫理委員會批準，我們將該方法用于 17 例單側完全性唇腭裂患兒術前矯形治療中，并與同期采用傳統鼻齒槽矯治器及矯形方法治療的 22 例患兒進行比較，探討該方法的可行性及療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：① 單側完全性唇腭裂；② 未合并任何與唇腭裂相關的綜合征；③ 既往未接受治療。2014 年 6 月—2016 年 9 月，共 39 例單側完全性唇腭裂患兒接受術前矯形治療。其中，17 例患兒接受新方法制作的矯治器治療（試驗組），22 例患兒接受傳統矯治器治療（對照組）。所有患兒家屬均簽署知情同意書。兩組均由同一醫師進行矯治器制作和矯形治療。
試驗組：男 9 例，女 8 例；年齡 12～50 d，平均 23 d。左側唇腭裂 11 例，右側 6 例。初始裂隙寬度為（10.86±2.37）mm。對照組：男 11 例，女 11 例；年齡 10～53 d，平均 28 d。左側唇腭裂 13 例，右側 9 例。初始裂隙寬度為（11.23±2.94）mm。兩組患兒性別、年齡、唇腭裂側別、初始裂隙寬度比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。
1.2 鼻齒槽矯治器的制作及治療方法
1.2.1 石膏模型制備
取模前兩組患兒均禁食 4 h，心電監護下，選用形狀、大小合適的特制小托盤（自制自凝塑料托盤），采用 3M 重體硅橡膠材料印模，取模完成后，灌注上頜齒槽石膏模型。
1.2.2 矯治器制備及治療方法
試驗組：通過三維激光掃描系統（Vivid 910；Konica Minolta 公司，日本）采集石膏模型的三維影像，所獲取的數據集通過 Polygon Editing Tool 2.0 系統（PET 2.0；Konica Minolta 公司，日本）疊加每楨圖像，進行除噪、消除陰影、消除層差、平滑等一系列處理，以 STL 文件存儲。隨后將 STL 文件輸出至三維模擬平臺上的圖像處理軟件（Rapid Form 2006；Inus Technology 公司，韓國）進行虛擬齒槽骨塊移動。結合上頜骨數據庫進行齒槽骨曲度分析，予以個性化骨塊移動軌跡設計，分步移動錯位的上頜齒槽骨，每一步移動距離約 1 mm，使健側齒槽骨不斷向患側靠攏，緩慢對齊上頜齒槽骨。將分步模擬移動的齒槽骨模型數據導出，輸入快速成型打印機（Z Corp 公司，美國），打印上頜齒槽石膏模型。最后根據打印出的石膏模型，制備矯治器。見圖 1、2。患兒矯治器戴入后以勺喂養，飲食后取出清洗，定期更換固定膠布。每周更換 1 個矯治器，每周縮窄裂隙寬度約 1 mm。當齒槽裂隙<6 mm 時，于上頜矯治器前端加入鼻撐，末端以樹脂材料包裹鋼絲接觸鼻翼穹隆鼻腔面。矯治過程中上唇部繃帶繼續應用。矯治器須全天佩戴直至行唇腭裂整復術。
圖1
計算機模擬矯治過程中齒槽骨塊移動
Figure1.
