氧化鋯在口腔種植修復中臨床應用效果研究進展

俎明杰，穆 森，張瑞敏

新材料的開發(fā)和應用一直是口腔種植修復領域關(guān)注的熱點。鈦是目前口腔種植領域綜合性能最佳的材料，但鈦作為口腔植入材料會存在發(fā)生周圍組織病變甚至引起生物毒性的風險，鈦種植體和基臺用于口腔修復還存在美觀性問題[1]。固定義齒觸覺敏感性約為天然牙的11.5%，導致技術(shù)性并發(fā)癥高發(fā)[2]。全牙弓種植修復還存在樹脂-金屬材料的斷裂和磨損。這些問題推動研究人員開發(fā)具有更好生物相容性、耐用性和美觀性的口腔修復材料。近年來，無金屬口腔種植和修復越來越受患者青睞，氧化鋯作為金屬的替代材料脫穎而出，并展現(xiàn)出良好前景。本文對近年來氧化鋯在口腔種植修復中的應用實際效果展開綜述，主要涉及氧化鋯種植體、基臺、冠修復、全牙弓修復等方面。圍繞材料的生物相容性、力學性能和美觀性能，總結(jié)氧化鋯與傳統(tǒng)修復材料的優(yōu)勢和不足。

1 氧化鋯種植體

1.1 氧化鋯種植體特性

鈦用于口腔修復有著很高的成功率，但種植體周圍病的發(fā)病率卻高達66.66%[2]，這與金屬在人體內(nèi)的生物相容性和骨誘導能力有關(guān)。在生物相容性方面，鈦周圍的淋巴結(jié)、肺和骨骼中有出現(xiàn)鈦顆粒積聚的風險[3]。此外，鈦和氟化物接觸或在低pH的口腔環(huán)境中時，會引起摩擦腐蝕并釋放鈦顆粒[4]。與鈦植入體相比，氧化鋯植入體或者表面噴涂氧化鋯的鈦植入體的表面菌斑附著較少。Al-Radha等[5]研究表明這可能與氧化鋯具有較低的表面能和表面潤濕性有關(guān)。有研究報道氧化鋯引起的炎癥反應和骨吸收比鈦少，表明氧化鋯具有優(yōu)良的生物相容性[6]。另外，針對氧化鋯的骨誘導性能，體外和體內(nèi)研究均顯示氧化鋯植入體對成骨細胞和成纖維細胞沒有細胞毒性或致突變作用[7]。然而，氧化鋯在骨誘導能力方面相較鈦未展現(xiàn)出優(yōu)勢，Kohal等[8]發(fā)現(xiàn)鈦植入體和氧化鋯植入體在植入9個月后與周圍骨的結(jié)合率分別為72.9%和67.4%。在美觀性方面，Kniha等[9]利用粉色美學指數(shù)(pink esthetic score，PES)和白色美學指數(shù)(white esthetic score，WES)對種植體美觀性進行評估，氧化鋯種植體在美觀性方面優(yōu)于鈦種植體，這種差異在薄型生物型牙齦的美學區(qū)尤為明顯。此外，表面改性后的氧化鋯種植體在保持種植體周圍黏膜高度方面明顯優(yōu)于鈦種植體[10]。

1.2 一段式氧化鋯種植體

據(jù)統(tǒng)計，目前大多數(shù)氧化鋯種植體為一段式種植體[11-12]，但這種設計對手術(shù)安置準確度要求非常嚴格，因為磨削會降低種植體斷裂強度，所以種植體難以進行二次形態(tài)矯正[6]。另外，一段式種植體直接受到來自舌頭和咀嚼的力，Payer等[13]認為種植體可能因受到外力影響出現(xiàn)動度。一段式種植體往往種植深度較大，以隱藏牙冠邊緣保證美觀性。Hartman等[14]研究表明這種較大的種植深度可能導致水門汀殘留，進而提高并發(fā)癥發(fā)生的風險。盡管如此，可一次性完成種植手術(shù)的優(yōu)勢使一段式種植體成為不少患者的選擇。Balmer等[15]的前瞻性研究顯示，一段式氧化鋯種植體的3年生存率為98.5%，并且呈現(xiàn)低邊緣骨損失勢態(tài)。Spies等[16]報道一段式氧化鋯種植體支撐的雙層全陶瓷單冠的5年生存率達97.5%。

