一种新型穿牙槽嵴顶上颌窦底提升骨凿的研发历程
作者：楚德国
清华大学医院
编者按
目前，上颌窦底提升术仍是上颌后牙区剩余牙槽骨高度不足种植修复时采用的主要技术。但无论是侧壁开窗上颌窦底提升术还是穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术都有其优缺点，并不能完全满足临床上的所有要求。清华大学医院楚德国主任医师从减小手术对患者的创伤、减轻患者的经济负担以及降低患者对较大手术焦虑程度的角度出发，决意寻求一种既兼顾侧壁开窗上颌窦底提升术和穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术各自优点，同时又尽量摈弃两种术式缺点的一种新的手术方法。并最终想到对萨默斯（Summers）骨凿的外形重新进行设计，发明了楚德国骨凿（ChuDeguoOsteotome）。想法的形成、实现、验证究竟经历怎样一个过程？本文对此进行了介绍。
背景
上颌后牙缺失后，由于上颌窦气化和牙槽骨吸收，经常导致上颌窦下方的牙槽骨变薄。有学者报道，在上颌第一磨牙区域大约有46.9%的缺牙位点剩余牙槽骨高度不足4mm，而在上颌第二磨牙位点，该比例会更高一些，大约为48.9%。
上颌后牙缺失导致牙槽骨变薄，给口腔种植医师在该区域进行种植修复带来了不小的挑战。目前解决这个难题的思路主要有两种：一种是进行上颌窦底提升术；另一种是采用避开上颌窦的种植技术，如短种植体技术和倾斜种植体技术。尽管使用短种植体和倾斜种植体可以避免进行上颌窦底提升，但是此类技术对于适应证的把握更加严格，对技术的要求也更加精准，目前主要应用于那些无法接受上颌窦底提升术而且局部骨量能够满足手术需要的患者。上颌窦底提升术仍然是上颌后牙区剩余牙槽骨高度不足种植修复时的主要技术。
上颌窦底提升术主要包括侧壁开窗上颌窦底提升术和穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术两种术式。前者又被通俗地称为上颌窦外提升术、侧壁开窗技术等；后者也有多个名称，如上颌窦内提升术、骨挤压上颌窦底提升术、骨凿技术、牙槽嵴技术等。
历史
回顾上颌窦底提升术的发展历史，有三位学者因为曾在这个领域做出了开拓性的工作而必须提及，他们分别是博伊恩（Boyne）、塔特姆（Tatum）和萨默斯（Summers）。
据文献记载，20世纪60年代，在美国海*研究生牙科课程的一次讲座中，Boyne就曾提出侧壁开窗法，即经前庭沟切口，采用上颌窦根治术（Caldwell-Luc）提升上颌窦黏膜并移植自体骨颗粒，以增加上颌后牙区骨量。虽然很多学者将Summers于年提出的骨挤压上颌窦底提升术作为上颌窦底提升术的起源，但其实早在年，Tatum的文章中就曾经对经牙槽嵴入路的上颌窦底提升术进行了描述。他所描述的侧壁开窗术采用的是牙槽嵴顶切口而非前庭沟切口，与现在广泛使用的侧壁开窗上颌窦底提升术更为接近。只是当年Tatum植入的种植体是叶状种植体，需要在牙槽嵴上凿出一个与叶状种植体相对应的大型沟槽，创伤较大，后来随着叶状种植体退出种植体的历史舞台，该技术也未受到重视和传承。而Summers及其提出的术式之所以被作为穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术的起点，既因为其术中使用的种植体外形已经与当下在临床上广泛应用的种植体外形近似，也因为他所提出的技术创伤性较小，易操作，得到后人的广泛认可，得以在临床上推广应用。
现状
侧壁开窗上颌窦底提升术，顾名思义是在上颌窦的侧壁上开一个窗口，再通过该窗口，使用提升工具将上颌窦黏膜剥离提升，再在黏膜提升后的空间内植骨，随后同期或者延期植入种植体。与穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术相比，此项技术的优点是手术中视野开阔，对上颌窦底的提升幅度大，可以超过10mm，上颌窦黏膜出现损伤时也可以及时采取一些补救措施。该术式的缺点是需要在上颌窦的侧壁开辟一个新的手术野，手术切口及剥离的范围广，破坏了上颌窦侧壁包括软组织壁和骨壁的完整性、密闭性以及上颌窦侧壁上的固有血供，创伤比较大，术后反应比较重，同时费用也比较高，令患者望而却步。
穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术，是通过牙槽嵴顶作为手术入路，该入路与种植体的植入是同一个手术区域，用骨钻预备种植通道至距离上颌窦底1~2mm处，再使用以Summers名字命名的骨凿或与该骨凿外形类似的骨挤压器向上冲击上颌窦底，造成窦底皮质骨青枝骨折，进而使上颌窦底骨折片连同窦底黏膜向上移位，然后在种植通道内放入骨粉，使用骨凿将骨粉及血液等混合物向上颌窦内推送，从而提升上颌窦底黏膜，最后根据能否获得初始稳定性来决定是否同期植入种植体。与侧壁开窗上颌窦底提升术相比，该术式的优点是无需开辟一个新的手术野，手术的创伤性小，术后的反应轻，费用低，患者容易接受。但是，由于不能在直视下手术，而且对上颌窦底的提升局限在与骨凿顶端面积大小相接近的范围内，因而对上颌窦底提升的高度受到了限制，一般不超过5mm。