Computer simulation of alveolar segment movement
圖2
利用快速成型技術打印上頜齒槽石膏模型，并根據模型制作相應的矯治器
紅色箭頭示模型，藍色箭頭示覆蓋在模型上層的矯治器
Figure2. The fabrication of a series of alveolar casts using RP technology, then NAM appliances were fabricated according to alveolar castsRed arrow indicated an alveolar cast and the blue arrow indicanted the NAM appliance對照組：根據上頜齒槽石膏模型，用透明自凝丙烯酸樹脂制作矯治器，矯形器的前端基托制成連續性牙弓外形，覆蓋整個牙槽嵴和硬腭。患兒每周復診 1 次，就診時根據上頜骨情況在兩側上頜骨生長方向上對矯治器內側面進行磨削，引導上頜骨按正常牙弓生長。另外為適應裂隙變窄，矯治器裂隙處也進行磨削，每周調整約 1 mm。當齒槽裂隙<6 mm 時，于上頜矯治器前端加入鼻撐，末端以樹脂材料包裹鋼絲接觸鼻翼穹隆鼻腔面。矯治過程中上唇部繃帶繼續應用。矯治器須全天佩戴直至行唇腭裂整復術。
1.3 觀測方法
將兩組治療前后的上頜齒槽模型數據，輸出至 Rapid Form2006 圖像處理軟件工作站，選取標記點并測量相關變量。在模型上標定以解剖結構為基礎的標記點：健、患側裂隙緣最前點（P/P’），健、患側齒槽后方腭小凹點（T/T’），健、患側尖牙牙胚近中凹陷點（C1/C1’），健、患側尖牙牙胚遠中凹陷點（C2/C2’），唇系帶點（I），健、患側牙齦溝與遠中凹陷溝相交點（Q/Q’）。以 TT’為 x 軸、TQ 為 y 軸，作一與平面 TT’Q 相垂直的直線為 z 軸，建立一個三維坐標系。TT’中點為 O，過 O 作與 TT’垂直的直線為中線 Sag。見圖 3。
測量指標：① 線性變量，齒槽前方裂隙寬度（PP’）、水平裂隙寬度（PP’-x）、矢狀裂隙寬度（PP’-y）、垂直裂隙寬度（PP’-z）、中間齒槽寬度（QQ’）、后方齒槽寬度（TT’）；② 角度變量，健、患側齒槽前緣與后齒槽基線夾角[（P-T）-（T-T’）、（P’-T’）-（T-T’）]，健、患側齒槽近中弧度角[（P-C1-T）、（P’-C1’-T’）]、裂隙緣最前方交角（C1-P）-（C1’-P’）；③ 中線偏移量，唇系帶點至中線距離（I-Sag）、唇系帶點與后方齒槽基線夾角（I-O）-（O-T）。
圖3
三維模型解剖標志點
Figure3.
Three dimensional surface of a cast with reference points
1.4 統計學方法
采用 SAS10.0 統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，組內矯治前后比較采用配對 t 檢驗，組內比較差異有統計學意義的指標計算其矯治前后差值，并進行組間比較，組間比較采用獨立樣本 t 檢驗；計數資料組間比較采用 χ2 檢驗；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 一般情況
矯治期間，對照組患兒門診檢查（6.9±0.9）次，矯治時間為（108±17）d；試驗組門診檢查（3.3±0.5）次，矯治時間為（94±14）d。試驗組門診次數顯著少于對照組，比較差異有統計學意義（t=6.000，P=0.019）；兩組矯治時間比較差異無統計學意義（t=0.130，P=0.717）。
矯治期間，對照組發生組織皮疹 16 例（72.2%）、黏膜潰瘍 3 例（13.6%）、口內出血 1 例（4.5%）；試驗組發生組織皮疹 11 例（64.7%）、黏膜潰瘍 3 例（17.6%），無口內出血發生。兩組組織皮疹、黏膜潰瘍、口內出血發生率比較，差異均無統計學意義（χ2=0.036，P=0.851；χ2=0.119，P=1.000；χ2=0.000，P=1.000）。對照組 1 例（4.5%）患兒矯治后發生牙槽弓形態呈 T 形不對稱，通過將上頜牙弓擴開并重新引導齒槽骨向生長方向靠攏處理后，不對稱得到改善。試驗組無患兒矯治后外觀不對稱。兩組矯治后不對稱發生率比較，差異無統計學意義（χ2=0.000，P=1.000）。
2.2 矯治前后齒槽測量指標
2.2.1 線性變量
矯治后，兩組齒槽前方裂隙寬度（PP’）、水平裂隙寬度（PP’-x）及矢狀裂隙寬度（PP’-y）均較矯治前減小，比較差異有統計學意義（P<0.05）；垂直裂隙寬度（PP’-z）與矯治前比較，差異無統計學意義（P>0.05）。其中，試驗組矯治前后齒槽前方裂隙寬度、水平裂隙寬度、矢狀裂隙寬度差值分別為（6.90±1.94）、（5.71±2.56）、（3.59±1.32）mm，對照組分別為（7.07±2.11）、（6.41±2.55）、（4.51±1.32）mm，組間比較差異均無統計學意義（t=0.260，P=0.611；t=0.000，P=0.974；t=0.100，P=0.748）。矯治后，兩組后方齒槽寬度（TT’）、中間齒槽寬度（QQ’）與矯治前比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表 1。
表1
兩組矯治前后齒槽裂隙線性變量（mm）
Table1.
