經(jīng)嵴頂上頜竇底提升術(shù)后不植骨同期種植的影像研究

李 蓬，樸牧子，胡洪成，王 勇，趙一姣，申曉婧

(1.北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院,第二門診部 國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室 口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101; 2.北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)數(shù)字化研究中心， 北京 100081)

上頜后牙區(qū)牙列缺損患者在進(jìn)行種植修復(fù)治療時(shí)常需要進(jìn)行上頜竇底提升手術(shù)[1], 在保證種植體具有初期穩(wěn)定性的前提下,竇底提升術(shù)同期植入種植體可獲得預(yù)期的臨床效果[2]。已有研究證實(shí)[3-4]，在上頜竇底提升術(shù)同期植入種植體時(shí),不植入任何植骨材料，無論是經(jīng)牙槽嵴頂上頜竇底提升術(shù)(osteotome sinus floor elevation, OSFE)或經(jīng)側(cè)壁開窗竇底提升術(shù),均可獲得相同滿意的種植成功率，但是在OSFE不植骨同期種植的有關(guān)研究中,關(guān)于上頜竇內(nèi)骨增量的體積變化及其影響因素鮮見報(bào)道。本研究旨在針對(duì)上頜后牙區(qū)牙列缺損患者行OSFE在不植入任何材料的情況下同期種植, 應(yīng)用錐形束計(jì)算機(jī)斷層(cone beam computed tomography，CBCT)及三維測(cè)量種植體植入前后竇內(nèi)骨高度及骨體積的變化，并分析影響竇內(nèi)骨增量的相關(guān)因素,期望為OSFE不植骨同期種植研究提供新的視角。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2014年1月至2019年12月在北京大學(xué)口腔醫(yī)院第二門診部就診的38例牙列缺損患者進(jìn)行回顧性分析,43個(gè)上頜竇44枚種植體被納入研究。所有病例術(shù)前CBCT顯示上頜后牙區(qū)骨高度為2～7 mm，進(jìn)行OSFE同期植入種植體。入選標(biāo)準(zhǔn): (1)患者無系統(tǒng)性疾病；(2)年齡18～80歲；(3)拔牙后愈合時(shí)間大于3個(gè)月；(4)控制口內(nèi)余留牙牙周炎。排除標(biāo)準(zhǔn): (1)全身疾病不能耐受種植手術(shù)者；(2)服用二磷酸炎藥物者；(3)未控制的糖尿病患者；(4)妊娠或哺乳期患者；(5)牙周病未控制者；(6)1年內(nèi)接受頭頸部放療者；(7)上頜竇急性炎癥者；(8)上頜竇底傾斜角度>45°者。

1.2 術(shù)前和術(shù)后臨床檢查

術(shù)前所有患者均經(jīng)過牙周基礎(chǔ)治療，口內(nèi)余留牙探診深度均小于5 mm,全口探診出血比例<25%。種植手術(shù)前拍攝CBCT，測(cè)量欲植入位點(diǎn)上頜竇底的骨寬度和高度。種植體植入后,因其他牙齒需要種植再次進(jìn)行CBCT檢查，以此作為種植術(shù)后CBCT影像數(shù)據(jù)。所有種植體均于種植后定期隨訪，本研究?jī)H分析最近一次隨訪時(shí)種植體周圍6個(gè)位點(diǎn)的菌斑指數(shù)、探診深度及探診出血情況,并通過根尖片測(cè)量邊緣骨吸收。

1.3 種植手術(shù)流程

應(yīng)用Bicon種植系統(tǒng) (Bicon, Boston,USA)6 mm長(zhǎng)種植體，手術(shù)由同一術(shù)者完成，根據(jù)術(shù)前CBCT測(cè)量結(jié)果，備洞深度達(dá)距離竇底1 mm處，逐級(jí)擴(kuò)孔至與種植體直徑匹配，經(jīng)牙槽嵴頂使用手動(dòng)擴(kuò)孔鉆輕敲并旋轉(zhuǎn)切削竇底骨板，當(dāng)竇底骨板骨折或磨到竇膜后，使用竇提升骨鑿敲擊竇膜提升至距離骨嵴頂8 mm，捏鼻鼓氣實(shí)驗(yàn)檢查竇膜完整，體外連接好種植體和竇提升基臺(tái)。敲擊竇提升基臺(tái)，使種植體沿著未來修復(fù)的牙長(zhǎng)軸方向就位，種植體靠與洞壁間摩擦力及竇提升基臺(tái)與皮質(zhì)骨的卡力獲得良好的初期穩(wěn)定性(圖1A)。術(shù)后3～6個(gè)月行二期手術(shù)，取下竇提升基臺(tái)，換上臨時(shí)基臺(tái)，1個(gè)月后軟組織愈合再取模修復(fù)(圖1B)。負(fù)重后每6～12個(gè)月復(fù)查維護(hù)一次。

