柵欄技術用于局部三維骨增量 —技術概述與病例匯報 （1）
摘要
本研究提供一種全新的骨重建技術，該技術基于局部三維方向上硬組織增量的引導骨再生術。這種兩步法技術利用內固定鈦板和膠原膜形成了一個類似于一個柵欄結構的物理屏障，覆蓋由脫蛋白牛骨骨基質和取自口內的自體骨混合而成的骨移植生物材料。6名患者納入治療。術后6個月顯示，骨量增953mm，垂直向平均最大線性骨增量達6.75mm。再生區域組織學分析發現存在緊湊的新骨形成，且沒有炎癥跡象。總共植入13顆種植體。種植體周邊緣骨水平，植入時為0.94mm，術后6個月的1.30mm。病人對療程滿意，未觀察到任何并發癥。
對于沒有足夠骨量進行種植體植入的病人，可以進行骨增量手術。骨增量手術可分為兩大類：水平骨增量（增加受體骨寬度）和垂直骨增量（增加受體骨高度）。
在許多情況下，需要水平和垂直骨增量技術相結合。這些三維骨缺損可通過引導骨再生（GBR）、牽張成骨、從口內或口外供區獲得的自體骨移植物內置式或外置式植骨，以及一系列其他技術治療。然而，這些技術通常伴隨著高并發癥發生率、高額費用和病人術后不適。在口腔外供體區出現的并發癥和不適曾有報道。Szabò 等人報道的病例中，一例病人從髂嵴獲取自體骨導致股外側皮神經分布區域永久性感覺喪失，兩例病人需要長期傷口引流。口內供區并發癥發生率和嚴重程度更低。
從系統回顧中獲得的數據顯示，GBR 是一種可預測的技術，可以增加骨萎縮區的骨量以植入種植體。在GBR 中，屏障膜結合各種移植物材料，如自體骨、同種異體骨、異種骨和人工合成骨移植物材料，常用于垂直骨增量。
最近一項隨機對照實驗的結果表明，與單純的下頜骨塊移植相比，在下頜骨塊移植物周圍和上方添加牛骨礦物質，并以膠原屏障可以減少移植物在愈合過程中的吸收。
在無牙區進行垂直牙槽嵴增量時，聯合應用自體骨塊與屏障膜已報道有效，但很少有報道應用顆粒移植物進行垂直向骨增量。
最近有一種GBR 的新方法，被稱為“柵欄技術”，它通過塑形一個內固定板來創建一個空間，這個空間基于預先計劃的骨增量區的形態體積。“柵欄”為集聚的骨移植物顆粒提供了穩定的空間，并支持上方覆蓋的膠原膜。這種兩步法技術可以在水平和垂直方向上形成大量的再生骨，而患者的不適程度相對低，這一技術已經被建議應用于重度萎縮的上頜骨無牙頜病例。
柵欄技術可以應用于部分無牙患者的上頜或下頜的局限型骨缺損，當這些區域的解剖形態或患者修復需求不允許使用短的或傾斜的種植體。
本研究的目的是闡述一種原始柵欄技術的改良技術，用于局部的三維骨增量。
方法與材料
本研究的合適參與者是需要進行種植治療的18歲或以上的成年人，下頜骨或上頜骨存在極度萎縮的局部無牙頜牙槽嵴。患者的病史無手術治療的全身或局部禁忌癥。本研究是完全按照倫理原則進行的，包括赫爾辛基宣言，每個參與者都根據這些原則簽署書面同意書。
外科手術：局部柵欄技術
對6 例采用局部柵欄技術治療的患者進行了靜脈鎮靜下的兩步法手術。
對萎縮的牙弓進行了初步的錐形計算機斷層（CBCT）掃描，以評估硬組織的三維形態。根據這些數據用特殊的環氧基熱固型光敏樹脂(3DIEMME) 打印頜骨模型。這個環氧樹脂的解剖形態模型用于作為骨重建手術術前設計的框架。
在頜骨模型上調整內固定鈦板形態，以確定骨增量體積。用于骨重建的內固定鈦板按預計的骨增量體積放置于距原生骨一定距離位置，以構成一個可以容納穩定其內部骨增量材料的物理屏障（即“柵欄”），以達到垂直和/ 或水平骨增量的目的。
手術時，切口略位于缺牙區牙槽嵴的舌側，加之一個頰側垂直切口。這種切口可以充分暴露骨嵴，但盡量減少舌側翻瓣。此外，這個切口最大限度地保護了牙槽嵴頰側的角化齦。如有必要，在上頜可加以上頜竇提升術。
然后用特定的微螺絲固定鈦板。當鈦板固定穩定后，開始植入骨增量材料。本研究所述的6個病例中，脫蛋白牛骨骨基質（DBBM；Bio-Oss，Geistlich）與患者自體骨結合使用。自體骨與DBBM 的比值約為50:50。骨移植物于口內供區獲得，最好是在下頜骨升支基部區域。
