牙種植體-骨結(jié)合穩(wěn)定性影響因素的研究進展

于 惠 綜述，柳忠豪 審校

(1.大連醫(yī)科大學(xué) 研究生院,遼寧 大連 116044；2.煙臺市口腔醫(yī)院,山東 煙臺 264001)

Branemark于20世紀(jì)中期提出了骨結(jié)合的概念，即在光鏡水平上，正常的改建骨和種植體直接接觸，其承受的負(fù)荷能通過這種直接接觸持續(xù)不斷地傳遞分散到周圍骨組織，從而開啟了現(xiàn)代種植學(xué)的大門[l]。種植體的穩(wěn)定性包括初級和次級穩(wěn)定性，初級穩(wěn)定性主要由級差植入形成的機械緊嵌產(chǎn)生。種植體植入后便獲得，是形成骨結(jié)合的必要條件；次級穩(wěn)定性主要在種植體-骨結(jié)合后形成，一定程度上可以預(yù)測種植體是否形成骨結(jié)合[2]，決定種植體的成功率。

1 種植體材料

目前，用于口腔種植的材料主要有3 類：金屬、生物玻璃陶瓷和高分子聚合物。不同材料的特性會影響界面的應(yīng)力分布及種植體與骨界面的相對位移。

與其它金屬相比，金屬鈦質(zhì)輕、彈性模量與骨更接近，更因為其優(yōu)越的鈍化性能和良好的生物相容性，使其成為制造種植體的主要材料。而其它如鈷鉻合金等材料，雖不被機體排斥，但會使種植體周圍形成纖維組織而非骨結(jié)合，穩(wěn)定性差[3]。

近年來，許多種植系統(tǒng)在鈦及鈦合金表面附著生物活性材料，如羥基磷灰石(HA)涂層，使種植體表面粗糙化，進一步提高其骨結(jié)合能力。但羥基磷灰石與鈦的結(jié)合強度低，常導(dǎo)致種植體表面的羥基磷灰石脫落，這又帶來了新問題。理論上陶瓷涂層應(yīng)具有良好的生物相容性。

與前兩者相比，高分子聚合物強度較弱，但彈性模量較低。Wang H等[4]發(fā)現(xiàn)，高分子聚合物向周圍骨組織的應(yīng)力傳遞更合理，更能降低種植體頸部的應(yīng)力峰值。作為種植材料，有較好的應(yīng)用前景。但性能持久性較差這一缺點將限制其應(yīng)用。

2 外科植入技術(shù)

影響骨整合的因素很多。過大的外科損傷，被認(rèn)為是影響骨整合的最重要因素之一[5]。

2.1 種植床的精確性

實驗證明，種植體表面與骨組織的間隙>0.5 mm，骨痂組織則不能將兩者聯(lián)結(jié)起來，從而形成纖維骨性結(jié)合界面[6]。所以，種植體植入時應(yīng)注意：(1)種植床預(yù)備過程：避免反復(fù)提拉鉆具導(dǎo)致種植床擴大，影響精確度；若種植床太大，應(yīng)及時更換直徑較大的種植體；(2)級差備洞：種植終末鉆直徑小于種植體直徑，以增加種植體穩(wěn)定性；(3)骨質(zhì)疏松：采用骨擠壓技術(shù)把疏松的骨擠壓為相對致密的骨,以增加種植體穩(wěn)定性。

2.2 種植床制備過程中的損傷

主要包括熱損傷和機械損傷。熱損傷會導(dǎo)致周圍骨細(xì)胞變性壞死。Weng D等[7]證明， 鉆孔時骨壞死的臨界溫度是47℃ 。受損后的骨組織與種植體間形成纖維性愈合而非骨性愈合。為了避免這種損傷，應(yīng)注意：(1)生理鹽水持續(xù)冷卻；(2)使用銳利的種植器械；(3)鉆速在1500 r/min以下；(4)骨鉆孔間斷進行；(5)不斷提拉鉆具，不對手機加壓。

為了防止對骨組織造成機械損傷，應(yīng)注意：(1)術(shù)前拍攝X-ray或CT并仔細(xì)閱片，確認(rèn)上頜竇、下頜管、頦孔等重要解剖結(jié)構(gòu)；(2)嚴(yán)格把握手術(shù)適應(yīng)證，充分做好準(zhǔn)備工作；(3)術(shù)中減少種植部位和方向的偏差。

