鈦種植牙的臨床應(yīng)用與研究發(fā)展

胡玉明

鈦種植牙的臨床應(yīng)用與研究發(fā)展

胡玉明①

鈦金屬耐腐蝕性好，具有優(yōu)良的生物相容性和機械性能。自本世紀(jì)60年代Branemark提出了骨整合概念，該理論被廣泛認(rèn)同。口腔臨床種植已普遍使用鈦種植牙。單一的鈦金屬種植體簡單的制備工藝已不能滿足臨床的需要，為促進種植牙早期骨整合和更高的結(jié)合強度，通過鈦金屬表面改性而使其更好的與骨組織形成生物結(jié)合，綜述近年來最新的結(jié)合物理，生物化學(xué)的鈦種植牙金屬表面的改性方法和研究發(fā)展。

鈦； 鈦種植牙； 骨整合； 物理改性； 生物化學(xué)改性； 適應(yīng)證

鈦金屬因為具有機械強度高，耐腐蝕性好，生物相容性好，比較輕等優(yōu)點，越來越多地應(yīng)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域。鈦是最早用于臨床種植材料之一。Branemark于本世紀(jì)60年代提出了骨整合（osseoinegration）的概念：即指種植牙與具有活性的骨組織產(chǎn)生持久性的骨性接觸，該理論已經(jīng)成為現(xiàn)代口腔種植學(xué)的理論基礎(chǔ)[1]。鈦種植牙被譽為人類的第三幅牙齒，被人們越來越廣泛的接受。目前，臨床上所采用的各種商品鈦種植牙雖然都可以達到良好的長期骨整合，并且滿足臨床種植修復(fù)的需要，但患者迫切需要能夠盡快修復(fù)缺失的牙齒，呼喚著實現(xiàn)早期種植甚至是即刻種植[3]。研究人員在種植體表面，改性處理以提高鈦種植體其界面的生物相容性，促進骨整合牢固持久性。種植體表面改性包括：物理改性；生物化學(xué)改性。文章對鈦種植牙的臨床應(yīng)用與研究發(fā)展現(xiàn)狀進行綜述，介紹最新鈦種植牙的發(fā)展動態(tài)，探索更為有效的方法滿足臨床需要，縮短種植周期，獲得早期骨整合和更高的結(jié)合強度，這也是國內(nèi)外口腔種植研究的核心問題[2]。

1 鈦種植牙概述

鈦種植牙是一種以骨組織內(nèi)的下部結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)來支持，固定上部牙修復(fù)體的缺失牙修復(fù)方式。它包括下部的支持種植體（dental implant））和上部的牙修復(fù)體（dental porsthesis，implant supported））兩部分。它用純鈦金屬制成種植體（一般類似壓根形態(tài)），經(jīng)手術(shù)方法植入組織內(nèi)（通常是上下頜）并獲得骨組織牢固的固位支持，再通過特除的裝置和方式連接支持上部的牙修復(fù)體。種植牙可獲得與天然牙的功能，結(jié)構(gòu)以及美觀效果十分相似的修復(fù)效果。純鈦種植體由于其優(yōu)越的骨結(jié)合的生物特性已成為臨床醫(yī)生喜愛的首選種植體，種植牙也成為越來越多缺牙患者的首選修復(fù)方式。

2 種植牙的適應(yīng)證

（1）全身情況良好，身心健康，骨骼和牙齒發(fā)育已定型的成年人。（2）頜骨、牙槽骨手術(shù)及外傷后至少6個月以上，拔牙后至少3個月以后，骨缺損已恢復(fù)，種植床的骨形態(tài)及質(zhì)量良好者。（3）無明顯口腔軟組織缺損患者。（4）出血性疾病，高血壓，心臟病，糖尿病等全身性疾病，在該病治療穩(wěn)定后方可接受牙種植術(shù)。

