牙种植体-骨结合稳定性影响因素的研究进展

于 惠 综述，柳忠豪 审校

(1.大连医科大学 研究生院,辽宁 大连 116044；2.烟台市口腔医院,山东 烟台 264001)

Branemark于20世纪中期提出了骨结合的概念，即在光镜水平上，正常的改建骨和种植体直接接触，其承受的负荷能通过这种直接接触持续不断地传递分散到周围骨组织，从而开启了现代种植学的大门[l]。种植体的稳定性包括初级和次级稳定性，初级稳定性主要由级差植入形成的机械紧嵌产生。种植体植入后便获得，是形成骨结合的必要条件；次级稳定性主要在种植体-骨结合后形成，一定程度上可以预测种植体是否形成骨结合[2]，决定种植体的成功率。

1 种植体材料

目前，用于口腔种植的材料主要有3 类：金属、生物玻璃陶瓷和高分子聚合物。不同材料的特性会影响界面的应力分布及种植体与骨界面的相对位移。

与其它金属相比，金属钛质轻、弹性模量与骨更接近，更因为其优越的钝化性能和良好的生物相容性，使其成为制造种植体的主要材料。而其它如钴铬合金等材料，虽不被机体排斥，但会使种植体周围形成纤维组织而非骨结合，稳定性差[3]。

近年来，许多种植系统在钛及钛合金表面附着生物活性材料，如羟基磷灰石(HA)涂层，使种植体表面粗糙化，进一步提高其骨结合能力。但羟基磷灰石与钛的结合强度低，常导致种植体表面的羟基磷灰石脱落，这又带来了新问题。理论上陶瓷涂层应具有良好的生物相容性。

与前两者相比，高分子聚合物强度较弱，但弹性模量较低。Wang H等[4]发现，高分子聚合物向周围骨组织的应力传递更合理，更能降低种植体颈部的应力峰值。作为种植材料，有较好的应用前景。但性能持久性较差这一缺点将限制其应用。

2 外科植入技术

影响骨整合的因素很多。过大的外科损伤，被认为是影响骨整合的最重要因素之一[5]。

2.1 种植床的精确性

实验证明，种植体表面与骨组织的间隙>0.5 mm，骨痂组织则不能将两者联结起来，从而形成纤维骨性结合界面[6]。所以，种植体植入时应注意：(1)种植床预备过程：避免反复提拉钻具导致种植床扩大，影响精确度；若种植床太大，应及时更换直径较大的种植体；(2)级差备洞：种植终末钻直径小于种植体直径，以增加种植体稳定性；(3)骨质疏松：采用骨挤压技术把疏松的骨挤压为相对致密的骨,以增加种植体稳定性。

2.2 种植床制备过程中的损伤

主要包括热损伤和机械损伤。热损伤会导致周围骨细胞变性坏死。Weng D等[7]证明， 钻孔时骨坏死的临界温度是47℃ 。受损后的骨组织与种植体间形成纤维性愈合而非骨性愈合。为了避免这种损伤，应注意：(1)生理盐水持续冷却；(2)使用锐利的种植器械；(3)钻速在1500 r/min以下；(4)骨钻孔间断进行；(5)不断提拉钻具，不对手机加压。

为了防止对骨组织造成机械损伤，应注意：(1)术前拍摄X-ray或CT并仔细阅片，确认上颌窦、下颌管、颏孔等重要解剖结构；(2)严格把握手术适应证，充分做好准备工作；(3)术中减少种植部位和方向的偏差。

2.3 无菌的重要性

术区感染、种植体污染亦会影响骨结合，甚至造成种植失败。这就要求医护人员要有严格的无菌观念；手术器械严格消毒；种植体植入取出时避免触碰种植床以外的区域；骨粉植入时防止唾液污染等。

3 种植体表面设计

种植体的表面设计可影响种植体植入后的生物学反应，决定组织细胞在其表面的粘附、增殖、分化及矿化，影响蛋白质的吸收，直接影响界面的骨愈合速度，对种植体-骨结合强度有着十分重要的影响[8]。

3.1 种植体表面处理

表面粗化的种植体利于分散种植体-骨界面的应力，控制种植体微动，提高其稳定性[9]。经过涂层、喷砂加酸蚀(SLA)等方法处理的种植体，可以显著增加种植体-骨的接触面积，有助于骨结合。近年来，关于种植体表面处理的研究不断取得新进展：以SLA表面为基础、羟基化和高亲水性的SLActive表面处理，使种植体植入后，能快速吸引血液蛋白凝固和骨形成，促进了最初的愈合反应[10]；经过纳米级处理的种植体，物理和化学稳定性更高，骨诱导作用和骨结合性能优于其他种植体，骨愈合速度和程度大大提高[11]；涂层与生长因子复合的研究发现[12]，BMP/HA 复合物植入骨缺损后，新骨长入的速度、数量均较HA快且明显。通过对诱导因子的控释，可以在种植体周围迅速形成新骨，达到提高种植体稳定性的目的。

