種植體早期失敗的研究進展

劉秋陽 林海燕

種植牙被譽為人類的“第三副牙齒”，是治療缺牙的一個有效方法。隨著臨床醫(yī)生技術(shù)的提高及種植體表面處理的改善，種植體存活率已從20 世紀80 年代的85%提高到目前的99%，但種植失敗仍然是不可避免的。Albrektsson 等[1]提出的骨整合理論已被大多數(shù)學者接受，即種植體與骨組織直接接觸，兩者之間無其他纖維組織等組織。而影響骨整合導致種植體早期失敗的原因主要來源于患者的自身狀況、種植體的表面處理以及醫(yī)源性因素，本研究就這些原因展開綜述。

1 年齡和性別

性別是否與種植體早期失敗有關(guān)仍存在爭議。有研究[2，3]顯示，男性和老年患者的種植體早期失敗率明顯高于女性，可能與男性口腔衛(wèi)生維護、不良飲食習慣及吸煙有關(guān)。Sverzut 等[4]研究表明，男性患者種植體早期失敗率是女性的1.255 倍。章惠婭等[5]對2018 年度3 504 例患者植入的6 178 顆種植體進行研究也表明，男性種植體的早期失敗率顯著高于女性。然而，Staedt 等[6]通過對9 080 枚種植體的回顧性研究分析，認為性別在種植體早期失敗上沒有顯著性差異。

骨整合的成功部分取決于宿主骨的狀態(tài)及其愈合能力。骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量和骨密度普遍減少為特征的疾病，可能是骨整合失敗的風險因素。骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率在50 歲以上患者中呈指數(shù)增長，目前我國老年人骨質(zhì)疏松癥的患病率為37.7%[7]。Staedt 等[6]發(fā)現(xiàn)，60 歲以上的患者種植體早期失敗率較高。Olivares-Navarrete 等[8]通過動物試驗結(jié)果表明，嚙齒類動物體外成熟的成骨細胞以及體內(nèi)新骨的形成隨著年齡的增長而減少。盡管Noguerol 等[9]報道稱年齡在41～60 歲的患者種植體失敗率高于60 歲以上的患者，但高齡并不是種植體治療的劣勢。

2 維生素D 缺乏

維生素D 是一種類固醇激素，可從飲食中獲得，也可在皮膚中通過膽固醇充分的陽光下暴露形成，并在肝臟和腎臟中轉(zhuǎn)化[10]。維生素D 可促進礦物質(zhì)的吸收和平衡，對鈣和磷酸鹽的腸道吸收發(fā)揮重要作用，并通過激活破骨細胞和成骨細胞來調(diào)節(jié)骨代謝和骨礦化[11]。然而，維生素D 缺乏也會對骨再生產(chǎn)生負面影響，包括骨折愈合和種植體的骨整合。在血清維生素D 水平足夠高（＞30ng/mL）的個體中，種植體失敗率適中。而血液維生素D 水平不足（10～30ng/mL）患者的種植體早期失敗率幾乎增加了1 倍，嚴重維生素D 不足（＜10ng/mL）患者的種植體早期失敗率約增加了4 倍[12]。因此，種植體早期失敗率的增加與血液中維生素D 缺乏之間存在聯(lián)系。Dvorak 等[13]研究表明，維生素D 缺乏對卵巢切除大鼠的種植體周圍皮質(zhì)骨形成有負面影響，首次揭示了補充維生素D 對種植牙的潛在益處。Guido 等[12]通過對885 例患者1 740 枚種植體的回顧性臨床研究發(fā)現(xiàn)，當患者血清中維生素D 水平較低時，種植體早期失敗率有增加的趨勢。Kwiatek等[14]對122 例接受種植患者進行的前瞻性臨床研究表明，術(shù)前增加維生素D 水平可增強種植體周圍新骨的形成。然而，低血清維生素D 水平與種植體早期失敗之間的直接關(guān)系或因果關(guān)系尚未明確，因此需要進行更多前瞻性設(shè)計的臨床試驗和適當?shù)慕y(tǒng)計學分析，以證實低血清維生素D 水平與種植體早期失敗率增加之間是否存在相關(guān)性。

