人工種植牙修復牙列缺損的療效及生物力學研究

陳增芳

(山能集團新汶礦業(yè)公司中心醫(yī)院,山東新泰,271219)

人工種植牙是將與人體骨質(zhì)兼容性高的純鈦金屬制成類似牙根的圓柱體,將其以外科小手術(shù)的方式植入缺牙區(qū)的牙槽骨內(nèi),再在人工牙根上制作烤瓷牙冠的一種治療牙列缺損的方法。種植牙具有結(jié)構(gòu)類似正常牙、對余留牙無損傷、咀嚼效果良好等優(yōu)點,被稱為人類的“第三副牙齒”[1]。人工種植牙技術(shù)經(jīng)過近十年的不斷發(fā)展完善,已成為目前牙列缺損修復的最佳手段之一[2]。作者對近1年內(nèi)收治的42例牙列缺損患者采用人工種植牙治療,觀察并分析其臨床效果,同時運用建立的種植體-下頜骨即刻負重的三維有限元模型,探討牙種植體不同角度即刻負載時骨界面的應力分布規(guī)律及種植牙即刻負載技術(shù)的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

以42例牙列缺損患者為觀察對象,其中男20例 ,女22例 ,年齡19～ 60歲 ,平均(34.4±6.8)歲;共植入種植體67枚,其中單牙缺失種植13枚,多牙缺失種植54枚;上頜牙28枚,其中上頜前牙區(qū)16枚,雙尖牙區(qū)12枚,下頜39枚,其中下頜前牙區(qū)18枚,雙尖牙區(qū)21枚;行7°錐形螺釘種植30枚,其中前磨牙10枚,磨牙20枚,行平頭螺釘固定37枚,其中前磨牙15枚,磨牙22枚。

1.2 治療方法

首先對患者進行頜骨曲面斷層X光牙片,并測量、計算缺牙區(qū)的骨高度,制作手術(shù)模板。經(jīng)模擬義齒與患者達到一致后,選擇ITI Straumann種植體,局麻后借助手術(shù)引導板,用3 mm的環(huán)形刀在術(shù)前已確定的植入點垂直切開黏骨膜至骨面,將其剝離,使之形成黏骨膜孔洞,測量剝離下的黏骨膜厚度。翻瓣暴露牙槽骨,定位后用三棱先鋒鉆導向,擴孔鉆逐級預備至所需深度和直徑,鉆孔過程中應注意控制先鋒鉆的方向與深度,并注意噴水冷卻。頸部成形后,選擇與種植體相同型號的試植體植入骨孔,檢查骨孔與種植體形態(tài)的是否吻合,用慶大霉素-生理鹽水反復沖洗骨孔,將確定的種植體緩慢植入骨孔,安放愈合基臺或封閉螺絲。種植體置入6個月后進行復診,行種植義齒修復。

1.3 即刻負載與延期負載的生物力學分析

參照文獻方法[3]建立種植牙延期負載(骨性結(jié)合)和即刻負載(骨結(jié)合形成前)的三維有限元模型,以150 N 的力軸向加載和分別 10°、20°、30°側(cè)向加載于種植體上采用大型通用有限元分析軟件ANSYS 10.0進行生物力學有限元計算。采用Von Mises應力作為衡量應力水平的主要指標。

1.4 療效評價標準

符合口腔種植成功判定標準[4]:①種植體穩(wěn)定;②種植體周圍無X線透視區(qū);③術(shù)后1年內(nèi)骨吸收在2 mm以內(nèi),1年后平均每年的骨吸收在0.2 mm以內(nèi);④無神經(jīng)損傷、感染、疼痛和感覺異常,無神經(jīng)管損傷,修復體美觀。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件分析不同負載下牙種植體位移,組間比較采用 t檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義;有限元力學計算分析采用大型通用有限元分析軟ANSYS 10.0進行計算。

2 結(jié) 果

2.1 修復后12個月臨床療效

經(jīng)12個月隨訪,67顆修復牙齒僅4顆出現(xiàn)松動,種植成功率為94.0%(63/67)。X線牙片檢查示:63顆成功種植體與骨結(jié)合良好,種植體周圍無透視區(qū),骨吸收<0.2 mm,且均無牙齦出血、感染、神經(jīng)損傷、疼痛等癥狀,咀嚼功能良好,修復體美觀,達到患者要求。

2.2 不同負載下骨界面Von Mises應力分布情況

種植體軸向負載時,骨界面最大應力為11.02 MPa,應力集中在頸部,種植體中部和根尖區(qū)應力均小于4.65 MPa;種植體 10°及20°側(cè)向負載時,應力集中在頸部,中部和根尖區(qū)應力逐漸減小,頸1/3落差較大,根中以下走勢緩慢;種植體30°側(cè)向負重時,頸部應力最為集中,最大應力為40.56 MPa。見圖 1。

圖1 不同負重情況下骨界面的Von Mises應力分布曲線

2.3 軸向及側(cè)向加載時種植體的位移

側(cè)向負載時種植體的即刻負載位移均明顯大于軸向負載位移(P<0.05),且種植體的即刻負載位移隨負載角度的增大而增加。見表2。

表2 軸向及側(cè)向加載時種植體的位移 mm

3 討 論

種植修復要求種植體可長期承受咀嚼力,同時具有良好的合力傳導及應力分散性能[5]。大量理論研究和臨床實踐證明,骨內(nèi)牙種植體用于牙列缺損的修復具有滿意的臨床效果[6-9]。本組67顆種植牙中僅4顆出現(xiàn)松動,種植成功率為94.0%,且63顆成功種植體與骨結(jié)合良好,無牙齦出血、感染、神經(jīng)損傷、疼痛等癥狀,咀嚼功能良好,修復體美觀,達到患者要求。

種植牙的成功率受多方面因素影響,種植牙的受力角度是其主要影響因素之一,種植牙受力角度不同,其骨界面應力分布也不同。本研究應用三維有限元法分析即刻負重種植體的骨界面的應力分布及位移情況,結(jié)果顯示:軸向負重與側(cè)向負重的種植體的總體應力分布均集中于頸部,中部和根尖部應力逐漸減小,且從軸向負重向水平負重變化的過程中,隨著受力角度的增加,最大應力明顯增加。側(cè)向負載時種植體的即刻負載位移均明顯大于軸向負載位移(P<0.05),且種植體的即刻負載位移隨負載角度的增大而增加。同時還應盡量避免側(cè)向力的影響,待形成骨性結(jié)合后,便可不必過多注意側(cè)向力的影響。以上結(jié)果提示:在采用人工種植牙修復牙列缺損時,由于種植牙即刻負載多數(shù)是在軸向試駕載荷,故從理論上講,種植牙即刻負載技術(shù)是可行的,但要嚴格掌握適應證并保證植入的種植體初期穩(wěn)定性良好。同時應注意種植牙和基樁的吻合角度,盡量避免受到側(cè)向力,以保證種植牙的成功率和種植質(zhì)量。

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