数字化技术在自体牙移植术中的应用进展

    自体牙移植（autotransplantation of teeth，ATT）是一种修复牙列缺损的外科治疗方法，通过将阻生、错位、无功能的牙齿从一个位置移植到同一个体的另一位置，使其在新的牙位上生存，以替代缺失牙的生理功能。
    自1728年Fauchard在其《LeChirurgien Destinste》一书中首次提出以来，ATT临床方案已日趋成熟。与种植、固定修复技术相比，ATT修复方案具备维持牙槽骨的骨量、恢复正常的本体感觉、耐受正畸力等优势，尤其适用于青少年患者。系统回顾表明，ATT的总成功率为89.68%，与十年的种植牙相当。然而，尽管文献报道的ATT的成功率较高，但由于其技术敏感性高，其在临床应用并不十分广泛。
    为了降低ATT临床操作的难度，降低技术敏感性，学者们开发了一种低剂量锥束计算机断层扫描（CBCT）和3D打印供牙模型引导的手术计划和转移技术。这些数字化技术的运用使ATT术前评估和治疗更加有效和准确，有效减少了自体牙移植过程中额外的口腔暴露时间，确保供牙和受区牙槽窝之间的最佳匹配性，可有助于降低移植牙牙根吸收，促进移植牙愈合过程，提高自体牙移植的成功率和存活率。
    1.影响ATT预后的主要因素
    有学者将ATT成功明确定义为移植牙出现牙髓血运再生，或经成功的牙髓治疗后牙周愈合无牙根外吸收，以及牙槽突正常发育。不良预后主要包括移植后的牙根替代性吸收、感染性吸收以及牙根骨性结合。研究表明，ATT的预后主要受下列因素影响。
    1.1供牙牙根发育程度：供牙牙根的发育状态是影响移植牙预后的主要因素之一。Kugelberg等在长达4年的病例随访中发现牙根未发育完成者和已发育完成者ATT术后成功率分别为96%和82%。若供牙为牙根未发育完全的年轻恒牙，根管口开放且Hertwig上皮根鞘保持完整，移植后可诱导牙髓血运重建、牙周韧带（periodontal ligament，PDL）正常发育以及牙根的继续发育，移植牙的预后更好。
    Andreasen等认为根尖口大于1mm、牙根发育长度在1/2～2/3的年轻恒牙是供牙的最佳选择。虽然根尖未闭合的牙齿具有较高的成功率和较低的并发症发生率，但具有完整牙根形成的第三磨牙，甚至是多生牙，也可以用作供牙。随着牙根的发育成熟，移植牙牙根吸收的风险可能会提高。因此，在自体牙移植术中，对于供牙牙根的选择非常重要。
    1.2供牙牙周膜状态：牙周膜由含有细胞、神经和血管的五个纤维连接组织组成，在调节牙齿移动期间发生的骨重建中起着关键作用。ATT术后，移植牙的牙周膜调控周围的骨改建过程。活性的牙周膜干细胞可以向成纤维细胞、成骨细胞及成牙骨质细胞分化。分化的成牙骨质细胞在牙根周围形成骨质，有助于维持牙槽骨外形且利于牙齿萌出。因此保持牙周膜细胞活性是维持骨量、促进牙槽骨的继续生长的关键因素，直接影响ATT预后。
    有研究表明，移植牙牙周膜的损伤是术后牙根吸收的主要原因，并且当牙周膜在移植过程中损伤超过25%时，移植牙术后出现炎性吸收的概率会显著增加，特别是在未成熟的供牙中，重要的根尖结构损伤可能导致牙髓坏死，缺乏牙髓血运重建和牙根发育停滞，导致手术失败。所以在ATT术中，保护好供牙牙周膜是移植成功的关键因素。
    1.3供牙离体时间及供牙牙根与受植牙槽窝的匹配度方面：研究表明，当供体牙离体时间在15min以内，才能够保证可接受的临床成功率。供牙离体时间小于15min能有效提高移植牙的存活率，小于1min能显著降低牙髓坏死的风险。传统移植方法拔下供牙后，牙槽窝需要进行一些修改，以便有效固定供牙。如果牙槽内隔膜干扰了供牙的固定，则需要将其移除，然而多次调试易导致供牙牙根创伤性压迫损伤牙周膜且增加了供牙的离体时间。