1.3 兩段式氧化鋯種植體

當種植體的安裝需要后續(xù)持續(xù)調(diào)整優(yōu)化時，兩段式氧化鋯種植體更具優(yōu)勢。另外，Esposito等[17]報道兩段式氧化鋯植入體還可用于骨增量技術(shù)。但與一段式鈦種植體相比，兩段式氧化鋯種植體的斷裂失效率較高且斷裂強度較低，Cionca等[18]的研究表明斷裂多發(fā)生在相對薄弱的螺紋連接處，這對其應用是一個挑戰(zhàn)。兩段式氧化鋯種植體的長期隨訪研究資料有限，現(xiàn)有的相關(guān)性研究大多不超過一年跟蹤。Haro等[19]分析了截至2018年的183個案例，結(jié)果顯示兩段式氧化鋯種植體的失效率為13.7%，他們認為目前兩段式氧化鋯種植體的數(shù)據(jù)量還不能支持其更廣泛的臨床應用。

1.4 根形氧化鋯種植體

根形種植體對牙槽骨傷害小，力學性能佳，是種植體的未來發(fā)展方向。Pirker等[20]將根形氧化鋯種植體用于非埋植型即刻牙種植，所用根形種植體通過CAD/CAM技術(shù)制造，經(jīng)30個月的隨訪認為，種植體和周圍骨骼及軟組織之間有高度的生物相容性，并具備良好美觀性。另外，Pirker等[21]表明氧化鋯在生物相容性、骨誘導性、物理特性和致敏性方面與鈦種植體相比沒有表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。Bormann等[22]認為雖然目前氧化鋯根形種植體的短期研究結(jié)果比較樂觀，但氧化鋯作為鈦種植體的可行替代品還需更多的多中心長期隨機臨床試驗的成功案例來支持。

2 氧化鋯基臺

2.1 氧化鋯基臺特性

患者對美觀性的需求使得種植義齒修復缺失的前牙時具有更高的要求。鈦基臺因會導致周圍黏膜呈灰色而廣受詬病，臨床上對使用美觀性更佳的陶瓷基臺來替換鈦基臺的需求愈發(fā)高漲，氧化鋯的優(yōu)良力學性能使其在眾多陶瓷中脫穎而出。目前可供選擇的基臺包括系統(tǒng)配套的成品基臺、利用CAD/CAM技術(shù)制作的個性化陶瓷基臺和鈦合金基臺。Naveau等[23]的系統(tǒng)性綜述表明個性化基臺有助于提高周圍軟組織穩(wěn)定性，但長達12年的隨訪結(jié)果表明成品基臺和個性化基臺的力學性能上沒有差別。但是，成品基臺的彎曲角度最大一般為20°，Canullo等[24]報道個性化定制基臺的彎曲角度最高可達30°，具備更高適應性。氧化鋯基臺多使用內(nèi)部鈦基底，這種基臺的種植成功率較高，F(xiàn)enner等[25]的5～7年隨訪研究表明鈦基底氧化鋯基臺和純鈦基臺生存率差異不大。一些關(guān)于探診深度、軟組織退縮、探診出血、邊緣骨水平和機械并發(fā)癥方面的研究表明氧化鋯基臺和鈦基臺缺少統(tǒng)計學差異[26-27]。但是，對于齦緣厚度小于2 mm的患者，氧化鋯基臺的牙齦色差遠低于鈦基臺[28]，這種美觀性優(yōu)勢是推動氧化鋯基臺應用的主要動力。