3.2 种植体外形设计

形态不规则，设计有孔、沟等结构的种植体，易与骨组织形成机械嵌合，增大结合力。带螺纹种植体比不带螺纹种植体的应力分布更合理。螺纹的设计对于种植体稳定性的提高具有重要意义：螺纹顶角为60°时[13]，种植体应力分布最合理；反支撑螺纹[14]为圆柱形种植体的最佳螺纹设计；0.8 mm螺距的种植体微动最小，其初期稳定性最大[15]；螺纹位于种植体下1/3时，应力分布最均匀[16]；矩形螺纹设计(相对于V形和支撑形)能更好的传递垂直力，从而减小从修复体传递来的剪切力[17]；单螺纹的垂直相对位移和综合相对位移最小，初期稳定性最大[18]。

4 患者自身骨质条件

颌骨是一种具有多相性的、各向异性的、非均质的多孔复合体。不同的个体，同一个体在不同生理阶段，其颌骨骨量、密度均不一致，而这些都会影响种植体-骨结合的稳定性。种植体周围的骨质量通过三方面影响骨整合。

4.1 颌骨密度

骨密度的高低影响骨与种植体的愈合速度。牙缺失后，牙槽骨的骨板消失，逐渐被骨小梁样骨组织代替。骨质不同，与种植体的接触量也不同。密质骨(Ⅰ、Ⅱ类)的种植体-骨结合率要高于松质骨(Ⅲ、IV类)。在骨密度高的部位植入，骨床面积大，新骨向植体的延伸较快；而在松质骨或髓内区域植入，骨床的面积小， 单纯靠髓内新骨细胞的沉积，速度较慢，植体周围难以在短时间内构筑起坚实的骨质包绕。为此，在临床选择植入部位或估计种植效果时应充分考虑。男性和女性在种植体-骨结合的稳定性上并无明显差别。

4.2 种植体界面骨皮质与骨松质含量的比例

种植体界面骨皮质与骨松质含量的比例明显影响种植体向周围骨的应力传递。骨皮质越厚，种植体及其周围皮质骨内的应力越小。下颌骨与上颌骨相比，有较多较厚的骨皮质，因此，下颌种植体的稳定性较上颌高。

4.3 颌骨骨量

牙缺失后，牙槽骨不断吸收，骨量进行性减少；另一方面，由于下牙槽神经管、上颌窦等结构的存在，骨量也将受限。骨量不足必将影响种植体-骨结合的稳定性。临床上，可以采取植骨术、上颌窦提升术、骨劈开术等各种骨增量技术增加术区骨量。

5 修复体设计制作

修复体设计制作是影响种植体-骨结合界面稳定性的重要因素。

5.1 咬合因素

种植体-骨结合与天然牙-骨的结合方式截然不同，二者对于牙合力的反应也不同。所以，种植义齿上部结构的咬合设计应有别于传统义齿。传导到种植体上的咬合力应该控制在患者口颌系统所能承受的生理限度内，尽量避免过大的侧向力。侧向力会破坏种植体-骨界面的结合。因而，在确定修复体牙合面形态时，可以考虑减少牙尖斜面斜度和改变牙合面外形，以缓解种植体的侧向扭力。牙列缺损患者的种植修复，在减小修复体颊舌径的同时，应充分调牙合[19]，消除早接触及牙合干扰。对于无牙颌患者的种植修复，其侧方牙合最好为组牙功能牙合，这样可以使种植义齿得到稳定的咬合平衡。

5.2 力臂设计

修复体的力臂主要包括：(1)近远中方向悬臂的长度；(2)颊舌方向由于种植体位置而出现的延伸；(3)修复体牙冠和基台的高度。

种植修复时应尽量避免悬臂式设计。因为，在悬臂上所受到的侧方应力会以悬臂式桥体为杠杆，对邻近的种植体产生压应力，对较远的种植体产生拉应力，应力集中在邻近种植体的根尖和较远种植体的颈部及相应的骨组织上，导致种植体或上部结构的断裂及骨组织的吸收。不得以要设计带有悬臂结构的种植义齿时，应避免在骨质和骨量不足的磨牙区植入种植体。研究证明，倾斜植入法即最远端种植体植入时向远中倾斜的方法，可提高悬臂种植体的成功率[20]。目前，在设计悬臂长度和支持悬臂的种植体数目等方面并没有定论，但应使悬臂尽可能短，咬合接触面尽可能小。

