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超聲骨刀在口腔種植中的應(yīng)用進(jìn)展

2015-12-15 21:55崔金禮綜述吳豪陽(yáng)審校
關(guān)鍵詞:刀頭上頜種植體

崔金禮,付 曼,郝 蕊 綜述 周 弘,吳豪陽(yáng)審校

超聲骨刀在口腔種植中的應(yīng)用進(jìn)展

崔金禮,付 曼,郝 蕊 綜述 周 弘,吳豪陽(yáng)審校

超聲骨刀作為一種新型的手術(shù)器械,因其有切割精確、操作容易控制、良好的組織選擇性、患者舒適度高等優(yōu)勢(shì),近年來(lái)在口腔種植領(lǐng)域日益受到重視。本文就超聲骨刀相關(guān)基礎(chǔ)研究、相比傳統(tǒng)器械的優(yōu)勢(shì)與缺陷、在口腔種植中的臨床應(yīng)用以及使用注意事項(xiàng)作一綜述。

超聲骨刀;口腔種植;骨切割;空化效應(yīng)

1 超聲骨刀的工作原理

超聲骨刀在工作時(shí)主要依靠?jī)蓚€(gè)重要特性,一個(gè)是逆壓電效應(yīng),另一個(gè)是空化效應(yīng)。逆壓電效應(yīng)是指在電場(chǎng)作用下,某些壓電介質(zhì)在其極化的方向發(fā)生形變,將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的現(xiàn)象。當(dāng)高頻交流電通過(guò)有極性的壓電陶瓷晶體,并使之發(fā)生形變,產(chǎn)生周期性的機(jī)械振動(dòng),并通過(guò)變幅桿進(jìn)一步放大傳遞至刀頭,從而發(fā)揮切割作用。超聲骨刀使用的頻率范圍為24~36 kHz,在此范圍內(nèi)僅切割硬組織,軟組織如神經(jīng)血管等只有在頻率超過(guò)50 kHz時(shí)才能被切斷。振幅一般為40~200 μm。運(yùn)行功率可根據(jù)不同的骨質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整,通常為10~50 W,最高可達(dá)60 W[1]??栈?yīng)是超聲骨刀的另一個(gè)重要特性,即在一定強(qiáng)度的超聲波作用下,液體振動(dòng)產(chǎn)生微氣泡,這些氣泡在超聲波交替正負(fù)壓強(qiáng)下受到壓縮和拉伸,直至被壓縮破裂而產(chǎn)生的沖擊現(xiàn)象。超聲骨刀利用其空化效應(yīng)使周圍材料移位,減少出血,保持術(shù)野清晰,甚至可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁,發(fā)揮一定的抗菌效果[2-3]。

2 超聲骨刀的相關(guān)基礎(chǔ)研究

2.1 超聲骨刀與骨愈合骨微觀結(jié)構(gòu)的完整性、骨細(xì)胞的活性以及局部的組織反應(yīng)直接影響到切割位點(diǎn)的骨愈合。超聲骨刀微米級(jí)的切割幅度伴以大量的冷卻液沖洗,減少了對(duì)骨組織的機(jī)械損傷和熱損傷,與傳統(tǒng)器械相比,更有利于骨的愈合。

