楊 濤 孔垂宇娟 李紅文 劉森慶 王曉彥 許 鍵

深圳市龍崗區(qū)耳鼻咽喉醫(yī)院//深圳市龍崗區(qū)口腔醫(yī)學研究所 廣東深圳 518172

種植牙技術現(xiàn)已成為缺牙后首選的修復治療方式，伴隨著材料學的進步，其治療的適應癥在不斷擴大。目前國際上的種植系統(tǒng)多達數(shù)百種，各種植系統(tǒng)配套的基臺更是種類繁多，如何選擇基臺是所有種植醫(yī)師共同面對的問題[1-2]。本文選取瑞士Straumann系統(tǒng)的新型數(shù)字化多能基臺(以下簡稱多能基臺)和傳統(tǒng)八角粘接基臺(以下簡稱八角基臺)作為研究對象，以探討多能基臺的臨床應用效果。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選取2018年1月—2019年10月就診于本院口腔種植科，自愿參加本研究的患者為觀察對象，納入標準：①單顆磨牙缺失；②鄰牙及對牙合牙無明顯移位；③咬牙合關系基本正常；④牙周情況良好；⑤無未控制的系統(tǒng)性疾病。研究通過本院倫理委員會批準(編號No.2017-1222)。

1.2 材料

1.2.1 臨床研究 ①Straumann軟組織水平種植體(RN)、多能基臺、八角基臺(Straumann公司)。②思邁爾全瓷冠(家鴻義齒制作中心)。③Looting 2玻璃離子粘接劑(3M公司)。

1.2.2 三維有限元實驗 (1)CT掃描機(Sirona公司)。(2)建模用計算機硬件配置:IntelCorei 76700K。(3)仿真軟件:①Mimics 20.0醫(yī)學三維重建軟件(Materialise公司)；②Geomagic 12逆向工程軟件(Geomagic公司)；③Solidworks 2015三維CAD建模軟件(Dassault公司)；④Ansys Workbench 18.0通用有限元計算軟件(Ansys公司)。

1.3 治療過程

術前常規(guī)牙周潔治。一期手術嚴格按照產品操作手冊植入種植體，術后3～4個月行上部結構修復。修復體選擇思邁爾全瓷冠(修復空間不足則選擇全鋯冠)，將研究對象隨機分為多能基臺組和八角基臺組：多能基臺組在體外完成全冠和基臺的粘接，調整鄰接咬牙合，將基臺-牙冠整體戴入口內，加力至35 N·cm后，樹脂封閉螺絲孔道；八角基臺組將基臺戴入口內后，調整鄰接咬牙合，加力至35 N·cm后，樹脂封閉螺絲孔道，口內粘接全冠。種植手術和上部修復由同一名醫(yī)師完成，臨床觀測指標采集由另一位醫(yī)師完成(后者對分組情況不知情)。

1.4 臨床隨訪

在種植上部結構修復完成后第12個月時，采集兩組觀測指標，獲取兩組種植體周軟、硬組織的健康狀況，具體如下：

1.4.1 機械并發(fā)癥 包括種植體或基臺的折裂、中央螺絲的松動或折裂、修復體崩瓷、折裂或脫落等。

1.4.2 探診深度 對修復體近頰、頰側中央、遠頰、近舌、舌側中央、遠舌6個位點進行探查，探測修復體齦緣至袋底的距離，計算平均探診深度。探診過程中應有支點且動作輕柔，探診力量不超過25 g，避免損傷種植體周上皮附著。

1.4.3 牙槽骨吸收量 測量CBCT中種植體近中骨高度(h1)和遠中骨高度(h2)，見圖2，計算二者平均值，以種植術后當天CBCT數(shù)據(jù)作為基線值，測量計算修復后第12個月時的牙槽骨高度均值，再減去基線值，作為牙槽骨吸收量。測量3次取均值。

1.4.4 改良出血指數(shù) 以20 g的力量，將塑料牙周探針在種植牙冠齦緣下1 mm處平頰舌面滑動，約30 s后觀察牙齦出血情況并評級[3]。0級：無出血；1級：點狀出血；2級：齦溝內線狀出血；3級：重度出血或自發(fā)性出血。

1.4.5 改良菌斑指數(shù) 在種植牙冠齦緣處探診觀察并評級[4]。0級：齦緣及牙面未探及到菌斑；1級：齦緣處可探及少量菌斑軟垢，呈點狀分布；2級：齦緣及牙面可探及到菌斑，呈帶狀分布且肉眼可見；3級：可探診到大量菌斑軟垢覆蓋牙頸部及牙冠。

圖1 牙槽骨高度測量示意圖(h1為近中骨高度，h2為遠中骨高度)

1.5 統(tǒng)計學方法

使用SPSS 23.0軟件對所測數(shù)據(jù)進行分析，患者基本信息情況、改良出血指數(shù)和改良菌斑指數(shù)采用2檢驗，牙槽骨吸收量、牙周探診深度以表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

