測量種植體穩(wěn)定性方法的研究進(jìn)展

孫 璐， 段瑞平， 李 濤

(1.遵義醫(yī)學(xué)院 口腔醫(yī)學(xué)院， 貴州 遵義 563000；2.昆明市口腔醫(yī)院， 云南 昆明 650011)

測量種植體穩(wěn)定性方法的研究進(jìn)展

孫 璐1， 段瑞平2， 李 濤2

(1.遵義醫(yī)學(xué)院 口腔醫(yī)學(xué)院， 貴州 遵義 563000；2.昆明市口腔醫(yī)院， 云南 昆明 650011)

種植體；穩(wěn)定性；測量

評價(jià)種植體的穩(wěn)定性具有非常重要的臨床意義：①測量種植體的初期穩(wěn)定性是判斷能否即刻負(fù)載的重要指標(biāo)[1]；②對種植體穩(wěn)定性的連續(xù)監(jiān)測，可判斷種植體-骨界面的愈合狀態(tài)和力學(xué)特征，指導(dǎo)修復(fù)時(shí)機(jī)的選擇[2]；③對修復(fù)后種植體的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測，可早期發(fā)現(xiàn)骨結(jié)合喪失，以便早期處理降低種植牙的失敗率。目前，評價(jià)種植體穩(wěn)定性的方法可分為兩類：一類是侵襲性測量方法，包括植入扭矩法、旋出扭矩法、放射學(xué)檢查、組織形態(tài)測量等；另一類是非侵襲性測量方法，包括臨床捫叩診、有限元分析、Periotest法、共振頻率分析等。選用一種理想的評價(jià)種植體穩(wěn)定性的方法，用于指導(dǎo)臨床工作，這是國際種植學(xué)界研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。

1 侵襲性測量方法

1.1 植入扭矩法 使用專用扭矩儀測量種植體植入時(shí)扭矩的大小。測量值即植入扭矩值，可反應(yīng)種植體的初期穩(wěn)定性，是進(jìn)行即刻負(fù)載的重要指標(biāo)之一。影響因素主要有兩方面：①受植區(qū)骨的質(zhì)量，如Beer[3]采用植入扭矩法證實(shí)，植入扭矩與頜骨密度呈顯著的正相關(guān)關(guān)系；②手術(shù)方式，如臨床常采用級差備洞法，增大植入扭矩，以便使種植體的穩(wěn)定性增加。Glauser[4]等通過級差備洞法使植入扭矩值增加，即增加了側(cè)壁骨密度，從而增加種植體的初期穩(wěn)定性。

植入扭矩法在臨床應(yīng)用中受到一定的限制,因?yàn)橹踩肱ぞ刂挡豢赡苓B續(xù)監(jiān)測骨愈合期穩(wěn)定性變化的過程，只能在種植體植入時(shí)進(jìn)行測量[5]。

1.2 旋出扭矩法 對種植體施加逆時(shí)針的扭矩使種植體-骨界面破壞、種植體松動(dòng)，用專用儀器測量并記錄下扭矩峰值。種植體與骨組織間接觸面積百分比越高，測量的旋出扭矩值就越大，說明種植體越穩(wěn)定[6]。

該法主要存在三方面問題：①屬于破壞性的測量方法，臨床應(yīng)用受到一定限制；②無法連續(xù)測量；③臨床上評價(jià)種植體骨界面破壞前的力學(xué)特性有意義，而測量值反映的是骨界面抗剪切破壞的力量。

1.3 放射學(xué)檢查 目前臨床評價(jià)種植體穩(wěn)定性最常用的方法之一。平片檢查顯示二維圖像，可觀察骨密度和骨水平，但不能反應(yīng)邊緣皮質(zhì)骨的變化，而且可能會(huì)因某些解剖結(jié)構(gòu)(如：外斜嵴)造成重影而誤診。常應(yīng)用于病理狀況及術(shù)前、預(yù)后進(jìn)行的檢測。CT檢查顯示三維圖像，可測量術(shù)區(qū)骨密度并根據(jù)數(shù)值進(jìn)行頜骨分類，指導(dǎo)制定術(shù)前種植計(jì)劃，有助于穩(wěn)定性的提高。最具代表性的是Lekholm和Zarb分類法。但此臨床分類法不客觀，相對粗略。放射學(xué)檢查因存在放射線損傷不能進(jìn)行長期監(jiān)測，另外還會(huì)產(chǎn)生偽相[7]。

