Effect of metal sleeve integration on implant placement accuracy using additively manufactured tooth-supported surgical guides: an in vitro study

当牙医需要用人工牙根替换缺失的牙齿时，这项手术依赖于极高的精准度。目标是将一个类似螺钉的植体以特定的角度和深度植入颌骨，并使其与患者的咬合完美对齐。为了实现这一目标，许多外科医生会使用在电脑上创建的数字化方案，然后通过一个定制的模板（即导板）将其转移到患者口中。这种导板套在剩余的牙齿上，并通过孔洞引导钻头精确到达电脑设定的位置。多年来，制作这些导板的标准方法是打印一个塑料模具，并在孔洞中插入细小的刚性金属管。这些金属管作为钻头的耐用通道，理论上可以防止塑料磨损或钻头发生晃动。然而，添加这些金属部件使得导板成本更高、制造难度更大，有时在口腔狭窄的空间内也难以适配。这引发了牙科界的一个实际问题：金属管对于保持钻头路径真的必要吗？还是说完全由打印塑料制成的导板也能同样出色地工作？

马德里欧洲大学的研究人员通过在受控的实验室环境下对两种设计进行对比测试，试图回答这个问题。他们并没有在人类患者身上进行这项实验。相反，他们制作了三十二个完全相同的真人上颌树脂模型，每个模型都缺失了一颗后牙。这些模型是根据真实患者的口腔数字扫描生成的，确保了每次测试都具有完全相同的解剖形状。研究小组将这些模型分为两组。第一组使用的是完全由特殊生物相容性塑料打印的手术导板，其钻孔直接由打印机成型。第二组使用的导板外观相同，但包含了传统植入其中的金属管。两组导板均由同一个电脑方案设计，并使用同样的高分辨率3D打印技术制造。

实验过程中，由一名外科医生向所有三十二个模型植入牙科植体。医生在每个模型上的操作步骤完全一致，利用导板引导钻头，随后植入标准植体。植体植入完成后，研究人员再次对模型进行扫描，以观察植体最终的位置与电脑方案预设位置之间的偏差。他们从三个维度测量了差异：植体顶端在水平方向上偏离预定位置的距离、垂直方向上的距离，以及植体相对于方案倾斜的角度。

结果显示，金属管并未提供可衡量的精度优势。完全由塑料制成的导板表现得与带有金属套管的导板一样出色。在观察植体的水平位置时，纯塑料导板的中位偏差为0.36毫米，而带金属套管的导板中位偏差为0.28毫米。这一微小差异在统计学上并不显著，意味着它可能由偶然因素引起。同样，对于垂直位置，塑料导板的偏差中位数为0.53毫米，而金属导板为0.63毫米，这一差异同样不显著。甚至连通常最难控制的植体角度也未显示出实质性差异：塑料导板平均偏离方案8度，而金属导板偏离10度，研究人员认为这一差距并不具有实际意义。

这些发现表明，坚硬的金属管并不是确保钻头保持轨迹的唯一方式。研究表明，通过现代3D打印技术制造的精心设计的塑料导板，可以达到与传统的金属增强版本相同的精度水平。这并不意味着金属管毫无用处或永远不再被需要，但它表明对于这类特定类型的牙支撑导板，金属组件并不会显著改善最终结果。研究人员指出，两类导板仍然存在一些微小的误差，这是预料之中的，因为整个过程涉及多个环节——从最初的电脑扫描到最后的钻孔——每一个步骤都会增加一点不确定性。然而，塑料导板能与金属导板匹配这一事实表明，只要遵循严格的规划和制造协议，牙医或许能够通过使用不含金属套管的导板来简化工作流程并降低成本。

重要的是要记住，这项研究是在树脂模型上进行的实验室研究，而非在活体人类口腔中进行的。研究人员控制了诸如唾液、骨密度和患者运动等变量，而这些都是真实手术中存在的因素。因此，尽管结果令人鼓舞，但它们仅适用于所测试的具体条件。该研究证实，在这些受控环境下，金属套管不会改变植入位置的准确性。目前，选择塑料导板还是金属套管导板，可能更多取决于其他因素，例如患者口腔内的可用空间或诊所使用的特定设备，而非由于两者在植入精度上有保证性的差异。这项工作为长期以来认为在引导式牙科手术中必须使用金属才能保证精度的假设，提供了一个基于数据的清晰替代方案。