王春林， 兰泽栋， 毛琴， 林地福， 徐婵娟， 刘从华

1. 南方医科大学口腔医院正畸科，广东 广州（510280）； 2. 南方医科大学深圳口腔医院，广东 深圳（518001）；3. 深圳德福口腔诊所，广东 深圳（518031）

目前，数字化技术广泛运用于正畸病例的资料收集、临床诊断、方案设计以及结果测量等方面［9］，本文对运用口内扫描、计算机辅助设计和计算机辅助制造（computer-aided design and computeraided manufacturing，CAD/CAM）和3D 打印等数字化技术制作与患者腭盖形态相一致的个性化微螺钉辅助快速扩弓器（personalized miniscrew-assisted rapid palatal expander，pMARPE），并运用此扩弓器治疗1 例21 岁的MTD 女性患者的临床疗效进行分析。

1 个性化微支抗钉辅助快速扩弓器治疗上颌横向发育不足典型病例

1.1 病例资料

患者，女，21 岁，2019 年7 月因“上前牙前突”就诊，患者否认鼻炎、口呼吸等口腔不良习惯，无MTD 家族史。检查：①口外检查：正面观：上中线正常，下中线右偏1 mm，颏部右偏；侧面观：凸面型，矢状向观上颌发育接近正常，下颌后缩，面下1/3 过长（图1a）；②口内检查：尖牙磨牙关系为安氏Ⅱ类关系，前牙开，16/46、17/47 反，上牙弓尖圆形，下牙弓卵圆形（图1b～1f）。③影像学检查：曲面断层片显示：18、28、38 牙胚存（图1g）；侧位片显示：骨性Ⅱ类，高角型，矢状向观上颌发育正常，下颌后缩，颏部发育不足（图1h）；运用宾夕法尼亚大学宽度测量法［10］在CBCT 冠状面上测得到上颌基骨宽度60.6 mm，下颌基骨宽度58.7 mm，横向观患者上下颌骨存在有3.1 mm 的宽度不调（图1i～1j）。诊断：骨性Ⅱ类错畸形，前牙开，伴上牙弓狭窄。

1.2 治疗过程

1.2.1 治疗方案 传统手术辅助快速扩弓需要先通过颌面外科手术松解颅面部的扩弓阻力，然后利用扩弓器快速打开腭中缝，关于其手术术式、扩弓装置、保持装置等问题一直争议颇多［11］，而手术术式越复杂，则创伤越大，费用越高，术后并发症越多［12］。为尽可能减小手术造成的创伤，本病例拟先采用pMARPE 扩大上颌牙弓，协调上下牙弓宽度，再行固定正畸治疗进行术前去代偿，最后正颌手术纠正骨性Ⅱ类错畸形。

a: facial photographs, chin deviation to the right side, convex profile, normal maxilla, retrusive mandible and the long lower third; b-f: intraoral photographs, class Ⅱmolar and canine relationship, anterior teeth open bite, 16/46, 17/47 crossbite; g: panoramic radiograph, with dental germs of 18, 28 and 38; h: lateral radiograph, class Ⅱskeletal growth pattern, high angle pattern, normal maxilla, retrusive mandible and chin.; i: maxillary skeletal width; j: mandibular skeletal width; MTD: maxillary transverse deficiency

1.2.2 设计制作pMARPE 采用3shape 扫描仪（3Shape，Copenhagen，丹麦）扫描患者上颌牙弓及腭盖形态，拍摄患者头颅锥形束CT（cone-beam computed tomography，CBCT）（Newtom VGi，Verona，意大利）。将3shape 扫描数据和CBCT 数据导入3Shape Implant Studio 软件，在口扫模型的牙列上任意选择3 个标记点，在CBCT 重建后的三维影像上选择3 个相同的标记点进行重叠（图2a）。

在重叠后的影像上确定支抗钉植入的位置、角度和深度：①支抗钉的位置分布：4 枚支抗钉分为前后两组对称分布于腭中缝两侧（图2b）；②支抗钉植入的区域：切牙孔3.0～6.0 mm 后［13］、腭中缝旁区旁1.5～2.7 mm［14］（图2c）；③支抗钉植入的角度：前面两枚支抗钉垂直于上颌骨腭突水平部，四枚支抗钉相互平行；④支抗钉的深度：穿过双侧骨皮质［15］。