有研究[1]表明,超聲骨刀對(duì)骨微觀結(jié)構(gòu)的保護(hù),顯著減少了對(duì)啟動(dòng)骨愈合的細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子相關(guān)的復(fù)雜信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的干擾。Maurer et al[4]觀察3種骨切割器械切割骨面的微觀形態(tài)差異,結(jié)果顯示,相比傳統(tǒng)的切割鋸和切割鉆,超聲骨刀保留了原始的骨結(jié)構(gòu)。骨細(xì)胞對(duì)熱損傷的敏感性已被許多研究[5]證實(shí),當(dāng)切割位點(diǎn)的溫度超過(guò)47℃持續(xù)1 min時(shí),就會(huì)發(fā)生骨壞死。Harder et al[6]使用3種超聲骨刀器械切割牛的股骨,室溫(21℃)下切割位點(diǎn)溫度增加的中位數(shù)分別為3.0、2.2、1.1℃,切割位點(diǎn)的溫度均低于造成骨壞死的溫度。Mouraret et al[7]在小鼠模型上行骨切割以及取塊骨進(jìn)行移植,分別在術(shù)后3、7 d觀察骨細(xì)胞活性以及成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的活動(dòng),發(fā)現(xiàn)超聲骨刀切割位點(diǎn)顯示出更高的骨細(xì)胞活性并減少了細(xì)胞死亡;超聲骨刀制備的骨移植材料顯示出更高的短期細(xì)胞活性以及較多的新骨沉積和骨改建。

局部炎癥細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的表達(dá),在骨愈合的過(guò)程中起著重要的作用。研究[8]表明,與傳統(tǒng)的擴(kuò)孔鉆相比,超聲骨刀預(yù)備的種植窩在愈合過(guò)程中更早地出現(xiàn)了骨形態(tài)發(fā)生蛋白4和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β2蛋白的增加并減少了腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素1β和白細(xì)胞介素10等促炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生,促進(jìn)了早期骨愈合。此外,與傳統(tǒng)的超聲治療器械相比,超聲骨刀切割的骨面不易形成骨內(nèi)血管栓塞[9],保護(hù)了切割位點(diǎn)骨的血供。

2.2 超聲骨刀與軟組織不同于傳統(tǒng)的切割方式,超聲骨刀通過(guò)高頻微振動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)骨的切割,可減少對(duì)鄰近軟組織的損傷。Pavlíková et al[10]使用超聲骨刀和傳統(tǒng)小球鉆在大鼠顱骨上制備骨窗,并通過(guò)組織切片觀察腦組織的改變,結(jié)果顯示,超聲骨刀可顯著減少對(duì)大腦灰質(zhì)的損傷,并減少星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)纖維細(xì)絲的喪失。此外,即使超聲骨刀直接接觸軟組織,也不會(huì)對(duì)其造成明顯的損傷。Schaeren et al[11]使用超聲骨刀以3 N的壓力直接接觸鼠的坐骨神經(jīng)1 s,結(jié)果并沒(méi)有切斷神經(jīng),僅僅造成神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能的損傷,而且大部分損傷可以通過(guò)完整的周圍神經(jīng)鞘進(jìn)行再生修復(fù),并認(rèn)為該損傷源于刀頭對(duì)神經(jīng)的壓力,而不是超聲骨刀的切割造成的。

3 超聲骨刀相比傳統(tǒng)器械的優(yōu)勢(shì)與缺陷

相比傳統(tǒng)器械,超聲骨刀在特定的頻率范圍內(nèi)工作,可減少血管、神經(jīng)、上頜竇黏膜等軟組織的損傷[12]。超聲骨刀在操作時(shí)只需施加很小的握持力和壓力,增加了醫(yī)師操作的舒適度。刀頭小振幅的振動(dòng)確保了切割的精準(zhǔn)性,并減少了骨的流失[4]。切割過(guò)程的微創(chuàng)有助于術(shù)后的細(xì)胞修復(fù)和組織愈合[1]。利用其空化效應(yīng)清除術(shù)區(qū)的血液和骨屑,確保手術(shù)視野的清晰。從患者的角度講,超聲骨刀的噪音小,避免了使用錘子敲擊,減少了患者的恐懼感和不適感。

雖然超聲骨刀的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)已被諸多研究證實(shí)。但是其較傳統(tǒng)器械需要更長(zhǎng)的手術(shù)時(shí)間[2,12],在刀頭強(qiáng)度方面也存在一定不足。Fernández et al[13]認(rèn)為超聲骨刀在切割較厚的骨皮質(zhì)時(shí)效率低下,而且容易導(dǎo)致刀頭疲勞斷裂。近年來(lái)通過(guò)增加手柄內(nèi)壓電陶瓷的數(shù)量,加大工作功率以及對(duì)刀頭的改良,這些不足已得到較大程度的改善。