The linear variables pre- and post-treatment in 2 groups (mm)
2.2.2 角度變量
矯治后，兩組健側齒槽近中弧度角（P-C1-T）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P-T）-（T-T’）均較矯治前變小，比較差異均有統計學意義（P<0.05）。其中，試驗組矯治前后健側齒槽近中弧度角（P-C1-T）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P-T）-（T-T’）差值分別為（16.23±8.91）、（15.30±6.18）°，對照組分別為（20.00±8.96）、（20.84±7.00）°，比較差異無統計學意義（t=–1.240，P=0.225；t=–13.400，P=0.000）。而矯治后，兩組患側齒槽近中弧度角（P’-C1’-T’）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P’-T’）-（T-T’）與矯治前比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。
矯治后，兩組裂隙緣最前方交角（C1-P）-（C1’-P’）較矯治前增大，差異均有統計學意義（P<0.05）；試驗組及對照組矯治前后其差值分別為（–22.29±9.85）、（–24.63±9.60）°，組間比較差異無統計學意義（t=–0.770，P=0.448）。見表 2。
表2
兩組矯治前后齒槽裂隙角度變量（°）
Table2.
The angular variables pre- and post-treatment in 2 groups (°)
2.2.3 中線偏移量
矯治后，兩組唇系帶點至中線距離（I-Sag）較矯治前減小，差異均有統計學意義（P<0.05）；試驗組矯治前后差值為（2.67±1.28）mm，對照組為（3.00±1.24）mm，比較差異無統計學意義（t=0.020，P=0.883）。矯治后，兩組唇系帶點與后方齒槽基線夾角（I-O）-（O-T）與矯治前比較，差異均有統計學意義（P<0.05）；試驗組矯治前后差值為（–5.42±1.28）mm，對照組為（3.00±1.24）mm，組間比較差異無統計學意義（t=0.700，P=0.491）。見表 3。
表3
兩組矯治前后齒槽裂隙中線偏移量（mm）
Table3.
