文雯 陳巖

正畸治療中，正畸力的實現必然產生一個大小相等、方向相反的作用力，控制這種不希望產生的力的裝置稱為“支抗”。支抗的控制是正畸治療的挑戰(zhàn)和難點。傳統(tǒng)的加強支抗的方法有nance弓、橫腭桿、口外弓、增加支抗牙數目等，但這些傳統(tǒng)支抗均存在穩(wěn)定性、舒適性、患者的配合性等問題，并且不可避免地會出現不同程度的支抗丟失。近年來，一種口內穩(wěn)定、有效、不依賴患者合作的新型支抗，即微種植體支抗得到了飛速發(fā)展。其中微螺釘支抗克服了常規(guī)牙種植體支抗的局限性，成為近年來研究的熱點，微螺釘種植體的研究方法有很多，如微ct研究，使用micro-ct技術能得到16個常用的骨參數，滿足了微種植體研究的組織計量學要求[1]。生物力學研究，是通過測量植入轉矩，去除轉矩及拉出實驗等得到有關種植體穩(wěn)定性的計量資料，是較為客觀的研究方法[2]。三維有限元研究，借助電子計算機將實體研究對象離散成有限單元并逐個研究計算單元的內力和應力，在微種植體周圍骨組織的應力情況研究中得到了廣泛應用[3]。組織形態(tài)學研究，通過制作帶有種植體的骨組織磨片，能直觀且定量地研究微種植體與骨組織的結合程度，是近年來最常用的微種植體研究方法。對于微螺釘種植體加載時機及其骨結合界面的形式，各學者說法不一，本文對微螺釘種植體的加載時機的組織學研究做一綜述。

1 微種植體-骨界面

1977年，Branemark等[4]正式提出骨結合理論，為牙種植體的發(fā)展和臨床應用提供了可靠依據，骨結合是微種植體成功的標志，也是微種植體承載各種正畸力的基礎。種植體植入后，骨-種植體界面存在有兩種基本固定形式：纖維骨性固位和骨結合

1.1 纖維骨性固位 纖維骨性固位，即種植體與周圍組織的纖維性結合，纖維骨性固位的定義是：在種植體和骨組織間存在致密的膠原纖維組織。曾經有人認為這種纖維組織包裹種植體表面的組織能夠起到一定的牙周膜的作用，并將其稱之為“擬牙周膜”。有學者認為鄭重纖維組織能夠穩(wěn)定種植體，緩沖種植體所受到的力，并起到與牙周膜相似的生理刺激作用。但是病理學研究分析得出，這種種植體周圍的纖維組織只是一種異物反應，在種植體負力的情況下，纖維組織界面會產生一定動度，擠壓局部組織，造成種植體周圍組織的創(chuàng)傷性壞死，感染等，最終種植體無法負力而松動脫落[5]。產生這種結果的原因是由于包裹種植體的纖維組織無法與牙周膜纖維一樣形成嚴密的懸吊結構，不能傳導和緩沖受到的各個方向的力。而且，這種纖維組織附著強度遠低于牙周膜纖維，受到很小的力就會剝脫，因此種植體只是存留于組織中而不能抵抗正畸力、咀嚼力或剪切力。因此纖維骨性固位被描述為骨結合失敗所形成的骨-種植體界面[6]。

1.2 骨結合 種植體-骨界面的正常愈合即骨結合。所謂骨結合是指在光學顯微鏡下埋植在活骨的種植體與骨組織直接接觸，其間不存在骨以外的如結締組織等組織。骨結合的概念中并不包括骨組織與種植體結合的范圍，但在功能上要求能夠滿足負載力的需要而不影響周圍組織的健康。種植體骨結合形成的影響因素主要有種植體自身的性質，如種植體的材料、形態(tài)、表面污染；可用骨量和骨質；植入的位置，植入手術手法，術中產熱；患者的全身狀況；種植體與種植窩密合程度，種植體負重時機，種植體的初始穩(wěn)定性，早期非功能狀態(tài)下的愈合等[7]。

2 組織學研究方法

種植體界面的組織學分析方法主要有：硬組織切片法、偏振光法、熒光標記法、放射自顯影法、組織化學和免疫組織化學方法、細胞動力學、形態(tài)計量等。以下介紹微種植體的組織學研究中最常用的硬組織磨片法.

