楊 濤 孔垂宇娟 李紅文 劉森慶 王曉彥 許 鍵

深圳市龍崗區(qū)耳鼻咽喉醫(yī)院//深圳市龍崗區(qū)口腔醫(yī)學(xué)研究所 廣東深圳 518172

種植牙技術(shù)現(xiàn)已成為缺牙后首選的修復(fù)治療方式，伴隨著材料學(xué)的進(jìn)步，其治療的適應(yīng)癥在不斷擴(kuò)大。目前國(guó)際上的種植系統(tǒng)多達(dá)數(shù)百種，各種植系統(tǒng)配套的基臺(tái)更是種類繁多，如何選擇基臺(tái)是所有種植醫(yī)師共同面對(duì)的問(wèn)題[1-2]。本文選取瑞士Straumann系統(tǒng)的新型數(shù)字化多能基臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱多能基臺(tái))和傳統(tǒng)八角粘接基臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱八角基臺(tái))作為研究對(duì)象，以探討多能基臺(tái)的臨床應(yīng)用效果。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2018年1月—2019年10月就診于本院口腔種植科，自愿參加本研究的患者為觀察對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)：①單顆磨牙缺失；②鄰牙及對(duì)牙合牙無(wú)明顯移位；③咬牙合關(guān)系基本正常；④牙周情況良好；⑤無(wú)未控制的系統(tǒng)性疾病。研究通過(guò)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(編號(hào)No.2017-1222)。

1.2 材料

1.2.1 臨床研究 ①Straumann軟組織水平種植體(RN)、多能基臺(tái)、八角基臺(tái)(Straumann公司)。②思邁爾全瓷冠(家鴻義齒制作中心)。③Looting 2玻璃離子粘接劑(3M公司)。

1.2.2 三維有限元實(shí)驗(yàn) (1)CT掃描機(jī)(Sirona公司)。(2)建模用計(jì)算機(jī)硬件配置:IntelCorei 76700K。(3)仿真軟件:①M(fèi)imics 20.0醫(yī)學(xué)三維重建軟件(Materialise公司)；②Geomagic 12逆向工程軟件(Geomagic公司)；③Solidworks 2015三維CAD建模軟件(Dassault公司)；④Ansys Workbench 18.0通用有限元計(jì)算軟件(Ansys公司)。

1.3 治療過(guò)程

術(shù)前常規(guī)牙周潔治。一期手術(shù)嚴(yán)格按照產(chǎn)品操作手冊(cè)植入種植體，術(shù)后3～4個(gè)月行上部結(jié)構(gòu)修復(fù)。修復(fù)體選擇思邁爾全瓷冠(修復(fù)空間不足則選擇全鋯冠)，將研究對(duì)象隨機(jī)分為多能基臺(tái)組和八角基臺(tái)組：多能基臺(tái)組在體外完成全冠和基臺(tái)的粘接，調(diào)整鄰接咬牙合，將基臺(tái)-牙冠整體戴入口內(nèi)，加力至35 N·cm后，樹脂封閉螺絲孔道；八角基臺(tái)組將基臺(tái)戴入口內(nèi)后，調(diào)整鄰接咬牙合，加力至35 N·cm后，樹脂封閉螺絲孔道，口內(nèi)粘接全冠。種植手術(shù)和上部修復(fù)由同一名醫(yī)師完成，臨床觀測(cè)指標(biāo)采集由另一位醫(yī)師完成(后者對(duì)分組情況不知情)。

1.4 臨床隨訪

在種植上部結(jié)構(gòu)修復(fù)完成后第12個(gè)月時(shí)，采集兩組觀測(cè)指標(biāo)，獲取兩組種植體周軟、硬組織的健康狀況，具體如下：

1.4.1 機(jī)械并發(fā)癥 包括種植體或基臺(tái)的折裂、中央螺絲的松動(dòng)或折裂、修復(fù)體崩瓷、折裂或脫落等。

1.4.2 探診深度 對(duì)修復(fù)體近頰、頰側(cè)中央、遠(yuǎn)頰、近舌、舌側(cè)中央、遠(yuǎn)舌6個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行探查，探測(cè)修復(fù)體齦緣至袋底的距離，計(jì)算平均探診深度。探診過(guò)程中應(yīng)有支點(diǎn)且動(dòng)作輕柔，探診力量不超過(guò)25 g，避免損傷種植體周上皮附著。

