于惠 柳忠豪 許勝

骨結(jié)合是種植體成功的標(biāo)志，也是種植體承載各種負(fù)荷的基礎(chǔ)[1-2]。骨結(jié)合不僅受種植體材料、種植部位等因素影響，種植手術(shù)時(shí)的植入扭矩也發(fā)揮重要作用[3-4]。適當(dāng)?shù)闹踩肱ぞ厥欠N植體植入后，擁有良好初期穩(wěn)定性的必要條件之一[5]。BLBⅢ牙種植體的最佳植入扭矩尚未見(jiàn)國(guó)內(nèi)外報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以Beagle犬為研究對(duì)象，探討不同植入扭矩對(duì)BLBⅢ種植體-骨結(jié)合的影響。

1 材料與方法

1.1 主要儀器試劑

BLBⅢ種植體(含螺紋的最大直徑為3.3 mm，去除螺紋后的直徑為2.8 mm，長(zhǎng)8.0 mm，HA表面處理)；鹽酸四環(huán)素、茜素紅(Amresco公司,美國(guó))；磨片機(jī)、EXAKT300CP切片機(jī)(EXAKT400,德國(guó))；IPP 6.0測(cè)量軟件、圖像分析儀Cell Sens(Olympus BX61，日本)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

以Beagle犬為研究對(duì)象，每只犬選取4 個(gè)實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)(雙側(cè)下頜第二、第四前磨牙)，每個(gè)位點(diǎn)植入兩枚種植體，進(jìn)行植入扭矩≤15 N·cm(A組)、25 N·cm(B組)、35 N·cm(C組)、≥45 N·cm(D組)四組實(shí)驗(yàn)。根據(jù)拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，可以確定每個(gè)位點(diǎn)的植入扭矩值。植入時(shí)間點(diǎn)不同，32 枚種植體隨機(jī)分為Ⅰ、Ⅱ兩組：全麻下拔除4 只犬8 個(gè)位點(diǎn)的牙齒進(jìn)行牙種植術(shù)(Ⅰ組)；Ⅰ組種植體植入1 月時(shí)進(jìn)行另外8 個(gè)位點(diǎn)的種植術(shù)(Ⅱ組)。A組到D組的實(shí)驗(yàn)，終末成形鉆直徑均為2.8 mm，借助扭矩扳手植入種植體。BLBⅢ扭矩扳手的尾部清晰標(biāo)明4 個(gè)刻度：15、25、35、45(單位：N·cm)。Ⅰ組植入2 個(gè)月時(shí)同時(shí)處死4 只犬。動(dòng)物處死前第13、14天皮下注射四環(huán)素(30 mg/kg/d)，處死前第3、4天皮下注射茜素紅(30 mg/kg/d)，進(jìn)行雙色熒光標(biāo)記。

1.3 標(biāo)本制備

32 枚種植體，Ⅰ、Ⅱ組各16 枚，將Ⅰ、Ⅱ組各分為A、B、C、D組，每組4 枚。硬組織切片機(jī)將每枚種植體等分兩半：一半行脫鈣標(biāo)本制作，一半不脫鈣制作帶種植體的硬組織切片。

32 張脫鈣標(biāo)本，Ⅰ、Ⅱ組各16 張，Ⅰ、Ⅱ組各分為A、B、C、D組，每組4 張，行HE染色。

32 張硬組織切片標(biāo)本，先行熒光觀察再做特殊染色，Ⅰ、Ⅱ組各半，Ⅰ、Ⅱ組各分成A、B、C、D組，每組4 張。

1.4 研究方法

1.4.1 臨床檢查 術(shù)后1 周檢查牙齦狀況及種植體有無(wú)松動(dòng)。

1.4.2 X線檢查 觀察種植體-骨界面新生骨質(zhì)的密度。

1.4.3 光學(xué)顯微鏡觀察 脫鈣標(biāo)本HE染色，硬組織切片亞甲基藍(lán)-酸性品紅染色。鏡下對(duì)比不同實(shí)驗(yàn)組界面的反應(yīng)。

1.4.4 熒光顯微鏡觀察 以不同波長(zhǎng)的光譜激發(fā)熒光后拍照，IPP 6.0軟件測(cè)量?jī)煞N熒光帶的間距，計(jì)算骨平均礦化率。