2.1 硬組織磨片制作 取帶有種植體的骨組織之前，應拍攝X線片，以確定種植體與骨的垂直關系，以避免因方向不明而造成種植體損壞。分切前使用血管灌注固定或用10%甲醛浸泡48 h固定。根據X線片所示種植體長軸方向，切取帶種植體的骨塊，繼續(xù)于福爾馬林固定液中固定48 h。24 h流水沖洗已固定好的骨組織，以去除多余的甲醛溶液。經70%~100%梯度酒精充分脫水，氯仿透明，浸潤液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ于4 ℃冰箱內浸潤，32~50 ℃二步包埋法包埋[7]。休整包埋后的組織塊，使用磨片機磨制50~100 μm左右厚的切片，或先用鋸割切片機切成200~300 μm的切片，然后再利用砂紙手工制作10~50 μm厚的磨片。

2.2 染色 常用的種植體骨磨片染色方法有Goldner's三色法、甲苯胺藍和亞甲基藍-堿性品紅3種。（1）亞甲基藍-酸性品紅染色法成骨細胞核染成深藍色，細胞基質染成淡藍色，類骨質為紫灰色。新骨組織為深紅色。（2）Goldner’s三色法新生骨為深綠色，原礦化骨為綠色，二者界限清楚，成骨細胞為橘黃色，著色淺，不能分辨細胞核及其基質，類骨質染成橘紅色。（3）甲苯胺藍染色法新生骨為深藍色，原礦化骨為淡紫色，二者界限清楚；類骨質為淺藍色，鈣化前緣為絳紫色顆粒，成骨細胞呈深藍色。朱震坤等[8]采用甲苯胺藍染色法研究種植體骨結合界面新生骨與礦化骨取得較好效果。范芹等[9]研究發(fā)現種植體骨磨片的細胞學方面研究染色宜采用亞甲基藍-酸性品紅染色法而Goldner’s三色法及甲苯胺藍染色法利于觀察新礦化骨與原板層骨，利于骨形態(tài)計量學的測量。

2.3 骨磨片的觀察 普通光學顯微鏡和熒光光學顯微鏡是種植體骨界面的組織學研究中最常用的兩種觀察方法，前者組織切片封片后可永久保存用于觀察研究，后者需要術后注射四環(huán)素、二甲酚橙、茜素紅、鈣黃綠素等熒光顯色劑標記新骨形成。若要對界面進行更深入的研究，還應與掃描電鏡，酶組織化學和放射性核素觀測等方法結合起來進行考察。

3 實驗動物

微種植體組織學研究中，一般選擇一般選擇犬、小型豬、獼猴的頜骨，或大鼠、兔的脛骨為實驗對象，制作動物模型。

3.1 犬 成年犬的牙槽骨較寬，骨質致密，與人的牙槽骨較為接近。犬類多用于種植支抗的牙移動實驗及牙移動后微循環(huán)變化的觀察，且常以磨牙為觀察對象。犬類中比格犬具有年齡肯定、體質量均勻、馴養(yǎng)容易等特點，因此為使用種植體組織學研究中常用的實驗動物[10]。Chen等[11-13]在比格犬的頜骨中進行了一系列微種植體植入方法，加載時機等方面的組織學研究，證明了微種植體的即刻負載是可行的，且認為即刻負載可能加快骨結合的形成。

3.2 兔和大鼠 兔和大鼠的脛骨能較好的模擬頜骨的骨質情況，使操作、指標觀察采集簡便易行。李冠娥等[14]使用大鼠建立甲減動物模型研究低骨代謝對微種植體即刻負載穩(wěn)定性的影響得出低骨代謝情況下植入直徑1.6 mm，1.2 mm微種植體并即刻加載是可行的。Lee等[15]將種植釘植入兔的脛骨，研究種植體直徑與骨皮質微壞死的關系得出了種植體直徑可能影響穩(wěn)定性的結論，Mo等[16]同樣使用兔脛骨研究即刻加載的微種植體，研究發(fā)現即刻加載到愈合10周后加載，種植體的成功率相同。