在證明兩者之間存在相關(guān)性的情況下，醫(yī)生可在術(shù)前幾周給予患者適量的維生素D，以促進愈合過程。至于何時補充維生素D，在動物和人類中尚未達成共識。因此，在隨后的研究中，調(diào)查術(shù)前幾周補充維生素D 可以降低種植體早期失敗率也是一個研究方向。

3 吸煙

吸煙是導致種植體早期失敗的顯著預測因子，尼古丁是煙草制品中潛在有毒物質(zhì)中最重要的成分，且是導致煙草成癮的主要化學成分。尼古丁可增加血小板聚集，降低微血管前列環(huán)素水平，并抑制成纖維細胞、紅細胞和巨噬細胞的功能[15]。Bain[16]調(diào)查了540 例接受2 194 個Branemark 種植體的患者，認為吸煙是導致牙種植體失敗的最重要因素。Wilson 等[17]報道吸煙者種植體早期失敗的風險比不吸煙者增加了近2.5 倍。吸煙導致的種植體早期失敗率增加主要與吸煙對骨生成和血管生成的影響有關(guān)[18]。關(guān)于對骨生成的影響，Ma 等[18]發(fā)現(xiàn)尼古丁可抑制調(diào)節(jié)基因骨形態(tài)發(fā)生蛋白2（Bone morphogenetic protein-2，BMP-2）、轉(zhuǎn)化生長因子β1（Transforming growth factor-β1，TGF-β1）、血小板源生長因子-AA（Platelet derived growth factor-AA，PDGF-AA）和血管內(nèi)皮生長因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達來抑制成骨細胞的活性。BMP-2 是調(diào)節(jié)成骨細胞分化最有效的成骨誘導因子。在骨重建過程中，TGF-β1 在調(diào)節(jié)成骨細胞增殖、分化和凋亡中發(fā)揮重要作用，對骨形成和重建產(chǎn)生重要影響[19]。PDGF-AA 和VEGF與骨形態(tài)發(fā)生蛋白有協(xié)同作用，通過增強細胞募集、延長細胞存活和增加血管生成來促進骨骼發(fā)育和骨愈合[20]。Ma 等[21]在兔子成骨細胞的體外試驗研究中發(fā)現(xiàn)，尼古丁直接抑制成骨細胞的增殖、成骨和血管生成介質(zhì)的表達，這是導致牙種植體骨整合失敗的原因之一。

盡管有研究[4，22]表明，吸煙與種植體早期失敗相關(guān)，但并未考慮患者每天吸煙的數(shù)量。因此，醫(yī)生在術(shù)前須提供定期戒煙建議和干預，以降低種植體早期失敗的發(fā)生率。

4 種植區(qū)域及骨質(zhì)

對不同種植區(qū)域及不同植入位點的種植體早期失敗率，研究人員持有不同的觀點。Baqain等[23]報道不同骨質(zhì)類型對種植體早期失敗沒有影響。Alsaadi 等[24，25]通過前瞻性研究得出，不同種植區(qū)域?qū)υ缙诜N植體失敗率沒有影響，但有研究[26，27]認為骨質(zhì)差是早期種植體失敗的誘發(fā)因素。Fouda 等[26]的Meta 分析顯示，上頜前牙區(qū)種植體早期失敗率明顯高于其他部位，可能與此區(qū)域骨密度較低、皮質(zhì)層較薄有關(guān)。Wu 等[27]研究了3 785例患者的6 113 顆種植體發(fā)現(xiàn)，上頜后部種植體的早期失敗率高于其他部位，可能有多種原因，首先，此區(qū)域皮質(zhì)層較薄且骨小梁疏松，存在無法建立種植體初期穩(wěn)定性的風險，從而導致種植體早期失敗。其次，由于上頜骨后部剩余骨高度常不足，種植前常需要進行上頜竇提升，以獲得足夠的垂直骨高度。然而，上頜竇提升術(shù)是一種高敏感性技術(shù)，易出現(xiàn)手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥，術(shù)后感染可能導致種植體早期失敗。Huynh 等[28]通過136 例患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，上頜竇提升術(shù)本身并不是導致種植體早期失敗的危險因素，而手術(shù)并發(fā)癥及吸煙卻會增加種植體早期失敗的風險。Stacchi 等[29]通過對430例患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)上頜竇提升術(shù)后種植體早期失敗與上頜竇頰腭向?qū)挾群透]膜穿孔有著直接關(guān)系。較寬的竇腔（＞12mm）為新骨形成提供了一個不利的生物學環(huán)境，而竇膜穿孔則會導致骨顆粒擴散并引發(fā)感染，從而影響種植體的骨整合導致早期失敗。

