拔牙后牙槽骨改建常常引起牙槽骨水平骨厚度和垂直骨高度降低，牙槽骨吸收可导致牙种植区无法获得充足的骨厚度和骨高度，影响种植体的植入和种植义齿的长期稳定。引导骨再生(guided bone regeneration，GBR)技术已经成功应用于种植区水平和垂直骨增量，获得了较为满意的临床效果。GBR技术的关键是屏障膜的应用。
常用的屏障膜分为可吸收膜和不可吸收膜。可吸收膜包括胶原膜和富血小板纤维蛋白(platelet-rich fibrim，PRF)等，不可吸收膜包括聚4氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、钛条强化的聚4氟乙烯膜(titanium-reinforced PTFE)、钛网(titanium mesh)等。
由于具有高强度维持新骨重建空间、低密度、抗腐蚀和生物相容性，钛网广泛应用于牙槽骨的骨重建中，但是钛网暴露，以及引起感染是钛网应用于牙槽骨重建中的主要并发症。计算机辅助设计制作(CAD/CAM)的个性化钛网，通过提前制作适用于病人的个性化钛网，避免了术中弯制和边缘锐利，降低了钛网并发症的发生。
近年来，通过计算机软件设计，虚拟实验室手术，应用选择性激光溶解(selective laser melting，SLM)技术3D打印的个性化钛网(3D printed individual titanium mesh，3DPITM)在临床上成功应用于牙种植区水平和垂直严重骨缺损的牙槽骨重建。本文对3D-PITM 在牙槽骨水平和垂直骨重建中的研究进展进行综述。
1.钛网的厚度和孔隙度
钛网具有良好的机械性能，其刚度可为新骨重建提供空间支撑，其稳定性可在创口愈合过程中维持骨移植材料的体积，其弹性可减轻口腔黏膜在咀嚼过程中对新骨的压迫。由于具有良好的可塑性，通过弯制和成形，钛网可适应各种牙槽骨骨缺损的重建，并为牙槽骨水平骨厚度和垂直骨高度的修复提供足够的空间支撑和屏障。
钛网的厚度和孔隙度是影响钛网机械性能的关键因素。钛网的厚度可影响GBR新骨形成的总量，而钛网的孔隙度可影响钛网下骨组织和软组织形成的比例。目前应用的钛网厚度在0.1~0.6mm，其中厚度为0.2mm的钛网最为常用。这一厚度的钛网具有足够的刚度以维持新骨成骨空间和保护骨移植材料，同时具有一定的弹性可以缓冲牙龈的压迫，减少软组织的破裂。
牙槽骨缺损范围的大小也影响钛网的厚度，随着牙槽骨修复面积的增加，钛网的厚度适当增加以维持足够的修复空间。钛网厚度的增加常伴有钛网弹性降低和边缘锐利，容易引起黏膜破裂。研究表明100~200μm 是重建大面积骨缺损的理想厚度。3D-PITM 的厚度一般与普通钛网的厚度类似，以200~400μm 厚度多见。3D-PITM 的表面一般不做处理，光滑处理的的钛网表面不利于成纤维细胞黏附和创口愈合。
钛网孔隙度在牙槽骨缺损区建立血供和促进代谢方面发挥重要作用。没有孔隙的钛网不利于成纤维细胞黏附，常常在创口愈合早期就发生裂开和钛网暴露。但关于钛网的孔隙大小和新骨形成之间的关系尚处于争论中。钛网的孔隙很难获得选择性细胞隔离，软组织常在钛网下生长。
研究结果显示，1.2mm的钛网孔隙比0.6mm 的钛网孔隙更促进钛网下新骨形成并有效预防软组织生长。同时有研究发现，>2mm 孔隙的钛网比小孔隙钛网更容易促进钛网下新骨表面软组织的生长。CAD/CAM 制作的个性化钛网和3D-PITM 也应考虑孔隙的大小，较大孔隙的个性化钛网和3D-PITM也常有钛网下软组织生成过多的报道。3D-PITM 孔隙大小不一，1~3mm 均有报道，孔隙的形态也不同，常见的有圆形、亚葫芦形、三角形和六边形等。
2. 3D-PITM 的成骨性能
钛网表面的氧化层TiO2具有抗腐蚀和促进新骨生成的作用。在所有的屏障膜中，钛网是唯一的金属屏障膜，具有出色的机械性能和生物学性能，能够提供良好的血供、稳定的成骨空间维持和可预期的成骨效果。研究发现，应用可吸收屏障膜重建牙槽骨可获得(2.77±1.97)mm的垂直骨增量，而应用钛网作为GBR的屏障膜，可获得(4.56±1.74)mm的垂直骨高度。
在应用钛网重建牙槽骨缺损的过程中发现，在新骨的表面和钛网下有一层1~2mm的称做假骨膜的软组织，是由于钛网的孔隙不能隔绝成纤维细胞的长入而形成的软组织层。假骨膜具有保护骨移植材料，预防移植材料感染和防止骨移植材料吸收的作用。假骨膜形成的厚度与钛网孔隙大小、钛网暴露的面积和暴露的时间有关。临床上，通常在牙槽骨新骨重建后、3D-PITM 取出的同时去除假骨膜。