The midline deviation variables pre- and post-treatment in 2 groups (mm)
3 討論
快速成型技術是在計算機控制下，根據物體的計算機輔助設計模型，通過材料的精確堆積，直接生成三維實體，具有快速、準確以及擅長制造復雜實體的優點[9-10]。目前，該技術已探索應用于臨床諸多領域，并取得一定成效。1992 年，Stoker 等[11]首次將快速成型技術應用于顱頜面外科。他們采集患者影像數據，通過快速成型技術制作出精確的三維仿真生物模型，用于術前模擬。國內歸來等[12]將采集的患者頭顱 CT 數據進行三維重建，利用快速成型技術打印實體模型，然后直接在模型上進行數據測量、手術設計、模擬，制作個性化骨缺損修復體，共臨床修復 26 例嚴重顱頜面創傷患者。
鑒于此，我們提出了基于快速成型技術的數字化矯治器的制作。首先，取得患兒口腔上頜齒槽石膏模型。然后，應用三維激光掃描儀掃描模型，獲得三維數字化齒槽模型數據。在三維模擬平臺上進行虛擬齒槽骨塊移動，結合上頜骨數據庫進行齒槽骨曲度分析，予以個性化骨塊移動軌跡設計。最后，將頜骨逐步移動的不同齒槽骨模型數據導入工作站進行快速成型打印，根據模型形狀，用透明自凝塑料（丙烯酸樹脂）制作相應的口內上頜塑形牙套。
本研究齒槽測量指標比較結果顯示，矯治后兩組患兒齒槽前方裂隙寬度（PP’）均較矯治前明顯縮窄，其中水平裂隙寬度（PP’-x）、矢狀裂隙寬度（PP’-y）與矯治前相比差異有統計學意義，而垂直裂隙寬度（PP’-z）與矯治前比較差異無統計學意義，提示在矯治過程中主要對齒槽進行橫向及矢狀方向的引導，無需過多進行縱向引導，這也避免了由于齒槽骨過度旋轉而發生交錯的可能。矯治后，兩組患兒兩側裂隙緣最前方交角（C1-P）-（C1’-P’）較矯治前明顯增大，健側齒槽近中弧度角（P-C1-T）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P-T）-（T-T’）均較矯治前顯著變小，提示矯治過程中主要是健側齒槽骨移動，健側齒槽骨后方部分可能起到了旋轉支點的作用。兩組患側齒槽近中弧度角（P’-C1’-T’）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P’-T’）-（T-T’）與矯治前相比，差異無統計學意義，提示患側齒槽骨塊的形態在矯治過程中未發生明顯變化。矯治過程中，健側齒槽骨向內彎曲，側方錯位的唇系帶點也逐漸向中線靠攏，矯治后兩組唇系帶點至中線距離（I-Sag）、唇系帶點與后方齒槽基線夾角（I-O）-（O-T）與矯治前比較差異均有統計學意義。兩組矯治期間均有并發癥發生，但發生率比較無顯著性差異。據報道，單側唇腭裂患兒在矯治期間需要接受 13～14 次門診，花費時間較多，也增加了患兒家庭的經濟負擔[13]。而本研究中雖然兩組矯治時間無顯著差異，但試驗組矯治期間門診次數顯著較對照組減少，減輕患兒家庭負擔。
綜上所述，通過數字化模擬唇腭裂矯治過程，設計數字化模型，并采用快速成型技術制備不同治療階段的鼻齒槽矯治器，進行術前矯形獲得的效果，與傳統矯治方法一致。但通過數字化技術進行唇腭裂術前齒槽骨正畸設計，避免了患兒不配合操作制備模型的影響以及依靠醫生經驗調整矯治器的盲目性，同時減少了患兒的復診次數，以更加科學、精確方式進行唇腭裂的術前矯治。
唇腭裂是臨床常見的先天性顱面部畸形之一，據報道我國唇腭裂發病率達 1.62‰[1]。目前唇腭裂公認治療方案為序列治療，即根據患者生長發育不同時期出現的問題進行評價、診斷和治療，依次通過術前矯形、手術修復、口腔正畸、語音訓練、心理輔導等過程，多學科合作，以求取得最佳治療效果。術前矯形是序列治療中的一個重要環節[2]，目前應用最廣泛的矯治器為 Grayson 等[3]提出的術前鼻齒槽矯治器，它主要通過在術前恢復齒槽骨的正常解剖，減輕唇裂修復時手術張力，復原鼻翼軟骨的位置，達到精確對合目的。大量文獻報道，對唇腭裂患兒作早期鼻軟骨齒槽矯治器的治療，可以減少組織移位，有效縮小上唇及上頜骨齒槽的裂隙寬度，同時刺激鼻軟骨生長，改善鼻外觀，降低手術難度，提高手術療效[4-8]。但是，傳統鼻齒槽矯治器治療存在一定缺點。例如，為引導齒槽骨按正常牙弓生長，患者需每 1～2 周就診 1 次，選擇性地進行矯治器材料的增添或減少，并對矯形器進行磨削，使齒槽適應變窄的裂隙寬度。而且這一調整過程，主要由醫生根據其臨床經驗確定，缺乏客觀量化標準。