2.3 無菌的重要性

術(shù)區(qū)感染、種植體污染亦會影響骨結(jié)合，甚至造成種植失敗。這就要求醫(yī)護人員要有嚴(yán)格的無菌觀念；手術(shù)器械嚴(yán)格消毒；種植體植入取出時避免觸碰種植床以外的區(qū)域；骨粉植入時防止唾液污染等。

3 種植體表面設(shè)計

種植體的表面設(shè)計可影響種植體植入后的生物學(xué)反應(yīng)，決定組織細(xì)胞在其表面的粘附、增殖、分化及礦化，影響蛋白質(zhì)的吸收，直接影響界面的骨愈合速度，對種植體-骨結(jié)合強度有著十分重要的影響[8]。

3.1 種植體表面處理

表面粗化的種植體利于分散種植體-骨界面的應(yīng)力，控制種植體微動，提高其穩(wěn)定性[9]。經(jīng)過涂層、噴砂加酸蝕(SLA)等方法處理的種植體，可以顯著增加種植體-骨的接觸面積，有助于骨結(jié)合。近年來，關(guān)于種植體表面處理的研究不斷取得新進展：以SLA表面為基礎(chǔ)、羥基化和高親水性的SLActive表面處理，使種植體植入后，能快速吸引血液蛋白凝固和骨形成，促進了最初的愈合反應(yīng)[10]；經(jīng)過納米級處理的種植體，物理和化學(xué)穩(wěn)定性更高，骨誘導(dǎo)作用和骨結(jié)合性能優(yōu)于其他種植體，骨愈合速度和程度大大提高[11]；涂層與生長因子復(fù)合的研究發(fā)現(xiàn)[12]，BMP/HA 復(fù)合物植入骨缺損后，新骨長入的速度、數(shù)量均較HA快且明顯。通過對誘導(dǎo)因子的控釋，可以在種植體周圍迅速形成新骨，達到提高種植體穩(wěn)定性的目的。

3.2 種植體外形設(shè)計

形態(tài)不規(guī)則，設(shè)計有孔、溝等結(jié)構(gòu)的種植體，易與骨組織形成機械嵌合，增大結(jié)合力。帶螺紋種植體比不帶螺紋種植體的應(yīng)力分布更合理。螺紋的設(shè)計對于種植體穩(wěn)定性的提高具有重要意義：螺紋頂角為60°時[13]，種植體應(yīng)力分布最合理；反支撐螺紋[14]為圓柱形種植體的最佳螺紋設(shè)計；0.8 mm螺距的種植體微動最小，其初期穩(wěn)定性最大[15]；螺紋位于種植體下1/3時，應(yīng)力分布最均勻[16]；矩形螺紋設(shè)計(相對于V形和支撐形)能更好的傳遞垂直力，從而減小從修復(fù)體傳遞來的剪切力[17]；單螺紋的垂直相對位移和綜合相對位移最小，初期穩(wěn)定性最大[18]。

4 患者自身骨質(zhì)條件

頜骨是一種具有多相性的、各向異性的、非均質(zhì)的多孔復(fù)合體。不同的個體，同一個體在不同生理階段，其頜骨骨量、密度均不一致，而這些都會影響種植體-骨結(jié)合的穩(wěn)定性。種植體周圍的骨質(zhì)量通過三方面影響骨整合。

4.1 頜骨密度

骨密度的高低影響骨與種植體的愈合速度。牙缺失后，牙槽骨的骨板消失，逐漸被骨小梁樣骨組織代替。骨質(zhì)不同，與種植體的接觸量也不同。密質(zhì)骨(Ⅰ、Ⅱ類)的種植體-骨結(jié)合率要高于松質(zhì)骨(Ⅲ、IV類)。在骨密度高的部位植入，骨床面積大，新骨向植體的延伸較快；而在松質(zhì)骨或髓內(nèi)區(qū)域植入，骨床的面積小， 單純靠髓內(nèi)新骨細(xì)胞的沉積，速度較慢，植體周圍難以在短時間內(nèi)構(gòu)筑起堅實的骨質(zhì)包繞。為此，在臨床選擇植入部位或估計種植效果時應(yīng)充分考慮。男性和女性在種植體-骨結(jié)合的穩(wěn)定性上并無明顯差別。

