從細(xì)胞生物學(xué)角度理解生物學(xué)寬度及其在口腔修復(fù)教學(xué)中的應(yīng)用*

張曉 朱原 劉云松

生物學(xué)寬度（Biologic Width）是指從齦溝底到牙槽嵴頂約2 mm 的恒定距離［1-3］。生物學(xué)寬度是口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中一個非常重要的概念，對于口腔修復(fù)學(xué)、牙周病學(xué)、口腔種植學(xué)等多個學(xué)科均有重要的臨床指導(dǎo)意義。正常生物學(xué)寬度的結(jié)構(gòu)是保證健康牙周組織的基本條件，是抵御口腔內(nèi)細(xì)菌侵襲的重要屏障［4］。修復(fù)體的設(shè)計一定要遵從生物學(xué)寬度的要求，任何破壞生物學(xué)寬度的修復(fù)治療都會造成不同程度的牙齦炎、牙周炎及各種并發(fā)癥［5-9］。生物學(xué)寬度組成部分的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)是其發(fā)揮屏障保護(hù)作用的根本［4,10］。本文作者基于多年來在口腔基礎(chǔ)研究和臨床研究領(lǐng)域的積累，從細(xì)胞生物學(xué)角度解讀生物學(xué)寬度的概念，希望為廣大讀者更深入地理解生物學(xué)寬度提供參考。同時，本文也介紹了生物學(xué)寬度原則在口腔修復(fù)教學(xué)中的初步應(yīng)用，旨在為口腔醫(yī)學(xué)生提供實用的臨床指導(dǎo)。

1.生物學(xué)寬度的研究進(jìn)展

生物學(xué)寬度在1962年就已提出。根據(jù)Gargiulo等［1］的研究，Cohon提出了天然牙齒存在生物學(xué)寬度的概念。生物學(xué)寬度為齦溝底到牙槽嵴頂?shù)暮愣ň嚯x，其結(jié)構(gòu)包括結(jié)合上皮以及結(jié)合上皮根方和牙槽嵴頂之間的纖維結(jié)締組織。對于生物學(xué)寬度的確切數(shù)值，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。

1.1 游離齦溝的深度 包繞牙頸部的游離齦與牙面之間形成的間隙，稱為齦溝（gingival sulcus）。齦溝的深度是一個重要的臨床指標(biāo)。最初，Gargiulo 等研究報道的齦溝深度平均為0.69 mm［1］。但后續(xù)的大量研究證實，大部分人的齦溝深度是超過這一數(shù)值的。例如，Vacek 等研究報道的齦溝深度平均為1.34 mm［11］。目前的觀點(diǎn)認(rèn)為，健康牙齦的齦溝的深度平均為1.8 mm，探針探查時不超過3 mm［3］。齦溝的底部即為生物學(xué)寬度的冠方頂點(diǎn)。

1.2 結(jié)合上皮的寬度 牙齒完全萌出后，結(jié)合上皮的范圍是自齦溝底延伸至釉牙骨質(zhì)界［12］。隨著年齡的增大或在病變情況下，結(jié)合上皮會逐漸向根方遷移。結(jié)合上皮的寬度在不同的研究報道中的差異不大，Gargiulo 等研究報道的結(jié)合上皮的寬度平均為0.97 mm［1］，Vacek 等研究報道的結(jié)合上皮的寬度平均為1.14 mm［11］。目前口腔修復(fù)學(xué)和臨床牙周病學(xué)教材中統(tǒng)一采納0.97 mm 作為結(jié)合上皮的平均寬度值［3,6,13,14］。

1.3 結(jié)締組織附著的寬度 生物學(xué)寬度的第二部分由結(jié)合上皮根方和牙槽嵴頂之間的纖維結(jié)締組織構(gòu)成。根據(jù)Gargilo 等人的研究結(jié)果，結(jié)締組織附著的寬度平均為1.07 mm［1］，根據(jù)Vacek 等人的研究結(jié)果，結(jié)締組織附著的寬度平均為0.77 mm［11］。目前口腔修復(fù)學(xué)和臨床牙周病學(xué)教材中統(tǒng)一采納1.07 mm 作為結(jié)締組織附著的平均寬度值［3,6,13,14］。

針對生物學(xué)寬度的研究，由于受到人種差異、個體差異、測量方法等因素的影響，結(jié)果存在一定差異。近年來，也有學(xué)者利用CBCT 等手段對生物學(xué)寬度進(jìn)行了更精確的測量［15］?？偟膩碚f，不同研究的結(jié)果都證實，生物學(xué)寬度的平均值基本都在2 mm 左右。因此，2 mm 生物學(xué)寬度的概念得到了廣大口腔醫(yī)生的接受和認(rèn)可。

