周笑天， 王海丞， 黃 潔， 胡佳慧， 王佐林

(上海牙組織修復與再生工程技術(shù)研究中心，同濟大學口腔醫(yī)學院·同濟大學附屬口腔醫(yī)院口腔種植科，上海200072)

在前牙美學區(qū)的種植修復中，骨組織的吸收和軟組織的退縮是影響美學效果的重要因素，如何預防牙槽嵴的吸收與牙齦組織的退縮，是前牙美學區(qū)種植修復研究的熱點與難點問題之一。即刻種植是指在拔牙或因外傷導致牙脫位后在新鮮的拔牙窩中立即進行種植體植入，并視情況合并即刻修復。盡管即刻種植能帶來可預測的骨結(jié)合和高存留率，但不能防止骨改建和牙槽骨尺寸的減少[1]。與延期種植相比，即刻種植更可能導致種植體周軟組織和牙齦乳頭退縮[2]。即刻種植常合并采用跳躍間隙植骨、不翻瓣種植、即刻修復[3]、骨環(huán)技術(shù)[4]等技術(shù)以保存軟硬組織。

盾 構(gòu) 技 術(shù) （socket-shield technique，SST）由Hürzeler[5]教授在2010年提出，是指將口腔種植位點的原有牙保留頰側(cè)部分牙根，種植體植入頰側(cè)牙根預留的腭側(cè)空間，使頰側(cè)剩余牙根成為保護頰側(cè)牙槽骨的“盾”。動物實驗已證實，盾構(gòu)技術(shù)在未負重的情況下可減少拔牙窩的改建，保留根片盾頰側(cè)的牙周膜，保存頰側(cè)牙槽骨，減少軟組織退縮。本實驗擬探究盾構(gòu)技術(shù)對種植體負重后種植位點牙槽骨吸收和牙齦退縮的影響。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

實驗動物為12～14月齡雄性比格犬3只，體質(zhì)量10～12 kg（平均10.4 kg），由上海甲干生物科技有限公司提供。實驗犬口腔及全身無異常，分籠飼養(yǎng)于上海甲干生物科技有限公司動物房。實驗經(jīng)同濟大學口腔醫(yī)學院倫理委員會批準。

1.2 主要材料和儀器

雙馬達種植機（Nouvag公司，瑞士）；種植手機（NSK公司，日本）；骨水平種植體（3.3 mm×8.0 mm；Straumann公司，瑞士）；口腔頜面錐形束CT（CBCT；Morita公司，日本）；高速渦輪機（Morita公司，日本）；4%多聚甲醛（國藥集團，中國）；光學顯微鏡及數(shù)碼照相機（Nikon公司，日本）；Micro-CT（Scanco Medical公司，瑞士）；硬組織切片系統(tǒng)（EXAKT公司，德國）；Van Gieson染色液（索萊寶公司，中國）。

1.3 手術(shù)方法

1.3.1 術(shù)前CBCT影像獲取及評估 使用膠帶將比格犬身體和頭部固定后行口腔CBCT掃描。掃描參數(shù):電流5.5 mA，電壓87.0 kV，層厚1 mm，層距0.5 mm，曝光時間為17.5 s。使用自帶軟件OneVolumeViewer進行三維模型重建。測量下頜P3和P4區(qū)域管嵴距（牙槽嵴頂平面與下頜管上壁的距離）和可用骨寬度（牙槽嵴頂水平寬度）。

1.3.2 盾構(gòu)技術(shù)實施 術(shù)前禁食12 h，予肌注麻醉（注射用鹽酸替來他明鹽酸唑拉西泮0.008 mL/kg+鹽酸塞拉嗪注射液0.001 mL/kg）；口內(nèi)外消毒。實驗組為即刻種植合并盾構(gòu)技術(shù)組（n=3），對照組為單純即刻種植組（n=3）。實驗位點為下頜P3或P4。實驗組使用牙齦分離器翻開頰側(cè)牙齦，暴露冠方牙槽骨。高速手機從牙尖處向下切割，將前磨牙分為近中、遠中2部分。近中根行根管治療。使用高速手機去盡遠中牙冠，近遠中向切割遠中牙根，使之完整分為頰側(cè)部分和腭側(cè)部分，并形成一定的弧度。保護頰側(cè)牙根以保證其不受干擾，松動腭側(cè)牙根，并用鑷子小心取下。用車針對頰側(cè)根片進行修整，使頰側(cè)厚度約為1 mm，根片長度約4～5 mm。將根片冠方降低至牙槽嵴平面，并在根片冠方及內(nèi)側(cè)預備斜面倒角（圖1A～F）。對照組分牙后拔除遠中根，無須制備牙根盾。

