栅栏技术用于局部三维骨增量 —技术概述与病例汇报 （1）

摘要

本研究提供一种全新的骨重建技术，该技术基于局部三维方向上硬组织增量的引导骨再生术。这种两步法技术利用内固定钛板和胶原膜形成了一个类似于一个栅栏结构的物理屏障，覆盖由脱蛋白牛骨骨基质和取自口内的自体骨混合而成的骨移植生物材料。6名患者纳入治疗。术后6个月显示，骨量增953mm，垂直向平均最大线性骨增量达6.75mm。再生区域组织学分析发现存在紧凑的新骨形成，且没有炎症迹象。总共植入13颗种植体。种植体周边缘骨水平，植入时为0.94mm，术后6个月的1.30mm。病人对疗程满意，未观察到任何并发症。

对于没有足够骨量进行种植体植入的病人，可以进行骨增量手术。骨增量手术可分为两大类：水平骨增量（增加受体骨宽度）和垂直骨增量（增加受体骨高度）。

在许多情况下，需要水平和垂直骨增量技术相结合。这些三维骨缺损可通过引导骨再生（GBR）、牵张成骨、从口内或口外供区获得的自体骨移植物内置式或外置式植骨，以及一系列其他技术治疗。然而，这些技术通常伴随着高并发症发生率、高额费用和病人术后不适。在口腔外供体区出现的并发症和不适曾有报道。Szabò 等人报道的病例中，一例病人从髂嵴获取自体骨导致股外侧皮神经分布区域永久性感觉丧失，两例病人需要长期伤口引流。口内供区并发症发生率和严重程度更低。

从系统回顾中获得的数据显示，GBR 是一种可预测的技术，可以增加骨萎缩区的骨量以植入种植体。在GBR 中，屏障膜结合各种移植物材料，如自体骨、同种异体骨、异种骨和人工合成骨移植物材料，常用于垂直骨增量。

最近一项随机对照实验的结果表明，与单纯的下颌骨块移植相比，在下颌骨块移植物周围和上方添加牛骨矿物质，并以胶原屏障可以减少移植物在愈合过程中的吸收。

在无牙区进行垂直牙槽嵴增量时，联合应用自体骨块与屏障膜已报道有效，但很少有报道应用颗粒移植物进行垂直向骨增量。

最近有一种GBR 的新方法，被称为“栅栏技术”，它通过塑形一个内固定板来创建一个空间，这个空间基于预先计划的骨增量区的形态体积。“栅栏”为集聚的骨移植物颗粒提供了稳定的空间，并支持上方覆盖的胶原膜。这种两步法技术可以在水平和垂直方向上形成大量的再生骨，而患者的不适程度相对低，这一技术已经被建议应用于重度萎缩的上颌骨无牙颌病例。

栅栏技术可以应用于部分无牙患者的上颌或下颌的局限型骨缺损，当这些区域的解剖形态或患者修复需求不允许使用短的或倾斜的种植体。

本研究的目的是阐述一种原始栅栏技术的改良技术，用于局部的三维骨增量。

方法与材料

本研究的合适参与者是需要进行种植治疗的18岁或以上的成年人，下颌骨或上颌骨存在极度萎缩的局部无牙颌牙槽嵴。患者的病史无手术治疗的全身或局部禁忌症。本研究是完全按照伦理原则进行的，包括赫尔辛基宣言，每个参与者都根据这些原则签署书面同意书。

外科手术：局部栅栏技术

对6 例采用局部栅栏技术治疗的患者进行了静脉镇静下的两步法手术。

对萎缩的牙弓进行了初步的锥形计算机断层（CBCT）扫描，以评估硬组织的三维形态。根据这些数据用特殊的环氧基热固型光敏树脂(3DIEMME) 打印颌骨模型。这个环氧树脂的解剖形态模型用于作为骨重建手术术前设计的框架。

在颌骨模型上调整内固定钛板形态，以确定骨增量体积。用于骨重建的内固定钛板按预计的骨增量体积放置于距原生骨一定距离位置，以构成一个可以容纳稳定其内部骨增量材料的物理屏障（即“栅栏”），以达到垂直和/ 或水平骨增量的目的。

手术时，切口略位于缺牙区牙槽嵴的舌侧，加之一个颊侧垂直切口。这种切口可以充分暴露骨嵴，但尽量减少舌侧翻瓣。此外，这个切口最大限度地保护了牙槽嵴颊侧的角化龈。如有必要，在上颌可加以上颌窦提升术。

然后用特定的微螺丝固定钛板。当钛板固定稳定后，开始植入骨增量材料。本研究所述的6个病例中，脱蛋白牛骨骨基质（DBBM；Bio-Oss，Geistlich）与患者自体骨结合使用。自体骨与DBBM 的比值约为50:50。骨移植物于口内供区获得，最好是在下颌骨升支基部区域。

