平臺轉(zhuǎn)換技術(shù)的特點和研究現(xiàn)狀

盛 敏,章登輝,高佳雨,周 益,王慧明

如何維持種植體周圍尤其是在美學(xué)區(qū)軟硬組織的穩(wěn)定和美觀，一直是種植領(lǐng)域研究的難點和熱點。減少邊緣骨吸收是保證種植體周圍軟硬組織穩(wěn)定的前提，更是種植修復(fù)體能夠維持美學(xué)效果并長期行使功能的重要保證。2006年,Lazzara&Porter[1]提出的“平臺轉(zhuǎn)換”(platform switching，PS)概念，正是出于減少種植體頸部的牙槽骨吸收的考慮。所謂PS，是當(dāng)修復(fù)體基臺的直徑小于種植體頸部的直徑時，修復(fù)體基臺的邊緣位于種植體頸部的內(nèi)側(cè)緣，而不是與頸部的外側(cè)緣平齊。大量的實驗研究[2-7]和Meta分析[8-10]結(jié)果顯示，與平臺匹配(platform matching, PM)的種植體相比，種植體-基臺界面(implant-abutment junction，IAJ)之間的“不匹配”可以減少牙槽骨吸收。接下來本文將從平臺轉(zhuǎn)換技術(shù)對軟硬組織的影響和原因分析、機械并發(fā)癥等方面來進行闡述。

1 PS對種植體周圍骨組織的影響

1.1 PS對骨組織影響的臨床表現(xiàn)

種植體周圍骨水平的變化被認(rèn)為是評估種植體治療結(jié)果的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是種植體周圍組織健康與否的證據(jù)[11]。在一項為期2年的前瞻性研究中，測量了PS和PM種植體在負(fù)載后的邊緣骨吸收情況[12]，其結(jié)果顯示，PS組和PM組骨吸收的平均值分別為(0.47±0.048)mm和(1.87±0.124)mm，兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.000 1)，由此認(rèn)為PS技術(shù)可以減少種植體周圍骨吸收，從而支持種植體治療的長期可預(yù)見性。有學(xué)者使用根尖周X線片對比了PS和PM的種植體周圍骨水平的重塑情況[13]，該回顧性研究認(rèn)為，PS種植體比PM種植體在維持骨組織穩(wěn)定方面更有效，可以最大限度地減少3年內(nèi)平均垂直邊緣骨和水平邊緣骨的吸收。另外，5年隨訪的隨機臨床試驗顯示PM組和PS組之間的平均差異在完成上部冠修復(fù)至1年時為0.31 mm，在1年至5年時為0.53 mm，在完成上部冠修復(fù)至5年時為0.85 mm，兩組之間的平均差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)[14]。類似的結(jié)果，對67個應(yīng)用PS技術(shù)的骨水平種植體的臨床前瞻性研究中也顯示，種植體周圍骨水平在1～5年與完成上部冠修復(fù)至5年之間具有統(tǒng)計學(xué)意義[15]。

同時IAJ的“錯配”程度對骨吸收也存在影響，一項為期3年的隨機對照試驗[16]觀察到隨著IAJ不匹配程度的增加，邊緣骨水平甚至得到更好的維持。也有Meta分析[17]支持這一觀點，指出PS可以保持植入骨內(nèi)高度和軟組織水平，邊緣骨吸收程度與IAJ不匹配的程度成負(fù)相關(guān)。雖然對于種植體平臺內(nèi)移距離的研究較多，但現(xiàn)階段尚無明確最合理IAJ內(nèi)外側(cè)緣距離的結(jié)論。