圖1 種植術(shù)后即刻X線片(A)和二期手術(shù)后X線片(B)

1.4 影像學(xué)研究

所有研究對(duì)象均采用韓國(guó)怡友計(jì)算機(jī)斷層掃描儀拍攝CBCT, 90 kV、6 mA每24 s獲得0.2～0.3 mm層面，將CBCT數(shù)據(jù)在Mimics 軟件(Mimics 20.0, Materialise Co., Ltd., Leuven, Belgium)中進(jìn)行分析。

1.4.1術(shù)后上頜竇內(nèi)新增骨高度線性分析 以植入位點(diǎn)為中心點(diǎn)，沿著天然牙中央窩及牙弓線連線進(jìn)行切割，獲得冠狀面或矢狀面的二維截面圖，在冠狀面和矢狀面分析下列數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量3次,取平均值。在術(shù)前CBCT冠狀面測(cè)量下列指標(biāo)：(1)剩余牙槽骨高度(residual bone height，RBH)：沿著準(zhǔn)備植入種植體的長(zhǎng)軸中心測(cè)量從牙槽嵴頂?shù)缴项M竇底距離; (2)上頜竇底頰舌寬度：以欲植入位點(diǎn)為中心點(diǎn), 測(cè)量上竇底頰舌向?qū)挾?width, W) (圖2)。在術(shù)后CBCT中測(cè)量和計(jì)算下列指標(biāo)：(1)種植體突入長(zhǎng)度(protruded length，PL):在冠狀面沿著種植體長(zhǎng)軸中心,測(cè)量從骨嵴頂?shù)椒N植體根尖區(qū)距離A， PL=A-RBH (圖3)；(2)上頜竇內(nèi)新增骨高度(bone height，BH): 每個(gè)種植體測(cè)量4個(gè)位點(diǎn),分別為頰側(cè)增加骨高度 (bone height of buccal, BHB)、腭側(cè)增加骨高度(bone height of palatal, BHP)、近中增加骨高度 (bone height of mesial, BHM)和遠(yuǎn)中增加骨高度(bone height of distal, BHD), BH=H-RBH, H為嵴頂?shù)街搀w最根方的骨高度，測(cè)量方法為緊貼植體邊緣平行于植體長(zhǎng)軸測(cè)量骨嵴頂?shù)礁]膜下最根方骨高度，在冠狀面測(cè)量頰側(cè)骨高度(height of buccal, HB)和腭側(cè)骨高度(height of palatal, HP),在矢狀面測(cè)量近中骨高度(height of mesial, HM) 和遠(yuǎn)中骨高度(height of distal, HD)， BHB=HB-RBH，其他位點(diǎn)依此計(jì)算，BHB、BHP、BHM和BHD均值為平均獲得骨高度(average bone height, ABH) (圖4)。

圖2 術(shù)前竇底剩余骨高度和竇底寬度測(cè)量

A was the distance from the crest of bone to the apex of implant along the axis of implant.

圖4 在術(shù)后CBCT冠狀面測(cè)量竇內(nèi)頰側(cè)和腭側(cè)位點(diǎn)骨高度(A)，在矢狀面測(cè)量竇內(nèi)近中和遠(yuǎn)中位點(diǎn)骨高度(B)

1.4.2術(shù)后上頜竇內(nèi)新增骨體積分析 使用Mimics 20.0軟件打開術(shù)前和術(shù)后CBCT數(shù)據(jù)，根據(jù)骨的密度和竇膜結(jié)構(gòu)確定上頜竇內(nèi)骨腔的體積，手動(dòng)方法分層畫出竇底骨壁位置，建立上頜竇腔的三維模型。術(shù)前上頜竇腔體積為V1，術(shù)后上頜竇腔體積為V2。將上頜竇術(shù)前和術(shù)后的三維模型根據(jù)前、后、內(nèi)、外壁配準(zhǔn)，經(jīng)過布爾(Boolean)運(yùn)算計(jì)算出術(shù)后竇底減少的體積，再將Bicon 種植體按尺寸轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的STL文件，體積為V3，通過布爾運(yùn)算，計(jì)算上頜竇內(nèi)新增加的骨體積= V1-V2-V3, 即上頜竇內(nèi)新增骨體積(endo-sinus gained bone volume，ESGBV，圖5)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS19.0軟件進(jìn)行分析，正態(tài)分布計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,非正態(tài)分布計(jì)量資料用中位數(shù)(最小值，最大值)表示，兩組間比較用Mann-WhitneyU非參數(shù)檢驗(yàn),多組間比較用Kruskal-WallisH非參數(shù)檢驗(yàn),P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

A, registration of sinus models pre-surgery and post-surgery on coronal plane; B, registration on axial plane; C, registration on sagittal plane, red line represent inner border of sinus presurgery, green line represent inner border of sinus post-surgery; D, the difference between two models was V1-V2 calculated by Boolean calculation; E, three dimensional model of new bone generation after reducing the implant volume by Boolean calculation.