近年來，計算機數字化模擬和制作技術在臨床得到了廣泛應用。我們采用三維激光掃描技術、計算機輔助設計和制作技術，建立了一套模擬唇腭裂矯治過程的系統。通過將上頜齒槽骨進行區塊分割，模擬矯治過程中移動軌跡，并結合上頜骨數據庫進行牙槽骨曲度分析，緩慢地使齒槽骨靠攏，并設計數字化模型，最終采用快速成型技術，制作不同治療階段的矯治器，以解決傳統鼻齒槽矯治器治療的不足。經上海市第九人民醫院倫理委員會批準，我們將該方法用于 17 例單側完全性唇腭裂患兒術前矯形治療中，并與同期采用傳統鼻齒槽矯治器及矯形方法治療的 22 例患兒進行比較，探討該方法的可行性及療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 一般資料
納入標準：① 單側完全性唇腭裂；② 未合并任何與唇腭裂相關的綜合征；③ 既往未接受治療。2014 年 6 月—2016 年 9 月，共 39 例單側完全性唇腭裂患兒接受術前矯形治療。其中，17 例患兒接受新方法制作的矯治器治療（試驗組），22 例患兒接受傳統矯治器治療（對照組）。所有患兒家屬均簽署知情同意書。兩組均由同一醫師進行矯治器制作和矯形治療。
試驗組：男 9 例，女 8 例；年齡 12～50 d，平均 23 d。左側唇腭裂 11 例，右側 6 例。初始裂隙寬度為（10.86±2.37）mm。對照組：男 11 例，女 11 例；年齡 10～53 d，平均 28 d。左側唇腭裂 13 例，右側 9 例。初始裂隙寬度為（11.23±2.94）mm。兩組患兒性別、年齡、唇腭裂側別、初始裂隙寬度比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。
1.2 鼻齒槽矯治器的制作及治療方法
1.2.1 石膏模型制備
取模前兩組患兒均禁食 4 h，心電監護下，選用形狀、大小合適的特制小托盤（自制自凝塑料托盤），采用 3M 重體硅橡膠材料印模，取模完成后，灌注上頜齒槽石膏模型。
1.2.2 矯治器制備及治療方法
試驗組：通過三維激光掃描系統（Vivid 910；Konica Minolta 公司，日本）采集石膏模型的三維影像，所獲取的數據集通過 Polygon Editing Tool 2.0 系統（PET 2.0；Konica Minolta 公司，日本）疊加每楨圖像，進行除噪、消除陰影、消除層差、平滑等一系列處理，以 STL 文件存儲。隨后將 STL 文件輸出至三維模擬平臺上的圖像處理軟件（Rapid Form 2006；Inus Technology 公司，韓國）進行虛擬齒槽骨塊移動。結合上頜骨數據庫進行齒槽骨曲度分析，予以個性化骨塊移動軌跡設計，分步移動錯位的上頜齒槽骨，每一步移動距離約 1 mm，使健側齒槽骨不斷向患側靠攏，緩慢對齊上頜齒槽骨。將分步模擬移動的齒槽骨模型數據導出，輸入快速成型打印機（Z Corp 公司，美國），打印上頜齒槽石膏模型。最后根據打印出的石膏模型，制備矯治器。見圖 1、2。患兒矯治器戴入后以勺喂養，飲食后取出清洗，定期更換固定膠布。每周更換 1 個矯治器，每周縮窄裂隙寬度約 1 mm。當齒槽裂隙<6 mm 時，于上頜矯治器前端加入鼻撐，末端以樹脂材料包裹鋼絲接觸鼻翼穹隆鼻腔面。矯治過程中上唇部繃帶繼續應用。矯治器須全天佩戴直至行唇腭裂整復術。
圖1
計算機模擬矯治過程中齒槽骨塊移動
Figure1.