1.4.5 骨計(jì)量學(xué)參數(shù)測(cè)定 20 倍鏡下隨機(jī)選取3 個(gè)螺紋近遠(yuǎn)中各6 個(gè)斜面作為觀察區(qū)，IPP 6.0測(cè)量界面結(jié)合部分的長(zhǎng)度及面積。計(jì)算:①種植體-骨結(jié)合率(bone ingrowth fraction，BIC)=(界面新骨面積/界面總面積)×100%;②骨結(jié)合指數(shù)(osseointegration index，OI)=(界面骨結(jié)合部分的長(zhǎng)度/種植體-骨界面的總長(zhǎng)度)×100%。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 臨床檢查

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無(wú)一患病、死亡。術(shù)區(qū)創(chuàng)口愈合良好，32枚種植體未見(jiàn)松動(dòng)、脫落。

2.2 影像學(xué)

Ⅰ組種植體周圍骨密度較Ⅱ組明顯增高，骨小梁排列更加整齊致密，界面未見(jiàn)明顯透射影。Ⅱ組種植體周圍見(jiàn)線形密度略低區(qū) (圖 1)。

圖 1 種植體植入后X線片

2.3 光鏡觀察

2.3.1 HE染色 Ⅰ組新骨較Ⅱ組明顯增多。Ⅰ、Ⅱ組成骨均以B、C組較好(圖 2)。A組界面偶見(jiàn)成骨細(xì)胞(osteoblast,OB)(圖 3)。D組界面有大量成纖維細(xì)胞(fibroblast,FB)，排列紊亂，破骨細(xì)胞(osteoclast,OC)明顯可見(jiàn)(圖 4)。B、C組界面見(jiàn)大量成骨細(xì)胞，部分區(qū)域出現(xiàn)骨基質(zhì)(bone matric,BM)，未見(jiàn)纖維組織。

圖 2 植入扭值25 N·cm (HE，×200)

2.3.2 特殊染色 Ⅰ組新骨較Ⅱ組明顯增多(圖 5)。A、D組種植體周圍偶見(jiàn)礦化骨基質(zhì)。D組界面有大量纖維組織出現(xiàn)，排列紊亂，破骨細(xì)胞明顯可見(jiàn)(圖 6)。B、C組板層骨形成，骨小梁結(jié)構(gòu)較為粗大致密且連續(xù)性好，界面未見(jiàn)纖維組織(圖 5A)。

圖 3 植入扭矩值15 N·cm植入后2 月 (HE，×200)

圖 4 植入扭矩值45 N·cm植入2 月 (HE，×200)

圖 5 植入扭矩值25 N·cm (亞甲基藍(lán)-酸性品紅，×200)

2.4 熒光顯微鏡觀察

各組均見(jiàn)到清晰明亮的2 條熒光帶位于新生骨邊緣：四環(huán)素呈現(xiàn)的金黃色及茜素紅呈現(xiàn)的紅色，兩者間邊界清晰，新骨先沉積于種植體表面再向外生長(zhǎng)(圖 7)。測(cè)量熒光帶間距，計(jì)算礦化速率(圖 8，表 1～3)。

圖 6 植入后2 個(gè)月 (亞甲基藍(lán)-酸性品紅，×200)

圖 7 種植體-骨界面的骨質(zhì)生長(zhǎng) (四環(huán)素-茜素紅雙色熒光, ×100)

圖 8 不同植入扭矩種植體-骨結(jié)合的平均礦化速率

2.5 骨計(jì)量學(xué)參數(shù)

Ⅰ組的BIC及OI明顯高于Ⅱ組，B、C組明顯高于A、D組，差異均有顯著性(P<0.01)(圖 9)。

表 1 不同實(shí)驗(yàn)因素對(duì)骨結(jié)合指數(shù)的影響

注：t時(shí)間<0.01，Ⅰ、Ⅱ組有顯著性差異;P扭矩<0.01，A、B、C、D有顯著性差異;P犬>0.05、t左右>0.05、t牙位>0.05，尚不能認(rèn)為實(shí)驗(yàn)犬及實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)的不同會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響