在第三磨牙遠中約1cm 的牙槽黏膜上做半月形切口，進入下頜骨升支，沿著牙槽嵴延伸至第一磨牙近中頰側。采用壓電手機進行截骨。骨塊取出后，將切除骨的邊緣打磨圓滑以防止軟組織損傷，并縫合粘膜。
然后用手磨器械（Hu-Friedy）將收獲的骨塊進行顆粒化處理，并將其與DBBM 和患者的靜脈血混合，形成凝膠狀的黏稠度。為了刺激骨的再生，在基骨嵴上鉆出微孔，以開放骨髓腔。然后放置生物材料，填充骨壁和鈦板內表面之間的整個空間。
膠原可吸收膜（Bio-Gide， Geistlich）通過內固定鈦釘固定在該區域的舌側（膜的每個角上固定一個鈦釘）。將膜反折到前庭側后，用兩個鈦釘將膜固定在頰側。所使用的膜的大小嚴格取決于無牙頜區域的近遠中距離。
水平切口的嚴密縫合是避免切口裂開，膠原膜暴露，移植骨感染的基礎。為了避免此類并發癥，采用組織瓣減張技術（肌肉切斷和/ 或骨膜離斷處理），并用“雙重縫合”方法縫合固定。
骨增量術后6 個月， 種植體（INICELL 表面的SPIELEMENT種植體，Thommen Medical）植入，植入后1-3個月進行負重。負重后3-6個月，戴入最終修復體。
在整個手術過程中以及術后12 個月都要評估并發癥的發生。在術后12 個月，患者都要通過視覺模擬量表（VAS）對手術的滿意度從0（非常不滿意）到10（非常滿意）進行評估。這些問題針對對于治療過程的主觀評價。圖1-12 顯示了兩個典型病例的手術。
圖1：病例1. 術前照，59 歲非吸煙者女性，左下頜牙槽嵴重度萎縮。
圖2：病例1. 術前左下頜骨CBCT 掃描結果。
圖3：病例1. 帶內固定鈦板的立體光刻模型。
圖4：病例1. 術中內固定鈦板。
圖5：病例1. 在內固定板限定空間中填塞移植物材料。
圖6：（左側）病例1. 用鈦釘固定膜。
圖7：（右側）病例1. 術后6 個月的再生組織。
圖8：病例1. 術后6 個月的再生組織。咬合面觀。
圖9：病例1. 術后6 個月，再生組織區域2 顆種植體。
圖10：病例1. 術后12個月，臨時修復體。
圖11： （左側）病例2. 帶內固定鈦板的立體光刻模型。術前評估確認由于種植體周圍炎導致支持骨的破壞，造成上頜缺牙區牙槽嵴重度萎縮。
圖12：（右側）病例2. 術后6個月，2顆種植體植入再生區域。
柵欄技術用于局部三維骨增量 —技術概述與病例匯報 （2）
植骨分析
在植骨術前和術后6個月種植體植入前，對每位患者進行CBCT掃描。數據集以數字醫學影像與通訊（DICOM）格式導出， 并使用診斷與分析軟件進行處理，以提取骨表面信息的.stl 格式數據。立體成像（.stl）是一種幾何文件格式，與整個計算機輔助設計（CAD）和用于分析不同骨修復重建之間的表面形態改變的逆向工程軟件包兼容。
在工業三維檢測軟件中輸入了術前和術后六個月復查得到的骨表面數據，并通過最適合的迭代算法對其進行疊加，利用植骨區域外的骨區域作為參考點。在疊加完成后，軟件計算出網格之間的距離，并生成相應的色譜圖，對應術前骨表面（作為參考）與術后復查骨表面之間的差異，以及該加權色譜圖對應的數值。圖13 和圖14所示為兩幅具有代表性的色譜圖。
圖13：病例1. 色譜。黃色和紅色代表骨增量。
圖14：病例5. 色譜。黃色和紅色代表骨增量。
為了計算總體的骨增量體積，移植區對應的表面沿主要方向（軸向、冠狀面和矢狀面）接近，以獲得閉合體積，計算術前和復查之間的體積差異。此外，在垂直方向上以毫米為單位的最大線性增量也被記錄下來。
6個月后，進行CBCT掃描，在位于最近中位置的種植體骨嵴頂向根方2mm 處測量水平骨增量情況。
組織學評價
病例1中，在植入種植體的第二階段手術中，在大量的灌洗下，使用2mm 外徑的環鉆，采集與再生骨區相對應的骨芯活組織標本。骨活檢樣本立即在10% 緩沖福爾馬林溶液固定，4°C，24 小時。這些標本在一系列濃度遞增的乙醇溶液中脫水，并包埋在一種倫敦白色脂中。丙烯酸樹脂聚合后，樣本用高精度的金剛石圓盤沿縱向軸線切割，用特制的磨床研磨成約40mm。未脫鈣的切片被酸性煙紅和甲苯藍染色。用光學顯微鏡在正常透射光下觀察這些載片。