Computer simulation of alveolar segment movement
圖2
利用快速成型技術打印上頜齒槽石膏模型，并根據模型制作相應的矯治器
紅色箭頭示模型，藍色箭頭示覆蓋在模型上層的矯治器
Figure2. The fabrication of a series of alveolar casts using RP technology, then NAM appliances were fabricated according to alveolar castsRed arrow indicated an alveolar cast and the blue arrow indicanted the NAM appliance對照組：根據上頜齒槽石膏模型，用透明自凝丙烯酸樹脂制作矯治器，矯形器的前端基托制成連續性牙弓外形，覆蓋整個牙槽嵴和硬腭。患兒每周復診 1 次，就診時根據上頜骨情況在兩側上頜骨生長方向上對矯治器內側面進行磨削，引導上頜骨按正常牙弓生長。另外為適應裂隙變窄，矯治器裂隙處也進行磨削，每周調整約 1 mm。當齒槽裂隙<6 mm 時，于上頜矯治器前端加入鼻撐，末端以樹脂材料包裹鋼絲接觸鼻翼穹隆鼻腔面。矯治過程中上唇部繃帶繼續應用。矯治器須全天佩戴直至行唇腭裂整復術。
1.3 觀測方法
將兩組治療前后的上頜齒槽模型數據，輸出至 Rapid Form2006 圖像處理軟件工作站，選取標記點并測量相關變量。在模型上標定以解剖結構為基礎的標記點：健、患側裂隙緣最前點（P/P’），健、患側齒槽后方腭小凹點（T/T’），健、患側尖牙牙胚近中凹陷點（C1/C1’），健、患側尖牙牙胚遠中凹陷點（C2/C2’），唇系帶點（I），健、患側牙齦溝與遠中凹陷溝相交點（Q/Q’）。以 TT’為 x 軸、TQ 為 y 軸，作一與平面 TT’Q 相垂直的直線為 z 軸，建立一個三維坐標系。TT’中點為 O，過 O 作與 TT’垂直的直線為中線 Sag。見圖 3。
測量指標：① 線性變量，齒槽前方裂隙寬度（PP’）、水平裂隙寬度（PP’-x）、矢狀裂隙寬度（PP’-y）、垂直裂隙寬度（PP’-z）、中間齒槽寬度（QQ’）、后方齒槽寬度（TT’）；② 角度變量，健、患側齒槽前緣與后齒槽基線夾角[（P-T）-（T-T’）、（P’-T’）-（T-T’）]，健、患側齒槽近中弧度角[（P-C1-T）、（P’-C1’-T’）]、裂隙緣最前方交角（C1-P）-（C1’-P’）；③ 中線偏移量，唇系帶點至中線距離（I-Sag）、唇系帶點與后方齒槽基線夾角（I-O）-（O-T）。
圖3
三維模型解剖標志點
Figure3.