1.4.3 牙槽骨吸收量 測(cè)量CBCT中種植體近中骨高度(h1)和遠(yuǎn)中骨高度(h2)，見(jiàn)圖2，計(jì)算二者平均值，以種植術(shù)后當(dāng)天CBCT數(shù)據(jù)作為基線值，測(cè)量計(jì)算修復(fù)后第12個(gè)月時(shí)的牙槽骨高度均值，再減去基線值，作為牙槽骨吸收量。測(cè)量3次取均值。

1.4.4 改良出血指數(shù) 以20 g的力量，將塑料牙周探針在種植牙冠齦緣下1 mm處平頰舌面滑動(dòng)，約30 s后觀察牙齦出血情況并評(píng)級(jí)[3]。0級(jí)：無(wú)出血；1級(jí)：點(diǎn)狀出血；2級(jí)：齦溝內(nèi)線狀出血；3級(jí)：重度出血或自發(fā)性出血。

1.4.5 改良菌斑指數(shù) 在種植牙冠齦緣處探診觀察并評(píng)級(jí)[4]。0級(jí)：齦緣及牙面未探及到菌斑；1級(jí)：齦緣處可探及少量菌斑軟垢，呈點(diǎn)狀分布；2級(jí)：齦緣及牙面可探及到菌斑，呈帶狀分布且肉眼可見(jiàn)；3級(jí)：可探診到大量菌斑軟垢覆蓋牙頸部及牙冠。

圖1 牙槽骨高度測(cè)量示意圖(h1為近中骨高度，h2為遠(yuǎn)中骨高度)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 23.0軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，患者基本信息情況、改良出血指數(shù)和改良菌斑指數(shù)采用2檢驗(yàn)，牙槽骨吸收量、牙周探診深度以表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.6 中央螺絲受力三維有限元分析

以課題組前期三維有限元分析實(shí)驗(yàn)研究[5]為基礎(chǔ)。

1.6.1 三維有限元模型的建立 利用1名志愿者的下頜骨CT掃描數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸入三維重建軟件Mimics中，經(jīng)處理獲得牙槽骨的三維輪廓模型后，將文件讀入Geomagic軟件，進(jìn)行逆向工程重建(見(jiàn)圖2)。利用Straumann種植體、多能基臺(tái)、八角基臺(tái)和中央螺絲實(shí)體測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，在Solidworks軟件中利用拉伸、旋轉(zhuǎn)、螺旋線切除等功能分別建立種植體、多能基臺(tái)、八角基臺(tái)和中央螺絲的三維模型(見(jiàn)圖3)。各材料彈性模量和泊松比見(jiàn)表1。

表1 各材料彈性模量與泊松比

注：1.初始導(dǎo)入Geomagic中的stl文件；2.Geomagic中光滑、打磨處理后的文件；3.Geomagic中曲面片處理后的文件；4.Geomagic中最終實(shí)體化處理后的文件

注：第一排為多能基臺(tái)，第二排為八角基臺(tái)

1.6.2 加載方式 各部件采用綁定接觸，約束牙槽骨，在基臺(tái)頂部施加200 N荷載，方向分別為水平向0°，斜向45°、垂直向90°，求解計(jì)算得出受力結(jié)果，比較兩種基臺(tái)中央螺絲的最大等效應(yīng)力情況。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較

共有多能基臺(tái)組和八角基臺(tái)組患者76例，包括19名男性，57名女性；年齡21～57歲；植入種植體76顆。兩組患者在性別、年齡、植入牙位方面比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，詳見(jiàn)表2。

表2 兩組患者基本信息情況 (n)

2.2 機(jī)械并發(fā)癥

經(jīng)過(guò)十二個(gè)月的負(fù)載，兩組研究對(duì)象共76顆植體均未出現(xiàn)種植體或基臺(tái)折裂、中央螺絲松動(dòng)、折裂以及牙冠崩瓷。兩組病例照片見(jiàn)圖4。

注：1～4為多能基臺(tái)組，5～8為八角基臺(tái)組

2.3 臨床觀察指標(biāo)

對(duì)兩組病例負(fù)載一年后各觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(見(jiàn)表3、表4)，結(jié)果顯示：多能基臺(tái)組牙槽骨吸收量均值小于八角基臺(tái)組牙槽骨吸收量均值，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。多能基臺(tái)組探診深度均值小于八角基臺(tái)組探診深度均值，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。多能基臺(tái)組改良出血指數(shù)0～3級(jí)者與八角基臺(tái)組改良出血指數(shù)0～3級(jí)者比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。多能基臺(tái)組改良菌斑指數(shù)0～3級(jí)者與八角基臺(tái)組改良菌斑指數(shù)0～3級(jí)者比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表3 負(fù)載后一年牙槽骨吸收量和探診深度 (mm)

表4 負(fù)載后一年改良出血指數(shù)和改良菌斑指數(shù) (n)