4.2 種植體界面骨皮質(zhì)與骨松質(zhì)含量的比例

種植體界面骨皮質(zhì)與骨松質(zhì)含量的比例明顯影響種植體向周圍骨的應(yīng)力傳遞。骨皮質(zhì)越厚，種植體及其周圍皮質(zhì)骨內(nèi)的應(yīng)力越小。下頜骨與上頜骨相比，有較多較厚的骨皮質(zhì)，因此，下頜種植體的穩(wěn)定性較上頜高。

4.3 頜骨骨量

牙缺失后，牙槽骨不斷吸收，骨量進行性減少；另一方面，由于下牙槽神經(jīng)管、上頜竇等結(jié)構(gòu)的存在，骨量也將受限。骨量不足必將影響種植體-骨結(jié)合的穩(wěn)定性。臨床上，可以采取植骨術(shù)、上頜竇提升術(shù)、骨劈開術(shù)等各種骨增量技術(shù)增加術(shù)區(qū)骨量。

5 修復(fù)體設(shè)計制作

修復(fù)體設(shè)計制作是影響種植體-骨結(jié)合界面穩(wěn)定性的重要因素。

5.1 咬合因素

種植體-骨結(jié)合與天然牙-骨的結(jié)合方式截然不同，二者對于牙合力的反應(yīng)也不同。所以，種植義齒上部結(jié)構(gòu)的咬合設(shè)計應(yīng)有別于傳統(tǒng)義齒。傳導(dǎo)到種植體上的咬合力應(yīng)該控制在患者口頜系統(tǒng)所能承受的生理限度內(nèi)，盡量避免過大的側(cè)向力。側(cè)向力會破壞種植體-骨界面的結(jié)合。因而，在確定修復(fù)體牙合面形態(tài)時，可以考慮減少牙尖斜面斜度和改變牙合面外形，以緩解種植體的側(cè)向扭力。牙列缺損患者的種植修復(fù)，在減小修復(fù)體頰舌徑的同時，應(yīng)充分調(diào)牙合[19]，消除早接觸及牙合干擾。對于無牙頜患者的種植修復(fù)，其側(cè)方牙合最好為組牙功能牙合，這樣可以使種植義齒得到穩(wěn)定的咬合平衡。

5.2 力臂設(shè)計

修復(fù)體的力臂主要包括：(1)近遠(yuǎn)中方向懸臂的長度；(2)頰舌方向由于種植體位置而出現(xiàn)的延伸；(3)修復(fù)體牙冠和基臺的高度。

種植修復(fù)時應(yīng)盡量避免懸臂式設(shè)計。因為，在懸臂上所受到的側(cè)方應(yīng)力會以懸臂式橋體為杠桿，對鄰近的種植體產(chǎn)生壓應(yīng)力，對較遠(yuǎn)的種植體產(chǎn)生拉應(yīng)力，應(yīng)力集中在鄰近種植體的根尖和較遠(yuǎn)種植體的頸部及相應(yīng)的骨組織上，導(dǎo)致種植體或上部結(jié)構(gòu)的斷裂及骨組織的吸收。不得以要設(shè)計帶有懸臂結(jié)構(gòu)的種植義齒時，應(yīng)避免在骨質(zhì)和骨量不足的磨牙區(qū)植入種植體。研究證明，傾斜植入法即最遠(yuǎn)端種植體植入時向遠(yuǎn)中傾斜的方法，可提高懸臂種植體的成功率[20]。目前，在設(shè)計懸臂長度和支持懸臂的種植體數(shù)目等方面并沒有定論，但應(yīng)使懸臂盡可能短，咬合接觸面盡可能小。

除上述因素外，種植體的直徑和長度，軟組織附著情況，患者的口腔衛(wèi)生狀況等因素亦可影響骨界面的穩(wěn)定性。種植體功能的行使必須要以穩(wěn)定的界面為基礎(chǔ)。所以，應(yīng)充分了解各種影響因素，在種植外科及種植修復(fù)時盡量避免不足，以提高界面的穩(wěn)定性，提高種植手術(shù)的成功率。

參考文獻：

[1] 張月蘭,曹選平,崔淑霞,等.微植體-骨界面各部位組織變化的實驗研究[J].廣東醫(yī)學(xué),2009,15(3):31-33.