1.6 中央螺絲受力三維有限元分析

以課題組前期三維有限元分析實驗研究[5]為基礎。

1.6.1 三維有限元模型的建立 利用1名志愿者的下頜骨CT掃描數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸入三維重建軟件Mimics中，經處理獲得牙槽骨的三維輪廓模型后，將文件讀入Geomagic軟件，進行逆向工程重建(見圖2)。利用Straumann種植體、多能基臺、八角基臺和中央螺絲實體測量數(shù)據(jù)進行建模，在Solidworks軟件中利用拉伸、旋轉、螺旋線切除等功能分別建立種植體、多能基臺、八角基臺和中央螺絲的三維模型(見圖3)。各材料彈性模量和泊松比見表1。

表1 各材料彈性模量與泊松比

注：1.初始導入Geomagic中的stl文件；2.Geomagic中光滑、打磨處理后的文件；3.Geomagic中曲面片處理后的文件；4.Geomagic中最終實體化處理后的文件

注：第一排為多能基臺，第二排為八角基臺

1.6.2 加載方式 各部件采用綁定接觸，約束牙槽骨，在基臺頂部施加200 N荷載，方向分別為水平向0°，斜向45°、垂直向90°，求解計算得出受力結果，比較兩種基臺中央螺絲的最大等效應力情況。

2 結果

2.1 一般資料比較

共有多能基臺組和八角基臺組患者76例，包括19名男性，57名女性；年齡21～57歲；植入種植體76顆。兩組患者在性別、年齡、植入牙位方面比較均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，詳見表2。

表2 兩組患者基本信息情況 (n)

2.2 機械并發(fā)癥

經過十二個月的負載，兩組研究對象共76顆植體均未出現(xiàn)種植體或基臺折裂、中央螺絲松動、折裂以及牙冠崩瓷。兩組病例照片見圖4。

注：1～4為多能基臺組，5～8為八角基臺組

2.3 臨床觀察指標

對兩組病例負載一年后各觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析(見表3、表4)，結果顯示：多能基臺組牙槽骨吸收量均值小于八角基臺組牙槽骨吸收量均值，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。多能基臺組探診深度均值小于八角基臺組探診深度均值，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。多能基臺組改良出血指數(shù)0～3級者與八角基臺組改良出血指數(shù)0～3級者比較，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。多能基臺組改良菌斑指數(shù)0～3級者與八角基臺組改良菌斑指數(shù)0～3級者比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表3 負載后一年牙槽骨吸收量和探診深度 (mm)

表4 負載后一年改良出血指數(shù)和改良菌斑指數(shù) (n)

2.4 中央螺絲受力分析

多能基臺組和八角基臺組在水平向施力時其中央螺絲受力最大，隨著角度增大受力逐漸減小，垂直向施力時最大等效應力最小。多能基臺組中央螺絲在水平向和45°方向加載條件下最大等效應力小于八角基臺組，在垂直向加載條件下最大等效應力大于八角基臺組(見圖5和圖6、表5)。

表5 不同載荷下兩種基臺中央螺絲最大等效應力 (MPa)

圖5 不同載荷下多能基臺中央螺絲受力云圖

圖6 不同載荷下八角基臺中央螺絲受力云圖

3 討論

種植基臺是連接牙冠和種植體的中央樞紐，基臺的材料、形態(tài)、結構、生物相容性等是影響種植遠期成功率的重要因素。根據(jù)牙冠-基臺連接方式的不同，目前各種植系統(tǒng)的基臺主要分為粘接固位和螺絲固位。

粘接固位是首先將基臺鎖緊在種植體上，然后在口內將牙冠粘接在基臺上。在單冠修復中，是大多數(shù)種植醫(yī)生的首選方案。其優(yōu)點為易獲得被動就位、不需預留螺絲孔、美學效果好、不易發(fā)生螺絲松動[6]等，但存在粘接劑不易去除的主要缺陷。本研究中所使用的八角基臺是Straumann系統(tǒng)最常用的粘接基臺，臨床使用超過三十年，具有良好的機械穩(wěn)定性和生物安全性。但由于粘接基臺本身固有的局限，在一些植入位點較深的病例中，粘接劑會不同程度地殘留，可能進一步引發(fā)種植體周圍炎。Wilson等[7]指出在使用粘接固位且發(fā)生種植體周圍炎的患者中，有81%與粘接劑殘留有關。本研究采用牙槽骨吸收量、探診深度、改良出血指數(shù)、改良菌斑指數(shù)等評價種植體周軟硬組織的健康狀況。在八角基臺組，平均牙槽骨吸收量和探診深度均大于多能基臺組，且改良出血指數(shù)水平高于多能基臺組，差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而兩組在改良菌斑指數(shù)方面則相近(P>0.05)，說明兩組的口腔衛(wèi)生維護情況基本接近，而引起種植體周健康狀況不同的其他可追溯原因中，粘接劑殘留可能是其中之一。為減少粘接劑的殘留，學者們提出了不同的方法[8-10]，如選擇易于去除的粘接劑，調整邊緣位置及形態(tài)，制作排溢孔，改良粘接方法等。但無論哪一種方法，都無法完全去除粘接劑。若能從根本上杜絕粘接劑殘留，則可有效降低種植體周圍炎的發(fā)病率。