1.3.3 種植體植入 按照Straumann種植工具盒的使用說明進行種植手術(shù)。實驗組于根片腭側(cè)備洞，備洞時向腭側(cè)施力，避免損傷頰側(cè)根片，植入種植體，對照組在拔牙窩內(nèi)植入種植體。旋入愈合基臺，并縫合愈合基臺近遠中牙齦（圖1G～H）。術(shù)后3個月另挑選1顆下頜前磨牙，對其牙位行盾構(gòu)術(shù)，用以觀察負重前的組織學結(jié)構(gòu)。

1.3.4 術(shù)后CBCT評估 CBCT拍攝方式、體位、參數(shù)、軟件同1.3.1，通過CBCT確認根片預備、種植深度和種植體方位（圖1I）。

1.3.5 上部修復 于術(shù)后第4個月，對實驗組和對照組的種植體行上部結(jié)構(gòu)取模及修復。使用藻酸鹽進行初步取模，石膏灌模后用光固化樹脂片制作個性化托盤，采用硅橡膠行種植體水平取模。綜合缺失牙牙體形態(tài)和咬合高度使用純鈦經(jīng)CAD/CAM操作進行修復體制作。取下愈合基臺，安裝修復體，中央螺絲加力（圖1J～L）。

圖1 比格犬動物實驗手術(shù)過程Figure 1 Surgical procedures of Beagle dog experiment

1.4 角化齦變化定量觀測

水平直視下近中根開髓處下緣最低點為測量基點，做經(jīng)過該點水平面的平行線，作為測量基線，測量術(shù)中及負重后第3個月齦緣最低點到測量基線的垂直距離，牙齦退縮距離=術(shù)后測量值-術(shù)中測量值。負重后第3個月測量角化齦寬度（圖2）。

圖2 盾構(gòu)技術(shù)對角化齦變化的影響Figure 2 Changes of keratinized gingiva effected by SST

1.5 Micro-CT分析

處死比格犬，收集下頜骨樣本，對樣本進行Micro-CT掃描，掃描條件為電壓70 kV，電流200μA，掃描時間為5 min。掃描方向為沿種植體長軸方向，以獲取種植體的正確方向。掃描層厚為34.4μm。圖像掃描完畢后，重建為X-ray模式，測量種植體肩臺平面到頰側(cè)牙槽嵴頂?shù)木嚯x及頰側(cè)牙槽嵴頂下1、2、3 mm處骨寬度W1、W2、W3。

1.6 硬組織切片及分析

使用4%多聚甲醛固定樣本48 h，將樣本依次放置于50%、75%、90%、100%乙醇中各30 min，梯度脫水，在包埋盒中置入包埋顆粒、下頜骨樣本和包埋劑，抽真空，擺正組織位置，光固化13.5 h。使用硬組織切割和打磨系統(tǒng)，通過種植體的中心軸沿頰舌向切割樣品塊，后打磨制作硬組織切片，厚度為50μm。使用Van Gieson染色液染色3 min，棄染液，95%乙醇分化，無水乙醇脫水，二甲苯透明，封片。測量接觸區(qū)域的種植體骨結(jié)合率。

1.7 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行分析，所有數(shù)據(jù)均使用均數(shù)±標準差（±s）表示。組間比較用兩獨立樣本t檢驗，檢驗水準α=0.05。采用Graphpad Prism 6.0（Graphpad software）軟件對實驗數(shù)據(jù)進行作圖。

2 結(jié)果

2.1 CBCT測量及大體觀察結(jié)果

術(shù)前CBCT顯示，下頜P3、P4牙根可用骨寬度、可用骨高度充足（表1）。實驗組和對照組術(shù)后恢復良好，種植體周軟組織愈合正常，質(zhì)地堅韌，無明顯炎癥反應。術(shù)后CBCT顯示，盾構(gòu)手術(shù)成功，根片保留，種植體方位適宜。負重后軟組織無炎癥反應，種植體無松動，叩診正常。