    影响供牙牙周膜的另一个重要因素是供牙牙根表面与牙槽窝之间的匹配性，需达到良好的匹配才易形成良好的牙周膜愈合。在人工牙槽窝预备过程中，当供牙牙根表面与受牙区牙槽窝间隙在1mm以内时，纤维状骨可迅速增生；但当间隙为3～5mm时需要数周才能恢复，而当间隙达到5mm以上则需要更长的愈合时间，甚至会增加失败的几率。目前有研究显示供牙与受植区之间的最佳距离是0.5～1.0mm。
    1.4术后供牙根管牙髓的状态：除上述主要因素外，移植牙根管治疗也在一定程度上影响预后。根管闭锁是移植术后和牙髓血运重建术后的常见现象。随着牙根部逐渐发育成熟，血运重建和牙髓愈合的可能性会降低，直径大于1mm的根尖孔可显著降低牙髓坏死的风险。但根尖孔闭合者（＜lmm）移植术后牙髓再血管化的可能性低，最终发生坏死，需进行牙髓治疗清除坏牙髓组织，防止牙髓组织坏死崩解物及内毒素等游离根周，造成根周炎甚至牙根吸收。
    文献中的大多数报告都报道了选择性牙髓治疗具有闭合根尖或完全牙根形成的牙齿，尤其是成年患者。这与发育不成熟根尖的处理方法相比，后者的共识似乎是监测并允许潜在的牙髓愈合。因此目前的ATT方案中提倡对恒牙进行完善的根管治疗，但目前对根管治疗的时机尚无明确的结论。此外，Yoshino等分析了年龄对自体牙齿移植的影响，发现患者年龄越小，自体牙齿移植的成功率越高，相比较55～69岁组的成功率较低。
    Gonnissen等也认为年龄越小成功率越高，并认为这可能是因为年轻患者自愈能力更强。ATT预后主要受供牙牙根发育情况，移植过程供牙牙周膜状态、供牙离体时间及供牙与受区牙槽窝匹配度、移植牙是否行根管治疗等因素影响。在传统ATT术中，一般利用二维的影像学资料设计ATT手术，供牙的拔除、待植区的牙槽窝洞的制备以及供牙的植入过程主要依赖医生的临床经验。
    由于供牙与牙槽窝形态的匹配需要进行多次尝试并制备，临床操作过程中需要反复试植入、修整，延长了供牙离体时间，损伤牙周膜活性，增加污染风险。这种医源性损伤是限制ATT临床应用的主要原因，也是影响ATT术后的关键因素。为增加匹配性、减少传统ATT技术中的医源性损伤，学者们尝试将CBCT以及3D打印技术用于自体牙移植，利用3D打印的模型牙指导ATT手术过程，以期减少供牙牙周膜的损伤，降低ATT的技术敏感性。
    2.数字化引导下ATT修复技术
    目前，随着CBCT在口腔临床上的广泛应用，其在推动口腔数字化方面起到关键作用，同样给数字化下的ATT术带来无限可能。3D打印技术是基于计算机辅助设计模型数据，通过材料逐层累加，或分层切割后粘接的方法制造形成物体的三维模型。结合CBCT获取的患者口腔三维立体数据，使用该技术能制造出口腔内任意牙齿及其他部位的树脂、金属或其他材料模型，该个性化制定的特点可以帮助口腔医生更精准和个体化地完成多种口腔相关治疗。
    与传统方法相比，口腔CBCT引导的方法在受植区的准备过程中非常有用，因为它最大限度地减少了对牙周膜和Hertwig根鞘的创伤，减少了供牙的额外口腔时间，并提高了手术的预测能力。越来越多的研究表明，基于CBCT数据的3D打印模型是一种经济有效的方法，可以减少手术时间和对供牙的潜在医源性损伤。目前，CBCT及3D打印技术已经成功应用于ATT。