4 超聲骨刀在口腔種植中的臨床應(yīng)用

4.1 上頜竇提升上頜后牙區(qū)常由于牙槽骨吸收以及上頜竇氣化導(dǎo)致垂直骨量不足。臨床上通常采用上頜竇提升術(shù)來(lái)增加垂直骨高度。無(wú)論是外提升還是內(nèi)提升,上頜竇黏膜穿孔都是最常見(jiàn)的并發(fā)癥。超聲骨刀的應(yīng)用在一定程度上有效避免了穿孔的發(fā)生。

4.1.1 上頜竇外提升 研究[14]報(bào)道上頜竇外側(cè)骨壁平均厚度約為0.91 mm,與之相鄰的上頜竇黏膜平均厚度約為0.15 mm。并且在上頜竇外側(cè)壁通常有上牙槽前后動(dòng)脈的吻合支出現(xiàn)。相比傳統(tǒng)的球鉆,超聲骨刀更容易控制切割的范圍,尤其是在軟硬組織交界區(qū),可減少對(duì)上頜竇黏膜和上牙槽前后動(dòng)脈吻合支的意外損傷。Wallace et al[15]對(duì)100例患者行超聲骨刀外提升術(shù),將竇黏膜穿孔的幾率從文獻(xiàn)報(bào)道的平均30%降低到7%,且所有的穿孔均發(fā)生在使用手動(dòng)器械分離竇黏膜的過(guò)程中。Toscano et al[16]使用超聲骨刀對(duì)56個(gè)上頜竇行側(cè)壁骨開(kāi)窗,在開(kāi)窗過(guò)程中均未出現(xiàn)竇黏膜穿孔,有兩個(gè)上頜竇在隨后手動(dòng)分離黏膜時(shí)發(fā)生竇黏膜穿孔,有35個(gè)上頜竇在開(kāi)窗區(qū)遇到上牙槽后動(dòng)脈血管吻合支,均未造成動(dòng)脈損傷。

4.1.2 上頜竇內(nèi)提升 超聲骨刀通過(guò)其液壓沖擊作用達(dá)到分離竇黏膜的目的,水流與竇黏膜有更大的接觸面積,從而減少了應(yīng)力集中,降低了竇黏膜穿孔的風(fēng)險(xiǎn)。Jank et al[17]事先用? 1.2 mm的先鋒鉆制造羊上頜竇黏膜穿孔,然后分別采用Summers內(nèi)提升器械、球囊以及超聲骨刀均將竇黏膜提升5 mm,比較提升前后黏膜穿孔長(zhǎng)度的變化,發(fā)現(xiàn)超聲骨刀組黏膜穿孔長(zhǎng)度的變化最小,超聲骨刀行內(nèi)提升術(shù)能降低醫(yī)源性穿孔增大的風(fēng)險(xiǎn)。Lee et al[18]的一項(xiàng)多中心臨床研究顯示,使用超聲骨刀行上頜竇內(nèi)提升術(shù)成功率達(dá)到95.3%,平均垂直骨量增加了5.7 mm,甚至在某些牙槽嵴嚴(yán)重吸收的病例可以作為外提升術(shù)的替代方法。

4.2 自體骨移植自體骨一直被認(rèn)為是口腔植骨材料的金標(biāo)準(zhǔn)[19]。臨床上可根據(jù)不同需要選擇骨顆粒或骨塊來(lái)修復(fù)骨缺損。

