选择性激光烧结法烧结复合蜡粉制作鼻鹰复体

　　选择性激光烧结法烧结复合蜡粉制作鼻鹰复体及临床应用

　　李风兰 赵铱民 吴国锋

　　［摘要］ 目的 研究选择性激光烧结（selected laser 、 intering , SLS ）法烧结复合蜡粉（ PCPI ）进行鼻缺损硅橡胶膺复体的制作及临床应用。

　　方法 采用三维激光扫描仪扫描鼻缺损的石膏模型获得三维数据，在计算机软件中进行数据处理，镜像反求获得缺损的三维模型，并进行三维实体重建，用 SLS 法烧结 PCPI 制作鼻缺损蜡模型，并进一步制作出硅橡胶鼻赝复体。结果 2 例外鼻缺损患者取得了与原鼻完全吻合的硅橡胶赝复体。结论 用SI 另法烧结 PCPI 所得的鼻蜡模型基本符合临床赝复体制作的要求，可以应用于临床。

　　【 关键词 】 选择性激光烧结；鼻缺损；三维实体重建；复合蜡粉

　　Preparation and clinical application of a nose prosthesis by means of selective laser simtering and wax powder  Ll Feng-lan " , ZHAO Yi-min 动， WU Guo-feng . " Department of Prosthodontics , Shanxi Provincial People 's Hospital,Taiyuan 030012,China

　　［Abstract］Objective To explore the clinical application of reconstructing silicone nose prosthesis by means of selected laser sintering and wax powder PCPI . Methods  Laser Scanning was used to get the 3-D data of a nose model . Surfacere 10.0 etc softwares was used to reconstruct the nose by mirroring the digitalized model of absent nose . Selective laser sintering and wax powder was chosen to fabricate a wax nose model and thenose prosthesis made by silicone  elastomer . Results Perfect silicone elastomer nose prosthesis was flOSe prosthesis made by silicone made for 2 patients . Conclusion This study suggests that the wax nose model and the new wax powder can meet the requirement of clinical expectation for maxillofacial prosthesis .

　　[ Key words ] Selective laser Sintering ; Nasal defect 3 一 D reconstruction ; Wax powder

　　快速原型制造（ rapid prototyping manufacture , RPM ）技术是利用累加成型原理制造实物零件产品的一项高新制造技术，可以根据产品的三维模型数据，不借助其他工具设备，迅速而地制造出该产品。常用的 RPM 方法有立体印刷（ S LA ）层叠法（ LOM ）及选择性激光烧结（ Selected laser Sin - tering , Sl " S ）法等。近年来， RPM 在口腔领域也得到了广泛应用：第四军医大学龚振宇等「龚振宇，邱蔚六，刘彦普，等．反求工程与快速成型技术在小须畸形整复设计中的应用．中华医学美学美容杂志， 2006 , 12 ( 6 ) : 339342 .」将 SIJA 制作的树脂模型应用于小须畸形的修复设计；韩彦峰等(韩彦峰，高勃，胡江，等．激光快速成形技术制作纯钦基底冠中国激光， 2007 , 34 ( 6 ) : 876880 .)应用激光快速成形（ LRF ）技术制作纯钦基底冠； Coward 等(Coward TJ , Watson RM , Wilkinson IC , et al . Fabricationofa wax ear by rapid 一 process modeling using stereolithography . IntJ Prosthodont , 1999 , 12 ( l ) : 20 -27 .)应用 MR 工对健侧耳廓进行扫描获取数据，三维重建通过镜像方法获得了对侧耳的三维模型，并用 SLA 制作出患耳树脂模型（本文）。在三维激光扫描获得鼻三维数据的基础上，应用SLS技术及复合蜡粉（ PCPI ）复制出鼻的 RPM 蜡模型后经过水浴加热去蜡复制为颌面部缺损的修复提供了一种新的材料黏方法。

　　资料与方法

　　一、临床资料

　　因肿瘤切除术导致外鼻缺损患者 2 例， 1 例，分别为 55 岁黏 60 岁。损患者为例，介绍应用 SLS 我们仅以 1 例外鼻烧结 PCPI 制作赝复的方法。该患者外鼻右侧下半部缺损，缺损边界过外鼻中线；原切口愈合良好，有少许瘢瘢；可见损腔内显露的膜组织，局部刀卸易、炎症等不创顽。

　　二、方法

　　1 ．点云数据的获得：常规进行患者缺损区面的印模制取，灌制超硬石膏模型（图 1 ）。将石膏型固定于激光扫描仪的工作台上进行扫描（模型与工作台呈 60°角），设置系统相关参数：扫描点距0.05mm;工作台由计算机控制移动，获得模型数据，输出为“.cn ”文件格式的原始数据，并转化为 “.asc “, ，格式的数据。

　　2 ．模型的反求及三维重建：将“ . asc ”文件在 Surfacer1O.0中打开并平滑化处理，保存为“ . asc " 文件格式。选择进行反求的健侧鼻部分（图 2 ）应用镜像功能进行反求，得出患侧数据（图 3 ) ，将反求所得的患侧鼻与原鼻数据进行拟合在 Geomagics 4 . 0 中包裹（ " Shell " ）生成实体数据，以“ . Stl , ，格式输出。