[2] 董福生,栗興超,崔士軍.純鈦種植體粗化表面的構(gòu)建及形貌分析[J].中國口腔種植學(xué)雜志,2009,8(2):18-19.

[3] Takemoto M,Fujibayashi S,Neo M，et al.Bone-bonding Ability of a hydroxyapatite coated zirconia-alumina nanocomposite with a microporous surface[J].Biomed Mater Res A,2006,78(4):693-701.

[4] Wang H,Eliaz N,Xiang Z,et al.Early bone apposition in Vivo on Plasma-Sprayed and electrochemically deposited hydroxyapatite coatings on Titanium alloy[J].Biomaterials,2006，27(23): 4192-4203.

[5] 吳小吉,林野,邱立新,等.應(yīng)用共振頻率評估種植體穩(wěn)定性的臨床研究[J].中國口腔種植學(xué)雜志,2005,6(2):45-48.

[6] 周煒,宋應(yīng)亮,李德華,等. 種植體骨結(jié)合穩(wěn)定性測量及相關(guān)因素分析[J].實用口腔醫(yī)學(xué)雜志,2006,6(2):21-25.

[7] Weng D,Nagata MJ,Bell M,et al.Influence of microgap location and configuration on the periimplant bone morphology in submerged implants.An experimental study in dogs[J].Clin Oral Implants Res,2008,19(11):65-73.

[8] Andras Hei jink MD,Jeffrey Schwartz PhD,Mark E,et al.Self-assembled Monolayer Films of Phosphonates for Bonding RGD to Titanium[J].Clin Orth Relat Res,2008,466(4):34-39.

[9] 趙靜輝,周延民,羅嵐.種植體螺紋形狀對骨界面應(yīng)力分布的影響[J].現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志,2007,21(2):162-165.

[10] Alxe Z.Immediate and early loading of implant with SLActive surface: a randomized open -ended clinical trial[J].Clin Implant Dent Relat Res,2006,5(1): 57-63.

[11] 張吉宏,趙常利,張小農(nóng).鈦合金表面納米結(jié)構(gòu)對鈣磷礦化物體外沉積及成骨細(xì)胞礦化功能的影響[J] .中國組織工程研究與臨床康復(fù),2010,21(12):71-73.

[12] 高軍,曾偉杰,支曉興.牙種植材料生物學(xué)特性及生物相容性對骨結(jié)合強度的影響[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2008,31(14):56-59.

[13] Chun,Cheong,Han -J-H.Evaluation of design parameters of osseiontegrated dental implants using finite element analysis[J].Oral Rehabil,2002,29(6):565-74.

[14] 孔亮,劉寶林,李德華,等.不同螺紋形態(tài)種植體對頜骨應(yīng)力影響的三維有限元比較研究[J].口腔醫(yī)學(xué)研究,2006,22(2):155-158.

[15] 馬攀,劉洪臣,李德華,等.三種螺距對種植體初期穩(wěn)定性影響的有限元研究[J].口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志,2007,8(1):47-50.

[16] Caglar A,Aydin C,Ozen J,et al.Effects of mesiodistal inclina-tion of implants on stress distribution in implant-supported fixed prostheses[J].Oral Maxillofac Implants,2006,21(1):36-44.

[17] Ros n A,Gynther G.Implant treatment without bone grafting in edentulous severely resorbed maxillas：A long -term follow -up study [J].Oral Maxillofac Surg,2007,65(5):1010-1016.

[18] 馬攀,彭勤建,林升,等.單、雙、三螺紋種植體初期穩(wěn)定性的三維有限元比較研究[J].口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志,2007,20(4):48-50.

[19] Sütpideler M,Eckert SE,Zobitz M,et al.Finite element analysis of effect of prosthesis height,angle of force application,and implant offset on supporting bone[J].Oral Maxillofac Implants,2004,19(6):819-825.

[20] Mal P,Rangert B,Nobre M.All-on-4 immediate-functionconcept with Brnemark system implants for completely edentulous maxillae：A 1-year retrospective clinical study[J].Clin Implant Dent Relat Res,2005,7(1):88-94.