3 種植牙與一般的固定烤瓷牙技術(shù)相比其優(yōu)點

（1）咀嚼功能恢復(fù)及好，它不采用磨損好牙來固定假牙的方法，最大程度地保護了健康牙齒。（2）根據(jù)診者的臉型，牙齒形態(tài)與顏色制作牙冠達到整體協(xié)調(diào)和美觀的最佳效果。（3）無活動假牙固定所需要的卡環(huán)和及托，舒適而無異物感，有利于口腔清潔衛(wèi)生。（4）種植牙的手術(shù)是一個較小的牙槽外科手術(shù)類似拔牙，采用局部麻醉，創(chuàng)傷小，術(shù)后即可進食，幾乎無痛苦。其不足是比固定烤瓷修復(fù)病程長，有比較嚴(yán)格的適應(yīng)證，治療費用也相對較高。

3.1 種植體表面物理改性 物理改性主要指的是種植體表面超微結(jié)構(gòu)的改變，解決種植體界面問題。該技術(shù)共同點讓種植體表面粗糙增加界面積，更有利于成骨細(xì)胞的黏附，增殖，能促進成骨細(xì)胞向成熟的表化。包括鈦槳噴覆，噴砂酸蝕，激光處理，電解蝕刻，表面陶瓷化等[4]。

除了鈦槳噴覆和噴砂酸蝕之外，種植體表面納米改性也被認(rèn)為是提高其生物活性的重要途徑。在種植體表面的物理改性策略中電解蝕刻法[5]，電腐蝕粗化[6]，嚴(yán)重塑性變形表面納米化技術(shù)[7]，激光處理種植體表面是近年來研究的一種新方法，已有實驗證實可產(chǎn)生理想的粗糙度，并且處理過程中材質(zhì)不需要接觸種植體表面，而不會產(chǎn)生污染[8-9]。Jakse等[10]研究提示經(jīng)低水平激光處理的鈦種植體表面對骨整合可能存在積極意義。Paz 等[11]和Faeda等[12]分別發(fā)現(xiàn)，激光處理的種植體在體內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)和體外動物脛骨實驗中都可以獲得更佳的生物相容性和早期骨整合。Palmquist等[13]報道在人的下頜骨內(nèi)放置兩個半月，激光修復(fù)的種植體BioHelix仍然保持著原有的溝槽和凸起形貌。經(jīng)過組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)檢測發(fā)現(xiàn)，在激光修飾的部位出現(xiàn)了納米級的骨整合。

近年來，興起的用種植體表面微結(jié)構(gòu)技術(shù)來解決界面問題。該技術(shù)的共同點在于植體表面形成微孔，待周圍組織長入空隙后，形成與種植體相互交織的界面，從而使多孔表面與骨間產(chǎn)生機械鎖結(jié)力（mechanical interlock），增加了種植體的穩(wěn)定性。

種植體頸部加有螺紋結(jié)構(gòu)，由于螺紋的存在可使種植體與骨組織接觸表面增大，有利于提高種植體骨結(jié)合強度[14]。針對整套種植體系統(tǒng)進行生物特性研究[15]，頸部設(shè)計微螺紋除增加植入時螺紋的切削和自攻作用外，螺紋的機械制鎖作用可增加其種植初期穩(wěn)定性，同時增大種植體與骨組織在應(yīng)力集中區(qū)域即皮質(zhì)骨邊緣接觸面積，最大限度保留種植體頸部骨組織減少骨組織不必要的丟失，加強皮質(zhì)骨的早期固位，提高種植義齒的成功率和遠(yuǎn)期效果[16]。