1.4 組織形態(tài)測量 將種植體骨組織一并進(jìn)行組織切片，觀察種植體-骨界面的變化。有學(xué)者以組織形態(tài)學(xué)來計(jì)算切片上骨與種植體表面接觸面積百分比，以此來判定骨結(jié)合情況。鄧悅等[8]進(jìn)行狗的組織形態(tài)學(xué)研究認(rèn)為，術(shù)后1周內(nèi)，種植體的穩(wěn)定度降低，2周后隨著骨生成和骨改建，種植體的穩(wěn)定度逐漸升高。

該法在不同的取材部位得出的結(jié)果可能不同，且為侵襲、破壞性檢測,不具備可重復(fù)性，不適用于臨床評估。

2 非侵襲性測量方法

2.1 主觀評估法 臨床醫(yī)師常用口鏡柄輕敲種植體或愈合基臺(tái)部分，聽聲音判斷種植體的穩(wěn)定度。術(shù)者對聲音的感受無法標(biāo)準(zhǔn)化并易受到環(huán)境的干擾，只能依循臨床醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)，缺乏客觀性，無法定量檢測且重復(fù)性差，連續(xù)測量時(shí)可比性差，不同測量者之間存在測量誤差[9]。

2.2 有限元分析法 通過計(jì)算機(jī)建模、計(jì)算，綜合后得到受力情況分析。Tada S等[10]通過有限元分析法研究不同的種植體形態(tài)和術(shù)區(qū)骨質(zhì)對應(yīng)力分布的影響，結(jié)果表明種植體的形態(tài)和松質(zhì)骨的密度會(huì)影響種植體的預(yù)后。汪昆等[11]用有限元分析法研究認(rèn)為，種植體周圍密質(zhì)骨厚度主要增加了種植體頰舌向的穩(wěn)定性，對種植體軸向穩(wěn)定性的增加有限。

有限元分析法模擬的骨質(zhì)與實(shí)際骨質(zhì)條件不符，是假定各向同性均質(zhì)，而且結(jié)果的真實(shí)性還受模擬加載方式的影響。研究表明有限元計(jì)算結(jié)果大于實(shí)測值[12]，所以有限元分析法定性結(jié)果采信度較高，而定量數(shù)據(jù)結(jié)果的采信需謹(jǐn)慎。

2.3 periotest法最早用于測量牙動(dòng)度，由于具有操作簡單，無創(chuàng)等特點(diǎn)，目前被廣泛用于測量種植體的穩(wěn)定性。該法反復(fù)利用沖擊力叩擊種植體，以偵測產(chǎn)生的阻尼效應(yīng)或衰減程度，通過計(jì)算機(jī)處理得出牙周測定值(Periotest Value，PTV)。PTV值越高說明種植體穩(wěn)定性越好。

該法存在明顯的不足：①結(jié)果重復(fù)性差。Derhami等認(rèn)為PTV值的大小受扣擊頭與種植體水平距離，扣擊位置和角度等影響。因此，哪怕是同一測量者，其測量結(jié)果也會(huì)存在很大差異。②測量特異性較差。種植體骨結(jié)合與非骨結(jié)合之間的差別不能有效區(qū)分。③種植體頸部骨吸收時(shí)，反映靈敏性差。Cranin AN等發(fā)現(xiàn)當(dāng)X線片有明顯的骨水平性吸收時(shí)，PTV值變化不顯著。④種植體的設(shè)計(jì)和位置是否影響PTV值存在爭議 。有學(xué)者認(rèn)為較粗、較長及有涂層的種植體，PTV值偏低，而另一些學(xué)者認(rèn)為其并不對PTV值產(chǎn)生明顯影響。