骨密度不僅對準確預測種植體存活率很重要，而且骨的結(jié)構(gòu)和生物學特性在骨整合結(jié)局中也發(fā)揮重要作用。下頜前牙區(qū)厚而硬的皮質(zhì)骨和減少的血管化影響種植體的骨整合。章惠婭等[5]通過對2018 年3 504 例患者植入的6 178 顆種植體研究發(fā)現(xiàn)，下頜前牙位置種植體早期失敗率最高，且與上頜磨牙、上頜前牙之間的差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

5 種植體的椅旁光功能化

大多數(shù)品牌的種植體無抗氧化保護作用，臨床研究表明[30]，一旦種植體暴露在空氣中，其表面的生物活性不可避免地下降，并會在表面形成二氧化鈦。由于鈦表面上的羰基部分，特別是烴不斷積累，大量含碳分子會覆蓋在鈦表面上。這些因素會影響種植體骨結(jié)合，導致種植體早期失敗。有時術(shù)前設(shè)計與術(shù)中情況不符，或者骨質(zhì)預判誤差等原因會使種植體暴露在空氣中。近年來，鈦種植體的光功能化在鈦科學、生物材料研究和種植體治療領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。光功能化是一種獨特的椅旁措施，旨在改善種植體治療效果，該技術(shù)利用特定波長的紫外線（Ultraviolet，UV）光在20min 內(nèi)可去除鈦表面積累的烴[31]。研究表明[32]，種植體表面處理后1個月的鈦表面具有疏水性，意味著在種植體表面，水的接觸角大于60 度并且接近或大于90 度。但在用UV 光處理后，通過觀察患者血液在與鉆孔部位接觸后立即沿植入物螺旋上升來確認光功能化表面，發(fā)現(xiàn)種植體表面可顯著被水潤濕，接觸角為0度，這也被稱為超親水性。有研究已經(jīng)證實經(jīng)UV光功能化處理后，種植體表面具備超強的親水性和親血性[33，34]，并且該技術(shù)不改變現(xiàn)有的形貌、粗糙度或其他形態(tài)學特征。

在大鼠模型的生物力學測試中，Iwasa 等[35]發(fā)現(xiàn)，與未進行光功能化的種植體相比，經(jīng)過光功能化的種植體顯示出近3 倍的骨結(jié)合率。Aita 等[36]在大鼠動物模型研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過UV 光功能化處理的鈦種植體使骨-種植體接觸率從55%增加到98.2%，接近100%的理想水平。經(jīng)過光功能化處理的種植體周圍有強大的骨生成能力，其從種植體界面處開始，并迅速擴散到周圍骨并與周圍骨連接；而未處理種植體周圍的骨生成在遠端皮質(zhì)骨的表面開始，并緩慢接近種植體界面。此外，為了避免骨增量手術(shù)帶來的術(shù)后并發(fā)癥、額外費用及技術(shù)敏感性問題，在牙槽嵴垂直高度不足的區(qū)域應(yīng)用短種植體頗受歡迎，但相比常規(guī)種植體，短種植體的骨整合強度顯著下降。針對這一問題，Ueno 等[37]將光功能化技術(shù)應(yīng)用于短種植體中，研究表明該技術(shù)將會大大彌補40%動物模型的骨整合下降缺陷。

UV 光功能化是一種新技術(shù)，可以改善目前的種植體治療效果。接下來的研究應(yīng)集中在驗證分析當前和未來的臨床應(yīng)用效果，為種植體治療的進一步發(fā)展提供新的可行途徑。