Three dimensional surface of a cast with reference points
1.4 統計學方法
采用 SAS10.0 統計軟件進行分析。計量資料以均數±標準差表示，組內矯治前后比較采用配對 t 檢驗，組內比較差異有統計學意義的指標計算其矯治前后差值，并進行組間比較，組間比較采用獨立樣本 t 檢驗；計數資料組間比較采用 χ2 檢驗；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 一般情況
矯治期間，對照組患兒門診檢查（6.9±0.9）次，矯治時間為（108±17）d；試驗組門診檢查（3.3±0.5）次，矯治時間為（94±14）d。試驗組門診次數顯著少于對照組，比較差異有統計學意義（t=6.000，P=0.019）；兩組矯治時間比較差異無統計學意義（t=0.130，P=0.717）。
矯治期間，對照組發生組織皮疹 16 例（72.2%）、黏膜潰瘍 3 例（13.6%）、口內出血 1 例（4.5%）；試驗組發生組織皮疹 11 例（64.7%）、黏膜潰瘍 3 例（17.6%），無口內出血發生。兩組組織皮疹、黏膜潰瘍、口內出血發生率比較，差異均無統計學意義（χ2=0.036，P=0.851；χ2=0.119，P=1.000；χ2=0.000，P=1.000）。對照組 1 例（4.5%）患兒矯治后發生牙槽弓形態呈 T 形不對稱，通過將上頜牙弓擴開并重新引導齒槽骨向生長方向靠攏處理后，不對稱得到改善。試驗組無患兒矯治后外觀不對稱。兩組矯治后不對稱發生率比較，差異無統計學意義（χ2=0.000，P=1.000）。
2.2 矯治前后齒槽測量指標
2.2.1 線性變量
矯治后，兩組齒槽前方裂隙寬度（PP’）、水平裂隙寬度（PP’-x）及矢狀裂隙寬度（PP’-y）均較矯治前減小，比較差異有統計學意義（P<0.05）；垂直裂隙寬度（PP’-z）與矯治前比較，差異無統計學意義（P>0.05）。其中，試驗組矯治前后齒槽前方裂隙寬度、水平裂隙寬度、矢狀裂隙寬度差值分別為（6.90±1.94）、（5.71±2.56）、（3.59±1.32）mm，對照組分別為（7.07±2.11）、（6.41±2.55）、（4.51±1.32）mm，組間比較差異均無統計學意義（t=0.260，P=0.611；t=0.000，P=0.974；t=0.100，P=0.748）。矯治后，兩組后方齒槽寬度（TT’）、中間齒槽寬度（QQ’）與矯治前比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表 1。
表1
兩組矯治前后齒槽裂隙線性變量（mm）
Table1.
The linear variables pre- and post-treatment in 2 groups (mm)
2.2.2 角度變量
矯治后，兩組健側齒槽近中弧度角（P-C1-T）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P-T）-（T-T’）均較矯治前變小，比較差異均有統計學意義（P<0.05）。其中，試驗組矯治前后健側齒槽近中弧度角（P-C1-T）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P-T）-（T-T’）差值分別為（16.23±8.91）、（15.30±6.18）°，對照組分別為（20.00±8.96）、（20.84±7.00）°，比較差異無統計學意義（t=–1.240，P=0.225；t=–13.400，P=0.000）。而矯治后，兩組患側齒槽近中弧度角（P’-C1’-T’）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P’-T’）-（T-T’）與矯治前比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。
矯治后，兩組裂隙緣最前方交角（C1-P）-（C1’-P’）較矯治前增大，差異均有統計學意義（P<0.05）；試驗組及對照組矯治前后其差值分別為（–22.29±9.85）、（–24.63±9.60）°，組間比較差異無統計學意義（t=–0.770，P=0.448）。見表 2。
表2
兩組矯治前后齒槽裂隙角度變量（°）
Table2.
The angular variables pre- and post-treatment in 2 groups (°)
2.2.3 中線偏移量
矯治后，兩組唇系帶點至中線距離（I-Sag）較矯治前減小，差異均有統計學意義（P<0.05）；試驗組矯治前后差值為（2.67±1.28）mm，對照組為（3.00±1.24）mm，比較差異無統計學意義（t=0.020，P=0.883）。矯治后，兩組唇系帶點與后方齒槽基線夾角（I-O）-（O-T）與矯治前比較，差異均有統計學意義（P<0.05）；試驗組矯治前后差值為（–5.42±1.28）mm，對照組為（3.00±1.24）mm，組間比較差異無統計學意義（t=0.700，P=0.491）。見表 3。
表3
兩組矯治前后齒槽裂隙中線偏移量（mm）
Table3.