種植體周圍骨水平
種植體周圍的邊緣骨水平通過種植體植入時和6個月后（負重時間約為4個月）采用平行投照技術進行的根尖x 線片進行測量。利用商業軟件進行數字化影像學分析。
x 線片測量從種植體基臺連接處到骨與種植體結合的最冠方。測量沿著種植體近遠中表面與種植體的長軸平行。
統計學分析
描述性統計分析，患者水平：年齡、性別、吸煙、VAS、骨增量體積、最大線性垂直增量、水平增量；種植體水平：種植體周圍邊緣骨嵴高度。定量資料計算均值和標準差，定性資料計算頻率。
結果
6 例患者（2 男，4 女，非吸煙者，平均年齡：49.7 歲）納入本研究。
患者的個體數據、平均值和標準差詳見表1。術后6個月，骨體積從術前的2.504mm³ 增加到3.457mm³，平均增加953mm³。垂直方向的平均最大線性增量為6.75mm。平均水平增量為9.23mm（SD：1.80mm）
表1：治療前后患者特征數據。
病例1的代表性組織學表現詳見圖15至17。術后6 個月在再生區獲得的骨活檢樣本的組織學分析結果顯示，存在適于種植體植入的同質致密骨基質。骨增量術后6 個月的新生骨切片呈現大部分區域為骨改建區，其中彌散著可見移植骨顆粒的點狀區域（圖15-17）。整體觀呈現含新生血管的骨髓空間包繞致密新生骨，顯示血管新生活躍（圖17）。所有組織學切片均無炎癥跡象。
圖15： 病例1. 低倍鏡視野下，樣本骨組織學表現。（甲苯胺藍與品紅染色；原始放大率×2）。
圖16： 病例1. 應用顆粒自體骨與脫蛋白牛骨骨基質混合物的骨再生區組織學表現。（甲苯胺藍與品紅染色；原始放大率×5）。
圖17： 病例1. 高倍鏡視野下，顯示偶見的剩余移植物顆粒殘余，且幾乎均被新骨包饒。（甲苯胺藍與品紅染色；原始放大率×10）。
在二期手術中，共植入13顆種植體（病例3中3顆種植體， 其他病例中2 顆種植體）。種植體平均長度為10.2mm（ 范圍：6.5-14mm）， 直徑4.5mm。平均植入扭矩為32.5Ncm（范圍：25-40Ncm）。植入時，邊緣骨水平為0.94mm（SD：0.45mm）。術后6 個月, 邊緣骨水平為1.30±0.54mm，產生0.36±0.31mm 的邊緣骨吸收。
術后12個月，調查患者對治療的滿意程度。VAS 評分如表1 所示。除病例6外，所有患者評最高分。
在整個治療過程中沒有觀察到并發癥。
討論
該兩步法技術已被應用于萎縮的牙列缺損區域。6 例患者均得到陽性結果，即牙槽嵴缺損區充分的骨重建，得以后續成功植入種植體。
平均骨增量為953mm³，最大垂直增量6.75mm，無并發癥。此外，患者對手術過程的感覺良好。
GBR 結果的成功需要滿足特定的生物學原則：傷口穩定，屏蔽競爭組織，和空間維護。將內固定鈦板與骨移植物和可吸收屏障結合應用于牙槽嵴增量前期已被報道具有出色的結果。
最初的柵欄技術采用了一種可吸收的內固定板，由消旋聚乳酸（PDLLA）制成，使用特定的可吸收的PDLLA 釘進行固定。在這個改良的局部柵欄技術中，使用不可吸收的內固定鈦板。內固定鈦板比可吸收板更薄更窄；因此，在局部缺損區域可以很好地適應剩余牙槽嵴形態。此外，對于局部區段的骨增量，這種方法降低了手術費用，但是這種技術需要立體成像和其它特定設備的應用，可能增加總成本。
在本研究中，新形成的骨組織結構良好，6個月后，組織學分析顯示形成以新生骨為主，殘余移植物顆粒散在分布的均質密集的骨質結構。
與其他更具侵入性的治療方法相比，例如使用從口腔外供體區獲取骨移植物進行外置式骨移植或使用穿顴種植體，柵欄技術在骨量不足的缺牙區似乎是一個很好的選擇。然而，本研究所提出的臨床病例是由一位對骨增量手術經驗豐富的外科醫生進行的，目前尚不清楚手術經驗較少的醫生是否可以獲得相同效果。
結論
這些病例報告的結果很有前景。柵欄技術已經被證明是安全可靠的，但還需要進一步的隨機對照實驗來驗證這一方法的有效性。
信息來源：世界牙科技術