3.2 種植體表面生物化學(xué)改性 生物活性材料（bioactive matrials）的出現(xiàn)為解決界面結(jié)合開辟了一條新途徑。這類材料通過表面可控的有選擇的化學(xué)反應(yīng)，能與組織形成生物化學(xué)性結(jié)合。化學(xué)改性通過改變載體表面的化學(xué)特性，使之產(chǎn)生于細(xì)胞表面分子之間的特異相互作用，不僅作用細(xì)胞表面性質(zhì)，而且會引起細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)的變化[17]。骨內(nèi)種植材料中，普遍認(rèn)為磷酸鈣類和生物玻璃類是生物材料。國內(nèi)外學(xué)者綜合各種材料的優(yōu)點設(shè)計出多種形狀和復(fù)合材料的種植牙，用于臨床及處于研究熱點中的生物活性種植牙有：鈦芯表面噴涂羥基磷灰石[Ha]種植牙[18]，鈦芯生物活性玻璃陶瓷種植牙，鈦芯與骨形成蛋白復(fù)合種植牙[19]，微孔鈦生物活性陶瓷與骨形成蛋白復(fù)合種植牙，氮化鈦種植牙。另外，納米改性技術(shù)也應(yīng)用于化學(xué)改性中，Santander等[20]在種植體表面形成仿生先進的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，成功獲得具有宏觀粗糙和微觀多孔的二氧化鈦表面以及鈣磷離子沉積的仿生性表面改性。

綜上所述，鈦種植牙植入骨內(nèi)可獲得良好的骨性結(jié)合界面達到較高的骨整合。臨床取得較好的效果，人類的第三副牙已被人們廣泛的接受，口腔種植技術(shù)飛速發(fā)展后相繼出現(xiàn)了很多新型外科技術(shù)如：骨質(zhì)壓縮技術(shù)，種植骨技術(shù)，骨再生技術(shù)，微型種植體應(yīng)用等[21]，鈦種植牙適應(yīng)證更加廣泛，鈦種植體支持和固位的覆蓋全口義齒應(yīng)用增加。我國目前65歲以上人口約1，19億（2010年第六次全國人口普查），按發(fā)病率估算，約有7000多萬無牙頜患者[22]。對于牙槽骨重度吸收的全口無牙頜患者，不僅頜骨會失去支持義齒的理想形態(tài)，而且黏膜變薄，彈力變小，致使義齒的固位與穩(wěn)定性能變差[23]，此種癥狀無法用傳統(tǒng)的全口無牙頜義齒修復(fù)。可用種植覆蓋義齒修復(fù)，其是在種植上覆蓋有患者可自行摘戴的義齒種植體與義齒之間通過各種附著方式的構(gòu)件相連接。組合構(gòu)件其中的一部分是固定于種植體之上，另一部分則是固定于義齒基托組織面內(nèi)兩者之間依靠摩擦、彈力卡、鎖扣等形式機械式附著或而產(chǎn)生固位[22]。不僅可以解決牙槽骨重度吸收的全口無牙頜患者的難題，由于其固位好，基托小舒適異物感小，對于正常牙槽骨無牙頜患者也是較好的首選修復(fù)方式。

關(guān)于純鈦種植體對磁共振成像（MRI）的影響，即金屬影響MRI發(fā)生失真的影像稱為偽影。這是部分患者不愿做種植或烤瓷冠修復(fù)所顧忌，患者擔(dān)心做種植或烤瓷修復(fù)后如需要核磁檢查時受影響、甚至要拆除這些修復(fù)體。有關(guān)文獻指出，純鈦比鈷鉻合金等金屬對磁共振成像的影響很小，有文獻指出鈦在磁共振掃描時不產(chǎn)生偽影。有學(xué)者指出，采用自旋回波序列（spin echo，SE）磁共振掃描時所產(chǎn)生的偽影最小。現(xiàn)在核磁共振檢查時可應(yīng)用一種美國GE公司研發(fā)的能有效去除金屬偽影的技術(shù)-螺旋槳成像（psriodically rotted overlapping parall EL lines enhanced reconstruction，PROPELLER）技術(shù)。經(jīng)過PROPELLER技術(shù)處理后可以獲得足夠的數(shù)據(jù)來重建1幅完整的圖像[24]，利于臨床醫(yī)生的診斷和治療。

