于惠 柳忠豪 許勝

骨結(jié)合是種植體成功的標志，也是種植體承載各種負荷的基礎[1-2]。骨結(jié)合不僅受種植體材料、種植部位等因素影響，種植手術時的植入扭矩也發(fā)揮重要作用[3-4]。適當?shù)闹踩肱ぞ厥欠N植體植入后，擁有良好初期穩(wěn)定性的必要條件之一[5]。BLBⅢ牙種植體的最佳植入扭矩尚未見國內(nèi)外報道。本實驗以Beagle犬為研究對象，探討不同植入扭矩對BLBⅢ種植體-骨結(jié)合的影響。

1 材料與方法

1.1 主要儀器試劑

BLBⅢ種植體(含螺紋的最大直徑為3.3 mm，去除螺紋后的直徑為2.8 mm，長8.0 mm，HA表面處理)；鹽酸四環(huán)素、茜素紅(Amresco公司,美國)；磨片機、EXAKT300CP切片機(EXAKT400,德國)；IPP 6.0測量軟件、圖像分析儀Cell Sens(Olympus BX61，日本)。

1.2 實驗方法

以Beagle犬為研究對象，每只犬選取4 個實驗位點(雙側(cè)下頜第二、第四前磨牙)，每個位點植入兩枚種植體，進行植入扭矩≤15 N·cm(A組)、25 N·cm(B組)、35 N·cm(C組)、≥45 N·cm(D組)四組實驗。根據(jù)拉丁方實驗設計方法，可以確定每個位點的植入扭矩值。植入時間點不同，32 枚種植體隨機分為Ⅰ、Ⅱ兩組：全麻下拔除4 只犬8 個位點的牙齒進行牙種植術(Ⅰ組)；Ⅰ組種植體植入1 月時進行另外8 個位點的種植術(Ⅱ組)。A組到D組的實驗，終末成形鉆直徑均為2.8 mm，借助扭矩扳手植入種植體。BLBⅢ扭矩扳手的尾部清晰標明4 個刻度：15、25、35、45(單位：N·cm)。Ⅰ組植入2 個月時同時處死4 只犬。動物處死前第13、14天皮下注射四環(huán)素(30 mg/kg/d)，處死前第3、4天皮下注射茜素紅(30 mg/kg/d)，進行雙色熒光標記。

1.3 標本制備

32 枚種植體，Ⅰ、Ⅱ組各16 枚，將Ⅰ、Ⅱ組各分為A、B、C、D組，每組4 枚。硬組織切片機將每枚種植體等分兩半：一半行脫鈣標本制作，一半不脫鈣制作帶種植體的硬組織切片。

32 張脫鈣標本，Ⅰ、Ⅱ組各16 張，Ⅰ、Ⅱ組各分為A、B、C、D組，每組4 張，行HE染色。

32 張硬組織切片標本，先行熒光觀察再做特殊染色，Ⅰ、Ⅱ組各半，Ⅰ、Ⅱ組各分成A、B、C、D組，每組4 張。

1.4 研究方法

1.4.1 臨床檢查 術后1 周檢查牙齦狀況及種植體有無松動。

1.4.2 X線檢查 觀察種植體-骨界面新生骨質(zhì)的密度。

1.4.3 光學顯微鏡觀察 脫鈣標本HE染色，硬組織切片亞甲基藍-酸性品紅染色。鏡下對比不同實驗組界面的反應。

1.4.4 熒光顯微鏡觀察 以不同波長的光譜激發(fā)熒光后拍照，IPP 6.0軟件測量兩種熒光帶的間距，計算骨平均礦化率。

1.4.5 骨計量學參數(shù)測定 20 倍鏡下隨機選取3 個螺紋近遠中各6 個斜面作為觀察區(qū)，IPP 6.0測量界面結(jié)合部分的長度及面積。計算:①種植體-骨結(jié)合率(bone ingrowth fraction，BIC)=(界面新骨面積/界面總面積)×100%;②骨結(jié)合指數(shù)(osseointegration index，OI)=(界面骨結(jié)合部分的長度/種植體-骨界面的總長度)×100%。

1.5 統(tǒng)計學分析

2 結(jié) 果

2.1 臨床檢查

實驗動物無一患病、死亡。術區(qū)創(chuàng)口愈合良好，32枚種植體未見松動、脫落。

2.2 影像學

Ⅰ組種植體周圍骨密度較Ⅱ組明顯增高，骨小梁排列更加整齊致密，界面未見明顯透射影。Ⅱ組種植體周圍見線形密度略低區(qū) (圖 1)。

圖 1 種植體植入后X線片

2.3 光鏡觀察

2.3.1 HE染色 Ⅰ組新骨較Ⅱ組明顯增多。Ⅰ、Ⅱ組成骨均以B、C組較好(圖 2)。A組界面偶見成骨細胞(osteoblast,OB)(圖 3)。D組界面有大量成纖維細胞(fibroblast,FB)，排列紊亂，破骨細胞(osteoclast,OC)明顯可見(圖 4)。B、C組界面見大量成骨細胞，部分區(qū)域出現(xiàn)骨基質(zhì)(bone matric,BM)，未見纖維組織。

圖 2 植入扭值25 N·cm (HE，×200)

2.3.2 特殊染色 Ⅰ組新骨較Ⅱ組明顯增多(圖 5)。A、D組種植體周圍偶見礦化骨基質(zhì)。D組界面有大量纖維組織出現(xiàn)，排列紊亂，破骨細胞明顯可見(圖 6)。B、C組板層骨形成，骨小梁結(jié)構(gòu)較為粗大致密且連續(xù)性好，界面未見纖維組織(圖 5A)。