目前，临床上选择上颌窦底提升术术式的主要依据是上颌窦底剩余牙槽骨的高度，大多数的学者依然遵循着以下标准：当剩余牙槽骨高度大于6mm时，选择穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术同期植入种植体；当剩余牙槽骨高度介于3mm和6mm之间时，选择侧壁开窗上颌窦底提升术同期或者延期植入种植体；当剩余牙槽骨高度小于3mm时，选择侧壁开窗上颌窦底提升术延期植入种植体。
想法
侧壁开窗上颌窦底提升术和穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术各自都具有非常明显的优缺点，因此，面对临床上大量上颌后牙区剩余牙槽骨高度不足，需要实施上颌窦底提升术的患者，我经常感到非常矛盾：若选择侧壁开窗上颌窦底提升术，虽然可以大幅提升上颌窦底，但手术创伤大，术后反应重，花费高，患者不容易接受；若选择穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术，虽然创伤小，术后反应轻，花费低，但是对上颌窦底的提升幅度又受到限制。正是上述在临床中面对病情时的纠结，促使我从减小手术对患者的创伤、减轻患者的经济负担以及降低患者对较大手术的焦虑出发，决意寻求一种既兼顾侧壁开窗上颌窦底提升术和穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术各自优点，同时又尽量摈弃两种术式缺点的一种新的手术方法。最终，我把目光聚焦在了已经在临床上应用了20多年且依然被广泛使用的Summers骨凿上面。
纵观上颌窦底提升的两种术式，无论是侧壁开窗上颌窦底提升术，还是穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术，其目的都是通过使用各种器械或借助于某种媒介将上颌窦底黏膜剥离并提升，而Summers基于以其名字命名的骨凿所提出的骨挤压上颌窦底提升术，之所以对上颌窦底黏膜的提升幅度有限（一般不超过5mm，远小于侧壁开窗上颌窦底提升术可提升的幅度），最主要的原因是其无法像侧壁开窗上颌窦底提升术那样对上颌窦底黏膜进行广泛剥离，而仅能提升与骨凿顶端面积相近的上颌窦底黏膜。最终我想到，假如能对Summers骨凿的外形重新进行设计，使其通过牙槽嵴顶上预备的种植通道进入上颌窦内后，具备向四周广泛剥离上颌窦底黏膜的功能，那么经重新设计的新型骨凿将既能兼顾穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术创伤小、术后反应轻的优点，同时又具备侧壁开窗上颌窦底提升术对黏膜进行广泛剥离提升的优点。
尝试
年，意识到Summers骨凿在满足临床需求方面存在着设计上的不足之后，我先比对着Summers骨凿，在稿纸上尝试着画了两幅草图，在草图中融入了自己想要追求的未来骨凿的大致外形。
与Summers骨凿不同，草图上勾画出的两支骨凿的大致轮廓，在工作端的末端各自带有一个凸出的喙，期望着草图上的两支骨凿在进入上颌窦内后，通过凸出的喙分别剥离上颌窦底近中方向和远中方向各自°范围的上颌窦底黏膜。接下来就是考虑如何将纸面上带有素描性质的骨凿草图转化成实物了。有一次，在和一位高中同学聊天时得知其开办了一家机械加工厂，我喜出望外，立即将所画草图发给同学，并期待自己的想法能很快变成现实，不料结果却大失所望，同学厂里的机械加工设备根本无法切割出我想要的骨凿来。我只能先尝试着对手头上的各种器械进行改造。最先纳入视野的是拔牙用的挺子，期望通过改造，能使其在通过牙槽嵴顶入路进入上颌窦内后，对上颌窦底黏膜进行广泛剥离。但由于上颌窦提升的区域主要位于口腔深部的后牙区，需要具有一定弧度的器械才能进入，而挺子的柄部为直形不能弯曲，而且其直的尖端打弯后，很难与种植体通道形状相匹配，最后只得放弃这条思路。
此后的一段时间，我在下班后经常光顾大大小小的五金店，目的是寻找一件具备一定弧度同时又可以对其尖端进行打磨改形的五金工具。无奈能够满足要求的五金工具很难寻觅，最后只得买回几根紧固螺丝用的内六角螺丝扳手尝试着对其进行手工加工，后来还特意上门请后勤的师傅帮忙将其切割分段后，重新焊接成弯曲的形状。