3D-PITM 由于具有良好的空间维持作用和屏障功能，能够对抗口腔黏膜和肌肉的挤压，钛钉的固定使新骨形成空间更加稳定，为钛网下新骨的形成提供足够的空间支撑。应用3D-PITM 作为GBR屏障膜形成可预期的新骨体积，可以进行同期或延期种植体植入。在延期种植体植入时，应用钛网进行GBR可获得水平骨增量4~5mm，垂直骨增量5~7mm。而应用钛网与种植体植入同期进行，可获得平均3~4mm 的水平和垂直骨增量。应用钛网延期种植体植入获得的水平和垂直骨增量较同期种植体植入更为稳定。
3. 3D-PITM 的设计与制作
应用3D-PITM 进行GBR时，术前首先需要进行口腔锥形束CT扫描，获得患者颌骨的医学数字成像和通信(digital imaging and communications inmedicine，DICOM)格式数据，输入模拟研究软件进行3D重建，并以STL文档输出。将适宜的牙齿模型、种植体模型和重建后的3D模型转移到制作软件，模拟牙槽骨修复与种植体植入，虚拟种植体植入到预想的位置。
应用软件虚拟重建牙槽骨缺损，在虚拟重建的牙槽骨表面增加1mm 的厚度，用于容纳3D-PITM。3D-PITM 的厚度一般为0.4mm，孔隙1~3mm。孔隙的形态可设计成圆形、亚葫芦形、三角形和六边形等。钛网的边缘应避免接触重要的解剖结构，如颏神经孔、血管、邻牙等，应距离这些解剖结构至少2mm。最后，设计好的3D-PITM输出到3D打印设备，应用选择性激光溶解技术和医学级钛合金粉末(Ti6Al4V)打印出3D-PITM。打印出的3D-PITM经过抛光处理，厚度有所减少。然后将3D-PITM 高温高压消毒，准备临床应用。
4. 应用3D-PITM GBR的手术过程
局部浸润麻醉下，植入区牙槽嵴顶切开，距离3D-PITM 近远中1~2个邻牙做2个松弛切口。翻起全厚粘骨膜瓣，显露术区，钻穿髓滋养孔开放骨髓，增加血供。试戴3D-PITM，检查是否与植骨区边缘贴合。局部应用取骨钻收集自体骨屑，按1∶1混合自体骨屑和骨移植材料，植入到3D-PITM 与牙槽骨之间，填满，压实，3~5个钛钉固定，双层可吸收屏障膜覆盖。
按照Urban教授香肠技术的粘骨膜松弛缝合原则进行骨膜切开、减张，进行黏膜瓣的钝性分离，充分减张后水平褥式和垂直褥式缝合与间断缝合相结合，使黏膜瓣在无张力的情况下外翻对位缝合。
术后常规应用抗生素，氯己定漱口。术后2~3周拆线，术后1月复诊，检查创口是否裂开。如发现裂开应及时处理。术后愈合6~9个月，拍CBCT检查3D-PITM 下新骨的形成情况。在获得充足水平骨增量或/和垂直骨增量的情况下，进行数字化以修复为导向的牙种植体植入。
5. 3D-PITM 的并发症及防治
钛网的主要并发症发生在创口愈合期间，主要是创口裂开、钛网暴露和感染。由于钛网的硬度较高，在弯制和切割修整钛网边缘时易形成锐利的边缘，以及在咀嚼过程中食物对钛网表面的口腔黏膜的压力作用，容易刺破口腔黏膜，暴露钛网，有时出现感染。由于医生临床经验的不同，据报道钛网的暴露率在20%~66%。
暴露的钛网常常引起局部感染，早期的钛网暴露可引起假骨膜增厚，骨移植材料丧失，甚至GBR手术失败。过早暴露的钛网可导致重建新骨的丧失，造成水平和垂直骨增量不足，不能满足种植体植入的需要。
3D-PITM 利用数字化手段，通过虚拟现实技术实现种植区新骨的重建，因而设计制作的3D-PITM边缘与骨缺损区贴合，3D-PITM 的边缘一般不需要修剪，不会形成锐利的边缘，降低了钛网暴露和创口裂开的风险。
随着GBR香肠技术的广泛推广，大面积骨缺损修复重建的软组织缝合技巧也得到了广大种植医生的认可和应用，3D-PITM 作为GBR技术的屏障膜植入牙槽骨缺损区后，香肠技术软组织缝合技巧的应用使植入区的牙槽嵴顶黏膜始终处于无张力状态，改良水平褥式和垂直褥式+间断的缝合方法减少了3D-PITM 植入后创口裂开的风险，3D-PITM植入区软组织裂开和钛网暴露的发生率明显下降，新骨的形成更加有可预期性。