2.生物學(xué)寬度的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)

生物學(xué)寬度的組成包括結(jié)合上皮附著和纖維結(jié)締組織附著，同時其與根方的牙槽骨也存在密不可分的關(guān)系。每個部分的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)各不相同，從而造成其生物特性和臨床表現(xiàn)上的差異。

2.1 結(jié)合上皮的細(xì)胞生物學(xué)特點(diǎn) 結(jié)合上皮的細(xì)胞類型主要是牙齦上皮細(xì)胞［16］。細(xì)胞之間通過橋粒、緊密連接和縫隙連接的方式相互連接。細(xì)胞與牙釉質(zhì)之間通過基底板和半橋粒結(jié)合，該有機(jī)附著結(jié)構(gòu)為上皮附著［17,18］。牙釉質(zhì)中的無機(jī)成分占96%-97%，水占3%，有機(jī)成分小于1%，因此結(jié)合上皮也成為人體內(nèi)唯一附著于硬組織（無血管和淋巴）的上皮結(jié)構(gòu)［19］。

結(jié)合上皮細(xì)胞間間隙大，細(xì)胞間結(jié)合松散，結(jié)合上皮易被機(jī)械力穿透、撕裂。臨床醫(yī)生利用牙周探針進(jìn)行探查或使用刮治器進(jìn)行刮治術(shù)時，器械很容易穿透到結(jié)合上皮內(nèi)。此外，結(jié)合上皮中也可見少量的白細(xì)胞、抗體、補(bǔ)體等免疫細(xì)胞及其相關(guān)蛋白成分，這是機(jī)體對齦溝附近微生物的一種防御反應(yīng)，上述成分都可以通過結(jié)合上皮進(jìn)入齦溝內(nèi)［20］。上皮附著是牙周組織抵抗口腔內(nèi)細(xì)菌侵襲的第一道防御屏障［21］。當(dāng)上皮附著的防御被細(xì)菌代謝產(chǎn)物削弱后，外來刺激就會通過結(jié)合上皮進(jìn)入到根方的結(jié)締組織［22,23］。

2.2 結(jié)締組織附著的細(xì)胞生物學(xué)特點(diǎn) 齦溝底至牙槽骨嵴頂之間的纖維結(jié)締組織與牙骨質(zhì)之間形成牢固的結(jié)締組織附著。45%-50%的牙骨質(zhì)成分為無機(jī)物，50%-55%為有機(jī)物和水［12］。牙齦組織通過穿通纖維深入牙骨質(zhì)內(nèi)部，纖維方向垂直于牙根表面，從而形成牢固的附著結(jié)構(gòu)［16］。此區(qū)域的細(xì)胞類型主要是成纖維細(xì)胞，占細(xì)胞總體積的65%，對膠原纖維和基質(zhì)的合成起到重要的調(diào)控作用［12］。此外，結(jié)締組織中還存在單核巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞等多種免疫調(diào)控細(xì)胞［24,25］。結(jié)締組織附著是牙周組織抵抗口腔內(nèi)細(xì)菌侵襲的第二道防御屏障。

2.3 牙槽骨的細(xì)胞生物學(xué)特點(diǎn) 生物學(xué)寬度的最根方即為牙槽骨嵴頂。牙槽骨是牙周組織中、也是全身骨骼系統(tǒng)中代謝和改建最活躍的部分。牙槽骨的60%是無機(jī)物，25%是有機(jī)物，15%是水［3］。無機(jī)物主要是羥基磷灰石，有機(jī)物主要是膠原［12,19］。牙槽骨中的細(xì)胞占總重的比例極小。組織的抗感染能力取決于體液免疫和細(xì)胞免疫［26］。牙槽骨由于血運(yùn)不如牙齦組織豐富，因而體液免疫能力差；又由于細(xì)胞成分少，細(xì)胞免疫能力也差［12］。上述特點(diǎn)決定了牙槽骨一旦受到外源性刺激物的激惹，很容易發(fā)生骨吸收［27-29］。同時，以上細(xì)胞生物學(xué)特點(diǎn)也決定了炎癥一旦累及到牙槽骨層面，其轉(zhuǎn)歸和預(yù)后都較差。因此，牙槽骨是牙周組織抵抗細(xì)菌侵襲的短板。筆者以往的研究證實，持續(xù)的局部慢性炎癥反應(yīng)會激活骨組織的NF-κB（nuclear factor-κB）信號通路，導(dǎo)致破骨細(xì)胞活性增強(qiáng)，加速骨的吸收［30］。