表1 下頜前磨牙可用骨量(±s)Table 1 Available bone mass of mandibular premolars(±s)

表1 下頜前磨牙可用骨量(±s)Table 1 Available bone mass of mandibular premolars(±s)

牙位 管嵴距/mm近中根 遠中根下頜第3前磨牙 8.76±0.38 8.49±0.50 3.97±0.28 4.42±0.25下頜第4前磨牙 9.96±0.77 9.62±0.45 4.65±0.31 5.24±0.30可用骨寬度/mm近中根遠中根

2.2 軟組織測量結(jié)果

負重3個月后，實驗組角化齦寬度顯著大于對照組，實驗組牙齦退縮量顯著小于對照組（P<0.05），詳見圖2。

2.3 Micro-CT測量及組織學觀察結(jié)果

2.3.1 盾構(gòu)術(shù)后3個月 Micro-CT顯示，盾構(gòu)術(shù)根片影像存在（圖3）。Van Gieson染色顯示，盾構(gòu)術(shù)后根片存在，頰側(cè)牙槽骨完整無明顯吸收，根片和頰側(cè)牙槽骨間存在牙周膜組織（圖4）。以上結(jié)果表明盾構(gòu)技術(shù)建模成功。

圖3 負重3個月后的Micro-CT影像Figure 3 Micro-CT images showing 3-month after loading

2.3.2 負重后3個月 Micro-CT顯示，負重后3個月，根片影像消失。Van Gieson染色顯示，實驗組未見根片組織，無牙周膜組織留存（圖4）。實驗組和對照組的牙槽骨垂直吸收量無顯著性差異，種植體骨結(jié)合率無顯著性差異，實驗組頰側(cè)牙槽嵴頂下1、2、3 mm處骨寬度均顯著大于對照組（P<0.05，表2）。

圖4 種植體骨塊樣本組織學觀察（×40）Figure 4 Descriptive histologic images of bone-to-implant contact(BIC)in 3-month after loading（×40）

表2 垂直骨吸收量、種植體骨結(jié)合率和牙槽嵴頂下1、2、3 mm處骨寬度(x±s)Table 2 Vertical bone resorption，BIC and bone width at 1,2,3 mm under the crest of alveolar crest(±s)

表2 垂直骨吸收量、種植體骨結(jié)合率和牙槽嵴頂下1、2、3 mm處骨寬度(x±s)Table 2 Vertical bone resorption，BIC and bone width at 1,2,3 mm under the crest of alveolar crest(±s)

牙槽骨寬度/mm W1 W2 1.09±0.26 1.09±0.26 1.09±0.26 0.38±0.08 0.38±0.08 0.38±0.08 0.024 0.024 0.024組別實驗組對照組P值垂直骨吸收量/mm 1.07±041 1.00±0.17 0.158骨結(jié)合率/%82.22±1.05 81.24±1.63 0.101 W3

3 討論

盾構(gòu)技術(shù)作為美學區(qū)即刻種植的手術(shù)方法，在臨床已得到廣泛的開展[6]。組織學研究證明，在種植體負重前盾構(gòu)技術(shù)可以保留部分牙周膜和根片，使骨量的損失最小化，同時降低美學風險[7]?，F(xiàn)有臨床研究表明盾構(gòu)技術(shù)是安全的，并能夠較好保存軟硬組織，維持美學效果[8-9]。

盾構(gòu)技術(shù)敏感性較高[9]。研究表明，為了得到更好的效果，種植體頰側(cè)牙槽骨厚度應大于3 mm且剩余根片厚度應大于2 mm[10]，根片長度應為原有根長的1/3[7]。根片冠方與頰側(cè)牙槽骨等高或高于頰側(cè)牙槽骨1 mm對牙槽骨的吸收無顯著影響[11]。此外，根片冠方的倒角有利于愈合[12]。本研究根據(jù)上述要點對比格犬進行盾構(gòu)技術(shù)操作以減少手術(shù)因素對實驗結(jié)果的影響。

本研究中，種植位點選擇下頜P3和P4的遠中根。術(shù)前CBCT測量結(jié)果顯示，下頜P3和P4骨量充足，可以使用直徑3.3 mm、長度8 mm的種植體。后牙區(qū)盾構(gòu)技術(shù)的負重已有臨床報道是可行的[13]。盾構(gòu)技術(shù)的術(shù)后修復程序同常規(guī)修復一致[14]。據(jù)所涉獵文獻報道，尚未見在比格犬盾構(gòu)模型上進行負重的相關(guān)研究。本次種植體負重參照臨床負重流程標準，修復體形態(tài)參考比格犬牙齒形態(tài)和人前磨牙形態(tài)。

