激光选区熔化钛合金可摘局部义齿支架的临床应用

张雯， 谢文强， 郑美华， 孔祥波

1.广东省第二中医院口腔科，广东 广州（510095）； 2.中山大学孙逸仙纪念医院口腔科，广东 广州（510120）

全国第三次口腔健康流行病学的调查统计显示，65～74 岁老年人中，牙列缺损率为77.89%，35～44 岁年龄组的牙列缺损率也高达36.4%，而老年人牙列缺损修复率仅为45.45%［1］。近些年口腔修复学蓬勃发展，修复方法日新月异，目前对于牙列缺损患者的修复主要有可摘局部义齿修复、种植义齿修复、固定局部义齿修复、固定-活动义齿修复以及覆盖义齿修复。其中可摘局部义齿具有适应证广、价格低廉、磨除牙体组织少等优点，其仍为牙列缺损患者中运用最广的修复方式之一。目前临床上使用的可摘局部义齿主要以金属支架式为主。可摘局部义齿支架材料主要有：钴铬合金、钴铬钼合金、纯钛与钛合金。Ti-6Al-4V 作为第一种实用型钛合金，目前被广泛应用于汽车、航天、医疗等行业。传统的钛合金支架多为铸造加工，其仍然面临着许多问题［2-3］，所以通过改变制造工艺来提升钛合金支架的性能十分必要。

激光选区熔化法（selective laser melting，SLM）目前被应用于制造可摘局部义齿支架［4-6］。SLM 的制造过程相当于将一个复杂的三维试件分割成许多个简单的二维试件，通过层层堆积形成最终试件，所以SLM 可以轻易制作出复杂的试件，尤其适合制作可摘局部义齿支架这种具有复杂的几何形状的试件［7-9］。相对于传统石蜡铸造技术而言，SLM 可以实现无模制作，简化了制造工艺，大大增加了制造效率，节约了原材料的使用［10］。目前国内外对于SLM 钛合金可摘局部义齿支架的临床应用方面的报道较少，本文对SLM 钛合金可摘局部义齿支架应用于牙列缺损患者的临床效果进行探讨，旨在为SLM 钛合金可摘局部义齿支架的临床使用提供参考。

1 对象和方法

1.1 研究对象

选取广东省第二中医院口腔科2017 年3 月至2018 年3 月期间就诊的牙列缺损患者共20 例分为SLM 组、铸造组2 组，制作可摘局部义齿钛合金支架。SLM 组患者的义齿支架采用SLM 法，铸造组采用传统石蜡铸造法。病例纳入标准：①牙列缺损＞3 个月，患者有可摘局部义齿修复的意愿；②余留牙齿健康或已做相应治疗并处于稳定期；③口腔卫生良好，能进行常规口腔卫生维护；④能够配合治疗，定期复查的患者，有意愿接受临床试验要求并知情同意。排除标准：①有余留牙Ⅲ度松动，牙槽骨吸收到根尖1/3 的患者；②有进行性牙周疾病的患者；③严重全身系统疾病及心理疾病患者。

1.2 研究方法

1.2.1 义齿支架制作及试戴 根据可摘局部义齿设计原则对患者进行修复设计并对基牙进行适当的预备。用藻酸盐取模，灌注超硬石膏。记录患者咬合关系，根据咬合记录将模型上颌架。SLM组运用3 Shape D810 扫描仪对石膏模型进行扫描，建立患者的口腔数字化模型，在模型上设计义齿支架（图1a）。为保证SLM 支架的质量，减小支架变形，在支架模型的非组织面设置支撑（图1b）。在设计好的支架数据保存为STL 格式，导入SLM 设备Concept Laser（M2，Concept Laser，德国），使用平均粒径38 μm 的Ti-6Al-4V 粉末制作可摘局部义齿支架，制作工艺参数见表1［2］。为消除支架内残留应力，对支架进行热处理，缓慢升温至800 ℃，保温2 h，在氩气中冷却［12］。将制作完成的SLM 钛合金支架从基板上分离，去除支撑。铸造组常规制作支架蜡型（图2a），蜡型添加铸道（图2b），进行铸造得到义齿支架。2 组的钛合金支架制作完成后，对其组织面除进行电解抛光外不进行其他抛光处理，对非组织面进行常规抛光（图3）。使用X 线检查支架有无破损及气孔，如有明显缺陷，则定义为支架制作失败，重新制作。

表1 SLM 钛合金支架的制作工艺参数Table 1 Process parameters used for the fabrication of SLM removable partial denture frameworks

a：digital models of the SLM group, arrow represents the bracket model；b：addition of supports to the digital models of the SLM group,arrow represents the supports；SLM：selective laser meltingFigure 1 SLM removable partial denture frameworks and their supports图1 SLM 组义齿支架数字化模型及支撑

a:wax pattern of the casting group denture bracket, arrow represents the wax model; b: addition of wax sprues,arrow represents the spruesFigure 2 Wax pattern of the casting group denture bracket and its sprues图2 铸造组义齿支架蜡型及铸道

a: SLM group, arrow represent brackets; b: casting group,arrow represents the wax bracketFigure 3 Completing removable partial denture frameworks图3 义齿支架完成