2.4 共振頻率分析(resonance frequency analysis，RFA)法 共振頻率分析法是利用物理學(xué)的共振原理，當(dāng)激發(fā)物體振動(dòng)時(shí)的頻率恰與該物體的固有頻率相等時(shí)，此物體發(fā)生共振現(xiàn)象。共振頻率值越高說明種植體穩(wěn)定性越好[13,14]。近年大量的體內(nèi)外研究證實(shí)，共振頻率分析法能定量反應(yīng)骨界面情況，又能有效連續(xù)監(jiān)測種植體的穩(wěn)定性[15,16]，具有一定的臨床價(jià)值。激發(fā)共振頻率的方式主要有諧振響應(yīng)法和激振沖擊法。

2.4.1 連續(xù)激動(dòng)RFA 激動(dòng)方式采用諧振響應(yīng)法(harmonic response method，HRM)。量測種植體時(shí)，將L型傳感器通過螺絲以0.1 N·m的力量鎖定在種植體上，利用正弦波能量由低至高改變頻率依序激發(fā)，傳感器擷取振幅訊號(hào)，然后將響應(yīng)依振幅與頻率作圖，最大振幅對應(yīng)的頻率即為共振頻率，結(jié)果轉(zhuǎn)換為ISQ(implant stability quotient)量化單位。ISQ值越高說明種植體穩(wěn)定性越好[13,14]。Meredith N[17]等發(fā)現(xiàn)共振頻率分析法可定量反映種植體-骨結(jié)合的情況，在植入后的初期，ISQ值增大，隨著骨改建進(jìn)行，ISQ值達(dá)到最大后進(jìn)入平臺(tái)期。通過該法判斷種植體的穩(wěn)定度，臨床上有助于醫(yī)師種植修復(fù)時(shí)機(jī)的選擇。Friberg等[18]通過共振頻率分析法發(fā)現(xiàn)，由于種植體負(fù)荷過大使ISQ值明顯降低，患者去除過度負(fù)載后ISQ值隨即增加。臨床上ISQ值降低時(shí)，可提醒指導(dǎo)醫(yī)師去除病因，使種植體恢復(fù)穩(wěn)定性。

該方法缺點(diǎn)主要有：①其測量的是傳感懸臂梁與種植體整體共振頻率，傳感器影響ISQ值；②受限于傳感懸臂梁的長度與方向性，在后牙區(qū)操作會(huì)有困難；③OSSTELL儀無法固定在修復(fù)體上，需要取下測量；④需全面正確地解釋標(biāo)準(zhǔn)化的ISQ值。

2.4.2 瞬間扣錘激動(dòng)RFA 激動(dòng)方式采用激振沖擊法(impulse force method，IFM)。利用沖擊錘施力于待測物上，音頻接收器將訊號(hào)傳回頻譜分析儀，再將正弦波形式的時(shí)域圖轉(zhuǎn)換成一連續(xù)頻譜的頻域圖。由頻率與訊號(hào)關(guān)系得出共振頻率值[19,20]。此值越高，種植體穩(wěn)定性越好。以音頻振動(dòng)作為分析依據(jù)，主要優(yōu)點(diǎn)有：①激發(fā)方式更有效率，共振頻率值一次沖擊即可測得；②激發(fā)的外力及方向不影響共振頻率值；③接收裝置為非接觸式麥克風(fēng)，不影響后牙區(qū)的量測。

綜上所述，共振頻率分析法具有無創(chuàng)、客觀、可連續(xù)測量、重復(fù)性高、不影響種植體骨結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，是目前臨床測量種植體的穩(wěn)定性較為理想的方法。諧振響應(yīng)法和激振沖擊法基本原理相同，但在測量種植體穩(wěn)定性時(shí)激振沖擊法顯然更有優(yōu)勢。

[1] Gapski R，Wang HL，Masearenhas P，et a1.Critical review of immediate implant loading[J].Clin Oral Implants Res，2003，14(5)：515-527.

[2]Nedir R，Bischof M，Szmukler-Moncler S，et al.Predicting osseointegration by means of implant primary stability[J].Clin Oral Implants Res，2004，15(5)：520.