Figure 2 The CAD/CAM process of pMARPE and miniscrew implantation guide图2 数字化技术设计制作pMARPE 与支抗钉植入导板

1.2.3 设计制作支抗钉植入导板 3shape 扫描仪重新扫描带pMARPE 的模型，将扫描模型与CBCT重建后的三维影像进行二次重叠，在重叠后的影像上设计支抗钉植入导板。导板边缘延伸至双侧上颌第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙的颊侧龈缘，孔道的圆心和孔道方向与扩弓器上支抗钉植入孔道位置及方向一致，孔道直径为5.5 mm，较支抗钉植入手柄的金属杆直径略大（图2f）；将设计好的导板导入Projet MJP 3510 软件（Projet 3510 MJP，3D Systems，美国），进行3D 打印（图2g）。

1.2.4 戴用扩弓器 口内试戴扩弓器及导板，局部浸润麻醉支抗钉植入区域，依次植入4 枚支抗钉（Bio-Ray Biotech Corp，中国台湾），前牙区2 枚支抗钉尺寸为2.0 mm × 12.0 mm，后牙区2 枚支抗钉尺寸为2.0 mm×10.0 mm（图3a）。戴入扩弓器后拍摄患者口内情况（图3b），从CBCT 检查可见，支抗钉垂直于上颌骨腭突水平部，四枚支抗钉相互平行（图3c～3e）。

Figure 3 Intraoral situation and threedimensional position of the implanted miniscrews after implanting four miniscrews into the patient with MTD图3 上颌横向发育不足患者植入支抗钉后的口内情况及三维方向上的支抗钉位置

1.2.5 扩弓器加力 初戴扩弓器后患者自诉无疼痛不适，2 d 后开始加力，每天早晚各加力一次，每次转动1/4 圈，每天打开量为0.4 mm，加力16 d 后，螺旋扩弓器共打开6.4 mm，拍摄患者面像、口内像以及扩弓后CBCT。

2 治疗结果

采用宾夕法尼亚大学宽度测量法［10］测量患者上颌基骨宽度，发现上颌基骨宽度增加了4.7 mm，大于预计扩弓量3.1 mm，达到治疗目标，停止扩弓，患者前部腭中缝宽度打开量为3.9 mm，后部腭中缝宽度打开量为3.2 mm。扩弓后患者的上颌中切牙之间出现明显间隙，右侧后牙反解除（图4a～4f），腭中缝明显扩开，四枚支抗钉相互平行（图4g～4i），左右两侧上颌骨明显侧方移位，上颌双侧第一磨牙倾斜度几乎无变化（图5）。用树脂粘固螺旋扩弓器，保持3 个月后，开始固定矫治。

Figure 4 Clinical photos and CBCT images of the patient with MTD after maxillary expansion图4 上颌横向发育不足患者扩弓后临床照片与CBCT 图像

3 讨 论

数字化技术的快速发展使正畸治疗过程中的资料收集、临床诊断与方案设计更加精准、便捷和安全［16］，目前已广泛运用于正畸治疗的各个方面，如运用口内扫描技术直接获取患者口内信息［17］，运用三维颜面成像技术分析治疗前后软组织的变化［18］，运用dolphin 软件测量分析气道变化［19］等。本病例采用口内扫描、CAD/CAM、3D 打印等数字化技术制作pMARPE 以及支抗钉植入导板。口内扫描仪直接记录患者的口内情况，减小了传统取模方式对患者造成的不适，避免了因印模材料形变和石膏模型磨损所造成的模型尺寸偏差［20］。CAD/CAM 和3D 打印技术大大缩短了扩弓器加工时间，简化了制作过程［21］。本病例为保证支抗钉能顺利植入并减少因扩弓器体积较大对患者造成的不适，将支抗钉植入孔道的直径设计为2.2 mm（较支抗钉的直径2.0 mm 略大），支抗钉植入孔道边缘厚度设计为2 mm，造成支抗钉与植入孔道之间存在余隙，且2 mm 的边缘厚度不足以确保支抗钉植入方向的准确性。为了弥补支抗钉植入孔道的不足，降低支抗钉植入过程中的技术敏感性，防止支抗钉在植入过程中偏离正常位置［22］，本病例在设计制作pMARPE 后，重新扫描扩弓器和模型，并基于预先确定的支抗钉植入位置和方向，设计制作支抗钉植入导板。

