王曉婧，喬夢婷

（1.北京大學第三醫(yī)院 口腔科,北京 100091；2.中國醫(yī)科大學航空總醫(yī)院口腔修復科，北京 100012）

種植體周圍炎是一種累及種植體周圍軟硬組織的慢性炎癥性疾病，主要特征是探診出血以及漸進性的種植體周圍骨吸收水平[1]。如果未能及時治療，種植體周圍炎可能會形成種植體周袋，進而種植體松動，甚至脫落，最終導致種植失敗。據(jù)報道，種植體的周圍炎的發(fā)生率大概是10%～45%[2]。種植體周圍炎的治療原則是去除菌斑，控制感染，目前常規(guī)使用的治療方法包括局部清創(chuàng)、藥物或手術治療等不能徹底預防和控制種植體周圍炎的發(fā)生，因此種植體周圍炎仍然是長期困擾臨床種植醫(yī)生的術后并發(fā)癥之一[3]。

細菌生物膜在種植體周圍炎的發(fā)生、發(fā)展中起決定性作用，實際上，種植體周圍炎與牙周炎齦下菌斑的菌群類似[4]。近年來，許多學者開始關注并試圖尋找一種合適的種植體表面涂料具有抑制種植體表面細菌定植的能力[5-6]。銀及其化合物具有良好的殺菌、消炎性能，通過破壞DNA結構從而廣譜抑制革蘭陽性菌和革蘭陰性菌的生長，適當劑量下未觀察到無細胞毒性[7-8]。硅烷偶聯(lián)劑由于其無毒性、無污染、適用廣泛、對有機涂層黏結性能優(yōu)異等優(yōu)點逐步受到國內外學者的關注，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在體外實驗中鈦表面進行硅烷處理可以減少細菌黏附和生物膜的形成[9]。本實驗擬采用未處理的Ti種植體、Ti-Ag種植體（鍍銀處理）、Ti-Si種植體（表面硅烷膜）觀察在體內不同的抗菌涂層對種植體周圍炎骨吸收的影響。

1 材料與方法

1.1 種植體表面涂層制取與檢測

30枚圓柱狀醫(yī)用級純鈦棒（直徑3.5 mm，長度8 mm）（購自格瑞集團寶雞分公司），隨機分為3組。Ti-Ag組：銀電沉積處理；Ti-Si組：硅烷化處理；Ti組：未進行處理（對照組）。鍍銀處理主要是利用電化學沉積（electrochemically deposition）的陰極沉積法，通過還原硝酸銀制得納米銀膠體溶液，通過電沉積在純鈦表面制備納米亞晶狀銀的涂層材料。硅烷化處理首先對純鈦表面進行堿洗處理，再通過KH-550硅烷偶聯(lián)劑進行硅烷化改性處理從而在表面構建過渡層[10]。

1.2 動物準備與手術過程

雄性Beagle純種犬30只，2歲齡，牙周健康，體重10～13 kg（購自陜西省西安市迪樂普比格犬實驗動物中心基地），確認所有動物下頜骨無明顯異常，無明顯咬合創(chuàng)傷，無病毒或真菌感染，無系統(tǒng)性疾病。種植體植入過程大致如下：術前禁食12 h后肢肌內注射30 g/L戊巴比妥鈉（1 ml/kg）全身麻醉，消毒固定，拔除下頜雙側前磨牙并保護牙槽窩周圍骨壁的完整性，翻瓣并隨機植入6枚種植體，初期穩(wěn)定性35 Nm。共植入30枚種植體，其中10枚Ti-Ag種植體，10枚Ti-Si種植體，10枚Ti種植體（對照組）?？p合創(chuàng)口，并用4-0絲線在種植體頸部進行結扎，壓入齦溝內，并高糖軟食喂養(yǎng)誘導種植體周圍炎模型。

1.3 臨床指標檢測

種植體周圍炎誘導2個月后，檢測臨床指標檢測包括菌斑指數(shù)（plaque index，PI），改良齦溝出血指數(shù)（modified sulcus bleeding index，mSBI），探診深度（probing depth，PD），牙齦指數(shù)（Gingival index，GI），種植體松動度（mobility，MOB）[11-12]。

臨床指標評價標準。①PI：0為無菌斑；1：探針尖輕劃過種植體表面可見菌斑；2：肉眼可見菌斑；3：大量軟垢。②mSBI：探診種植體周圍軟組織邊緣發(fā)現(xiàn)：0為沒有出血點，1為可見個別出血點，2為軟組織邊緣呈線狀出血，3重度出血或自發(fā)出血。③PD：以0.2 N的力（約20 g）探測齦緣到牙周袋底的距離（mm）。④GI：0為為正常牙齦；1為牙齦略有水腫，探針不出血；2為牙齦水腫，探針探之出血；3自發(fā)出血或潰瘍形成。⑤MOB：按照Periotest動度儀說明書操作，手柄垂直于種植體頰舌向放置，數(shù)值范圍-8～50，其中-8～+9為生理動度，數(shù)值越大松動度越大。

