■臺北榮民總醫院 / 何怡青 主治醫師
前言
牙髓疾病的發生乃由於微生物感染牙髓腔內的根管系統所引發[1]，當牙齒因為齲齒、外傷或牙周疾病等，造成牙髓發炎甚至壞死，需要進行根管治療。而根管系統因為形態上錯綜複雜，大多為彎曲而狹小的孔道，在不同個體間變異多，且結構上包覆於齒槽骨內，因此進行根管治療時需因應複雜的根管系統，憑藉牙醫師的經驗，清創感染源及發炎組織。
由於根管治療的過程中，因為肉眼無法看到根管系統，需仰賴X 光片影像進行整個根管治療流程，因此牙醫師可能因為無法掌握根管系統導致治療失敗。根管治療包括以下三個步驟：髓腔開擴(access open)、根管清創與修型(cleaning and shaping)，及最後進行根管充填(obturation)。這些步驟，都有賴操作者對於牙齒形態的掌握，因此根管治療臨床前訓練對於牙醫師的養成是十分重要的。
目前在根管治療訓練主要運用拔除的自然牙進行模擬操作，然而收集適用的自然齒耗費相當大的人力成本，且有感控上的疑慮，各牙齒缺乏解剖型態的一致性，導致學員無法有齊一的評分標準。目前除自然牙外，亦有市售的模型可供練習，但因成本太高無法大量購買，在牙醫教育中並不普及。藉由3D 列印製作標準化的人造牙，具有標準化型態且可大量複製的特性，可使學生在接受評估時有一致性的標準，增加評分的公平性，並確保學習成效。
另外，人造牙可模擬各式牙體型態的變異，也提供學生豐富的操作練習機會。隨著3D 列印技術成本的下降，應用數位建模和3D 列印來輔助根管治療牙醫教育的可行性大為提升[2][3]。本團隊藉由3D 列印技術製作根管治療臨床前訓練模型以方便教學及操作。因為此技術由臺灣研發及製作，教學成本亦可降低。
圖1：根管治療臨床前訓練3D 列印模型數位建模。(A) 牙齒數位建模流程；(B) 牙弓模型數位建模
根管治療臨床前訓練3D 列印模型製作過程
根管治療臨床前訓練3D 列印模型分為牙齒及牙弓模型兩部分，製作過程包含數位建模及3D 列印兩部分進行。說明如下：
數位建模
1. 牙齒：
先將模型牙齒以模掃機(Open Technologies SMART, Rezzato, Italy) 進行掃描，取得牙齒及牙根外型的檔案，使用3D 繪圖軟體(3DS MAX,AUTODESK, San Rafael, CA) 分為牙冠、牙齒及根管三個部分，進行根管及牙根外型的繪製及調整，如圖1(A)。
2. 牙弓模型：
同樣使用模掃機(Open TechnologiesSMART) 掃描標準牙弓模型外型，將3D 列印牙齒的位置以3D 繪圖軟體(3DS MAX) 進行扣除後，使牙齒可正好卡入牙弓模型內，如圖1(B)。此外，牙弓模型更設計有放置放射照片的插槽，以利拍攝根尖X 光片可保持一定角度，另外牙根處設計有孔洞可以在治療中使用根管測量器進行根管長度測量。
3D 列印
1. 牙齒：
列印牙冠的材料為AA Temp(Enlighten Materials, Taipei, Taiwan) 加入8% 硫酸鋇； 而牙齒部分因為根管治療需要，材料的放射線不透性經由不斷的改質與研發，使用材料為DD guide (Enlighten Materials) 加入10% 硫酸鋇。以數位光固化處理(digital light processing, DLP)3D 列印機(Miicraft Ultra 100, Miicraft, Hsinchu, Taiwan) 分
別列印牙冠與牙齒。牙冠及牙齒列印完成後，再使用牙科樹脂ALIKE(GC America, Alsip, IL) 將牙冠與牙齒兩部分黏著。
2. 牙弓模型：
列印材料為3D 列印線材PLA(Spidermarker, Taoyuan, Taiwan)，以熔融沉積成型(fused deposition modelling, FDM)3D 列印機(UP BOX+, Tiertime, Beijing, China) 進行列印。
根管治療用3D 列印模型的製作成品牙齒及牙弓模型如圖2(A)、(B) 及(C)，根管治療過程中可方便將牙齒固定於牙弓模型內。牙弓模型更設計有放置放射照片的插槽，可依一定角度照射根尖X 光片，牙根於根尖X 光片清晰可判讀長度，根管治療過程包含照射初始根尖Ｘ光片、確定根管長度、確定主針長度及根管治療完成Ｘ光片如圖2(D)。治療過程中也可使用根管長度測量器(Root ZX mini, Morita, Saitama, Japan) 測量根管長度，放置生理食鹽水於牙根處的開口位置即可導電以進行測量，如圖2(E)。
圖2：根管治療臨床前訓練3D 列印模型。(A)3D 列印牙齒；(B) 牙齒固定於牙弓模型之正面觀；(C) 牙齒固定於牙弓模型腭面觀；(D) 根管治療前中後之X 光片；(E) 使用根管長度測量器
結論
利用3D 列印的技術製作根管治療用3D 列印模型，以因應根管治療不同學習需求，未來更可應用於牙醫師考試標準化的客觀結構式臨床技能測驗(ObjectiveStructured Clinical Examination, OSCE)。牙醫學系學生經標準化牙髓病治療的訓練過程，達到一定的學習成效，並利用3D 列印的技術來客製化各種複雜型態牙齒，提供不同學習情境，重複練習以進行自主學習。對教學者而言，此新教具能增加教學之有效性，也能藉由學生學習成果提供教學者教學方向的調整，以達到雙向回饋的目標，因此本研究之根管治療用3D 列印模型教育訓練值得在牙髓病學教育廣為推廣。■
本文由何怡青醫師與陽明大學 李士元教授共同撰寫。
