氧化锆在口腔种植修复中临床应用效果研究进展

俎明杰，穆 森，张瑞敏

新材料的开发和应用一直是口腔种植修复领域关注的热点。钛是目前口腔种植领域综合性能最佳的材料，但钛作为口腔植入材料会存在发生周围组织病变甚至引起生物毒性的风险，钛种植体和基台用于口腔修复还存在美观性问题[1]。固定义齿触觉敏感性约为天然牙的11.5%，导致技术性并发症高发[2]。全牙弓种植修复还存在树脂-金属材料的断裂和磨损。这些问题推动研究人员开发具有更好生物相容性、耐用性和美观性的口腔修复材料。近年来，无金属口腔种植和修复越来越受患者青睐，氧化锆作为金属的替代材料脱颖而出，并展现出良好前景。本文对近年来氧化锆在口腔种植修复中的应用实际效果展开综述，主要涉及氧化锆种植体、基台、冠修复、全牙弓修复等方面。围绕材料的生物相容性、力学性能和美观性能，总结氧化锆与传统修复材料的优势和不足。

1 氧化锆种植体

1.1 氧化锆种植体特性

钛用于口腔修复有着很高的成功率，但种植体周围病的发病率却高达66.66%[2]，这与金属在人体内的生物相容性和骨诱导能力有关。在生物相容性方面，钛周围的淋巴结、肺和骨骼中有出现钛颗粒积聚的风险[3]。此外，钛和氟化物接触或在低pH的口腔环境中时，会引起摩擦腐蚀并释放钛颗粒[4]。与钛植入体相比，氧化锆植入体或者表面喷涂氧化锆的钛植入体的表面菌斑附着较少。Al-Radha等[5]研究表明这可能与氧化锆具有较低的表面能和表面润湿性有关。有研究报道氧化锆引起的炎症反应和骨吸收比钛少，表明氧化锆具有优良的生物相容性[6]。另外，针对氧化锆的骨诱导性能，体外和体内研究均显示氧化锆植入体对成骨细胞和成纤维细胞没有细胞毒性或致突变作用[7]。然而，氧化锆在骨诱导能力方面相较钛未展现出优势，Kohal等[8]发现钛植入体和氧化锆植入体在植入9个月后与周围骨的结合率分别为72.9%和67.4%。在美观性方面，Kniha等[9]利用粉色美学指数(pink esthetic score，PES)和白色美学指数(white esthetic score，WES)对种植体美观性进行评估，氧化锆种植体在美观性方面优于钛种植体，这种差异在薄型生物型牙龈的美学区尤为明显。此外，表面改性后的氧化锆种植体在保持种植体周围黏膜高度方面明显优于钛种植体[10]。

1.2 一段式氧化锆种植体

据统计，目前大多数氧化锆种植体为一段式种植体[11-12]，但这种设计对手术安置准确度要求非常严格，因为磨削会降低种植体断裂强度，所以种植体难以进行二次形态矫正[6]。另外，一段式种植体直接受到来自舌头和咀嚼的力，Payer等[13]认为种植体可能因受到外力影响出现动度。一段式种植体往往种植深度较大，以隐藏牙冠边缘保证美观性。Hartman等[14]研究表明这种较大的种植深度可能导致水门汀残留，进而提高并发症发生的风险。尽管如此，可一次性完成种植手术的优势使一段式种植体成为不少患者的选择。Balmer等[15]的前瞻性研究显示，一段式氧化锆种植体的3年生存率为98.5%，并且呈现低边缘骨损失势态。Spies等[16]报道一段式氧化锆种植体支撑的双层全陶瓷单冠的5年生存率达97.5%。

1.3 两段式氧化锆种植体

当种植体的安装需要后续持续调整优化时，两段式氧化锆种植体更具优势。另外，Esposito等[17]报道两段式氧化锆植入体还可用于骨增量技术。但与一段式钛种植体相比，两段式氧化锆种植体的断裂失效率较高且断裂强度较低，Cionca等[18]的研究表明断裂多发生在相对薄弱的螺纹连接处，这对其应用是一个挑战。两段式氧化锆种植体的长期随访研究资料有限，现有的相关性研究大多不超过一年跟踪。Haro等[19]分析了截至2018年的183个案例，结果显示两段式氧化锆种植体的失效率为13.7%，他们认为目前两段式氧化锆种植体的数据量还不能支持其更广泛的临床应用。