3.修復(fù)體與生物學(xué)寬度的關(guān)系

生物學(xué)寬度與修復(fù)體的設(shè)計密切相關(guān)。修復(fù)體齦邊緣指的是修復(fù)體接近或接觸牙齦的邊緣。齦邊緣會直接影響牙周組織的健康，不能向牙齦側(cè)過度伸展，造成結(jié)合上皮損傷，侵害生物學(xué)寬度。在一些多學(xué)科聯(lián)合治療的復(fù)雜修復(fù)病例中，對于修復(fù)前的牙周治療，如牙冠延長術(shù)、牙齦修整術(shù)等，生物學(xué)寬度是決定手術(shù)方案的核心因素［3］。根據(jù)與牙齦邊緣的位置關(guān)系，修復(fù)體齦邊緣可分為齦上邊緣、平齦邊緣和齦下邊緣［6］（圖1）。齦上邊緣由于不進(jìn)入齦溝內(nèi)，因此不侵犯生物學(xué)寬度，最有利于牙周健康［31,32］。齦下邊緣需要進(jìn)入到齦溝內(nèi)，位置過深會侵犯正常的生物學(xué)寬度，引起各種炎癥癥狀［6,13,14］（圖2）。

圖1 修復(fù)體齦邊緣與牙齦緣的位置關(guān)系

圖2 修復(fù)體齦邊緣侵犯生物學(xué)寬度

在細(xì)胞生物學(xué)層面上，修復(fù)體齦邊緣進(jìn)入到齦溝內(nèi)會引起齦溝液成分的改變。有研究報道，全冠修復(fù)體齦邊緣位于齦下時，齦溝液中的腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor α,TNF-α）、白介素-1β（Interleukin-1β,IL-1β）、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶等的表達(dá)水平會顯著增高［33-36］。以往研究已經(jīng)證實，這些炎性因子對于牙周炎癥的啟動和進(jìn)展都起到重要的調(diào)控作用［37,38］。因此，即使修復(fù)體需要設(shè)計為齦下邊緣，齦邊緣也應(yīng)盡量離開齦溝底的結(jié)合上皮，從而減少對牙齦的局部刺激。通常來說，修復(fù)體齦邊緣要距離齦溝底至少0.5 mm［6］。

如上所述，上皮附著、結(jié)締組織附著和牙槽骨的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)不同，因此當(dāng)修復(fù)體齦邊緣侵犯生物學(xué)寬度后，根據(jù)侵犯范圍的不同，其臨床表現(xiàn)和預(yù)后也有差別［39-42］。如果侵犯深度沒有超過上皮附著，在去除刺激因素并積極干預(yù)治療后，預(yù)后一般較好；如果侵犯到結(jié)締組織附著，預(yù)后一般相對較差；而如果完全破壞生物學(xué)寬度，則會引起嚴(yán)重的牙槽骨吸收，往往臨床預(yù)后很差。

4.生物學(xué)寬度原則在口腔修復(fù)教學(xué)中的應(yīng)用

生物學(xué)寬度原則對于口腔修復(fù)臨床實踐具有重要的指導(dǎo)意義，尤其是牙體缺損的修復(fù)。當(dāng)牙體缺損到齦下時，如何進(jìn)行規(guī)范的修復(fù)設(shè)計，口腔醫(yī)生尤其是尚處于學(xué)習(xí)階段的口腔醫(yī)學(xué)生，仍然會存在困惑，其關(guān)鍵在于缺少一種簡單實用的指導(dǎo)原則。筆者根據(jù)牙體缺損到齦下的深度，將大面積牙體缺損患牙分為3類，建議的相應(yīng)修復(fù)設(shè)計見表1。

表1 牙體缺損深度及相應(yīng)的修復(fù)設(shè)計

4.1 牙體缺損深度在齦下1 mm 以內(nèi) 當(dāng)牙體缺損深度在齦下1 mm 以內(nèi)，可以直接行牙齦切除術(shù)后全冠或樁核冠修復(fù)。目前臨床上通常采用高頻電刀（high frequency electrotome,簡稱電刀electrotome）進(jìn)行牙齦切除［43-45］。通過電刀切齦，暴露牙體斷面至平齊齦緣水平，此時再進(jìn)行冠修復(fù)，修復(fù)體齦邊緣不會侵犯生物學(xué)寬度，預(yù)后較好。

