种植位点牙槽骨密度对种植体骨结合影响的研究进展

张 天 综述 栗兴超 审校

随着种植修复技术的不断完善与发展[1]，种植义齿广泛应用于牙列缺损及牙列缺失患者的修复治疗。尽管目前种植体的存活率和成功率很高，但仍有各种因素会影响种植治疗的效果，最终导致种植失败[2，3]，临床上导致种植失败的主要原因是骨结合失败和咬合负载过重[4]。良好的骨结合是种植成功的生物学基础[5]，种植位点牙槽骨密度是影响种植体骨结合以及种植体远期生存率的关键因素之一[4]，在种植修复治疗的成功中扮演了重要角色[6～8]。本文就种植位点牙槽骨密度对种植体骨结合的影响做一综述。

一、牙槽骨密度的分类及测量方法

1.牙槽骨密度的分类

目前临床上广泛应用的牙槽骨密度分类方法是Lekholm-Zarb分类法[9]，该分类法将生理状态下的牙槽骨密度分为Ⅰ-Ⅳ类：Ⅰ类骨密度：几乎均由皮质骨构成，只有极少量的密质骨小梁；Ⅱ类骨密度：较厚骨皮质包绕密集排列的骨小梁；Ⅲ类骨密度：薄层骨皮质包绕密集排列的骨小梁；Ⅳ类骨密度：薄层皮质骨包绕疏松排列的骨小梁。Pereira等人从组织学观察上肯定了Lekholm-Zarb骨密度分类法，发现不同级别牙槽骨中的骨表面积与骨体积之比、骨小梁厚度及骨小梁间距等组织形态学参数存在差异[10]，但其成骨基因检测并未建立起不同密度牙槽骨间成骨趋势的差异。

2.牙槽骨密度的测量方法

（1）锥形束计算机断层扫描（cone beam computed tomography，CBCT）：CBCT利用锥形束X线将多次投照交集获得的颅颌面部二维数据重组，以1：1重现颌骨及其相关组织的三维影像，通过相对灰度值反映牙槽骨密度值的变化。相对于传统X线片和螺旋CT，CBCT具有精度高、辐射剂量低、可重复性高等优点，能精确反映牙槽骨各部位的状况。CBCT是目前临床上广泛应用于评估种植位点牙槽骨密度的可靠方法[11]，可以为种植术前提供重要参考信息，但其测量牙槽骨密度的精度仍会受到种植位点解剖形态、口内金属修复体以及软组织等因素的影响。因此，若精确定量评估种植位点牙槽骨密度，还需引入放射标准参考系统对灰度值进行矫正[12]，建立牙槽骨密度与CT值之间相对应的标准体系。

（2）骨探针（BoneProbe）：Krafft等人提出了一种用于对牙槽骨密度进行客观分类的新型诊断设备，利用骨探针[13]在种植术中对牙槽骨进行压缩测试。该设备的传感器由一直径为3.5mm的金属圆柱体组成，将传感器插入种植孔中，记录扩大该部位直径所需的扭矩作为测量牙槽骨密度的客观指标。有学者证实，在术中利用骨探针检测牙槽骨密度不会影响术后种植体骨结合[14]，并且在组织学切片上看不到骨探针扩张引起的微小缺损。骨探针在牙槽骨中的测量值与种植体旋入扭矩和影像学检查结果等评估参数呈显著相关[15]，并且可以对皮质骨和松质骨分别进行独立评估，在未来骨压缩测试有可能成为一种术中对牙槽骨密度进行客观评估的可靠方法。

二、牙槽骨密度对种植体骨结合的影响

1.牙槽骨密度对种植体初期稳定性的影响

种植体植入后良好的初期稳定性是骨结合成功的先决条件，而种植位点的牙槽骨密度和种植体的几何形状是影响种植体初期稳定性的主要因素[16]。已有研究表明，种植体和周围骨组织之间有微血管形成[17]，Sakka等人认为当种植体初期稳定性较差时，微血管的形成会被中断，影响种植体周围组织血运，不利于种植体骨结合的形成[18]。Martinez等人发现部分植入Ⅳ类骨的种植体由于初期稳定性较差而难以形成良好的骨结合[19]。牙槽骨密度及皮质骨厚度对种植体的初期稳定性有显著影响[20]，种植体初期稳定性会随着牙槽骨密度的增加或皮质骨厚度的增加而增加[6]。Oliveros等人比较了植入不同骨质中种植体的初期稳定性，发现种植体初期稳定性与缺牙区牙槽骨密度呈正相关[7]，并且宽的牙槽嵴更有利于种植体初期稳定性。Merheb等人提出了一种基于不同变量的种植体初期稳定性预测公式[20]，通过记录缺牙区牙槽骨的CBCT密度值（HU）以及种植体周围皮质骨厚度，对种植体初期稳定性进行预测，以评估种植体植入后骨结合效果。

