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为解决种植中骨加热问题,研究人员探究新型 3D 打印钻孔模板冷却系统,结果显示其冷却效果未优于传统系统。
在种植牙领域,种植体隧道制备过程中的骨加热问题一直困扰着医学界。想象一下,在进行种植牙手术时,钻头与骨头摩擦产生热量,如果不能及时有效冷却,就可能像给骨头 “烤火” 一样,严重时会导致骨组织过度受热,引发骨坏死,进而影响种植体与骨头的结合(骨整合,osseointegration),甚至可能使种植体脱落。而且,当温度超过 47°C 并持续 1 分钟,就会破坏骨再生。
目前,随着 3D 放射技术(锥形束计算机断层扫描,CBCT)的发展,手术种植规划取得了很大进步。通过 CBCT 规划种植体位置,再利用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术制作钻孔模板进行完全引导种植,比手工引导模板更精确。但现有钻孔模板设计却难以保证种植部位得到充分冷却,这是因为模板设计和引导种植用的套筒阻碍了冷却液直接作用于种植钻头。
为了解决这些问题,德国雷根斯堡大学医学中心(University Medical Center Regensburg)的 Vadim Kopzon 等人开展了一项研究,相关成果发表在《International Journal of Implant Dentistry》上。该研究旨在探究一种新型 3D 打印的钻孔模板冷却系统在完全引导种植体植入过程中的性能表现。
研究人员在此次研究中用到了以下关键技术方法:首先,利用软件设计数字模型,并用 3D 打印机和合成树脂打印出带有可移除嵌件的下颌骨模型;然后,在模型特定位置内置热电偶(K 型),结合温度计数据记录器测量种植过程中的骨内温度;此外,制作传统钻孔模板和带有冷却通道的改良模板,对比二者冷却效果。
研究结果如下:
- 温度测量结果:冷却对所有测量深度和模板的平均温度都有显著影响(p<0.001)。所有模板冷却样本与未冷却样本的冷却效率存在显著差异(p<0.001)。不过,在 10mm 深度时,传统模板和改良 1 模板之间的冷却效果无显著差异(p=1.000)。
- 最高温度对比:传统模板在未冷却时,2mm 和 10mm 深度处最高温度分别为 35.2°C 和 28.8°C,冷却后降至 24.9°C 和 26.6°C;改良模板在未冷却时,10mm 和 2mm 深度处最高温度分别为 39.1°C 和 34.2°C,冷却后变为 25.4°C 和 31.2°C。由此可见,改良模板的最高温度并未低于传统模板。
研究结论与讨论部分指出,此次研究结果拒绝了研究假设,即改良后的钻孔模板并未比传统钻孔模板在钻孔过程中产生更低的温度。虽然研究过程尽可能模拟临床环境,但仍存在一些局限性。比如,实验采用合成树脂样本,与真实骨头存在差异,无法完全再现骨头的复杂结构和热再生皮质层;实验中施加的压力虽经过校准,但难以完全恒定;而且研究未考虑临床实践中如舌头、脸颊和皮瓣等复杂结构的影响。不过,该研究首次对两种不同钻孔模板的冷却效率进行对比,为后续优化 3D 打印冷却系统提供了重要参考。未来,还需要进一步研究如何改进 3D 打印冷却系统,以提高种植牙手术中对骨加热问题的控制效果,为患者带来更好的治疗体验和更高的种植成功率。