表 2 Ⅱ組1月時(shí)不同植入扭矩對(duì)骨結(jié)合的影響

3 討 論

目前研究表明影響種植體-骨結(jié)合的因素很多，植入扭矩對(duì)骨結(jié)合的影響越來(lái)越受到關(guān)注[6]。種植體植入時(shí)，扭矩過(guò)大，骨過(guò)度受壓，血管阻塞，不利于成骨；扭矩過(guò)小，界面會(huì)形成微動(dòng)，纖維結(jié)締組織趁機(jī)長(zhǎng)入，亦不利于成骨。適當(dāng)?shù)闹踩肱ぞ乜梢源龠M(jìn)種植體-骨結(jié)合，提高種植手術(shù)的成功率[7]。

表 3 Ⅱ組2 月時(shí)不同植入扭矩對(duì)骨結(jié)合的影響

圖 9 不同植入扭矩種植體-骨結(jié)合的BIC和OI

本實(shí)驗(yàn)選擇1 齡以上健康雄性犬為研究對(duì)象，最大程度避免了激素水平的變化對(duì)骨結(jié)合的影響。下頜前磨牙區(qū)牙槽骨質(zhì)量類似Ⅱ型，是理想的受植區(qū)，實(shí)驗(yàn)成功率高。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)犬及位點(diǎn)的差異未對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。文獻(xiàn)中多采用拔牙窩愈合后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法[8-9]，即刻種植的方法亦有采用[10]。BLBⅢ為螺紋柱狀種植體，具有機(jī)械鎖結(jié)固位作用，可以增加種植體的初期穩(wěn)定性，因此本實(shí)驗(yàn)采用即刻種植的方法[10]。實(shí)驗(yàn)中牙槽窩直徑小于種植體直徑，均未植入骨替代物。此外，選用長(zhǎng)度8.0 mm的種植體，超出牙槽窩底2～3 mm，也一定程度保證了初期穩(wěn)定性。種植時(shí)機(jī)的不同是否會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，有待于進(jìn)一步研究。BLBⅢ種植體為兩段式，為了最大程度避免外界的干擾，實(shí)驗(yàn)采取潛入式種植方式。

組織學(xué)觀察是骨組織研究最重要的手段[11]。種植體周圍骨組織重建組織學(xué)變化的信息可以通過(guò)直接觀察界面生長(zhǎng)情況獲得。亞甲基藍(lán)-酸性品紅染色方法可以清晰區(qū)分新生骨、骨基質(zhì)等成骨情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：B、C組界面深紅色新生骨較A、D組明顯增多，部分區(qū)域出現(xiàn)黃綠色骨基質(zhì)，未見(jiàn)藍(lán)色纖維組織。

熒光檢查方法簡(jiǎn)便，已廣泛應(yīng)用于骨生長(zhǎng)代謝、新骨形成定位和速率測(cè)定等研究中。實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論是四環(huán)素還是茜素紅熒光均清晰顯示了新骨形成的部位，而且熒光的多少跟成骨量的多少完全一致，證明熒光標(biāo)記的多少可以提示成骨活躍的程度[12]。近種植體處的金黃色熒光條帶比遠(yuǎn)離種植體區(qū)的紅色條帶較寬，說(shuō)明近種植體位置骨改建較活躍，新骨形成量較多，屬于接觸成骨，可見(jiàn)BLBⅢ種植體具有良好的生物相容性和骨引導(dǎo)作用。A、D組雙色熒光標(biāo)記的平均礦化速率明顯低于B、C組，差異非常有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。這說(shuō)明25 N·cm、35 N·cm的扭矩值相較于<15 N·cm、>45 N·cm的扭矩值更利于BLBⅢ種植體-骨結(jié)合。

種植體-骨結(jié)合率反映的是種植體表面與骨結(jié)合的程度，是種植體維持長(zhǎng)期穩(wěn)定性的物質(zhì)基礎(chǔ)。有學(xué)者指出種植體表面與骨組織只達(dá)到部分骨結(jié)合，一般在30%～70%之間，以50%～60%居多[13-14]。從生物力學(xué)角度看，結(jié)合率大于50%的骨界面更為安全[15]。實(shí)驗(yàn)中，B、C組在骨結(jié)合1 個(gè)月即可達(dá)57%左右，2 個(gè)月達(dá)到大約72%。而A、D組1 個(gè)月均不足50%，2 個(gè)月才位于50%～60%。不難發(fā)現(xiàn)，種植手術(shù)時(shí)給予25 N·cm、35 N·cm的扭矩相較于<15 N·cm、>45N·cm的扭矩可以獲得更理想地骨結(jié)合。得出這一結(jié)果，可以更好地指導(dǎo)臨床工作。