在第三磨牙远中约1cm 的牙槽黏膜上做半月形切口，进入下颌骨升支，沿着牙槽嵴延伸至第一磨牙近中颊侧。采用压电手机进行截骨。骨块取出后，将切除骨的边缘打磨圆滑以防止软组织损伤，并缝合粘膜。

然后用手磨器械（Hu-Friedy）将收获的骨块进行颗粒化处理，并将其与DBBM 和患者的静脉血混合，形成凝胶状的黏稠度。为了刺激骨的再生，在基骨嵴上钻出微孔，以开放骨髓腔。然后放置生物材料，填充骨壁和钛板内表面之间的整个空间。

胶原可吸收膜（Bio-Gide， Geistlich）通过内固定钛钉固定在该区域的舌侧（膜的每个角上固定一个钛钉）。将膜反折到前庭侧后，用两个钛钉将膜固定在颊侧。所使用的膜的大小严格取决于无牙颌区域的近远中距离。

水平切口的严密缝合是避免切口裂开，胶原膜暴露，移植骨感染的基础。为了避免此类并发症，采用组织瓣减张技术（肌肉切断和/ 或骨膜离断处理），并用“双重缝合”方法缝合固定。

骨增量术后6 个月， 种植体（INICELL 表面的SPIELEMENT种植体，Thommen Medical）植入，植入后1-3个月进行负重。负重后3-6个月，戴入最终修复体。

在整个手术过程中以及术后12 个月都要评估并发症的发生。在术后12 个月，患者都要通过视觉模拟量表（VAS）对手术的满意度从0（非常不满意）到10（非常满意）进行评估。这些问题针对对于治疗过程的主观评价。图1-12 显示了两个典型病例的手术。

图1：病例1. 术前照，59 岁非吸烟者女性，左下颌牙槽嵴重度萎缩。

图2：病例1. 术前左下颌骨CBCT 扫描结果。

图3：病例1. 带内固定钛板的立体光刻模型。

图4：病例1. 术中内固定钛板。

图5：病例1. 在内固定板限定空间中填塞移植物材料。

图6：（左侧）病例1. 用钛钉固定膜。

图7：（右侧）病例1. 术后6 个月的再生组织。

图8：病例1. 术后6 个月的再生组织。咬合面观。

图9：病例1. 术后6 个月，再生组织区域2 颗种植体。

图10：病例1. 术后12个月，临时修复体。

图11： （左侧）病例2. 带内固定钛板的立体光刻模型。术前评估确认由于种植体周围炎导致支持骨的破坏，造成上颌缺牙区牙槽嵴重度萎缩。

图12：（右侧）病例2. 术后6个月，2颗种植体植入再生区域。

栅栏技术用于局部三维骨增量 —技术概述与病例汇报 （2）

植骨分析

在植骨术前和术后6个月种植体植入前，对每位患者进行CBCT扫描。数据集以数字医学影像与通讯（DICOM）格式导出， 并使用诊断与分析软件进行处理，以提取骨表面信息的.stl 格式数据。立体成像（.stl）是一种几何文件格式，与整个计算机辅助设计（CAD）和用于分析不同骨修复重建之间的表面形态改变的逆向工程软件包兼容。

在工业三维检测软件中输入了术前和术后六个月复查得到的骨表面数据，并通过最适合的迭代算法对其进行叠加，利用植骨区域外的骨区域作为参考点。在叠加完成后，软件计算出网格之间的距离，并生成相应的色谱图，对应术前骨表面（作为参考）与术后复查骨表面之间的差异，以及该加权色谱图对应的数值。图13 和图14所示为两幅具有代表性的色谱图。

图13：病例1. 色谱。黄色和红色代表骨增量。

图14：病例5. 色谱。黄色和红色代表骨增量。

为了计算总体的骨增量体积，移植区对应的表面沿主要方向（轴向、冠状面和矢状面）接近，以获得闭合体积，计算术前和复查之间的体积差异。此外，在垂直方向上以毫米为单位的最大线性增量也被记录下来。

6个月后，进行CBCT扫描，在位于最近中位置的种植体骨嵴顶向根方2mm 处测量水平骨增量情况。

组织学评价

病例1中，在植入种植体的第二阶段手术中，在大量的灌洗下，使用2mm 外径的环钻，采集与再生骨区相对应的骨芯活组织标本。骨活检样本立即在10% 缓冲福尔马林溶液固定，4°C，24 小时。这些标本在一系列浓度递增的乙醇溶液中脱水，并包埋在一种伦敦白色脂中。丙烯酸树脂聚合后，样本用高精度的金刚石圆盘沿纵向轴线切割，用特制的磨床研磨成约40mm。未脱钙的切片被酸性烟红和甲苯蓝染色。用光学显微镜在正常透射光下观察这些载片。