4.2 牙體缺損深度在齦下1-3 mm 之間 當(dāng)牙體缺損深度在齦下1-3 mm，建議行牙周冠延長術(shù)后全冠或樁核冠修復(fù)。牙體缺損深度超過齦下1 mm 時，已經(jīng)有可能超過游離齦溝的深度，為防止今后修復(fù)體侵犯生物寬度，應(yīng)采用牙冠延長術(shù)或正畸牽引術(shù)，暴露患牙斷面。牙冠延長術(shù)可以提供比正畸牽引術(shù)更迅速和更穩(wěn)定的結(jié)果。牙冠延長術(shù)可通過手術(shù)降低牙槽嵴頂和牙齦緣水平，在齦溝底與牙槽嵴頂之間建立起符合生物學(xué)寬度的距離［3，46，47］。關(guān)于牙冠延長術(shù)的實施原則、手術(shù)設(shè)計和注意事項，可以參照筆者團(tuán)隊已發(fā)表的臨床論著，在此不展開詳述［48-50］。

4.3 牙體缺損深度在齦下3 mm 以上 當(dāng)牙體缺損深度在齦下3 mm 以上，修復(fù)風(fēng)險顯著增加。從牙冠延長術(shù)的適應(yīng)證角度來講，一般當(dāng)患牙斷端超過齦下3 mm 時，不宜行牙冠延長術(shù)，否則會引起嚴(yán)重的冠根比失調(diào)。因此，在臨床中不建議對此類型患牙進(jìn)行冠延長+修復(fù)治療。但是，在一些特定情況下，如患牙的牙根很長、不在美學(xué)區(qū)、不影響鄰牙健康、多根牙行截根術(shù)等，可以考慮姑息保留。修復(fù)前要與患者充分溝通治療的周期、費(fèi)用、預(yù)后和風(fēng)險，即便完成了修復(fù)，也需要強(qiáng)調(diào)患牙的條件差，囑患者恰當(dāng)使用，勿咬硬物，定期復(fù)查。

5.小結(jié)

教學(xué)方法涉及到課程建設(shè)相關(guān)內(nèi)容，筆者所在的北大口腔醫(yī)院修復(fù)教研室已經(jīng)建立了一套數(shù)字化教學(xué)方法，開發(fā)出了一系列數(shù)字化教學(xué)三維演示模型?；谝陨蠑?shù)字化教學(xué)方法及數(shù)字化三維演示模型，本教研室主講的《口腔修復(fù)學(xué)》課程獲評了國家級一流本科課程。本教研室基于本文，建立了一套以生物學(xué)寬度為核心的數(shù)字化演示模型。該數(shù)字模型涉及生物學(xué)寬度的細(xì)胞層面、組織層面及臨床應(yīng)用層面。在細(xì)胞和組織層面，結(jié)合上皮在細(xì)胞層面由基底層細(xì)胞和棘層細(xì)胞構(gòu)成，并與牙面之間形成基板，該上皮附著較為薄弱；牙槽嵴頂冠方附著于根面的牙齦結(jié)締組織由成纖維細(xì)胞和多種免疫調(diào)控細(xì)胞構(gòu)成，該附著較為牢固，并且可以起到免疫防御屏障的作用。在臨床應(yīng)用層面，本教研室設(shè)計了不同牙體缺損的數(shù)字演示模型，并在生物學(xué)寬度的指導(dǎo)下進(jìn)行修復(fù)設(shè)計，可以輔助臨床實習(xí)的本科生、研究生和規(guī)培生訓(xùn)練臨床思維。

本文從細(xì)胞生物學(xué)的角度解讀了生物學(xué)寬度的概念，介紹了生物學(xué)寬度的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)，闡述了生物學(xué)寬度與修復(fù)體的關(guān)系，可以幫助口腔修復(fù)醫(yī)生，尤其是初級醫(yī)生和醫(yī)學(xué)生更好地理解生物學(xué)寬度。同時，本文提出的基于生物學(xué)寬度指導(dǎo)牙體缺損修復(fù)設(shè)計的實用原則，在本科生教學(xué)、規(guī)培生教學(xué)和口腔醫(yī)學(xué)繼續(xù)教育領(lǐng)域的教學(xué)中都具有參考意義，可以幫助初級醫(yī)生更好地確定治療方案，最大限度規(guī)避臨床風(fēng)險，從而為患者提供更優(yōu)質(zhì)的臨床服務(wù)。