1.4 影像學檢查

術后種植體周圍炎誘導2個月后，對所有種植體拍攝根尖X射線片，觀察種植體周圍的骨質情況。使用圖像分析軟件（Image J），以種植體基臺水平作為參考點進行校準，測量每個種植體的骨吸收水平并取平均值。

1.5 抗拔實驗（pull-out test）

制取生物力學實驗標本：修整種植體周圍牙槽骨，使種植體高出骨面2 mm，使用自凝塑料包埋種植體-骨塊，置于微機控制電子萬能力學實驗機上（CMT4000，位移分辨率0.03 μm），以1 mm/min速度拉出測試，記錄種植體開始松動時的最大載荷值，并計算種植體-骨界面結合強度值（σ），計算公式為σ=P/（πdh），其中P為種植體開始松動時的最大載荷值（N）；d為種植體的直徑（mm）；h為種植體在骨內的長度（mm）。

1.6 組織學分析

制備種植體-骨標本的組織切片，大致步驟如下：4%多聚甲醛固定，酒精脫水，二甲苯透明，滲透液浸泡，包埋，聚合，置入-20℃冰箱冷凍后切片，進行Goldner's Trichrome染色[13]。

倒置相差顯微鏡下觀察組織切片，放大100倍拍照。使用圖像分析軟件（Image J）進行定量分析，計算骨-種植體接觸率（Bone-Implant Contact，BIC%）=骨組織直接接觸的種植體表面積/種植體可利用的表面積×100%。

1.7 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件，計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，采用方差分析，兩兩比較用Bonforroni法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 種植體的臨床檢查情況

種植體周圍炎誘導2個月后，所有實驗犬身體及精神狀態(tài)良好，進食正常?？趦瓤梢娝蟹N植體均在原位，無一脫落。Ti-Ag和Ti-Si組僅可見種植體周圍黏膜有輕到中度水腫，叩診聲音清脆，無松動；對照組種植體周圍黏膜水腫，甚至出現(xiàn)破潰、膿液溢出，叩診聲音渾濁，個別種植體臨床可見松動。

對口內各個種植體進行臨床指標檢測，結果可見Ti-Ag和 Ti-Si組各檢查指標（PI、mSBI、PD、GI、MOB）優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義，而Ti-Ag和Ti-Si組間各檢驗指標差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 各組臨床指標檢測結果的比較 （±s）

表1 各組臨床指標檢測結果的比較 （±s）

注：?與對照組比較，P ＜0.05

組別 PI mSBI PD/mm GI MOB Ti-Ag組 1.923±0.531? 1.314±0.223? 3.653±0.362? 1.303±0.409? -1.881±0.577?Ti-Si組 1.918±0.472? 1.295±0.230? 3.301±0.360? 1.351±0.427? -1.746±0.463?對照組 2.928±0.463 2.780±0.332 4.598±0.411 2.760±0.310 5.653±0.441 F值 10.713 12.563 6.428 12.423 15.968 P值 0.004 0.001 0.023 0.001 0.001

2.2 X射線檢查結果及定量分析

種植體周圍炎誘導2個月后，可見Ti-Ag和Ti-Si組種植體周圍骨密度無吸收，骨密度均勻致密；而對照組X射線結果顯示周圍牙槽骨呈垂直吸收，種植體與骨組織間可見透射狀影像，見圖1。對X射線結果進行定量分析，結果可見對照組的骨吸收量小于Ti-Ag和Ti-Si組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），兩實驗組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表2。

2.3 Pull-out test結果

通過pull-out test測量各組種植體-骨界面結合強度結果見表3。經(jīng)統(tǒng)計分析顯示，Ti-Ag和Ti-Si組的種植體-骨界面結合強度值分別為（2.460±0.577）和（2.772±0.613）MPa，兩者之間的種植體-骨結合強度差異無統(tǒng)計學意義，而對照組（1.841±0.542 MPa）的種植體-骨結合強度卻低于其余兩組（P＜0.01）。

圖1 3組種植體X射線結果

表2 各組X射線骨吸收量的比較 （mm，±s）

表2 各組X射線骨吸收量的比較 （mm，±s）

注：?與對照組比較，P ＜0.05

組別 骨吸收量 F值 P值Ti-Ag 1.943±0.302? 7.572 0.018 Ti-Si 1.867±0.234?對照組 3.129±0.461

表3 各組種植體-骨界面結合強度值的比較（MPa，±s）

表3 各組種植體-骨界面結合強度值的比較（MPa，±s）

注：?與對照組比較，P ＜0.01

組別 種植體-骨界面結合強度 F值 P值Ti-Ag 2.460±0.577? 9.884 0.006 Ti-Si 2.772±0.613?對照組 1.841±0.542