另一方面，不同高度的基臺對骨高度的維持作用不同，Spinato等[18]在研究影響骨吸收的最小基臺高度時的結(jié)果表明，基臺高度越短，粘結(jié)固位修復(fù)體周圍的邊緣骨質(zhì)損失越大。與PM種植體相比，基臺高度對PS的影響比對邊緣骨丟失的影響更大。隨后1年，他們的另一項隨機對照試驗[19]發(fā)現(xiàn)PS種植體的短基臺修復(fù)體比長基臺修復(fù)體存在更大的邊緣骨吸收，而且沒有明顯的種植體周圍黏膜厚度效應(yīng)。一項隨機臨床試驗[20]支持這一觀點，比較2種不同基臺高度(1、3 mm)放置后2顆相鄰種植體之間的骨吸收情況，認(rèn)為基臺高度是早期愈合過程中維持2顆相鄰種植體之間的骨水平的重要因素，并發(fā)現(xiàn)短基臺在半年后導(dǎo)致較大的鄰間骨吸收。另一項研究基臺高度和種植體深度位置對薄黏膜部位的種植體周圍骨影響的隨機臨床試驗[21]發(fā)現(xiàn)，與使用短基臺相比，使用長基臺與薄黏膜的植入位置相結(jié)合，可以減少種植體周圍的骨吸收。綜上所述，PS技術(shù)在短期及中長期有減少種植體周圍邊緣骨質(zhì)流失的趨勢。而這種趨勢，可以從生物力學(xué)，IAJ的微觀結(jié)構(gòu)的改變得到解釋。

1.2 PS對骨組織影響的可能原因

1.2.1 生物力學(xué)的改變 PS種植體受力時，應(yīng)力不會直接沿IAJ傳導(dǎo)到種植體頸部的周圍骨組織，客觀上起到了應(yīng)力中斷的作用。Serrano-Sánchez等[22]認(rèn)為，PS種植體修復(fù)后收到的應(yīng)力消散在內(nèi)部比在外部有利，因為它改善了沿著修復(fù)體的咬合面、植入物軸線施加到骨組織的負(fù)荷的分布。在一項分析和比較錐形種植體和圓柱形種植體周圍的應(yīng)力分布有限元分析的結(jié)果顯示[23]，PS降低了所有模型在垂直和斜向力作用下種植體周圍的骨應(yīng)力。但是，一項PS對種植體周圍骨影響的三維有限元分析[24]中顯示，在模擬軸向和非軸向咬合負(fù)載作用下，PM組的Von mises等效應(yīng)力值低于PS種植體的等效應(yīng)力值，在統(tǒng)計學(xué)上沒有顯著性差異，并且PM組種植體周圍骨內(nèi)應(yīng)力明顯高于PS組(P<0.001)。同樣的，另一項三維有限元分析[25]評價和比較了在垂直和斜向載荷作用下，種植體周圍骨(骨皮質(zhì)和骨小梁移行)的應(yīng)力分布。在施加任何傾斜負(fù)載的情況下，PS模型中過渡骨皮質(zhì)的應(yīng)力值均低于傳統(tǒng)模型。骨小梁移行的應(yīng)力在PS模型中高于傳統(tǒng)模型。在兩種模型中，隨著骨皮質(zhì)移行負(fù)載的增加，應(yīng)力值增加，骨小梁移行的應(yīng)力值略有降低。PS技術(shù)降低了過渡骨皮質(zhì)的應(yīng)力。在這兩種模型中，隨著負(fù)載的增加，這種應(yīng)力逐漸增大。骨小梁移行的應(yīng)力值低于骨皮質(zhì)移行?？偠灾?，PS可以降低作用在種植體周圍的骨應(yīng)力，從而降低發(fā)生皮質(zhì)骨吸收的風(fēng)險，發(fā)揮了其生物力學(xué)的優(yōu)點。