2 結(jié)果

2.1 基本資料

38例患者男性20例，女性18例，平均年齡(53.77±10.26)歲(36～72歲)。5例患者吸煙 (13.16%)，均為輕度吸煙者(<10支/天)。44枚種植體在牙位分布為上頜第二前磨牙2例，上頜第一磨牙36例，上頜第二磨牙6例，未見種植體感染。術(shù)后CBCT拍攝時(shí)間為種植體植入后9～68個(gè)月。

2.2 CBCT分析OSFE后竇內(nèi)新增骨高度及體積增量

術(shù)前竇底剩余牙槽骨高度為(3.41±1.23) mm,術(shù)前竇底寬度為(10.35±2.38) mm。種植體突入上頜竇的長(zhǎng)度為(3.41±1.28) mm。竇內(nèi)新增骨高度在遠(yuǎn)中位點(diǎn)[(2.44±1.23) mm]顯著小于近中位點(diǎn)[(2.88±1.20) mm]、頰側(cè)位點(diǎn)[(2.83±1.22) mm]和腭側(cè)[(2.96±1.16) mm]位點(diǎn)(P<0.05)， 近中、頰側(cè)、腭側(cè)位點(diǎn)竇內(nèi)新增骨高度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。三維影像學(xué)數(shù)字化分析顯示，上頜竇內(nèi)新增骨體積為(122.15±73.27) mm3。

2.3 影響竇內(nèi)成骨的單因素分析

專家推薦術(shù)前RBH≥5 mm、RBH 3～5 mm及RBH≤3 mm時(shí)采用不同的臨床治療方式[5]，雖然本研究均采用相同的治療方式，但仍據(jù)此進(jìn)行分層分析。單因素分析結(jié)果顯示，術(shù)前RBH越大，竇內(nèi)新增骨高度越小(P<0.001)，且RBH越大，竇內(nèi)新增骨體積越小(P=0.012，表1)。

單因素分析顯示，成骨時(shí)間(T)>24個(gè)月組竇內(nèi)新增骨體積比T≤24個(gè)月組高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.034)，T>24個(gè)月組竇內(nèi)新增骨高度比T≤24個(gè)月組略高，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。PL越多，竇內(nèi)新增骨高度越多(P<0.001)， 竇內(nèi)新增骨體積也越多(P=0.008，表1)。

表1 剩余骨高度、成骨時(shí)間和種植體突入上頜竇內(nèi)長(zhǎng)度對(duì)竇內(nèi)成骨的影響

2.4 影響竇內(nèi)成骨的多因素分析

將竇內(nèi)平均新增骨高度ABH設(shè)為因變量，將性別、年齡、吸煙、RBH、術(shù)前竇底寬度、術(shù)前膜的厚度、種植體直徑、種植體長(zhǎng)度、PL、T作為自變量，采用stepwise方法進(jìn)行線性分析，最后留在方程中的變量為PL、T和RBH，調(diào)整后的R2=0.91 (表2)。將竇內(nèi)新增骨體積設(shè)為因變量，將性別、年齡、吸煙、RBH、術(shù)前竇底寬度、術(shù)前竇膜的厚度、種植體直徑、種植體長(zhǎng)度、PL、T作為自變量，采用stepwise方法進(jìn)行線性分析，最后留在方程中的變量為PL和T，調(diào)整后的R2=0.412(表3)。

2.5 維護(hù)期種植體周圍臨床指標(biāo)

種植體負(fù)重后平均追蹤觀察時(shí)間為(42.11±13.82)個(gè)月(14～75個(gè)月)，在觀察期內(nèi)均成功負(fù)重, 維護(hù)期內(nèi)探診深度平均為(2.99±0.7) mm，菌斑指數(shù)平均為0.58(0～2), 探診出血指數(shù)平均為0.67(0～2.67)， 邊緣骨吸收平均為0(0～1.41) mm。

表2 影響竇內(nèi)新增骨高度的多因素分析

表3 影響竇內(nèi)新增骨體積的多因素分析

3 討論

Boyne[6]1993年最早提出上頜竇底提升同期種植不植骨的理念并在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。目前已有的臨床研究報(bào)道，上頜竇內(nèi)無植骨材料的竇底提升術(shù)同期植入種植體，種植體成功率為96%～100%[7-9]，與竇底提升后植骨的種植體成功率95%～97%相似[10-11]。因此上頜竇底提升術(shù)同期植入種植體，但不植入任何植骨材料是一項(xiàng)成熟并可靠的技術(shù)。本研究觀察期內(nèi)種植體的成功率為100%，并且邊緣骨吸收小于1 mm,與上述文獻(xiàn)報(bào)道一致。