螺絲固位基臺的設計初衷之一即是完全避免粘接劑的殘留，螺絲固位是先將基臺通過一級螺絲固定在種植體上，然后通過二級螺絲將牙冠固定在基臺上。其優(yōu)點是100%無粘接劑殘留；拆卸方便，易于維護；為一級螺絲和基臺提供緩沖[11]。但缺點是二級螺絲易松動，同時加工成本昂貴，對植入軸向要求高。

由于八角基臺本身存在粘接劑殘留的缺陷，有部分臨床醫(yī)師選擇在體外粘接后，再戴入口內，但原廠修復手冊并未推薦這種粘接方式，可能因為牙冠與種植體軟組織面會留有縫隙，造成細菌滯留區(qū)形成，影響種植體周健康。2015年，多能基臺經過研發(fā)進入臨床。第一代多能基臺高度為4.0 mm，其軸壁相互平行，并含有四個凹槽，對基臺高度的要求進一步降低，推薦使用在頜齦距離不足的病例中。2019年，第二代高度為6 mm的多能基臺進入臨床，推薦使用在常規(guī)病例中。不同于傳統(tǒng)的粘接固位和螺絲固位，多能基臺是首先在體外將基臺和牙冠粘接為一整體，然后利用中央螺絲將基臺-牙冠直接鎖緊在種植體上，牙冠與基臺為粘接固位，基臺與種植體之間為中央螺絲固位，同時兼具兩種固位方式的優(yōu)勢。不同于八角基臺，多能基臺具有一圈與種植體軟組織面上端完全嵌合的金屬圈，是在士卓曼原廠數(shù)據(jù)基礎上制作的機械冷焊加工結構。在使用中央螺絲鎖緊后，理論上其縫隙將明顯小于將八角基臺進行體外粘接再鎖緊所形成的縫隙。多能基臺螺絲鎖緊扭矩達35 N·cm，可滿足日常咬牙合力需求，不易松動。本研究中多能基臺組40例研究對象在一年觀察期間未發(fā)現(xiàn)螺絲松動情況。類似于多能基臺的一體化基臺冠修復方式正在成為新的熱點研究方向，從早期僅用于合齦距不足者，現(xiàn)逐漸有常規(guī)化應用的趨勢。多項研究結果顯示，不同種植系統(tǒng)的一體化基臺冠均表現(xiàn)出良好的臨床應用效果[12-13]。但大多數(shù)研究持續(xù)時間較短(2年以內)，長期的修復效果有待進一步臨床觀察。

三維有限元分析方法由于其獨特的優(yōu)勢，可用于牙科生物力學的分析。該方法通過對三維模型進行簡化處理、網格劃分、施加載荷等過程，最后以應力分布云圖輸出結果[14]。三維有限元分析法求得的等效應力綜合反映了主應力和剪應力的情況，可作為觀察指標，比較分析模型各部位的應力分布[15]。近年來，在口腔種植領域的應用尤為廣泛，但大多數(shù)研究集中于對植體-骨界面以及植體-基臺連接處的應力分析[16]，關注中央螺絲受力分析的研究較少。為進一步分析螺絲受力情況，本文將中央螺絲的三維有限元分析納入研究中。分析結果顯示，多能基臺在水平向和45。斜向負載時，其螺絲最大等效應力(326.67、252.39 MPa)均小于八角基臺(334.35、256.72 MPa)，僅在垂直向受力(68.468 MPa)時大于八角基臺(55.935 MPa)，而兩組在垂直向負載時螺絲受力僅為水平向或斜向負載時的1/6～1/5，對螺絲的不良應力相對較小，同時也提示臨床設計種植體及修復體時，應盡量減少非軸向受力。

盡管有粘接劑殘留的潛在風險，但基于醫(yī)師的過往習慣以及對新型基臺的謹慎態(tài)度，目前八角基臺依然是臨床應用的主要選擇，而多能基臺在臨床上的應用相對較少。本研究中，多能基臺顯示出其優(yōu)異的性能，在牙槽骨吸收量、牙周探診深度及改良出血指數(shù)等評價指標方面均優(yōu)于八角基臺，可以降低遠期罹患種植體周圍炎的風險。但本研究中樣本量較少、觀察時間較短，因此對于多能基臺的遠期應用效果仍有待進一步的研究。

綜上所述，多能基臺作為新型基臺，具備螺絲不易松動、完全無粘接劑殘留等優(yōu)點，可獲得良好的臨床應用效果，推薦常規(guī)應用在磨牙區(qū)的種植治療中。