    2.1数字化引导下ATT过程：术前利用CBCT检查，获得牙列及牙槽骨的三维信息，综合评估供牙的解剖形状、供牙根的发育、待植区牙槽骨的尺寸以及供牙和待植区形态的匹配性，设计非创伤性供牙拔除方案，并通过3D打印技术制作等比例供牙模型，利用3D打印供牙模型在受区设计理想的移植手术方案。根据术前评估，拔除待植区患牙后，利用3D打印模型进行试植入，检查牙槽窝制备的精度，至供牙模型与受区牙槽窝达到良好的匹配，确保供牙能合理就位后再进行供牙的拔除以及移植。
    2.2数字化引导下在ATT术中的应用优势
    2.2.1数字化技术辅助设计治疗方案：术前数字化检查完善治疗方案的设计。术前CBCT可以获得完善的牙列及牙槽骨信息，有助于根据牙齿形态选择最合适的供牙，还可以在手术过程中显示理想的三维位置和所需的牙槽窝的大小；此外，还可以评估拔除供牙的难易程度并制定合适的微创拔除方案，减少拔牙过程对供牙牙周膜的损伤。
    数字化技术减少手术时间：数字化引导下ATT技术可以显著降低供牙离体时间，最大限度保持牙周膜活性，降低感染的风险。利用3D打印的模型牙指导并检查受植区牙槽窝的制备，可以实现供牙的即拔即植，有效缩短供牙的离体时间，保护牙周膜的活性。Verweij等报告利用数字化技术，供牙的离体时间可控制在1min以内。Shahbazian等的病例对照研究结果也表明，数字化引导下的ATT手术中供牙的平均离体时间小于1min，而传统ATT方案则需要3～10min。
    2.2.2数字化技术降低手术难度：数字化引导下ATT技术可以降低牙槽窝制备难度，减少试植入次数，避免试植入过程中对牙周膜的机械挤压损伤。传统移植方法拔下供牙后，需用供牙与牙槽窝反复调试，一方面延长了手术时间，同时导致供牙牙根创伤性压迫损伤牙周膜，降低了自体牙移植的成功率。
    朱肖雪等发现传统ATT牙槽窝预备时间最长为29min，最短为10min，而在利用供牙模型指导的情况况下，牙槽窝预备的难度降低，牙槽窝预备时间明显减少（最长为17min，最短为7min）。且利用数字化模型牙进行试植，供牙最少仅需经历1次植入过程，最大限度的避免了对牙周膜的机械损伤，从而提高ATT预后。
    2.2.3数字化技术提高手术精度：数字化引导下ATT技术可以提高植入精度及匹配性。在传统ATT的手术中，为避免供体牙试就位时机械挤压牙周膜，往往将牙槽窝预备的比实际所需要的大，虽然有利于移植牙的就位，但供牙牙根与牙槽窝距离过大既增加了牙槽骨预备手术创伤，又不利于移植牙的初期稳定及后续愈合。
    数字化技术不仅可以实现牙槽窝精准预备，同时可以在不损害供牙的情况下通过复制来确定移植的植入位置和角度，极大提高了自体牙移植过程的精准度、方便性和可控制性，降低了临床技术敏感性。研究显示，通过利用数字化技术，供牙牙根表面与受区牙槽窝的平均距离为（0.76±5.44）mm，术后6个月移植牙成功率为96.67%，存留率100%；而传统手术组的平均距离为（1.31±0.16）mm，成功率为90.00%，存留率96.78%。显然，数字化引导的ATT技术可以显著提高提高植入精度以及手术预后。
    综上，在CBCT指导及3D打印供牙模型的帮助下进行自体牙移植，可有效缩短供牙离体时间，减少牙周膜损伤，提高植入的精度，明显提高了自体牙移植手术的成功率。数字化技术应用于自体牙移植，显示出良好的预后效果，同时降低了临床手术难度，提高了治疗结果的可预测性，值得临床推广应用。
    但CBCT扫描、数据处理、原型3D打印、光学重新扫描以及随后的CAD分析也会增加术前准备步骤，且治疗的效果与扫描、3D打印的精度密切相关。数字化技术的运用给ATT带来了极大的便利，但是数字化引导下ATT技术尚不成熟，如何简化繁琐的术前数字化准备工作，提高供牙模型的精确度，选择合适的供牙模型打印材料，控制数字化技术的成本等，是口腔齿槽外科学者需要进一步研究的课题。