1.4 根形氧化锆种植体

根形种植体对牙槽骨伤害小，力学性能佳，是种植体的未来发展方向。Pirker等[20]将根形氧化锆种植体用于非埋植型即刻牙种植，所用根形种植体通过CAD/CAM技术制造，经30个月的随访认为，种植体和周围骨骼及软组织之间有高度的生物相容性，并具备良好美观性。另外，Pirker等[21]表明氧化锆在生物相容性、骨诱导性、物理特性和致敏性方面与钛种植体相比没有表现出明显的优势。Bormann等[22]认为虽然目前氧化锆根形种植体的短期研究结果比较乐观，但氧化锆作为钛种植体的可行替代品还需更多的多中心长期随机临床试验的成功案例来支持。

2 氧化锆基台

2.1 氧化锆基台特性

患者对美观性的需求使得种植义齿修复缺失的前牙时具有更高的要求。钛基台因会导致周围黏膜呈灰色而广受诟病，临床上对使用美观性更佳的陶瓷基台来替换钛基台的需求愈发高涨，氧化锆的优良力学性能使其在众多陶瓷中脱颖而出。目前可供选择的基台包括系统配套的成品基台、利用CAD/CAM技术制作的个性化陶瓷基台和钛合金基台。Naveau等[23]的系统性综述表明个性化基台有助于提高周围软组织稳定性，但长达12年的随访结果表明成品基台和个性化基台的力学性能上没有差别。但是，成品基台的弯曲角度最大一般为20°，Canullo等[24]报道个性化定制基台的弯曲角度最高可达30°，具备更高适应性。氧化锆基台多使用内部钛基底，这种基台的种植成功率较高，Fenner等[25]的5～7年随访研究表明钛基底氧化锆基台和纯钛基台生存率差异不大。一些关于探诊深度、软组织退缩、探诊出血、边缘骨水平和机械并发症方面的研究表明氧化锆基台和钛基台缺少统计学差异[26-27]。但是，对于龈缘厚度小于2 mm的患者，氧化锆基台的牙龈色差远低于钛基台[28]，这种美观性优势是推动氧化锆基台应用的主要动力。

2.2 氧化锆基台的连接

关于氧化锆基台的连接强度，Kim等[29]报道内部为钛基底的氧化锆基台抗弯曲性能高于全氧化锆基台。Sailer等[30]测试了不同材质基台的抗弯曲性能，发现内部连接钛合金的氧化锆基台具有最高的抗弯曲性能，一段式氧化锆基台抗弯曲性能最低。Mizumoto等[31]也报道了由于一段式氧化锆基台钛基底磨损引起种植体提前脱落的案例。内部钛基底和氧化锆基台的界面处也是基台折断或开裂高发区并且备受关注[32-33]。Mieda等[34]发现与肩台结构特别是无角肩台相比，内冠的倒锥设计能更有效预防抵抗氧化锆和钛基底之间的断裂。氧化锆内冠和钛基底还可以通过粘接进行连接，Mehl等[35]使用Panavia SA和RelyX Unicem自粘接树脂水门汀连接氧化锆内冠和钛基底，研究表明当粘接厚度为60 μm时粘接强度最高。需要注意的是，氧化锆基台的抗断裂强度为(737.6±245.0)N[36]，Lops等[37]调查显示一些过度咀嚼患者的局部受力会超过该值，这种情况下应考虑使用氮化钛等其他强度更高材料作为基台。

3 氧化锆冠修复

3.1 双层氧化锆牙冠

氧化锆牙冠具有出色的综合性能，近年来逐步出现了双层氧化锆牙冠和整体式氧化锆牙冠(全锆冠)的应用[38]。

双层氧化锆牙冠的底冠(核瓷)为氧化锆，外部为饰面瓷。对于牙冠修复，双层氧化锆牙冠的美观性远高于金属烤瓷牙冠。Sailer等[39]表明氧化锆牙冠5年生存率为97.6%，该生存率相较于金属烤瓷牙冠无明显区别。Pjetursson等[40]表明金属烤瓷牙冠和双层氧化锆牙冠的崩瓷率分别为2.9%和2.8%，差距不大，但双层氧化锆牙冠的折断率却更高。Sailer等[41]发现种植体支撑的氧化锆义齿使用饰面瓷时具有较高的折断和崩瓷风险。