1.2.2 種植體-基臺界面(IAJ)改變 ① 微間隙的存在和向內(nèi)遷移：IAJ連接的微小間隙會破壞密合性，成為微生物繁殖定植的薄弱點，而微生物的聚集可導(dǎo)致邊緣骨吸收，影響種植體的骨結(jié)合，引發(fā)種植體周圍炎等嚴(yán)重并發(fā)癥，甚至導(dǎo)致種植失敗[26]。通過對口腔種植體表面菌斑定植的組織學(xué)分析[27]，結(jié)果支持那些在微間隙水平上顯示細(xì)菌滲透的研究，這可以證明骨水平的微小間隙可能存在由細(xì)菌定植引起的骨吸收風(fēng)險的假設(shè)。更有文獻顯示，微隙的定位可能會限制非埋入式種植體的牙槽骨水平變化[28]。PS概念可以減少生物學(xué)寬度的垂直分量，并產(chǎn)生更大的水平距離，炎性結(jié)締組織和細(xì)菌向中軸線遷移，遠(yuǎn)離牙槽骨，限制炎癥細(xì)胞的浸潤和牙槽骨的損失[29]。而一項根據(jù)PS和邊緣骨水平改變的3年的隨機對照試驗提示，PS可以增加基臺相關(guān)的炎性細(xì)胞浸潤和邊緣骨水平之間的距離，從而降低其骨吸收效應(yīng)[16]。

②微間隙和微動的減?。簝啥问椒N植體的制作過程產(chǎn)生的誤差和咀嚼過載導(dǎo)致種植體與基牙之間存在微間隙和微動，會直接或間接造成微滲漏和機械損傷。為克服微間隙和微動的破壞效應(yīng)，有學(xué)者在評估不同種植體在循環(huán)加載過程中的微隙形成和磨損模式時建議，選用合適的IAJ(Morse錐度和PS基臺)，使得細(xì)菌定植和應(yīng)力集中遠(yuǎn)離牙槽骨[30]。另外，Blum等[31]在評估不同種植體在循環(huán)加載過程中的微隙形成和磨損模式的研究中發(fā)現(xiàn)所有植入物在植入前均在植入物和基臺之間呈現(xiàn)微隙，間隙尺寸隨著循環(huán)加載而增加，其變化在前200 000個循環(huán)內(nèi)顯著更高。在循環(huán)加載過程中，研究者認(rèn)為在循環(huán)加載過程中基臺的微動可能會導(dǎo)致錐形種植體的磨損，從而導(dǎo)致IAJ連接形成處微隙增大。

③種植體周圍組織的摩擦腐蝕產(chǎn)物量減少：Alrabeah等[32]在研究不同IAJ對金屬離子釋放水平的影響時觀察到IAJ的連接經(jīng)歷了一個主動腐蝕的過程，導(dǎo)致金屬離子向周圍環(huán)境釋放。其結(jié)果表明，PM組的金屬離子釋放量最高，PS組降低了IAJ的金屬離子釋放水平。隨后的研究中，他們又觀察到PM組的IAJ連接釋放的金屬離子存在下，與成骨細(xì)胞的骨吸收相關(guān)基因表達(dá)的上調(diào)，細(xì)胞因子水平的增加更明顯，突出腐蝕產(chǎn)物對種植體周圍牙槽骨損失調(diào)節(jié)的可能作用[33]。在近期的研究中他們又得出結(jié)論，改變IAJ連接的幾何形狀對金屬離子釋放有影響，而金屬離子釋放反過來又對成骨細(xì)胞功能和骨吸收介質(zhì)的分泌產(chǎn)生影響[34]。PM組表現(xiàn)出較高的金屬離子釋放量和更多的表面損傷，這些發(fā)現(xiàn)突出了PS組在減少種植體釋放的摩擦腐蝕產(chǎn)物方面有積極作用，從而可以降低種植體周圍骨吸收的不良組織反應(yīng)。