种植体周围骨水平

种植体周围的边缘骨水平通过种植体植入时和6个月后（负重时间约为4个月）采用平行投照技术进行的根尖x 线片进行测量。利用商业软件进行数字化影像学分析。

x 线片测量从种植体基台连接处到骨与种植体结合的最冠方。测量沿着种植体近远中表面与种植体的长轴平行。

统计学分析

描述性统计分析，患者水平：年龄、性别、吸烟、VAS、骨增量体积、最大线性垂直增量、水平增量；种植体水平：种植体周围边缘骨嵴高度。定量资料计算均值和标准差，定性资料计算频率。

结果

6 例患者（2 男，4 女，非吸烟者，平均年龄：49.7 岁）纳入本研究。

患者的个体数据、平均值和标准差详见表1。术后6个月，骨体积从术前的2.504mm³ 增加到3.457mm³，平均增加953mm³。垂直方向的平均最大线性增量为6.75mm。平均水平增量为9.23mm（SD：1.80mm）

表1：治疗前后患者特征数据。

病例1的代表性组织学表现详见图15至17。术后6 个月在再生区获得的骨活检样本的组织学分析结果显示，存在适于种植体植入的同质致密骨基质。骨增量术后6 个月的新生骨切片呈现大部分区域为骨改建区，其中弥散着可见移植骨颗粒的点状区域（图15-17）。整体观呈现含新生血管的骨髓空间包绕致密新生骨，显示血管新生活跃（图17）。所有组织学切片均无炎症迹象。

图15： 病例1. 低倍镜视野下，样本骨组织学表现。（甲苯胺蓝与品红染色；原始放大率×2）。

图16： 病例1. 应用颗粒自体骨与脱蛋白牛骨骨基质混合物的骨再生区组织学表现。（甲苯胺蓝与品红染色；原始放大率×5）。

图17： 病例1. 高倍镜视野下，显示偶见的剩余移植物颗粒残余，且几乎均被新骨包饶。（甲苯胺蓝与品红染色；原始放大率×10）。

在二期手术中，共植入13颗种植体（病例3中3颗种植体， 其他病例中2 颗种植体）。种植体平均长度为10.2mm（ 范围：6.5-14mm）， 直径4.5mm。平均植入扭矩为32.5Ncm（范围：25-40Ncm）。植入时，边缘骨水平为0.94mm（SD：0.45mm）。术后6 个月, 边缘骨水平为1.30±0.54mm，产生0.36±0.31mm 的边缘骨吸收。

术后12个月，调查患者对治疗的满意程度。VAS 评分如表1 所示。除病例6外，所有患者评最高分。

在整个治疗过程中没有观察到并发症。

讨论

该两步法技术已被应用于萎缩的牙列缺损区域。6 例患者均得到阳性结果，即牙槽嵴缺损区充分的骨重建，得以后续成功植入种植体。

平均骨增量为953mm³，最大垂直增量6.75mm，无并发症。此外，患者对手术过程的感觉良好。

GBR 结果的成功需要满足特定的生物学原则：伤口稳定，屏蔽竞争组织，和空间维护。将内固定钛板与骨移植物和可吸收屏障结合应用于牙槽嵴增量前期已被报道具有出色的结果。

最初的栅栏技术采用了一种可吸收的内固定板，由消旋聚乳酸（PDLLA）制成，使用特定的可吸收的PDLLA 钉进行固定。在这个改良的局部栅栏技术中，使用不可吸收的内固定钛板。内固定钛板比可吸收板更薄更窄；因此，在局部缺损区域可以很好地适应剩余牙槽嵴形态。此外，对于局部区段的骨增量，这种方法降低了手术费用，但是这种技术需要立体成像和其它特定设备的应用，可能增加总成本。

在本研究中，新形成的骨组织结构良好，6个月后，组织学分析显示形成以新生骨为主，残余移植物颗粒散在分布的均质密集的骨质结构。

与其他更具侵入性的治疗方法相比，例如使用从口腔外供体区获取骨移植物进行外置式骨移植或使用穿颧种植体，栅栏技术在骨量不足的缺牙区似乎是一个很好的选择。然而，本研究所提出的临床病例是由一位对骨增量手术经验丰富的外科医生进行的，目前尚不清楚手术经验较少的医生是否可以获得相同效果。

结论

这些病例报告的结果很有前景。栅栏技术已经被证明是安全可靠的，但还需要进一步的随机对照实验来验证这一方法的有效性。

信息来源：世界牙科技术