圖 3 植入扭矩值15 N·cm植入后2 月 (HE，×200)

圖 4 植入扭矩值45 N·cm植入2 月 (HE，×200)

圖 5 植入扭矩值25 N·cm (亞甲基藍-酸性品紅，×200)

2.4 熒光顯微鏡觀察

各組均見到清晰明亮的2 條熒光帶位于新生骨邊緣：四環(huán)素呈現(xiàn)的金黃色及茜素紅呈現(xiàn)的紅色，兩者間邊界清晰，新骨先沉積于種植體表面再向外生長(圖 7)。測量熒光帶間距，計算礦化速率(圖 8，表 1～3)。

圖 6 植入后2 個月 (亞甲基藍-酸性品紅，×200)

圖 7 種植體-骨界面的骨質(zhì)生長 (四環(huán)素-茜素紅雙色熒光, ×100)

圖 8 不同植入扭矩種植體-骨結(jié)合的平均礦化速率

2.5 骨計量學參數(shù)

Ⅰ組的BIC及OI明顯高于Ⅱ組，B、C組明顯高于A、D組，差異均有顯著性(P<0.01)(圖 9)。

表 1 不同實驗因素對骨結(jié)合指數(shù)的影響

注：t時間<0.01，Ⅰ、Ⅱ組有顯著性差異;P扭矩<0.01，A、B、C、D有顯著性差異;P犬>0.05、t左右>0.05、t牙位>0.05，尚不能認為實驗犬及實驗位點的不同會對實驗結(jié)果造成影響

表 2 Ⅱ組1月時不同植入扭矩對骨結(jié)合的影響

3 討 論

目前研究表明影響種植體-骨結(jié)合的因素很多，植入扭矩對骨結(jié)合的影響越來越受到關注[6]。種植體植入時，扭矩過大，骨過度受壓，血管阻塞，不利于成骨；扭矩過小，界面會形成微動，纖維結(jié)締組織趁機長入，亦不利于成骨。適當?shù)闹踩肱ぞ乜梢源龠M種植體-骨結(jié)合，提高種植手術的成功率[7]。

表 3 Ⅱ組2 月時不同植入扭矩對骨結(jié)合的影響

圖 9 不同植入扭矩種植體-骨結(jié)合的BIC和OI

本實驗選擇1 齡以上健康雄性犬為研究對象，最大程度避免了激素水平的變化對骨結(jié)合的影響。下頜前磨牙區(qū)牙槽骨質(zhì)量類似Ⅱ型，是理想的受植區(qū)，實驗成功率高。統(tǒng)計學分析結(jié)果表明實驗犬及位點的差異未對實驗結(jié)果造成影響。文獻中多采用拔牙窩愈合后再進行實驗的方法[8-9]，即刻種植的方法亦有采用[10]。BLBⅢ為螺紋柱狀種植體，具有機械鎖結(jié)固位作用，可以增加種植體的初期穩(wěn)定性，因此本實驗采用即刻種植的方法[10]。實驗中牙槽窩直徑小于種植體直徑，均未植入骨替代物。此外，選用長度8.0 mm的種植體，超出牙槽窩底2～3 mm，也一定程度保證了初期穩(wěn)定性。種植時機的不同是否會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，有待于進一步研究。BLBⅢ種植體為兩段式，為了最大程度避免外界的干擾，實驗采取潛入式種植方式。

組織學觀察是骨組織研究最重要的手段[11]。種植體周圍骨組織重建組織學變化的信息可以通過直接觀察界面生長情況獲得。亞甲基藍-酸性品紅染色方法可以清晰區(qū)分新生骨、骨基質(zhì)等成骨情況。實驗發(fā)現(xiàn)：B、C組界面深紅色新生骨較A、D組明顯增多，部分區(qū)域出現(xiàn)黃綠色骨基質(zhì)，未見藍色纖維組織。

熒光檢查方法簡便，已廣泛應用于骨生長代謝、新骨形成定位和速率測定等研究中。實驗中，無論是四環(huán)素還是茜素紅熒光均清晰顯示了新骨形成的部位，而且熒光的多少跟成骨量的多少完全一致，證明熒光標記的多少可以提示成骨活躍的程度[12]。近種植體處的金黃色熒光條帶比遠離種植體區(qū)的紅色條帶較寬，說明近種植體位置骨改建較活躍，新骨形成量較多，屬于接觸成骨，可見BLBⅢ種植體具有良好的生物相容性和骨引導作用。A、D組雙色熒光標記的平均礦化速率明顯低于B、C組，差異非常有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。這說明25 N·cm、35 N·cm的扭矩值相較于<15 N·cm、>45 N·cm的扭矩值更利于BLBⅢ種植體-骨結(jié)合。

種植體-骨結(jié)合率反映的是種植體表面與骨結(jié)合的程度，是種植體維持長期穩(wěn)定性的物質(zhì)基礎。有學者指出種植體表面與骨組織只達到部分骨結(jié)合，一般在30%～70%之間，以50%～60%居多[13-14]。從生物力學角度看，結(jié)合率大于50%的骨界面更為安全[15]。實驗中，B、C組在骨結(jié)合1 個月即可達57%左右，2 個月達到大約72%。而A、D組1 個月均不足50%，2 個月才位于50%～60%。不難發(fā)現(xiàn)，種植手術時給予25 N·cm、35 N·cm的扭矩相較于<15 N·cm、>45N·cm的扭矩可以獲得更理想地骨結(jié)合。得出這一結(jié)果，可以更好地指導臨床工作。