前期的動物實驗表明，盾構(gòu)技術(shù)在種植體頸部保留了部分牙根和牙周膜組織[15]。本研究對盾構(gòu)術(shù)后3個月的樣本進行組織學切片，發(fā)現(xiàn)了與前期報道一致的組織學結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)技術(shù)在愈合期能完整保留頰側(cè)牙槽骨[5]，為負重后牙槽骨改建提供空間，因而頰側(cè)骨量及軟組織能得到較好保存。本研究中，實驗組負重3個月后無根片留存，組織學切片顯示無頰側(cè)牙周膜留存。頰側(cè)牙槽骨發(fā)生改建，由于負重前對牙槽骨寬度的保留，負重后實驗組頰側(cè)牙槽骨寬度顯著大于對照組。此外，在觀察期內(nèi)，實驗組牙齦退縮減少，角化齦寬度顯著大于對照組。但軟組織的改建是一個復雜的過程，且軟組織變化的測量存在很多干擾因素，因此，還需更多證據(jù)說明負重后盾構(gòu)技術(shù)對牙齦組織的影響。

前期臨床研究表明，在負重后根片和牙周膜組織可以保留，且頰側(cè)牙槽骨未出現(xiàn)明顯吸收[16]。本研究中，實驗組負重后種植體頰側(cè)無根片組織和牙周膜留存，可能與咬合力有關(guān)。種植體負重后受咬合力影響，機械應力會對種植體周骨組織產(chǎn)生正負影響。由于手術(shù)將牙齒切割，修復體僅恢復遠中半顆牙，從而導致了與術(shù)前不同的咬合結(jié)構(gòu)，可能導致種植體承受更多的非軸向力。非軸向力相比軸向力更易造成種植體邊緣骨吸收[17]。實驗中很難量化咬合力的大小和方向，但比格犬在咀嚼過程中，后牙極易產(chǎn)生危害種植體的非軸向力和咬合過載。有限元分析顯示，盾構(gòu)技術(shù)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變化對延期負重和即刻負重未產(chǎn)生應力分布變化[18]。但口腔是一個復雜的環(huán)境，存在溫度、pH值、時刻變化的負荷量等因素[19]，應正確評估上述因素對負重的影響。此外，根片可能受擠壓暴露于口腔，具有齲壞和感染的風險[7]。比格犬下頜前磨牙牙根自冠方向根方縮窄明顯，造成預備時根片厚度不均，根片根部菲薄。根片預備時使用探針確保根片長度，但厚度不均造成負重后受力不均，影響負重后根片組織存留。而人上前牙牙根直徑較為均勻，容易預備出寬度均勻的根片，負重后根片受力均勻，因而鮮見根片脫落的報道[16]。本研究中，為了匹配下頜前磨牙區(qū)骨量，選擇了直徑為3.3 mm的種植體。小直徑種植體抵抗應力的能力低于常規(guī)直徑種植體[20]。本實驗將本來由雙根牙承擔的咬合力施加于單顆小直徑種植體上，可能造成咬合過載，導致根片吸收或脫落。一項長期臨床實驗表明，負重長時間后，盾構(gòu)技術(shù)可能發(fā)生置換性吸收[21]。后續(xù)研究需改善盾構(gòu)技術(shù)比格犬模型的負重方式，避免非軸向力和咬合過載，使負重情況更符合臨床。此外，本實驗中頰側(cè)牙槽骨的改建也導致了實驗組種植體骨結(jié)合率與對照組無顯著差異。負重前牙槽嵴頂保存的菲薄的牙槽骨也發(fā)生改建，使實驗組負重后牙槽骨垂直吸收量與對照組無異。

本研究發(fā)現(xiàn)，在動物實驗中，盾構(gòu)技術(shù)對種植修復未產(chǎn)生不利影響，且顯著減少了負重后頰側(cè)牙槽骨水平吸收，減少牙齦退縮量，為研究盾構(gòu)技術(shù)的臨床應用及遠期預后提供了實驗基礎。但對于根片組織在負重過程中脫落或吸收的原因及作用機制，仍需進一步探討。