4.2.1 超聲骨刀收集骨顆粒 當(dāng)骨缺損較小時(shí),利用超聲骨刀可以方便地獲取皮質(zhì)骨顆粒,并減少對(duì)骨細(xì)胞的熱損傷。Berengo et al[20]研究顯示使用超聲骨刀收集骨皮質(zhì)顆粒,其有效骨的含量達(dá)到55%,骨細(xì)胞活性效果優(yōu)于傳統(tǒng)的球鉆和擴(kuò)孔鉆。雖然超聲骨刀在收集骨顆粒方面存在一定的優(yōu)勢(shì),但在某些方面尚不能替代傳統(tǒng)器械。Miron et al[21]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明超聲骨刀收集的骨顆粒在細(xì)胞活性和促進(jìn)骨形成分子的釋放量方面低于骨磨和皮質(zhì)骨刮取器,作者分析可能是受到超聲骨刀震動(dòng)和所取骨形態(tài)偏小的影響。

4.2.2 超聲骨刀取塊狀骨 當(dāng)缺牙區(qū)牙槽骨缺損較大或使用骨顆粒無(wú)法固定時(shí),可以用塊狀骨修補(bǔ)骨缺損。塊狀骨通常取自下頜骨、顱骨、髂骨等部位,超聲骨刀憑借其較小的振幅精細(xì)安全的切骨,減少了對(duì)鄰近解剖結(jié)構(gòu)的損傷,降低了手術(shù)并發(fā)癥。Happe[22]報(bào)道了用超聲骨刀在40例患者的下頜升支部取塊狀骨修復(fù)骨缺損,結(jié)果顯示在供區(qū)和受區(qū)均未出現(xiàn)明顯的手術(shù)并發(fā)癥。Majewski[23]使用超聲骨刀在下頜骨頦部取骨塊來(lái)重建美學(xué)區(qū)萎縮的牙槽嵴,并進(jìn)行種植義齒修復(fù),術(shù)后隨訪2~7年,重建位點(diǎn)顯示出穩(wěn)定的功能和美觀效果。

4.3 骨劈開(kāi)增加牙槽嵴寬度臨床上骨劈開(kāi)技術(shù)常被用來(lái)增加牙槽嵴的寬度,以達(dá)到滿意的種植修復(fù)效果。傳統(tǒng)的器械對(duì)術(shù)者的外科技術(shù)要求較高,而且不易操控,容易損傷鄰近的重要解剖結(jié)構(gòu),尤其是當(dāng)牙槽嵴嚴(yán)重萎縮或骨質(zhì)較硬時(shí),容易造成骨板折裂[12]。此外,有些傳統(tǒng)器械需使用錘子敲擊,常引起患者的不適。超聲骨刀切割精細(xì)、容易控制,無(wú)需錘子敲擊,有效地增加了牙槽嵴的寬度,減少了手術(shù)并發(fā)癥和患者的不適感[24]。

4.4 下牙槽神經(jīng)移位下牙槽神經(jīng)移位是解決下頜后牙區(qū)垂直骨量不足的方案之一。超聲骨刀在骨和神經(jīng)的交界區(qū)精準(zhǔn)地切骨,有效地減少了對(duì)下牙槽神經(jīng)的損傷。有學(xué)者使用超聲骨刀對(duì)15例患者行下牙槽神經(jīng)移位術(shù)同期植入種植體,術(shù)后8周,14例患者的神經(jīng)感覺(jué)恢復(fù)正常,種植體存留率達(dá)97.36%[13]。Metzger et al[25]分別采用超聲骨刀和傳統(tǒng)球鉆進(jìn)行下牙槽神經(jīng)移位術(shù),比較術(shù)后神經(jīng)損傷的組織學(xué)改變,結(jié)果顯示超聲骨刀組對(duì)下牙槽神經(jīng)造成的損傷更小。

4.5 其他應(yīng)用隨著超聲骨刀在口腔種植領(lǐng)域應(yīng)用的適應(yīng)證不斷擴(kuò)大,近年來(lái)其在種植位點(diǎn)的預(yù)備、種植體取出等方面的應(yīng)用日益增加。