2.2 氧化鋯基臺的連接

關(guān)于氧化鋯基臺的連接強度，Kim等[29]報道內(nèi)部為鈦基底的氧化鋯基臺抗彎曲性能高于全氧化鋯基臺。Sailer等[30]測試了不同材質(zhì)基臺的抗彎曲性能，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部連接鈦合金的氧化鋯基臺具有最高的抗彎曲性能，一段式氧化鋯基臺抗彎曲性能最低。Mizumoto等[31]也報道了由于一段式氧化鋯基臺鈦基底磨損引起種植體提前脫落的案例。內(nèi)部鈦基底和氧化鋯基臺的界面處也是基臺折斷或開裂高發(fā)區(qū)并且備受關(guān)注[32-33]。Mieda等[34]發(fā)現(xiàn)與肩臺結(jié)構(gòu)特別是無角肩臺相比，內(nèi)冠的倒錐設計能更有效預防抵抗氧化鋯和鈦基底之間的斷裂。氧化鋯內(nèi)冠和鈦基底還可以通過粘接進行連接，Mehl等[35]使用Panavia SA和RelyX Unicem自粘接樹脂水門汀連接氧化鋯內(nèi)冠和鈦基底，研究表明當粘接厚度為60 μm時粘接強度最高。需要注意的是，氧化鋯基臺的抗斷裂強度為(737.6±245.0)N[36]，Lops等[37]調(diào)查顯示一些過度咀嚼患者的局部受力會超過該值，這種情況下應考慮使用氮化鈦等其他強度更高材料作為基臺。

3 氧化鋯冠修復

3.1 雙層氧化鋯牙冠

氧化鋯牙冠具有出色的綜合性能，近年來逐步出現(xiàn)了雙層氧化鋯牙冠和整體式氧化鋯牙冠(全鋯冠)的應用[38]。

雙層氧化鋯牙冠的底冠(核瓷)為氧化鋯，外部為飾面瓷。對于牙冠修復，雙層氧化鋯牙冠的美觀性遠高于金屬烤瓷牙冠。Sailer等[39]表明氧化鋯牙冠5年生存率為97.6%，該生存率相較于金屬烤瓷牙冠無明顯區(qū)別。Pjetursson等[40]表明金屬烤瓷牙冠和雙層氧化鋯牙冠的崩瓷率分別為2.9%和2.8%，差距不大，但雙層氧化鋯牙冠的折斷率卻更高。Sailer等[41]發(fā)現(xiàn)種植體支撐的氧化鋯義齒使用飾面瓷時具有較高的折斷和崩瓷風險。

3.2 全氧化鋯牙冠

以上問題推動了無飾面瓷的全氧化鋯牙冠(全鋯冠)的研發(fā)，以減小飾面瓷帶來的崩瓷風險。Hamza等[42]的體外實驗表明，全鋯冠的抗崩瓷性能好于傳統(tǒng)的氧化鋯-飾面瓷冠。Worni等[43]的一項1～3年的短期系列隨訪顯示，安裝在種植體上的全鋯冠和在基牙上全鋯冠之間的生物性并發(fā)癥和技術(shù)性并發(fā)癥無差異，鈦種植體支撐的全鋯冠無開裂、折斷和脫落現(xiàn)象。雙體磨損實驗表明拋光后的氧化鋯對牙釉質(zhì)磨耗相較傳統(tǒng)長石質(zhì)瓷較小，Beuer等[44]認為低磨耗歸功于拋光后的均勻氧化鋯表面。全鋯冠透明性差，會影響美觀性，因此推薦在后牙非美觀區(qū)使用。此外，也要關(guān)注安裝精度和CAD/CAM修復體的邊緣密合性，Euán等[45]的研究表明無角肩臺組氧化鋯內(nèi)冠的平均邊緣間隙為18.45 μm，在臨床可接受范圍之內(nèi)。全鋯冠和金屬烤瓷冠的磨牙和前磨牙的一年期隨訪發(fā)現(xiàn)它們之間臨床和影像結(jié)果無明顯差異，但患者傾向于選擇節(jié)省時間和成本的CAD/CAM制造的全鋯冠[46]，所以全鋯冠具有很好的市場前景。