2 PS對軟組織的影響

2.1 PS對軟組織影響的臨床表現(xiàn)

Rodriguez等[35]在文獻中指出，在美觀區(qū)遠(yuǎn)離鄰近的種植體，同時保持種植體與牙齒之間的距離在2～4 mm之間，而種植體的窄基臺連接，能顯著增加骨高度，有助于軟硬組織的維護。有文獻根據(jù)不同的論文，總結(jié)出PS的擴展平臺獲得出色的美學(xué)效果，具有PS結(jié)構(gòu)的種植體設(shè)計提供多種優(yōu)點和潛在應(yīng)用，例如在前牙區(qū)，可以保持牙槽骨嵴頂從而改善美觀性[36]。另一篇文獻中提出，已經(jīng)證明有利于長期穩(wěn)定性和改善種植體美學(xué)效果的因素包括將植入物置于理想的三維位置，使用IAJ錯配的設(shè)計，以及進行軟組織移植[37]。有學(xué)者評估上頜前牙單個骨水平種植體植入后的邊緣骨重建和軟組織美學(xué)，上頜牙位為14-24單顆牙缺失的患者使用PS的骨水平種植體[38]。頰側(cè)齦緣和乳頭穩(wěn)定，種植體周圍的軟組織在美學(xué)上也是令人滿意和穩(wěn)定的。與PM修復(fù)相比，采用PS的種植體即刻修復(fù)，可增加種植體周圍牙槽骨水平的穩(wěn)定性，減少修復(fù)體加載10年后軟組織的持續(xù)收縮[39]。在對67個骨水平的PS種植體的5年臨床前瞻性研究[15]中也顯示，對于軟組織反應(yīng)，觀察到從乳頭到接觸點的距離從1～5年與完成上部冠修復(fù)到5年的最大減少，頰側(cè)緣沒有顯著性差異?？梢钥闯?，PS技術(shù)能夠幫助種植體周圍建立更為穩(wěn)定的軟組織結(jié)構(gòu)，更適宜應(yīng)用在美學(xué)區(qū)。而PS技術(shù)對于軟組織的改變可能通過其對生物學(xué)寬度改變及厚度的影響得以解釋。

2.2 PS對軟組織影響的可能原因

2.2.1 生物學(xué)寬度的改變 具有PS結(jié)構(gòu)的種植體，IAJ之間的不匹配形成了一個水平方向上的空間，使得原來只有垂直方向的生物學(xué)寬度在水平方向上加大，為軟組織的附著提供了額外的接觸面積。這種更寬、更具有抵抗力的上皮袖口，阻止了細(xì)菌向下入侵并阻止上皮組織頂端遷移，有效地維持了牙齒軟組織的穩(wěn)定性，減小垂直方向上的骨吸收形成良好的生物學(xué)封閉。有學(xué)者認(rèn)為種植體生物學(xué)寬度的重建是保證PS連接種植體頸部骨組織穩(wěn)定的重要因素[40]。Lazzara & Porter在提出PS概念的同時也提出，生物學(xué)寬度形成過程在暴露于口腔環(huán)境后立即開始。無論是使用埋入式還是非埋入式種植體，如果要實現(xiàn)水平方向上重新定位生物學(xué)寬度，放置在種植體上的愈合基臺必須具有更小的直徑，因為在牙槽骨已經(jīng)重建到種植體頂部周圍的后置靜止位置之后，再進行平臺內(nèi)移也不會返回術(shù)前水平[1]。有學(xué)者在研究單個種植體周圍的組織高度和寬度的比值時，發(fā)現(xiàn)種植體周圍黏膜的寬度與高度之間存在恒定的關(guān)系[41]。Rodriguez等在研究PS對種植體周圍膠原纖維取向和骨吸收的影響時發(fā)現(xiàn)，PS的種植體在基臺水平存在圓形纖維，而沒有PS的種植體，在種植體的第一螺紋骨水平處發(fā)現(xiàn)了類似的圓形纖維[42]。該組織學(xué)結(jié)果支持PS可以減少牙槽骨損失的假設(shè)，并且可以作為牙周纖維取向的“機械保留因子”。他們在后續(xù)的組織學(xué)研究中又發(fā)現(xiàn)IAJ直徑的差異可以使周圍的圓形纖維穩(wěn)定，而PS的種植體上，觀察到膠原纖維的圓形取向作為橫截面圖中的主要排列[43]。圓形膠原纖維可能是穩(wěn)定康復(fù)周圍軟組織的關(guān)鍵因素，抑制軟組織的頂端遷移，進而保護下面的骨組織。由此我們可以推斷出：PS使得原來只有垂直方向的生物學(xué)寬度在水平方向上加大，為軟組織的附著提供了額外的接觸面積。