3.3 小型豬 從20世紀70年代開始，許多發(fā)達國家已將小型豬列為重要的實驗動物。小型豬的解剖、組織生理和代謝等方面均與人類極為相似，小型豬齒式為3143/3143=44，牙的解剖結構與人類相似，小型豬頜面部肌的形態(tài)、起止點、肌力方向，第三前磨牙與第一磨牙長軸的近中傾斜等均與人類的近似，因而可作為與牙、頜骨和肌肉有關的研究的實驗模型。Oltramari-Navarro等[17]通過在小型豬的頜骨植入種植釘并即刻、兩周、四周加載正畸力，發(fā)現即刻負載或早期加載正畸力時組織學觀察均有部分骨結合形成，即刻或早期加載不影響種植體的穩(wěn)定性。

3.4 獼猴 獼猴屬靈長類，是人類的近屬動物。獼猴的齒式為2123/2123=32。它們在組織結構、生理和代謝機能等方面與人類相似，是一種極為珍貴的實驗動物，其牙齒在大體結構、顯微解剖、發(fā)育次序和數目方面與人類有很大的共同之處，因而較適合于口腔頜骨實驗，缺點是獼猴價格昂貴，因此使用獼猴為實驗動物的研究目前仍很少見。

4 加載時機對骨結合的影響

4.1 延期加載 傳統(tǒng)的種植理論認為需要3~6個月的無負載骨愈合期以達到骨結合。上頜骨組織多為松質骨，一般需要6個月；下頜骨組織較為致密，一般為3個月。經過無負載愈合后，種植體方可負載。很多研究支持這一觀點，Deguchi等[18]用直徑1.5 mm的鈦釘種植于犬頜骨，發(fā)現經16周的愈合期，200 g力加載8周，形成骨-種植體結合率為47.5%~60.0%。朱良燕等[19]的研究發(fā)現，將直徑1.5 mm，長9 mm的為火丁種植體值與犬的頜骨中，在愈合六周時加力200 g骨結合率為61.23%。Ohmae等[20]將直徑1 mm、長度4 mm的螺釘種植于犬下頜，實驗中發(fā)現愈合6周、加力（1.5 N）12~18周，骨-種植體接觸率為25%。由此可見，微螺釘種植體在一定的愈合期內能達到骨結合，但愈合時間不同，骨結合率也有所不同。需要說明的是，作為正畸支抗使用的微螺釘種植體不同于修復用種植體，使用時間多位數個月，所承載的正畸力方向較為單一，停止使用后需將微種植體取出，對骨結合率的要求相對較低。從臨床正畸需要角度來看，骨結合率達到10%即可負載200 g左右的正畸力，因此臨床中無負載與延期負載的成功率沒有明顯差異[14，21]。

4.2 即刻加載 另一相反觀點則主張即刻加載，這一觀點的基礎是Brunski[22]早期提出的“微動度”理論。該理論認為種植體的初期穩(wěn)定性主要取決于種植體與骨組織的機械鎖合，種植體相對于骨的微小動度在100 μm以內時，種植體仍然能夠與骨組織發(fā)生結合；而當微動度大于100 μm時，充當骨生長框架的結締組織網絡會受到破壞，骨組織的長入受阻，而導致發(fā)生纖維骨性愈合。根據微動度理論，具有良好初始穩(wěn)定性的種植體可以即刻負載，并且在即刻負載的情況下能夠形成良好的骨結合。