2.4 組織學結果

種植體周圍炎誘導2個月后，制備種植體-骨標本的組織切片，Goldner's Trichrome染色結果見圖2?？梢奣i-Ag和Ti-Si組較對照組具有更好的骨結合，種植體周圍被骨組織緊密包繞，而對照組與周圍骨組織結合較差，可見大量纖維結締組織充斥。

圖2 種植體-骨結合界面

通過組織形態(tài)學測量并計算BIC，可見Ti-Ag和Ti-Si組 的 BIC為（64.713±3.644）% 和（58.511±3.502）%，兩者差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），而對照組（30.657±4.297）%的BIC低于其余兩組（P＜0.01），見表4。

表4 各組組織學切片骨吸收量的比較 （%，±s）

表4 各組組織學切片骨吸收量的比較 （%，±s）

注：?與對照組比較，P ＜0.01

組別 骨吸收量 F值 P值Ti-Ag 64.713±3.644? 13.082 0.001 Ti-Si 58.511±3.502?對照組 30.657±4.297

3 討論

自1966年Branmark教授揭示骨整合理論至今40余年間，種植修復已成為治療牙列缺損最常用的修復手段之一。種植牙具有與正常牙相似的結構，可利用人工牙根進行上部支持，具有咀嚼效率高、舒適美觀以及無需損傷鄰牙等多種優(yōu)點[14-15]。雖然據(jù)報道鈦種植體的10年成功率已達90%～95%[16]，但隨著種植手術適應證的不斷擴展和人們口腔要求的不斷提高，種植術后感染仍是口腔臨床醫(yī)生與研究學者不得不面對的重要問題。

有研究表明，口腔內細菌黏附聚集在種植體表面，并形成齦下菌斑是術后種植體周圍感染的重要原因[17-18]。由于種植體與骨之間沒有牙周膜的保護，導致種植體周圍炎癥迅速發(fā)展，種植體和周圍骨的結合遭到破壞，造成持續(xù)的骨喪失并影響新骨的形成，治療不及時或不當可能會導致種植體脫落，進而導致種植治療的失敗。傳統(tǒng)的治療方法是局部使用抗生素（如鹽酸米諾環(huán)素、甲硝唑等），但往往會出現(xiàn)藥物持續(xù)時間難以控制、抗生素耐藥性或者患者難以配合等問題。因此，種植體抗菌涂層的出現(xiàn)賦予了鈦種植體表面抗菌性能，為抑制細菌生物膜、預防種植術后感染提供新的思路。

種植體涂層通過改變種植體表面微觀形態(tài)和化學性質在種植體-骨結合過程中扮演了重要的角色。研究發(fā)現(xiàn)多種表面改性方法（如噴砂、酸蝕、堿熱法、注入或高能輻射技術等）都能提高種植體穩(wěn)定性和長期成功率[19-20]，而抗菌特性的研究尚在初步階段。本實驗選擇具有廣譜抗菌效果的鍍銀涂層和新型表面處理工藝的硅烷膜涂層，觀察這兩者在體內對種植體周圍炎骨吸收的影響。前期有文獻報道鍍銀處理與硅烷膜處理種植體在體外均能減少口腔生物膜的形成，但體內對種植體周圍炎骨吸收的影響尚不明確[9，21]。在本實驗中，未進行表面處理的純鈦種植體在絲線結扎2個月后出現(xiàn)一系列種植體周圍炎的癥狀，包括種植體周圍黏膜水腫，甚至破潰溢膿，部分種植體出現(xiàn)松動。而Ti-Ag和Ti-Si組種植體術后愈合良好，黏膜輕度水腫，未見松動，組織學染色可見種植體唄骨組織緊密包饒。由此可以判斷，兩種抗菌涂層可以預防并改善種植術后早期感染所致炎癥。并且Ti-Ag和Ti-Si組種植體臨床檢查指標優(yōu)于對照組，X射線拍攝、Pull-out實驗和組織學染色同樣也得到了一致的結果，可見Ti-Ag和Ti-Si組的骨結合力優(yōu)于對照組。

雖然鍍銀材料的抗菌性能廣為受到認可，但其可能的毒性問題仍然需要得到重視：研究發(fā)現(xiàn)當釋放出的銀離子質量分數(shù)較大時，出現(xiàn)明顯的細胞毒性[22-23]。因此，本課題組下一步擬檢測載銀抗菌涂層植入體內后銀離子的釋放與溶解情況。另一方面，硅烷分子是具有兩種不同的反應性基團的特殊分子，將金屬鈦通過硅烷分子的活性氨基基團與生物骨組織連接起來，同時還改善材料的生物相容性，從單純的機械鎖合轉變形成良好的鈦-組織界面[24]，可見硅烷膜是一種極有前途的種植體抗菌涂層。

綜上所述，Ti-Ag和Ti-Si抗菌涂層表面處理均可以減少種植體周圍炎引起的骨吸收，對術后早期感染的預防效果好，具有廣闊的應用前景。

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