2.2.2 軟組織厚度的影響 Lazzara[1]提出，必需至少3 mm的軟組織的生物密封，才不會增加牙槽骨高度的損失。類似的，Linkevicius等[44]研究在垂直軟組織厚度對平臺切換種植體周圍骨變化的影響比較中發(fā)現(xiàn)，如果植入種植體時黏膜組織很薄，平臺轉(zhuǎn)換不能防止牙槽骨損失。而在較厚的軟組織中，PS的種植體可保持牙槽骨水平，并且具有最小的重塑。同一研究小組此前發(fā)表的一項為期1年的試驗性研究中表明，如果在植入時黏膜組織的厚度為2 mm或更小，PS可能無法有效預(yù)防骨質(zhì)流失，并提出結(jié)果表明，在人體中，植入種植體的密封需要約為4 mm[45]。另外也有Meta回歸分析[46]支持這一觀點，其結(jié)果顯示初始軟組織較厚的部位骨吸收較少。我們認(rèn)為，軟組織厚度應(yīng)維持在2～4 mm間，以減少種植體頸部牙槽骨吸收。

3 PS的機械并發(fā)癥

PS結(jié)構(gòu)種植體將種植體與基臺連接部位轉(zhuǎn)移到種植體內(nèi)部，在受力時會把作用于IAJ的應(yīng)力往內(nèi)部集中，將力作用在基臺或者是基臺的螺絲上，增加了螺絲發(fā)生松動甚至折斷的風(fēng)險。有學(xué)者使用二維有限元分析應(yīng)力分布時得出結(jié)論，PS組在種植體的應(yīng)力分布方面表現(xiàn)出更好的生物力學(xué)行為，特別是在骨組織中(減少80%)，然而，在冠部和修復(fù)螺絲中，觀察到應(yīng)力集中的現(xiàn)象[47]。同樣的，三維有限元方法分析平臺切換概念對種植體系統(tǒng)和種植體周圍骨骼的影響時也發(fā)現(xiàn)，PS模型和PM模型的最高Von mises值和應(yīng)力分布模式相似，但前者的各分量有更大的位移[48]。PS模型中除骨組織外，大部分構(gòu)件的Von mises應(yīng)力值都要高得多。由于植入物中產(chǎn)生的應(yīng)力集中，當(dāng)使用PS概念時可能會發(fā)生機械并發(fā)癥。類似結(jié)果在另一個使用三維有限元方法分析的研究中顯示，與PM組相比，PS組增加了修復(fù)螺絲中的應(yīng)力集中面積(P<0.05)，PS概念在修復(fù)螺絲和牙冠中具有更高的應(yīng)力集中[49]。由此我們認(rèn)為，PS技術(shù)會增加發(fā)生機械并發(fā)癥的概率。

4 總結(jié)和展望

綜上所述，PS技術(shù)在臨床上的應(yīng)用日趨增多，盡管在維持軟硬組織等方面取得令人滿意的療效，但也要看到它的缺點和局限性。PS技術(shù)并不是一種獨立的技術(shù)方式，單獨使用的效果并不明顯，需要選擇適合的適應(yīng)證，合理的植入位置，合適的扭矩范圍，盡量選擇內(nèi)連接系統(tǒng)和密合性較好的修復(fù)基臺，配合相關(guān)的種植技術(shù)，才能發(fā)揮出更大的優(yōu)勢，獲得良好的功能以及美學(xué)效果。PS為種植體的設(shè)計和改良提供了一個新的概念和一個新的思路，但在理論上和設(shè)計上仍有很多問題是不明確和不完善的，值得進一步的研究和探索，例如IAJ內(nèi)外側(cè)緣的距離多少才是最合理，多大的種植體頸部肩臺角度設(shè)計最合理，怎樣的肩臺外形設(shè)計應(yīng)力分布更合理，使用多大的扭力既不影響正常負(fù)荷又不會增加并發(fā)癥，美學(xué)區(qū)相鄰PS種植體的最小距離是多少，較小直徑的種植體如何也能應(yīng)用PS等。當(dāng)然，其遠(yuǎn)期效果和其它可能出現(xiàn)的并發(fā)癥還亟需更大量更長期的臨床觀察和論證。