有研究表明即刻加載不影響微螺旋種植體周圍的骨愈合，并能激活生理性骨適應，刺激周圍骨組織再生[23]。馬俊青等[24]進行的微小種植體即刻加載的界面研究認為，即刻加載并沒有阻滯界面的鈣化過程，微小種植體周圍骨組織改建過程基本正常，可形成良好的骨性愈合界面。吳麗萍等[25]研究發(fā)現，掃描電鏡觀察即刻加載與不加載組對比，種植體一骨結合界面在形態(tài)學上均無顯著性差異，均表現為種植體與周圍骨質結合良好，表面有大量骨質覆蓋。種植體與其周圍骨質間存在微小間隙，間隙均小于0.85 mm。研究證明低強度（200 g）的即刻加載不影響微種植體的穩(wěn)定性[25-27]。Chen等[13]發(fā)現即刻加載的微種植體相比未加載組有更大的骨結合率，因此認為即刻加載可能促使骨的早期愈合。一些作者報道種植體的壓力測與張力側骨生長未見不同[26]。但Crismani等[27]認為受壓側的骨沉積可以被不同大小的力影響。對于上下頜骨的區(qū)別，Wehrbein等[28]認為下頜骨具有更高的初始穩(wěn)定性，但上頜骨比起下頜骨有更好的長期穩(wěn)定性。

因此可以認為，在有良好初始穩(wěn)定性的前提下，即刻加載在正畸為螺旋種植體的應用中是可行的，在種植體植入過程中應注意植入區(qū)骨質骨量，種植體的直徑，植入角度和深度等方面，提高初始穩(wěn)定性。另外，動物實驗模型與人體骨組織存在一定差異，需要更多臨床研究證實即刻加載的臨床可行性。

4.3 早期加載 還有一種較為折中的觀點認為，僅需要2~4周的愈合時間，就能達到可以承受200 g左右正畸力所需要的骨結合率，Deguchi等[18]發(fā)現種植體僅需5%的骨結合即可支持1.96~2.94 N的正畸力，而在此之前只需3周即達愈合期。有學者分別研究了不同加載時間骨界面組織學的變化發(fā)現1周時，受力側纖維組織排列不規(guī)則，其間存在許多不完整骨塊，反應層與舊骨界限不清晰，交界處可見破骨細胞；非受力側可見大量血管，有成骨細胞出現。2周時受力側出現骨質吸收破壞，骨小梁斷裂；可見破骨細胞，非受力側可見新舊骨界限明顯，其交界處有成骨細胞形成。4周時，受力側呈現骨質破壞狀，骨質密度較舊骨低，非受力側一定量的纖維組織排列成圍繞種植體方向的束狀，并出現類骨質反應；新舊骨邊界清晰且邊緣處有成骨細胞排列[29-30]。學者們認為：種植體周圍骨組織所受到的牽張力可使組織周圍形成一種局部環(huán)境，增加了新骨的形成，促進骨整合，有利于種植體的機械穩(wěn)定性[31]。Oltramari-Navarro等[17]實驗中，種植體植入2 周后已有纖細的骨小粱形成，4周后基本形成粗壯的復合骨，已具備了承受一定范圍內正畸力的組織學基礎。Zhang等[32]將微螺釘種植體植入后，觀察愈合時間分別為0 d，2周，4周，骨結合率不同。最終研究發(fā)現，4周組的骨結合率（74.28%）高于其他兩組，與其他兩組比較差異無統(tǒng)計學意義。

早期加載作為延期加載與即刻加載的折中選擇，目前國內外存在很多不同觀點，推薦的加載時間為2~4周，這時種植體已形成一定程度的骨結合，加載正畸力不影響穩(wěn)定性，且可以避免即刻加載時由于初始機械嵌合不佳導致的種植體移位。因此，判斷何時開始加載的前提是對種植體一骨界面骨結合狀態(tài)的組織學特點的了解，種植體初始穩(wěn)定性的判斷，界面的骨結合狀態(tài)及所需加載力值的大小。

5 結語

微螺釘種植體可作為穩(wěn)定的骨性正畸支抗，代替口外力的使用，加強支抗的效能已得到普遍認可，其加載時機目前仍有一定爭議，因此最佳加載時機有待基礎和臨床的進一步研究，加載時機與骨結合及初始穩(wěn)定性的定量關系也有待進一步研究。另外，目前不同大小正畸力與加載時機相結合的組織學研究較少，為了微種植體能更好的應用與臨床，并縮短治療時間，微螺釘種植體最佳加載時的機研究還需繼續(xù)進行。

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