3.2 全氧化锆牙冠

以上问题推动了无饰面瓷的全氧化锆牙冠(全锆冠)的研发，以减小饰面瓷带来的崩瓷风险。Hamza等[42]的体外实验表明，全锆冠的抗崩瓷性能好于传统的氧化锆-饰面瓷冠。Worni等[43]的一项1～3年的短期系列随访显示，安装在种植体上的全锆冠和在基牙上全锆冠之间的生物性并发症和技术性并发症无差异，钛种植体支撑的全锆冠无开裂、折断和脱落现象。双体磨损实验表明抛光后的氧化锆对牙釉质磨耗相较传统长石质瓷较小，Beuer等[44]认为低磨耗归功于抛光后的均匀氧化锆表面。全锆冠透明性差，会影响美观性，因此推荐在后牙非美观区使用。此外，也要关注安装精度和CAD/CAM修复体的边缘密合性，Euán等[45]的研究表明无角肩台组氧化锆内冠的平均边缘间隙为18.45 μm，在临床可接受范围之内。全锆冠和金属烤瓷冠的磨牙和前磨牙的一年期随访发现它们之间临床和影像结果无明显差异，但患者倾向于选择节省时间和成本的CAD/CAM制造的全锆冠[46]，所以全锆冠具有很好的市场前景。

4 氧化锆全牙弓固定修复体

4.1 氧化锆全牙弓固定修复体特性

上颌或下颌的全牙弓固定种植广泛应用于无牙槽骨或牙列缺失患者的治疗，Papaspyridakos等[47]报道全牙弓固定种植体的10年生存率在90%以上。传统金属-丙烯酸义齿用于修复缺牙牙弓存在美观性差、亚克力饰面断裂、易磨损以及支架断裂等问题[48]，技术性并发症呈高发生率。不仅如此，Papaspyridakos等[49]表明金属陶瓷义齿用于治疗牙列缺失虽然具有较高的10年生存率，但仅有10%的患者在10年内无任何并发症。氧化锆全牙弓修复体的应用为全牙弓修复质量的提升提供了契机。Tischler等[50]将CAD/CAM技术应用于全牙弓氧化锆修复，在1～5年的临床随访研究中表现出良好的应用前景，但高崩瓷率是氧化锆全牙弓修复体面临的主要问题，Bidra等[51]的一项针对12个短期临床研究的综述表明，氧化锆支架的断裂率仅为1.4%，但氧化锆底冠上饰面瓷的崩瓷发生率为14.7%，Caramês等[52]和Mendez等[53]的研究均证实上述崩瓷现象在前两年内的发生率较低，在2～5年呈高发势态。

4.2 无饰面瓷氧化锆全牙弓固定修复体

饰面瓷高崩瓷问题促进了无饰面瓷氧化锆全牙弓修复的应用，该技术使用牙龈瓷以提升氧化锆修复体的美观性。Bidra等[54]报道该方法进行全牙弓修复的1年期种植生存率为99.8%，5年生存率为99.3%，并且期间牙龈瓷引起的并发症发病率为0%。Rojas等[55]在对10例全牙弓氧化锆修复的患者进行了2～7年的随访，种植体存活率为100%，仅有1例患者在36个月时出现了牙龈瓷脱落现象。因此，无饰面瓷氧化锆全牙弓修复具有生存率高和牙龈瓷脱落率低的优势。Lee等[56]认为带牙龈瓷的全氧化锆修复体相比于树脂-陶瓷修复体具有耐久性好、耐磨损、数字化制造适应性好和抗菌斑等优势，但Caramês等[52]提出全氧化锆修复目前还存在修复体无法后续修补、调整和抛光困难等问题。因此，全牙弓全氧化锆修复技术目前还有很多改进空间。

5 结 论

氧化锆的出现为实现口腔治疗过程中无金属修复提供了途径，能够在增加美观性、提高治疗效率的同时兼顾生物相容性和力学性能。一段式系统5年期内具有高种植成功率，但手术安置要求高和使用载荷限制了它的使用。对于两段式氧化锆种植体，需要更多优化设计和研究资料的支撑以确保长期临床成功率。钛基底氧化锆基台和钛基台5～7年期内生物相容性和力学性能相似，氧化锆基台更具美观性，但有咬合过载风险。对于种植中的冠修复，双层氧化锆陶瓷冠在5年内和金属烤瓷冠有相近的生物并发症和较少的美观性问题，但崩瓷问题突出。全锆设计在解决崩瓷方面具有前景。全锆牙弓固定修复体已被证实在5年内失败率和并发症发病率均很低，该设计技术要求较高。随着氧化锆种植体设计和制作的持续优化，其适配性、力学性能、美观性将会迎来进一步提升。