值得欣慰的是，那两件粗糙的六角螺丝扳手经过亲手打磨后，最终具备了我想要的大致外形，这增强了我进一步将其研发下去的信心。由于手工打磨的原始骨凿外形粗糙，而且所用材质并非专业手术工具所用材质，因此难以在临床中应用。在意识到这点后，我并没有放弃，而是又把目光投向了那些打着铣钻和激光切割招牌的金属加工厂。当我把所画骨凿的草图和那两件亲手粗加工过的骨凿展示给厂主们看时，却一次次的被婉拒了。得到的答复是加工数量太少，废件率很高，而且容易损坏昂贵的铣刀。后来，尽管有一家厂主或许是未能经受住我的软磨硬泡，也或许是被我的诚恳所打动，勉强接下了定金答应帮助试做一套。两周以后，当我兴冲冲地在约定的时间赶去“取活”时，却被告知试制没有成功，把定金退回给了我，那一次的试制又宣告失败。
此后很长的一段日子，我又多方打探，希望在北京以及周边地区能找到一家具备医疗器械加工能力的厂家帮助自己把想法变成现实，最终的结果却是希望一次次的变成了失望。
进展
尽管这一次次尝试最终都未能取得想要的结果，但是我并没有就此灰心。年4月份，一个朋友在得知我在尝试制造一种新型骨凿后，表示愿意通过其具有机械加工背景的朋友帮着试做一套，于是，那次交流让我又看到了曙光。耐心等待了两个月后，一套用医疗专用材质制作的骨凿出现在我面前。在惊喜之余，我当即断定骨凿试制初步取得了成功，因为和之前我用六角螺丝扳手自行打磨的粗糙而简陋的原始骨凿相比，这两支试制的骨凿除了在外观材质上给人一种专业的印象之外，其外形也基本上符合最初我所画草图上所要表达的意图。
此后，我又不断对其进一步完善，先是试制了几支不同直径的骨凿，后来又在骨凿的工作端上用激光刻上了刻度，用以指示骨凿进入上颌窦内的深度。在试制骨凿初步取得成功后，我开始着手申请国家专利。
时间进入年，我设计研发的新型骨凿无论是临床研究还是专利申请都取得了重要进展：基于新型骨凿撰写的一篇病例报道——《新型穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术骨凿及改良穿牙槽嵴顶上颌窦底提升术》被作为一项口腔种植新技术刊登在《中国口腔种植临床精粹》上；7月底，顺利取得国家专利证书。
目前，以我名字命名的新型穿牙槽嵴顶上颌窦底提升骨凿“ChuDeguoOsteotome”（图1）经过在临床上初步应用，在掌握好适应证的前提下，取得了满意的临床效果。临床上遇到上颌后牙区剩余牙槽骨高度严重不足的患者，应用ChuDeguoOsteotome，可以进行创伤较小、费用较低、术后反应也比较轻的穿牙槽嵴顶四周剥离上颌窦底提升术，在未出现明显并发症的前提下，对上颌窦底的提升高度超过了10mm，达到甚至超过了传统上侧壁开窗上颌窦底提升术的提升高度，而且基于临床研究撰写的专业论文已经被专业杂志录用。
图1新型穿牙槽嵴顶上颌窦底提升骨凿“ChuDeguoOsteotome”
至此，以往面对上颌后牙区剩余牙槽骨高度不足患者，在选择具体手术术式时的那种矛盾纠结的心态终于得以舒缓。年恰逢我赴美国宾夕法尼亚大学牙医学院做访问学者，期间我将应用ChuDeguoOsteotome针对上颌后牙区剩余牙槽骨高度不足患者所做的一些病例，展示给宾夕法尼亚大学的菲奥雷利尼（Fiorellini）教授和萨尔米恩托（Sarmiento）教授，他们对我的研究成果非常重视，在他们的建议下，我着手启动了国际专利的申请，目前相关工作正在积极推进之中。
典型病例
患者女性，51岁，左侧上颌第一磨牙缺失，年2月在清华大学医院口腔科应用ChuDeguoOsteotome行穿牙槽嵴顶四周剥离上颌窦底提升术。术前剩余牙槽骨高度为2.92mm，术后上颌窦底总高度14.52mm，上颌窦底提升幅度为11.60mm（图2~13）。
图2左侧上颌第一磨牙缺失
图3术前CBCT（剩余牙槽骨高度2.92mm）
图4牙槽嵴顶切口
图5逐级备洞
图6A型骨凿伸入种植窝洞内
图7A型骨凿剥离提升近中°窦底黏膜
图8B型骨凿伸入种植窝洞内
图9B型骨凿剥离提升远中°窦底黏膜
图10植入骨粉
图11植入种植体
图12缝合伤口
图13术后CBCT（窦底总高度14.52mm）
作者简介
楚德国，口腔医学博士，毕业于北京大学口腔医学院。主任医师，硕士生导师，宾夕法尼亚大学牙科学院访问学者，清华大学医院口腔科主任。北京市朝阳区口腔医疗质量控制中心专家委员、北京口腔医学会种植牙专业委员会委员、北京口腔医学会牙体牙髓专业委员会委员、北京口腔医学会理事。擅长牙齿缺失种植修复设计与治疗、牙槽外科、牙周整形外科。主持北京市课题项目2项，朝阳区课题项目2项，院级课题2项。主编专著2部，主译专著1部，参编参译专著4部，第一作者发表论文10余篇，取得种植牙临床技术领域国家专利3项。著有散文集《生命是一杯热茶的等候》（电子书）（中信出版集团出版）。
；邮箱：chudeguo
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