除上述因素外，种植体的直径和长度，软组织附着情况，患者的口腔卫生状况等因素亦可影响骨界面的稳定性。种植体功能的行使必须要以稳定的界面为基础。所以，应充分了解各种影响因素，在种植外科及种植修复时尽量避免不足，以提高界面的稳定性，提高种植手术的成功率。

参考文献：

[1] 张月兰,曹选平,崔淑霞,等.微植体-骨界面各部位组织变化的实验研究[J].广东医学,2009,15(3):31-33.

[2] 董福生,栗兴超,崔士军.纯钛种植体粗化表面的构建及形貌分析[J].中国口腔种植学杂志,2009,8(2):18-19.

[3] Takemoto M,Fujibayashi S,Neo M，et al.Bone-bonding Ability of a hydroxyapatite coated zirconia-alumina nanocomposite with a microporous surface[J].Biomed Mater Res A,2006,78(4):693-701.

[4] Wang H,Eliaz N,Xiang Z,et al.Early bone apposition in Vivo on Plasma-Sprayed and electrochemically deposited hydroxyapatite coatings on Titanium alloy[J].Biomaterials,2006，27(23): 4192-4203.

[5] 吴小吉,林野,邱立新,等.应用共振频率评估种植体稳定性的临床研究[J].中国口腔种植学杂志,2005,6(2):45-48.

[6] 周炜,宋应亮,李德华,等. 种植体骨结合稳定性测量及相关因素分析[J].实用口腔医学杂志,2006,6(2):21-25.

[7] Weng D,Nagata MJ,Bell M,et al.Influence of microgap location and configuration on the periimplant bone morphology in submerged implants.An experimental study in dogs[J].Clin Oral Implants Res,2008,19(11):65-73.

[8] Andras Hei jink MD,Jeffrey Schwartz PhD,Mark E,et al.Self-assembled Monolayer Films of Phosphonates for Bonding RGD to Titanium[J].Clin Orth Relat Res,2008,466(4):34-39.

[9] 赵静辉,周延民,罗岚.种植体螺纹形状对骨界面应力分布的影响[J].现代口腔医学杂志,2007,21(2):162-165.

[10] Alxe Z.Immediate and early loading of implant with SLActive surface: a randomized open -ended clinical trial[J].Clin Implant Dent Relat Res,2006,5(1): 57-63.

[11] 张吉宏,赵常利,张小农.钛合金表面纳米结构对钙磷矿化物体外沉积及成骨细胞矿化功能的影响[J] .中国组织工程研究与临床康复,2010,21(12):71-73.

[12] 高军,曾伟杰,支晓兴.牙种植材料生物学特性及生物相容性对骨结合强度的影响[J].中国组织工程研究与临床康复,2008,31(14):56-59.

[13] Chun,Cheong,Han -J-H.Evaluation of design parameters of osseiontegrated dental implants using finite element analysis[J].Oral Rehabil,2002,29(6):565-74.

[14] 孔亮,刘宝林,李德华,等.不同螺纹形态种植体对颌骨应力影响的三维有限元比较研究[J].口腔医学研究,2006,22(2):155-158.

[15] 马攀,刘洪臣,李德华,等.三种螺距对种植体初期稳定性影响的有限元研究[J].口腔颌面修复学杂志,2007,8(1):47-50.

[16] Caglar A,Aydin C,Ozen J,et al.Effects of mesiodistal inclina-tion of implants on stress distribution in implant-supported fixed prostheses[J].Oral Maxillofac Implants,2006,21(1):36-44.

[17] Ros n A,Gynther G.Implant treatment without bone grafting in edentulous severely resorbed maxillas：A long -term follow -up study [J].Oral Maxillofac Surg,2007,65(5):1010-1016.

[18] 马攀,彭勤建,林升,等.单、双、三螺纹种植体初期稳定性的三维有限元比较研究[J].口腔颌面修复学杂志,2007,20(4):48-50.

[19] Sütpideler M,Eckert SE,Zobitz M,et al.Finite element analysis of effect of prosthesis height,angle of force application,and implant offset on supporting bone[J].Oral Maxillofac Implants,2004,19(6):819-825.

[20] Mal P,Rangert B,Nobre M.All-on-4 immediate-functionconcept with Brnemark system implants for completely edentulous maxillae：A 1-year retrospective clinical study[J].Clin Implant Dent Relat Res,2005,7(1):88-94.