即刻種植是在拔牙的同時植入種植體，其顯著的優(yōu)勢在于縮短臨床治療時間，減少手術(shù)次數(shù)，保持牙槽。山脊的寬度和高度，同時立即修復(fù)技術(shù)還能夠在拔除損牙之后保持之前真牙的外觀，有效避免牙槽的吸收情況并阻止牙齒內(nèi)部的萎縮，使得患者的牙齒損傷能夠盡可能避免[25]。臨床研究也已證實，即刻種植與傳統(tǒng)延時種植對種植手術(shù)的成功并無影響，越來越多的受到臨床廣泛應(yīng)用[26]。當(dāng)然，鈦種植牙也不盡完善，尚有一些問題值得探討：第一，骨整合是否符合生物學(xué)原理：理想的種植體是能夠在種植體與骨間有一類似牙周膜組織的形成，傳遞和緩沖咀嚼壓力，而骨整合因其缺乏類似天然牙緩沖，有人認(rèn)為它不符合生物學(xué)原理。第二，種植體外形及表面微結(jié)構(gòu)物對骨整合的影響：Brunski（1986）認(rèn)為螺旋狀設(shè)計及表面呈粗糙多孔狀態(tài)為好。螺旋設(shè)計提供了大體上與骨鎖結(jié)合的關(guān)系，粗糙多孔表面又可產(chǎn)生微鎖合作用，比光滑表面能承受更大的剪切強度。Deporter等實驗支持上述觀點。并且，最適孔徑、孔率、涂層材料、涂層方法、技術(shù)是否影響種植牙的機械強度，臨床及遠(yuǎn)期效果到底有多大都有待進一步研究。第三，功能負(fù)荷狀態(tài)下骨整合的變化：無負(fù)荷狀態(tài)下幾乎有臨床應(yīng)用的種植牙均可形成完善的骨整合。Mckinney，Deporter等發(fā)現(xiàn)功能負(fù)荷狀態(tài)下有骨整合改建過程，負(fù)荷初的2～4周骨組織為纖維替代，5～6個月再次改建為骨。Deporter進一步研究發(fā)現(xiàn)：無功能狀態(tài)下纖維附著，功能狀態(tài)下骨附著。Ichikawa等通過臨床觀察及對拔除的HA涂層種植體組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，與純鈦種植體相比看，雖然涂層種植體周圍骨組織形成較快，但其骨組織厚度逐漸降低，提示這種HA與周圍薄層骨組織的剛性生物整合導(dǎo)致過度骨應(yīng)力，是臨床上引起快速骨吸收的原因。提示負(fù)荷狀態(tài)下涂層種植體并不具有優(yōu)越性。

隨著學(xué)者們的不斷努力，納米技術(shù)應(yīng)用，生物材料的研究及廣泛應(yīng)用與普及計算機輔助種植體設(shè)計和導(dǎo)板加工制作技術(shù)，必將研制出更理想的種植體，促進醫(yī)師制定更理想的治療方案，為患者取得更美滿的修復(fù)效果。

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Clinical Application and Research Development in Titanium Implant Teeth

/HU Y u-ming.//Medical Innovation of China，2014，11（26）：154-156

Titanium has good anti-corrosive property and excellent biocompatibility and mechanical properties. Since Branemark put forth the concept of osseointegration in the 1960s， the theory has been widely accepted.As titanium implant teeth are already widely used in dental implantation，simplex titanium implant and simple preparation technique no longer meet clinical needs.In order to promote early osseointegration and obtain higher bond strength of implant teeth，the titanium surface is modified so to form a better bio-bond with the osseous tissue.This paper summarizes the latest modification methods and research development of titanium implant teeth in combination with physical and biochemical factors.

Titanium； Titanium implant teeth； Osseointegration； Physical modification； Biochemical modification； Indications

10.3969/j.issn.1674-4985.2014.26.055

2014-05-20） （本文編輯：陳丹云）

①天津市南開醫(yī)院 天津 300000

胡玉明

First-author’s address：Nankai Hospital，Tianjin 300000，China