4 氧化鋯全牙弓固定修復體

4.1 氧化鋯全牙弓固定修復體特性

上頜或下頜的全牙弓固定種植廣泛應用于無牙槽骨或牙列缺失患者的治療，Papaspyridakos等[47]報道全牙弓固定種植體的10年生存率在90%以上。傳統(tǒng)金屬-丙烯酸義齒用于修復缺牙牙弓存在美觀性差、亞克力飾面斷裂、易磨損以及支架斷裂等問題[48]，技術(shù)性并發(fā)癥呈高發(fā)生率。不僅如此，Papaspyridakos等[49]表明金屬陶瓷義齒用于治療牙列缺失雖然具有較高的10年生存率，但僅有10%的患者在10年內(nèi)無任何并發(fā)癥。氧化鋯全牙弓修復體的應用為全牙弓修復質(zhì)量的提升提供了契機。Tischler等[50]將CAD/CAM技術(shù)應用于全牙弓氧化鋯修復，在1～5年的臨床隨訪研究中表現(xiàn)出良好的應用前景，但高崩瓷率是氧化鋯全牙弓修復體面臨的主要問題，Bidra等[51]的一項針對12個短期臨床研究的綜述表明，氧化鋯支架的斷裂率僅為1.4%，但氧化鋯底冠上飾面瓷的崩瓷發(fā)生率為14.7%，Caramês等[52]和Mendez等[53]的研究均證實上述崩瓷現(xiàn)象在前兩年內(nèi)的發(fā)生率較低，在2～5年呈高發(fā)勢態(tài)。

4.2 無飾面瓷氧化鋯全牙弓固定修復體

飾面瓷高崩瓷問題促進了無飾面瓷氧化鋯全牙弓修復的應用，該技術(shù)使用牙齦瓷以提升氧化鋯修復體的美觀性。Bidra等[54]報道該方法進行全牙弓修復的1年期種植生存率為99.8%，5年生存率為99.3%，并且期間牙齦瓷引起的并發(fā)癥發(fā)病率為0%。Rojas等[55]在對10例全牙弓氧化鋯修復的患者進行了2～7年的隨訪，種植體存活率為100%，僅有1例患者在36個月時出現(xiàn)了牙齦瓷脫落現(xiàn)象。因此，無飾面瓷氧化鋯全牙弓修復具有生存率高和牙齦瓷脫落率低的優(yōu)勢。Lee等[56]認為帶牙齦瓷的全氧化鋯修復體相比于樹脂-陶瓷修復體具有耐久性好、耐磨損、數(shù)字化制造適應性好和抗菌斑等優(yōu)勢，但Caramês等[52]提出全氧化鋯修復目前還存在修復體無法后續(xù)修補、調(diào)整和拋光困難等問題。因此，全牙弓全氧化鋯修復技術(shù)目前還有很多改進空間。

5 結(jié) 論

氧化鋯的出現(xiàn)為實現(xiàn)口腔治療過程中無金屬修復提供了途徑，能夠在增加美觀性、提高治療效率的同時兼顧生物相容性和力學性能。一段式系統(tǒng)5年期內(nèi)具有高種植成功率，但手術(shù)安置要求高和使用載荷限制了它的使用。對于兩段式氧化鋯種植體，需要更多優(yōu)化設計和研究資料的支撐以確保長期臨床成功率。鈦基底氧化鋯基臺和鈦基臺5～7年期內(nèi)生物相容性和力學性能相似，氧化鋯基臺更具美觀性，但有咬合過載風險。對于種植中的冠修復，雙層氧化鋯陶瓷冠在5年內(nèi)和金屬烤瓷冠有相近的生物并發(fā)癥和較少的美觀性問題，但崩瓷問題突出。全鋯設計在解決崩瓷方面具有前景。全鋯牙弓固定修復體已被證實在5年內(nèi)失敗率和并發(fā)癥發(fā)病率均很低，該設計技術(shù)要求較高。隨著氧化鋯種植體設計和制作的持續(xù)優(yōu)化，其適配性、力學性能、美觀性將會迎來進一步提升。