　　3 ．鼻蜡模型的快速成型：在 Magics RP10.0软件中对数据模型进行分层，保存为“ . Slc ”文件，将:“slc”文件输入HLP-3501I 型 SLS 机中，加工参数为：扫描速度 2000 mm / S ，加工层厚0.15mm ，铺粉速度 200mm/s，激光功率15W ，加工温度80°C。 SLS 机在计算机控制下，自动逐层烧结出鼻缺损蜡模型（图 4 ）。

　　4 ．外鼻修复体边缘区超硬石膏模型的处理：在缺损的外鼻石膏模型上设计修复体的边缘线，刻深约 3～4mm 的凹槽，再向内呈楔形刮除石膏，形成的楔形斜坡状边缘宽度 5 mm 左右。
 
5 ．蜡鼻模型试戴：在模型上将蜡鼻模型试合，然后在临床上将蜡鼻修复体配戴到患者缺损的外鼻上，检查蜡鼻的大小、形状、位置、角度等是否与鼻的健侧组织对称一致，征求患者意见并修改直其满意为止，检查蜡鼻模型预留的通气道是否足够充分，须保证不影响患者正常的呼吸，然后将蜡鼻复位到石膏模型上修改，制作皮纹、毛孔并喷光。

　　6 ．鼻赝复体佩戴：皮肤比色后，将蜡鼻模型包埋并水浴煮沸 30 min 后，以硅橡胶替换，最后将制成的硅橡胶修复体外着色，患者即可佩带鼻膺复。

　　结果

　　PCPI 可以基本满足临床制作嘎复体的要求、可以通过水浴煮沸 3OT ' n 讯完全除蜡，并顺利以硅橡胶替换，制得与患者原鼻相匹配的鼻膺复体。 2 例鼻缺损患者佩戴了满意的赝复体，随访 5 年，赝复体无损坏（图 5 ）。

　　讨论

　　SLS 的工作原理（朱林泉．快速成型技术原理及方法／／朱林泉．制造技术．北京：国防工业出版社， 2003 :9-10）是，使用 COZ 激光器烧结粉末材料（如蜡粉、 PS 粉、 ABS 粉、尼龙粉、覆膜陶瓷黏金属粉等）。成型时先在工作台上铺上一层粉末材料，激光束在计算机的控制下，按照截面轮廓的信息，对制件的实心部分所在的粉末进行烧结。一层完成后，工作台下降一个层厚，再进行后一层的铺粉烧结。如此循环，最终形成三维产品。

　　大部分领面部缺损的患者由于受局部组织床、身体条件及修复技术等多种因素的限制，不能接受手术治疗，仍需采用膺复体修复(赵铱民．概述／／赵铱民．领面膺复学．上卷．社， 2004 : l- 5 .西安：世界图书出版)。传统的制作步骤是，首先取模，然后由有经验的临床医师根据健侧雕刻缺损部分，再给患者试戴、修整。赝复体制作的逼真与否，与医师的自身经验、技术水平等有很大的关系。应用 RPM 方法可以准确、逼真地再现患者缺损部位的形象，大大降低了医师的工作强度，改进了领面部赝复体的制作工艺(Wu G , Zhou B , BIY , et al . Selective laser sintering technology  for customized fabrication of facial prostheses . J Prosthet Dent , 2008 , 100 ( 1 ) : 56-60)。另外，由于硅橡胶材料自身的局限性及领面部赝复体显露在外部的原因，膺复体的老化现象目前还无法避免，患者需要在 3～5 年后更换一次赝复体。采用 RPM 技术后，医师不再需重新雕刻膺复体，而只需将以前储存的数据重新加工即可制得与原赝体同样的产品。这样，大大方便了医患双方，降低了反复制作的成本。近年来，由于 SLS 烧结 PCPI 在领面赝复体制作上的优点，以及随着 RPM 技术的不断完善，国内外有许多学者将其应用在赝复体的制作上，如用 FDM 法制作耳廓的尼龙模型、用 SLA 制作鼻及眼眶部的树脂模型。 SLS 与其他 RPM 方法相比，具有制造成本低、使用材料广泛、可以烧结较复杂的零件等优点，特别是 PCPI 的开发应用更加显示了其优越性。赝复体最终的材料是硅橡胶，需要通过水浴法去蜡进行充填，而且目前皮肤纹理等细小结构还无法用计算机直接三维重建，需要在最后的蜡型上雕刻皮肤纹理，因此，不管是 SIJA 的树脂，还是 FDM 的尼仑，都需要再转换为蜡模型，然后才能进行皮纹的雕刻、患者试戴，满意后进行包埋替换为硅橡胶。应用 SLS 黏 PCPI 可以直接烧制出蜡模型，不需要中间的模型转换，减少了赝复体制作的中间环节，节约了时间，同时也提高了赝复体制作的精度。

　　PCPI 是以氧化聚乙烯蜡为主要成分的合成蜡，它虽然与口腔模型蜡在成分上不同，但其理化性能基本可以满足中华人民共黏国专业标准，即牙科模型蜡 zB C33025～89 中国标准出版社编辑室．医疗器械标准汇编（口腔材料卷北京：中国标准出版社,2002 : 223-229)的要求：熔点 99 ℃ ，线性收缩 0 . 23 % ，塑性形变在国标要求的各温度下几乎为零。临床操作中可以顺利雕刻皮纹，可以经过热水浸泡进行脱蜡以硅橡胶替换。但其还有一些缺陷，例如：此蜡熔点较高、韧性较差而脆性比较大，还需在以后的研究中进行不断的改善。