4.5.1 種植位點(diǎn)預(yù)備 研究[26]表明相比傳統(tǒng)的擴(kuò)孔鉆,使用超聲骨刀預(yù)備種植窩,種植體同樣獲得了較好的穩(wěn)定性,種植體穩(wěn)定性曲線更早地從降低轉(zhuǎn)為升高。Blus et al[27]使用超聲骨刀進(jìn)行即刻種植,在種植窩預(yù)備過(guò)程中刀頭不易滑動(dòng),種植體均獲得了良好的骨結(jié)合。

4.5.2 種植體取出 超聲骨刀微創(chuàng)、安全、切割精準(zhǔn)的特性,使其成為取出種植體的有效工具。Marini et al[28]使用超聲骨刀將侵犯口底軟組織的種植體取出,最大限度地保存了骨量,減少了對(duì)鄰近組織的損傷,患者術(shù)后未出現(xiàn)出血、感染和血腫等并發(fā)癥。

5 超聲骨刀的使用要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

超聲骨刀的切割效率與骨質(zhì)、工作的功率和頻率、刀頭的設(shè)計(jì)以及對(duì)刀頭施加的壓力密切相關(guān)。因此,在操作前應(yīng)根據(jù)不同的手術(shù)類型選擇合適的刀頭,并調(diào)整相應(yīng)的功率、頻率和水流量。通常采用持筆式握持手柄,工作時(shí)保持切割刃完全垂直于骨面,對(duì)刀頭輕輕施加壓力,順著刀頭振動(dòng)的方向作前后向或垂直向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。注意對(duì)刀頭施加的壓力盡量不要超過(guò)400 g,并留意切割聲音的變化,壓力太大不僅不會(huì)增加切割效率,反而會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)熱增加和軟組織損傷[12,29]。確保刀頭有足量的低溫鹽水沖洗降溫,流量最低不應(yīng)少于30 ml/min,建議間歇切割,并避免在某一點(diǎn)停留太久,以免刀頭過(guò)熱[5]。在切割較厚的皮質(zhì)骨時(shí),可聯(lián)合使用傳統(tǒng)器械,既發(fā)揮了傳統(tǒng)器械的切割效率,又利用了超聲骨刀的安全性[12]。此外,對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō),還必須經(jīng)過(guò)充分的專業(yè)培訓(xùn),并在體外模型上進(jìn)行操作訓(xùn)練[3]。

6 展望

超聲骨刀作為一種新型的骨切割工具,雖然還存在一定的不足,但是其相對(duì)于傳統(tǒng)器械的諸多優(yōu)勢(shì),已展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用需求。目前超聲骨刀在口腔種植中已獲得廣泛的應(yīng)用,但關(guān)于超聲骨刀對(duì)軟組織影響的基礎(chǔ)研究仍然很有限,對(duì)超聲骨刀技術(shù)的使用還不夠成熟,尚需更多的經(jīng)驗(yàn)積累。

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R 782.12

A

1000-1492(2015)12-1843-04

時(shí)間:2015-11-18 10:12:35

http://www.cnki.net/KCMS/detail/34.1065.R.20151118.1012.068.html

2015-06-15接收

河南省教育廳資助基金(編號(hào):112102110204)

鄭州大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院種植科,鄭州 450052

崔金禮,男,碩士研究生;

吳豪陽(yáng),男,主任醫(yī)師,碩士生導(dǎo)師,責(zé)任作者,E-mail:why67@zzu.edu.cn

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上頜竇口大小與上頜竇副口對(duì)上頜竇氣化影響的CBCT分析
比較All-on-4種植修復(fù)中傾斜種植體與軸向種植體臨床效果的5年回顧性研究
微型種植體支抗在口腔正畸臨床中的應(yīng)用
Rolling Sharp 安全性能極高的手工刀
川劇《打神告廟》的祭祀語(yǔ)言——兼釋“打牙祭”和“刀頭”
種植體周圍炎齦溝液中IL-2、IFN-γ、IL-4、IL-6的表達(dá)及臨床意義
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