2.4 中央螺絲受力分析

多能基臺(tái)組和八角基臺(tái)組在水平向施力時(shí)其中央螺絲受力最大，隨著角度增大受力逐漸減小，垂直向施力時(shí)最大等效應(yīng)力最小。多能基臺(tái)組中央螺絲在水平向和45°方向加載條件下最大等效應(yīng)力小于八角基臺(tái)組，在垂直向加載條件下最大等效應(yīng)力大于八角基臺(tái)組(見(jiàn)圖5和圖6、表5)。

表5 不同載荷下兩種基臺(tái)中央螺絲最大等效應(yīng)力 (MPa)

圖5 不同載荷下多能基臺(tái)中央螺絲受力云圖

圖6 不同載荷下八角基臺(tái)中央螺絲受力云圖

3 討論

種植基臺(tái)是連接牙冠和種植體的中央樞紐，基臺(tái)的材料、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生物相容性等是影響種植遠(yuǎn)期成功率的重要因素。根據(jù)牙冠-基臺(tái)連接方式的不同，目前各種植系統(tǒng)的基臺(tái)主要分為粘接固位和螺絲固位。

粘接固位是首先將基臺(tái)鎖緊在種植體上，然后在口內(nèi)將牙冠粘接在基臺(tái)上。在單冠修復(fù)中，是大多數(shù)種植醫(yī)生的首選方案。其優(yōu)點(diǎn)為易獲得被動(dòng)就位、不需預(yù)留螺絲孔、美學(xué)效果好、不易發(fā)生螺絲松動(dòng)[6]等，但存在粘接劑不易去除的主要缺陷。本研究中所使用的八角基臺(tái)是Straumann系統(tǒng)最常用的粘接基臺(tái)，臨床使用超過(guò)三十年，具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和生物安全性。但由于粘接基臺(tái)本身固有的局限，在一些植入位點(diǎn)較深的病例中，粘接劑會(huì)不同程度地殘留，可能進(jìn)一步引發(fā)種植體周圍炎。Wilson等[7]指出在使用粘接固位且發(fā)生種植體周圍炎的患者中，有81%與粘接劑殘留有關(guān)。本研究采用牙槽骨吸收量、探診深度、改良出血指數(shù)、改良菌斑指數(shù)等評(píng)價(jià)種植體周軟硬組織的健康狀況。在八角基臺(tái)組，平均牙槽骨吸收量和探診深度均大于多能基臺(tái)組，且改良出血指數(shù)水平高于多能基臺(tái)組，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。而兩組在改良菌斑指數(shù)方面則相近(P>0.05)，說(shuō)明兩組的口腔衛(wèi)生維護(hù)情況基本接近，而引起種植體周健康狀況不同的其他可追溯原因中，粘接劑殘留可能是其中之一。為減少粘接劑的殘留，學(xué)者們提出了不同的方法[8-10]，如選擇易于去除的粘接劑，調(diào)整邊緣位置及形態(tài)，制作排溢孔，改良粘接方法等。但無(wú)論哪一種方法，都無(wú)法完全去除粘接劑。若能從根本上杜絕粘接劑殘留，則可有效降低種植體周圍炎的發(fā)病率。

螺絲固位基臺(tái)的設(shè)計(jì)初衷之一即是完全避免粘接劑的殘留，螺絲固位是先將基臺(tái)通過(guò)一級(jí)螺絲固定在種植體上，然后通過(guò)二級(jí)螺絲將牙冠固定在基臺(tái)上。其優(yōu)點(diǎn)是100%無(wú)粘接劑殘留；拆卸方便，易于維護(hù)；為一級(jí)螺絲和基臺(tái)提供緩沖[11]。但缺點(diǎn)是二級(jí)螺絲易松動(dòng)，同時(shí)加工成本昂貴，對(duì)植入軸向要求高。