1.2.2 义齿制作完成及临床效果评估 技师在制作完成的支架上按照咬合记录进行排牙（图4a 和4b），在患者口内进行试戴，检查支架的就位情况。义齿就位的标准为：支托与支托凹密合，无间隙；义齿基托与口腔黏膜紧密贴合；卡环臂进入基牙倒凹，与基牙密合；卡环体位于观测线上，与基牙密合；义齿平稳，无翘动和摆动。支架不经过调改就能顺利就位设定为就位，否则为不就位。将试戴合适的支架进行充胶完成最终义齿（图4c～d）。将义齿戴入患者口内并进行调节。义齿调改结束后评估修复后的咀嚼效率。测试方法为将5 g 炒熟的去皮花生放入患者口内，嘱患者咀嚼20 s 后吐到容器中。漱净口内残渣，将残渣一并吐到容器中。将咀嚼物稀释到1 000 mL，用光栅分光光度计测试其吸光度值。在每个患者戴牙后均进行义齿使用与清洁的指导，并进行口腔卫生宣教。患者戴牙后1 d、1 周、3、6、12 个月后复诊，检查基托下黏膜有无压痛，统计义齿性口炎发生率。

1.3 统计学方法

本研究采用SPSS20.0进行统计学分析。计量数据用表示，对支架制作成功率、就位率、义齿性口炎发生率等数据采用χ2检验分析，对义齿咀嚼效率的数据采用t检验的方法进行分析。设置α＝0.05。

a：the SLM group support tooth arrangement；b：the casting group support tooth arrangement； c： SLM group bracket completion；d：casting group bracket completionFigure 4 Complete denture arrangement and filling图4 义齿排牙及充胶完成

2 结 果

2.1 支架成功率及就位率

SLM 组10 例钛合金义齿支架制作完成后均未发现破损及气孔等缺陷，支架较为致密。铸造组支架中有1 例支架存在较大气孔，重新制作支架。SLM 组支架有2 例无法就位，经调改后顺利就位，这2 例患者均为KennedyⅠ类缺损，支架跨度大。铸造组有1 例无法就位，经调改后可以顺利就位。两种制作方法完成支架的成功率比较，SLM 组高于铸造组（χ2＝10.526，P＝0.001），而就位率2 组差异无统计学意义（χ2＝3.922，P＝0.048）。见表2。

表2 2 组支架成功率及就位率比较Table 2 Comparing the success rate and placement rate of dentures between the two groups

2.2 义齿的咀嚼效率及患者义齿性口炎发生率

观察2 组患者的义齿咀嚼效率，SLM 组明显优于铸造组（t＝5.644，P＜0.001）。见表3。SLM 组患者一年内义齿出现1 例义齿性口炎，铸造组出现3 例义齿性口炎。义齿性口炎发生率SLM 组低于铸造组（χ2＝12.500，P＜0.001）。见表4。

3 讨 论

SLM 作为一种新技术，在可摘局部义齿支架制作过程中大大简化了制作工艺，不仅仅可以减少复杂工艺带来的误差，还可以减少材料的浪费，降低成本［12-14］。随着工艺参数的优化，SLM 将会对义齿支架的传统制作工艺产生冲击，引领义齿制作技术革新［15］。

表3 2 组义齿的咀嚼效率比较Table 3 Comparing the masticatory efficiency of dentures between the two groups

表4 2 组患者发生义齿性口炎的情况比较Table 4 Comparing denture stomatitis between the two groups

本研究中SLM 组钛合金支架均较为致密，成功率高于铸造组，这是因为铸造组试件在制作过程中需要经过包埋，钛在高温情况下十分活泼，容易与包埋材料发生反应，产生气体，未能排出的气体存在于试件中，形成了缺陷［16］。在支架试戴过程中SLM 组钛合金支架的不就位例数稍多于铸造组，分析发现在SLM 组中不就位的病例均为支架跨度较大的情况，而在跨度较小的支架中SLM 组的就位率高。过往的文献中报道SLM 试件的精度高于铸造试件，但是这些试件多数尺寸较小［2，7］。由于可摘局部义齿支架的结构复杂，当跨度较大时，由于球化现象和阶梯效应的影响，SLM 支架的精度下降［10］，所以在应用SLM 制作大范围可摘局部义齿支架时还需要进一步优化工艺参数［17］。过往文献证实SLM 试件的密合性高于铸造试件［7，18］。而支架的密合性又会直接影响义齿的咀嚼效率，这也很好地解释了本研究中SLM 组义齿的咀嚼效率优于铸造组义齿。本研究中SLM 组义齿的义齿性口炎发生率明显低于铸造组义齿。分析原因，一方面是由于SLM 提高了钛合金支架的生物相容性；另一方面是由于SLM 支架的组织面相较于铸造组更光滑，光滑的表面有助于减少菌斑微生物的附着，进而降低义齿性口炎的发生率。

本研究对SLM 在可摘局部义齿支架的应用进行了一个前瞻性的探索研究，但是样本量较小，并且未按照不同患者的缺损范围进行分类研究。在今后的研究中，还需要扩大样本，进一步探究SLM应用中的一些优缺点。

综上所述，SLM 应用于钛合金可摘局部义齿支架时，支架的成功率，义齿的咀嚼效率及义齿性口炎发生率均优于铸造组义齿，支架的就位率稍低于铸造组支架。SLM 钛合金可摘局部义齿支架可以满足临床使用要求。