尽管3D-PITM 也存在需要二次手术取出钛网和重建后新骨吸收的缺点，通过牙种植体植入的同时取出钛网也变得简单，常常不需增加额外的切口。通过6~9个月的新骨重建和改建，使新骨形成更加成熟。封闭严密、血供丰富、空间维持良好的3D-PITM骨增量技术减少了感染和骨吸收的风险，使通过获得的骨增量更加可靠。
6. 3D-PITM 重建术后骨增量与术前预期的比较
有研究通过应用Materialize 3-matic软件，计算3D-PITM 模型、术后GBR效果和种植体植入后新骨体积的变化差异，了解种植体植入后骨增量的最终体积与3D-PITM 内容积和GBR新骨生成后的体积改变。经过10~18个月的随访，16个骨增量部位获得稳定的新骨体积变化在(-77.88±44.23)mm3，种植体平台垂直骨吸收平均为(-0.09±0.17)mm (95%CI：0.01~0.18mm)，水平骨吸收平均为(0.41±0.27)mm (95%CI：0.27~0.55mm)。重建3D模型，在虚拟的3D-PITM与GBR后骨量和种植后的骨量最大差异分别达到3.37mm和3.44mm。GBR后的新骨轮廓与种植后的新骨轮廓的平均差异约1mm。
上述新骨轮廓差异的出现与3D-PITM 的准确植入有关。有研究发现，由于临床操作精准性不同，在16个3D-PITM 骨增量部位，仅有25%做到了准确对位植入，而多数的钛网植入发生了位置偏移，甚至偏移达到2mm。
由于成纤维细胞通过钛网孔隙的侵入和钛网的微动，3D-PITM 下的假骨膜占据0~2mm 的成骨空间，影响了新骨轮廓和体积。
3D-PITM 植入后创口的早期裂开和钛网的早期暴露也会导致假骨膜厚度的增加和新骨形成减少，都是影响最终新骨轮廓的因素。
7. 3D-PITM 暴露的影响因素与防治
应用3D-PITM 修复牙槽骨严重水平和垂直骨量不足的常见并发症是钛网的暴露。尽管受到创口裂开和钛网暴露的影响，3D-PITM 作为GBR的屏障膜修复大范围牙槽骨三维骨缺损的效果并未受到影响。影响3D-PITM 暴露的的影响因素主要有以下几方面：
7.1 性别与3D-PITM 暴露的关系。临床研究显示，男性患者与钛网暴露的关系明显，应用3D-PITM骨增量后钛网暴露的发生率明显高于女性。男性患者3D-PITM 植入术后需要特殊的医嘱和术后护理。
7.2 PRF与3D-PITM 暴露的关系。在3D-PITM修复牙槽骨严重三维骨缺损的同时，应用A-PRF和FFG，钛网暴露和黏膜裂开的发生明显减少。Torres等报道，应用钛网作为对照组钛网暴露的发生率为28.5%，而应用钛网的同时覆盖PRF组则没有钛网暴露的发生。PRF可以明显促进钛网植入后软组织的愈合，降低钛网的暴露发生率，从而促进钛网下可预测新骨的形成。
7.3 创口的缝合技巧与3D-PITM 暴露的关系。3D-PITM 的修复位置和大小并不影响钛网的暴露，适宜的创口软组织处理在预防3D-PITM 的暴露和创口的裂开方面发挥重要作用。精细的切口设计、仔细的黏骨膜瓣掀起和初期无张力严密缝合是预防创口裂开和钛网暴露的关键。
7.4 黏膜分型与3D-PITM 暴露的关系。薄龈型比厚龈型在钛网植入过程中更难处理，容易形成瘢痕和黏膜破裂，导致钛网暴露。
7.5 外科夹板和绷带包扎与3D-PITM 暴露的关系。研究显示，钛网植入术后应用外科夹板与绷带包扎可以减轻局部张力，有利于创口愈合，预防创口裂开，减少钛网暴露的发生。
7.6 其他影响3D-PITM 暴露的因素。临床研究表明，没有证据显示年龄和牙周病与钛网的暴露及黏膜裂开有关。尽管吸烟和糖尿病是影响软组织愈合的重要因素，但是尚无研究发现吸烟和2型糖尿病与钛网的暴露有关。
8.总结与展望
通过数字化软件设计，虚拟重建牙槽骨缺损和选择性激光熔解技术打印出3D-PITM，除了具有普通钛网的机械性能和生物学性能外，还具有钛网边缘与植入区骨边缘密合、钛网边缘光滑、不需要弯制和切割的优点，同时严重牙槽骨骨缺损GBR缝合技巧的提高，均降低了软组织在钛网植入后裂开和钛网早期暴露的发生率，同时也降低了感染风险，提高了成骨效果。
通过3D-PITM 在牙种植区严重三维骨缺损重建中的应用，对3D-PITM 厚度、孔隙度和形态的不断探索，以及3D-PITM 植入后影响钛网暴露因素的研究和防治，可为牙槽骨大面积严重萎缩的新骨重建提供稳定的成骨空间和可预测的水平骨增量和垂直骨增量，为严重萎缩牙槽骨患者的口腔种植义齿的长期稳定提供可靠的新方法，同时也为颌骨及颅颌面骨缺损修复与重建提供新的方法。