The midline deviation variables pre- and post-treatment in 2 groups (mm)
3 討論
快速成型技術是在計算機控制下，根據物體的計算機輔助設計模型，通過材料的精確堆積，直接生成三維實體，具有快速、準確以及擅長制造復雜實體的優點[9-10]。目前，該技術已探索應用于臨床諸多領域，并取得一定成效。1992 年，Stoker 等[11]首次將快速成型技術應用于顱頜面外科。他們采集患者影像數據，通過快速成型技術制作出精確的三維仿真生物模型，用于術前模擬。國內歸來等[12]將采集的患者頭顱 CT 數據進行三維重建，利用快速成型技術打印實體模型，然后直接在模型上進行數據測量、手術設計、模擬，制作個性化骨缺損修復體，共臨床修復 26 例嚴重顱頜面創傷患者。
鑒于此，我們提出了基于快速成型技術的數字化矯治器的制作。首先，取得患兒口腔上頜齒槽石膏模型。然后，應用三維激光掃描儀掃描模型，獲得三維數字化齒槽模型數據。在三維模擬平臺上進行虛擬齒槽骨塊移動，結合上頜骨數據庫進行齒槽骨曲度分析，予以個性化骨塊移動軌跡設計。最后，將頜骨逐步移動的不同齒槽骨模型數據導入工作站進行快速成型打印，根據模型形狀，用透明自凝塑料（丙烯酸樹脂）制作相應的口內上頜塑形牙套。
本研究齒槽測量指標比較結果顯示，矯治后兩組患兒齒槽前方裂隙寬度（PP’）均較矯治前明顯縮窄，其中水平裂隙寬度（PP’-x）、矢狀裂隙寬度（PP’-y）與矯治前相比差異有統計學意義，而垂直裂隙寬度（PP’-z）與矯治前比較差異無統計學意義，提示在矯治過程中主要對齒槽進行橫向及矢狀方向的引導，無需過多進行縱向引導，這也避免了由于齒槽骨過度旋轉而發生交錯的可能。矯治后，兩組患兒兩側裂隙緣最前方交角（C1-P）-（C1’-P’）較矯治前明顯增大，健側齒槽近中弧度角（P-C1-T）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P-T）-（T-T’）均較矯治前顯著變小，提示矯治過程中主要是健側齒槽骨移動，健側齒槽骨后方部分可能起到了旋轉支點的作用。兩組患側齒槽近中弧度角（P’-C1’-T’）、齒槽前緣與后齒槽基線夾角（P’-T’）-（T-T’）與矯治前相比，差異無統計學意義，提示患側齒槽骨塊的形態在矯治過程中未發生明顯變化。矯治過程中，健側齒槽骨向內彎曲，側方錯位的唇系帶點也逐漸向中線靠攏，矯治后兩組唇系帶點至中線距離（I-Sag）、唇系帶點與后方齒槽基線夾角（I-O）-（O-T）與矯治前比較差異均有統計學意義。兩組矯治期間均有并發癥發生，但發生率比較無顯著性差異。據報道，單側唇腭裂患兒在矯治期間需要接受 13～14 次門診，花費時間較多，也增加了患兒家庭的經濟負擔[13]。而本研究中雖然兩組矯治時間無顯著差異，但試驗組矯治期間門診次數顯著較對照組減少，減輕患兒家庭負擔。
綜上所述，通過數字化模擬唇腭裂矯治過程，設計數字化模型，并采用快速成型技術制備不同治療階段的鼻齒槽矯治器，進行術前矯形獲得的效果，與傳統矯治方法一致。但通過數字化技術進行唇腭裂術前齒槽骨正畸設計，避免了患兒不配合操作制備模型的影響以及依靠醫生經驗調整矯治器的盲目性，同時減少了患兒的復診次數，以更加科學、精確方式進行唇腭裂的術前矯治。