[3]Andreas Beer，Andre Gahleiner，Anders Holm，et al.Correlation of insertion torques with bone mineral density from dental quantitative CT in the mandible[J].Clinical Oral Implants Research，2003，14(5)：616-620.

[4]Glauser R，Portmann M，Ruhstaller P.Initial implant stability using different implant designs and surgical techniques[J].Appl Osseointeg Res，2001，2(1)：6-8.

[5]Cunha HA，F(xiàn)rancischone CE，F(xiàn)ilho HN.A comparison between cutting torque and resonance frequency in the assessment of primary stability and final torque capacity of standard and TiUnite single-tooth implants under immedime loading[J].Int J Oral Maxillofac Implant，2004，19(04):578-585.

[6]Dehua Li，Stephen J，F(xiàn)erguso N，et al.Biomechanical comparison of the sandblasted and aci-etched and the machined and acid-etched titanium surface for dental implants[J].J Biomed Mater Res，2002，60：325-332.

[7]Jaecques SV，Van Oosterwyck H，Muraru L，et al. Individualised，micro CT-based finite element modelling as a tool for biomechanical analysis related to tissue engineering of bone[J].Biomaterials，2004，25(9)：1683-1696.

[8]鄧悅，楊建軍，徐棣權(quán).鐘縉即刻種植即刻修復(fù)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志，2007，21(2)：149-152.

[9]Hammerle CH，Glauser R.Clinical evaluation of dental implant treatment[J].Periodontol, 2000，2004(34)：230-239.

[10]Tada S，Stegaroiu R，Kitamura E，et al.Influence of implant design and bone quality on stress/strain distribution in bone around implants：A 3-dimensional finite element analysis Int [J].J Maxillofac Implants，2003，18(3)：357-368.

[11]汪昆，李德華，周繼祥，等.密質(zhì)骨厚度影響牙種植體穩(wěn)定性的有限元固有頻率分析[J].臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志，2006，22(1)：5-110.

[12]Akca K，Cehreli MC，Iplikcioglu H.A comparison of three-dimensional finite element stress analysis with in vitro strain gauge measurements on dental implants[J].Int J Prosthodont，2002，15(2)：115-121.

[13]Chang WJ，Lee SY，Wu CC，et al.A newly designed resonance frequency analysis device for dental implant stability detection[J].Dent Mater Journal，2007，26(5)：665-671.

[14]Meredith N，Shagaldi F，Alleyne D，et a1.The apply cation of resonance fequency measurements to study the stability of titanium implants during healing in the rabbit tibia[J].Clin Oral Implants Res，1997，8(3)：234-243.

[15]Huang HM，Lee SY，Yeh CY，et a1.Resonance frequency assessment of dental implant stability with various bone qualities：a numerical approach[J].Clin Oral Implants Res，2002，13(1)：65-74.

[16]Huang HM，Chin CL，Yeh CY，et a1.Early detection of implant healing process using resonance frequency analysis[J].Clin Oral Implants Res，2003，14(4)：437-443.

[17]Meredith N，Rasmussen L，Sennerby L，et a1.Mapping implant stability by resonance frequency analysis[J].Med Sci Res，1996，24：191-193.

[18]Friberg B，Sennerby L，Linden B，et a1.Stability measurements of one-stage.Br-nemark implants during healing in mandible8.A clinical resonance frequency analysis study[J].Int J Oral Maxillofac Surg，1999，28(4)：266-272.

[19]Huang H M，Cheng K Y，Chen C F，et al.Design of a stability-detecting device for dental implants[J].Proc Inst Mech Eng，2005，219(3)：203-211.

[20]Lee SY，Huang HM，Lin CY，et al.In vivo and in vitro natural frequency analysis of periodontal conditions: an innovative method[J].J Periodontol，2000，71(4)：632-640.

R782.2

A

1000-2715(2012)01-0088-03

段瑞平，男，教授，研究方向:種植，E-mail：druip@163.com。

[收稿2011-11-15;修回2011-12-25]

(編輯；王福軍)