Figure 5 Three-dimensional superimposition before and after the maxillary expansion of the patient with MTD图5 上颌横向发育不足患者扩弓前后三维重叠图

在使用MARPE 扩弓过程中，支抗钉作为临时辅助装置将扩弓的力量传导到腭中缝周围，从而打开腭中缝，支抗钉的固位力主要来自机械固位而不是骨结合，因此支抗钉的初期稳定性对扩弓治疗的结果有决定性作用［7，23］。Ichinohe 等［14］认为支抗钉的初期稳定性主要受支抗钉植入位置、植入深度、植入角度的影响。Winsauer 等［24］认为在选择支抗钉植入位置时，需要重点考虑该位置的垂直骨厚度和骨质致密程度。Hourfar 等［25］认为骨皮质厚度也是需要考虑的，至少需要1 mm 的骨皮质厚度来保证支抗钉的初期稳定性。Ichinohe 等［14］认为支抗钉植入骨质的深度应大于4.5 mm，植入位置的骨皮质厚度应大于1.5 mm。Marquezan等［26］认为腭黏膜厚度也是影响扩弓效果的重要因素，黏膜越厚，支抗钉位于黏膜内的长度越长，植入骨质的深度便越浅，在扩弓器加力过程中，支抗钉越容易发生倾斜、移位和变形。本病例在制作pMARPE 的过程中，先结合CBCT 确定支抗钉的植入的位置、角度和深度后，再设计制作pMARPE，保证了支抗钉的初期稳定性，提高了扩弓治疗的成功率。

本病例采用pMARPE 治疗后，腭中缝明显打开，上颌基骨宽度增宽了4.7 mm，上颌双侧第一磨牙倾斜度几乎无变化。Cantarella 等［27］认为在扩弓过程中，冠状面上，上颌骨和颧骨作为一个整体以颧额缝为旋转中心向外转动，距离旋转中心越远，颧上颌复合体的位移量越小。本研究将左右两侧上颌结节与颧弓的交点的距离作为上颌基骨宽度，此测量平面较腭平面距离旋转中心的距离更远，所以上颌基骨宽度增加量大于腭中缝增加量。Park 等［28］认为磨牙倾斜度的增加，主要由三部分组成，第一部分是牙齿相对于牙槽骨发生颊倾，第二部分是磨牙基骨相对于上颌骨的颊倾，第三部分是颧上颌复合体以颧颞缝为旋转中心向外旋转所致。其运用MSE 对15 例患者进行扩弓治疗，发现右侧磨牙基骨角度增加了（2.04 ± 3.31）°，左侧磨牙基骨角度增加了（1.83 ± 4.26）°，表明磨牙基骨相对于上颌骨的确实发生了颊倾。牙槽骨高度的减小往往可能被高估，因为测量牙槽骨高度的方法一般是从颊侧牙槽嵴最高点到鼻底平面的距离，即使牙齿没有发生颊倾，随着颧上颌复合体的向外旋转和磨牙基骨相对于上颌骨的颊倾，测量得到的牙槽骨高度也会降低。本例患者治疗后牙槽嵴高度少量降低，但本研究为个案报道，牙槽骨高度是否变化还需要扩大样本量进一步探讨。

本病例实现支抗钉的精确化定位、扩弓器的个性化制作，降低了支抗钉植入过程中的技术敏感性，但是由于3D 打印技术的限制，不能直接打印扩弓器，所以制作过程相对复杂，未来发展的目标是实现制作过程的全数字化，简化制作过程。