2.牙槽骨密度对种植体骨结合速度的影响

骨骼系统的动态平衡由破骨细胞骨吸收和成骨细胞骨形成共同介导[21]。抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrateresistant acid phosphatase，TRAP）常被用作破骨细胞的组织化学标记物，具有调控成骨细胞的作用，缺乏TRAP的成骨细胞生长速度会明显降低[22]。组织非特异性碱性磷酸酶（tissue non-specific alkaline phosphatase，TNSALP）是人体正常骨骼和牙齿矿化的重要酶，存在于肥大软骨细胞和成骨细胞的细胞膜中，可以在骨组织矿化过程中水解羟基磷灰石的阻滞剂，为羟基磷灰石的生成提供原料[23]。Li等人[8]通过对小鼠颌骨骨膜中增殖细胞核抗原进行免疫染色，发现Ⅰ类骨骨膜中有丝分裂活跃的细胞很少，而在Ⅲ类骨的骨膜和骨髓间隙中有大量增殖细胞。相比于Ⅰ类骨，Ⅲ类骨中TRAP和TNSALP的表达水平均显著升高，其实验结果发现种植体在Ⅲ类骨中形成骨结合的速度比在Ⅰ类骨中形成骨结合速度更快。因此，在不同密度的牙槽骨之间，破骨细胞和成骨细胞的数量以及活性存在差异，种植体骨结合的速度也会因而不同。

3.皮质骨与松质骨对种植体骨结合的影响

皮质骨是影响种植体骨结合的重要因素之一，其厚度的增加可以提高种植体的初期稳定性[6]，在早期种植体骨结合阶段，皮质骨可表现出优于松质骨的骨愈合能力[24]。此外，皮质骨的条件对于即刻负载种植体骨结合的成功也很重要，种植体负载后产生超过阈值的过度微动会导致纤维组织长入种植体和骨组织之间[25]，破坏种植体骨结合，而皮质骨厚度的增加可以减小种植体负载后产生的最大微动量，尤其是在松质骨密度较低的条件下，皮质骨对种植体最大微动量的影响更明显[26]。

松质骨的特性对种植体骨结合也有重要影响。与皮质骨相比，松质骨与种植体骨结合效果更好[27]，松质骨含有较多的骨髓间充质细胞以及丰富的血运，在种植体骨结合过程中形成新骨的能力更强[28]。种植体的螺纹段大部分与松质骨接触，种植位点良好的松质骨条件更有利于种植体初期稳定性以及骨结合的形成，Sugiura等人发现在皮质骨厚度相同的条件下种植体微动的最大程度主要受松质骨密度影响[26]，在高密度松质骨模型中种植体最大微动量＜15μm，冠方皮质骨厚度的增加并不会明显减小种植体最大微动量，而在低密度松质骨模型中种植体最大微动量是高密度松质骨模型的2.00~4.33倍。

综上所述，临床上可以在术前和术中对种植位点牙槽骨密度进行精确测量以及客观分类，并以此参考进行风险评估，进一步优化种植方案。不同级别的牙槽骨密度通过影响种植体初期稳定性、种植体最大微动量以及皮质骨和松质骨在早期骨愈合和新骨形成能力方面的差异，进而影响种植体骨结合形成的速度和效果，具有一定厚度的皮质骨和较多的高密度松质骨更有利于种植体骨结合的形成。因此，越来越多的口腔临床工作者通过微创拔牙、拔牙位点保存以及牙槽嵴保存技术[29]，减少牙槽骨吸收，保存和改善植入位点牙槽骨的密度，为后期种植手术提供良好的牙槽骨条件，以期提高种植的成功率和美学效果，很大程度上简化种植治疗程序。尽管诸多学者探讨了种植位点牙槽骨密度对种植体骨结合的影响，但很少有人关注不同牙槽骨密度中种植体周围应力分布的情况，尤其是种植体在不均匀密度牙槽骨中的应力分布情况。将来通过对不同牙槽骨密度中种植体周围应力分布的分析，为临床上术前评估种植预后、制定适宜的个性化种植方案以及指导种植外科和上部结构修复时机提供理论依据，以期提高种植的长期成功率。