6 種植體長度和直徑

臨床醫(yī)生和研究人員對于種植體直徑和長度的定義缺乏共識。Al-Johany 等[38]將種植體長度≤6mm 定義為超短植體；6～10mm 定義為短植體；≥10mm 而＜13mm 定義為常規(guī)植體；≥13mm 定義為長植體。Friberg 等[39]認為種植體長度是與早期失敗最相關(guān)的因素。較長的種植體與骨的接觸面積大，更利于骨結(jié)合。然而對于一些骨質(zhì)和骨量較差的患者，為了避免骨增量手術(shù)，越來越多的短種植體被應(yīng)用。Krisam 等[40]對106 例患者的186 個種植體進行回顧性研究發(fā)現(xiàn)，短種植體植入后早期失敗風險是長種植體的5.8 倍。Naert 等[41]研究表明，種植體長度每減少1mm，種植體的失敗率增加0.16 倍。

Al-Johany 等[38]將種植體直徑＜3.0mm 定義為超窄植體；＞3.0mm 而＜3.75mm 定義為窄植體；≥3.75mm 而＜5.0mm 定義為常規(guī)植體；≥5.0mm定義為寬植體。目前多數(shù)研究表明[24]，種植體直徑與早期失敗無關(guān)。但一些研究表明[42]，直徑較大的種植體種植失敗率顯著較高，Alsaadi 等[25]認為，直徑＞5.0mm 的寬種植體更容易發(fā)生早期失敗。然而，Rocha 等[43]通過對594 例患者的2 537 顆種植體進行邏輯回歸分析發(fā)現(xiàn)，直徑＜3.75mm 的種植體與早期失敗的發(fā)生率有較高相關(guān)性，可能與此類種植體通常放置在空間有限或骨量不足的區(qū)域有關(guān)。

7 術(shù)前抗生素的使用

細菌感染被認為是種植體早期失敗的原因之一。研究表明，牙科手術(shù)盡管時間少于10min，也可能誘發(fā)菌血癥[44]。在口腔種植中，關(guān)于預防性使用抗生素的建議不甚相同。有學者認為只有當患者存在感染性心內(nèi)膜炎風險、宿主反應(yīng)降低、手術(shù)位點存在感染征象或植入大異物時，才將抗生素預防與手術(shù)聯(lián)合使用[45]。而大多學者建議將種植體植入手術(shù)前1h 內(nèi)單次給予抗生素應(yīng)作為常規(guī)措施[46，47]。Kashani 等[46]對447 例患者的963 顆種植體進行臨床研究表明，不使用抗生素會導致種植體早期失敗風險高出2～3 倍。阿莫西林是被廣泛研究和處方應(yīng)用的抗生素之一。Salgado-Peralvo 等[48]建議在術(shù)前1h 給予2～3g 阿莫西林，然后給予500mg/8h，持續(xù)5～7 天。

由于抗生素的過度使用導致當代人對抗生素過敏的趨勢增加。美國牙科協(xié)會和美國心臟協(xié)會將克林霉素作為阿莫西林過敏患者的首選抗生素[49]。Salgado-Peralvo 等[50]的研究表明，與其他抗生素相比，預防性使用克林霉素可使種植體早期失敗風險顯著升高，感染風險也會增加高達6 倍，可能與克林霉素對骨整合產(chǎn)生不良影響有關(guān)。未來的研究應(yīng)旨在確定健康患者與全身性疾病患者、患有或未患有不同類型口腔疾病患者的全身性抗生素需求之間的差異，或比較簡單種植手術(shù)與復雜手術(shù)預防性使用抗生素的差異。

總之，種植體早期失敗與不良口腔衛(wèi)生習慣、吸煙、維生素D 缺乏、種植體尺寸、種植部位、種植體表面處理及預防性使用抗生素有著密切關(guān)系。因此，術(shù)前識別這些風險因素以降低早期失敗率至關(guān)重要。但由于種植體早期失敗是多因素導致的，因此有待于更多的臨床研究來證明這些因素與早期失敗存在因果關(guān)系。