由于八角基臺(tái)本身存在粘接劑殘留的缺陷，有部分臨床醫(yī)師選擇在體外粘接后，再戴入口內(nèi)，但原廠修復(fù)手冊(cè)并未推薦這種粘接方式，可能因?yàn)檠拦谂c種植體軟組織面會(huì)留有縫隙，造成細(xì)菌滯留區(qū)形成，影響種植體周健康。2015年，多能基臺(tái)經(jīng)過(guò)研發(fā)進(jìn)入臨床。第一代多能基臺(tái)高度為4.0 mm，其軸壁相互平行，并含有四個(gè)凹槽，對(duì)基臺(tái)高度的要求進(jìn)一步降低，推薦使用在頜齦距離不足的病例中。2019年，第二代高度為6 mm的多能基臺(tái)進(jìn)入臨床，推薦使用在常規(guī)病例中。不同于傳統(tǒng)的粘接固位和螺絲固位，多能基臺(tái)是首先在體外將基臺(tái)和牙冠粘接為一整體，然后利用中央螺絲將基臺(tái)-牙冠直接鎖緊在種植體上，牙冠與基臺(tái)為粘接固位，基臺(tái)與種植體之間為中央螺絲固位，同時(shí)兼具兩種固位方式的優(yōu)勢(shì)。不同于八角基臺(tái)，多能基臺(tái)具有一圈與種植體軟組織面上端完全嵌合的金屬圈，是在士卓曼原廠數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上制作的機(jī)械冷焊加工結(jié)構(gòu)。在使用中央螺絲鎖緊后，理論上其縫隙將明顯小于將八角基臺(tái)進(jìn)行體外粘接再鎖緊所形成的縫隙。多能基臺(tái)螺絲鎖緊扭矩達(dá)35 N·cm，可滿足日常咬牙合力需求，不易松動(dòng)。本研究中多能基臺(tái)組40例研究對(duì)象在一年觀察期間未發(fā)現(xiàn)螺絲松動(dòng)情況。類似于多能基臺(tái)的一體化基臺(tái)冠修復(fù)方式正在成為新的熱點(diǎn)研究方向，從早期僅用于合齦距不足者，現(xiàn)逐漸有常規(guī)化應(yīng)用的趨勢(shì)。多項(xiàng)研究結(jié)果顯示，不同種植系統(tǒng)的一體化基臺(tái)冠均表現(xiàn)出良好的臨床應(yīng)用效果[12-13]。但大多數(shù)研究持續(xù)時(shí)間較短(2年以內(nèi))，長(zhǎng)期的修復(fù)效果有待進(jìn)一步臨床觀察。

三維有限元分析方法由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可用于牙科生物力學(xué)的分析。該方法通過(guò)對(duì)三維模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理、網(wǎng)格劃分、施加載荷等過(guò)程，最后以應(yīng)力分布云圖輸出結(jié)果[14]。三維有限元分析法求得的等效應(yīng)力綜合反映了主應(yīng)力和剪應(yīng)力的情況，可作為觀察指標(biāo)，比較分析模型各部位的應(yīng)力分布[15]。近年來(lái)，在口腔種植領(lǐng)域的應(yīng)用尤為廣泛，但大多數(shù)研究集中于對(duì)植體-骨界面以及植體-基臺(tái)連接處的應(yīng)力分析[16]，關(guān)注中央螺絲受力分析的研究較少。為進(jìn)一步分析螺絲受力情況，本文將中央螺絲的三維有限元分析納入研究中。分析結(jié)果顯示，多能基臺(tái)在水平向和45。斜向負(fù)載時(shí)，其螺絲最大等效應(yīng)力(326.67、252.39 MPa)均小于八角基臺(tái)(334.35、256.72 MPa)，僅在垂直向受力(68.468 MPa)時(shí)大于八角基臺(tái)(55.935 MPa)，而兩組在垂直向負(fù)載時(shí)螺絲受力僅為水平向或斜向負(fù)載時(shí)的1/6～1/5，對(duì)螺絲的不良應(yīng)力相對(duì)較小，同時(shí)也提示臨床設(shè)計(jì)種植體及修復(fù)體時(shí)，應(yīng)盡量減少非軸向受力。

盡管有粘接劑殘留的潛在風(fēng)險(xiǎn)，但基于醫(yī)師的過(guò)往習(xí)慣以及對(duì)新型基臺(tái)的謹(jǐn)慎態(tài)度，目前八角基臺(tái)依然是臨床應(yīng)用的主要選擇，而多能基臺(tái)在臨床上的應(yīng)用相對(duì)較少。本研究中，多能基臺(tái)顯示出其優(yōu)異的性能，在牙槽骨吸收量、牙周探診深度及改良出血指數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)方面均優(yōu)于八角基臺(tái)，可以降低遠(yuǎn)期罹患種植體周圍炎的風(fēng)險(xiǎn)。但本研究中樣本量較少、觀察時(shí)間較短，因此對(duì)于多能基臺(tái)的遠(yuǎn)期應(yīng)用效果仍有待進(jìn)一步的研究。

綜上所述，多能基臺(tái)作為新型基臺(tái)，具備螺絲不易松動(dòng)、完全無(wú)粘接劑殘留等優(yōu)點(diǎn)，可獲得良好的臨床應(yīng)用效果，推薦常規(guī)應(yīng)用在磨牙區(qū)的種植治療中。