竇底提升術(shù)不植骨同期植入種植體的成骨原理可能是種植體支撐了Schnederian膜,膜下方的空間相對(duì)穩(wěn)定,有利于血凝塊轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒旃墙M織[12]。Schnederian 膜骨膜樣層中存在骨原細(xì)胞是成骨細(xì)胞的來源之一[13]，另外,上頜竇的剩余骨壁和骨間隔也是成骨細(xì)胞的另一來源[12]。Palma等[14]對(duì)靈長(zhǎng)動(dòng)物進(jìn)行上頜竇底提升同期植入種植體,術(shù)后6個(gè)月的組織學(xué)切片發(fā)現(xiàn)種植體周圍、種植體根尖區(qū)和竇膜間均有新骨形成，從而證實(shí)僅靠血凝塊就能轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒旃墙M織。

已有學(xué)者通過應(yīng)用曲面斷層片或根尖片研究顯示,上頜竇底提升術(shù)后同期種植無移植材料可增加骨高度3.8～5.3 mm[9,15]，研究應(yīng)用二維影像學(xué)技術(shù)，由于存在上頜竇影像重疊及影像變形的不足，致其結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)誤差。隨著CBCT的廣泛應(yīng)用和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，使得醫(yī)生對(duì)距離和成骨體積精確測(cè)量得以實(shí)現(xiàn)。本研究上頜竇內(nèi)種植體周圍平均新增骨高度為(2.78±1.13) mm。唐德爭(zhēng)等[16]對(duì)術(shù)前RBH 2～4 mm位點(diǎn)行OSFE同期植入種植體不植骨，通過CBCT檢測(cè)術(shù)后3年上頜竇內(nèi)平均新增骨高度為(3.36 ±0.73) mm[16]，本研究結(jié)果與其結(jié)果接近，而Cricchio等[17]和Chen等[3]使用CT觀察,發(fā)現(xiàn)通過側(cè)壁開窗上頜竇底提升術(shù)不植骨同期植入植體，可使術(shù)后平均骨增量分別達(dá)到5.3 mm和4.5 mm，高于本研究結(jié)果,分析原因可能是Cricchio等[17]和Chen等[3]將竇膜抬起的高度(7～13 mm)均高于本研究。Duan等[15]研究證實(shí)種植體突入竇腔的深度和竇內(nèi)成骨高度呈正相關(guān)。本研究多因素分析亦證實(shí)竇內(nèi)新成骨的高度與植體突入上頜竇長(zhǎng)度呈正相關(guān), 與RBH呈負(fù)相關(guān),這與Suk-Arj等[18]CBCT研究結(jié)果一致。

本三維影像研究的上頜竇內(nèi)種植體遠(yuǎn)中位點(diǎn)新增骨高度顯著小于其他3個(gè)位點(diǎn)新增骨高度，此結(jié)果與 Balleri等[19]研究相似，Balleri等[19]觀察種植體負(fù)重后12個(gè)月根尖片，發(fā)現(xiàn)最后一個(gè)種植體遠(yuǎn)中面新增骨高度顯著低于其他面，分析原因可能是種植體遠(yuǎn)中對(duì)竇膜抬起高度少,血凝塊成骨空間小，或者遠(yuǎn)中竇膜受到的氣體壓力大。

本研究竇內(nèi)新增骨體積在成骨時(shí)間超過2年的病例中顯著高于成骨時(shí)間小于2年的病例，即使在調(diào)整了RBH和PL等因素后，成骨時(shí)間仍與竇內(nèi)新增骨體積呈正相關(guān)，原因可能為WOLFF(outcome measures in rheumatology clinical trials)法則，即竇內(nèi)再生的骨結(jié)構(gòu)和骨量會(huì)隨著功能負(fù)重而改變[21]。以往基于二維影像的研究亦顯示[22-25]，上頜竇底提升術(shù)同期種植不植骨，竇內(nèi)骨高度在1年、3年、5年及10年成骨量分別為2.5 mm、4.1 mm、3.8 mm和3.0 mm，呈一個(gè)上升的平臺(tái)樣趨勢(shì), 與本研究三維影像學(xué)結(jié)果一致。

綜上所述，本研究通過三維影像數(shù)字化測(cè)量，發(fā)現(xiàn)經(jīng)OSFE不植骨同期植入種植體可增加種植體周圍竇內(nèi)骨高度，證實(shí)不植骨亦可以獲得竇內(nèi)一定體積的新骨形成，促進(jìn)了種植體的骨整合；RBH、PL及成骨時(shí)間均是影響竇內(nèi)成骨量的重要因素。