張 婷，張 鷹

（1.山西省晉中市衛(wèi)生學校，山西 晉中030600； 2.山西省紅十字口腔醫(yī)院，山西 太原 030012）

隨著材料學、制造工藝以及操作技術(shù)的不斷發(fā)展，種植義齒修復越來越多地應用于臨床，逐漸成為一種較為理想的修復缺失牙齒的方法。種植義齒要很好地行使功能就必須能夠?qū)⒀篮狭鬟f到種植周圍的組織，并避免應力的集中，因此在種植義齒的設(shè)計中應力的傳遞和分布是需要考慮的重點。種植體結(jié)構(gòu)、種植部位和數(shù)目、義齒上部的設(shè)計和選擇、患者頜骨等諸多因素都可以影響到種植體周圍骨組織的應力分布和傳導。本文針對上述問題對近年來國內(nèi)外學者有關(guān)種植體周圍骨組織應力的分布和傳導做一簡要概述，希望可以為臨床實踐提供理論幫助。

種植義齒由牙種植體及其支持的上部結(jié)構(gòu)組成，成功的種植義齒具有良好的支持、固位和穩(wěn)定功能。但是由于每個患者的牙槽骨條件、缺失牙部位和數(shù)目、余留牙情況、修復要求等各不相同，如何選擇適應癥、選擇合適類型的種植體以及如何進行設(shè)計對整個修復過程來說就極為重要了。

種植體在口腔中行使功能時要受到不同大小和方向的力的作用。天然牙的應力分布依賴于牙周韌帶所引起的牙體的微動度。種植體-骨界面形成骨整合后的種植體不能通過微動度傳遞分散應力，大部分的應力分布集中于種植體進入頜骨部位的牙槽嵴頂部，應力在夾舌側(cè)大于鄰面［1］。骨表面的垂直壓力集中于頂部區(qū)域，橫向受力增加了頂部應力的分布。由于種植體支持的義齒要很好地行使功能就必須能夠?qū)⒀篮狭鬟f到周圍的組織，并避免應力的集中，因此在種植義齒的設(shè)計中應力的傳遞和分布是需要考慮的重點，可以通過采用一定的合理適當?shù)氖侄蝸肀M量減少這些應力集中，優(yōu)化設(shè)計方案，提高義齒的成功率。針對上述問題，以下將對近年來國內(nèi)外學者關(guān)于種植體周圍骨組織的應力分布的研究作一概述。

1 種植體結(jié)構(gòu)對于應力的影響

種植體的三維結(jié)構(gòu)及其表面結(jié)構(gòu)對種植體的應力分布有一定的影響［2］。種植體可以是空心的，也可以是實心的，有圓柱狀、圓錐狀等不同形態(tài)結(jié)構(gòu)。牙種植體根據(jù)表面的形態(tài)結(jié)構(gòu)可以分為圓柱狀種植體、葉狀種植體、螺旋狀種植體等。有的表面有螺紋，有的表面無螺紋，此外有的還在表面增加了各種形狀的穿孔、凹槽等結(jié)構(gòu)來增強或替代螺紋。增加種植體的表面積可以減少應力，增加種植體表面積的方法除了上述的增加表面螺紋外，還可以通過增加種植體的數(shù)目、種植體的深度及大小來實現(xiàn)。馬軒祥等學者研究了種植體的長度、直徑、數(shù)目對支持組織應力分布的影響，得出以2、4、6顆種植體為基牙的覆蓋種植義齒中，牙槽骨的受力及骨界面的應力值隨著種植體數(shù)目的增加而減少，兩者呈負相關(guān)關(guān)系。為緩減牙槽骨的吸收，防止種植體松脫，在條件允許的情況下，應盡可能多地選用種植基牙。使用了磨牙區(qū)種植使牙槽骨受力及骨界面應力明顯減少，使義齒的力學分布更合理［3］。種植體長度的變化對種植體周圍骨界面及牙槽骨應力的大小有較大的影響。因此在可能的情況下應優(yōu)先選擇在正常范圍內(nèi)的較長的種植體，以降低骨組織應力。臨床中常用的幾種直徑的鈦螺旋種植體中，直徑的變化對種植體周圍骨界面及牙槽骨應力的影響不大［4］。但是關(guān)于這一點尚存在爭議。有實驗表明，種植體所受到的載荷不僅被傳遞分布于種植體相鄰的皮質(zhì)骨，而且還分布于相距種植體較遠的骨上。而在相同的載荷下，大直徑的種植體比較有利于這種應力的傳遞［5］。經(jīng)過有限元分析，成直角的半徑較小的螺紋被認為是最有利于應力分布的螺紋形態(tài)，螺紋的寬度和深度分別為0.5P和0.6P（P為螺紋的斜度）是最理想的，隨著螺紋斜度和種植體長度的增加，最大應力相應降低［6］。

Merz等人利用三維有限元分析方法分析了8°錐形的種植體基臺連接方式和膨大關(guān)節(jié)狀的連接方式在植入口腔后的應力傳導機制，并與機械實驗的觀察結(jié)果相比較，認為8°圓錐的種植基臺連接方式更為優(yōu)越，從理論上解釋了該種類型的種植體在臨床上具有較長期穩(wěn)定性的原因［7］。還有學者建立了下頜種植覆蓋義齒的三維有限元分析模型，分析了沖擊載荷下骨外段種植基樁的高度不同對下頜種植覆蓋義齒應力分布的影響，發(fā)現(xiàn)隨著種植基樁的高度降低，種植體內(nèi)及種植體軟組織界面應力分布更為均勻［8］。

2 頜骨的條件對應力分布的影響

種植體植入后，上下頜骨的應力分布模式是不相同的。在牙合力作用下，種植體周圍的上頜骨的頂部沒有應力集中，應力集中主要分布在上頜骨的頰側(cè)1/3骨上；當水平載荷加于種植義齒上時，應力主要分布于相鄰的骨組織，在頰側(cè)骨上也會存在明顯的應力集中［9］。但是上頜骨的頰側(cè)骨質(zhì)較疏松，這就增加了頰側(cè)骨面開窗或裂開從而暴露種植體、支持力下降等導致種植失敗的潛在可能性。因此盡量保存頰側(cè)支持骨量有利于種植體的植入和固定。在垂直分散載荷下，下頜骨的應力集中分布于種植體頸部頰舌側(cè)骨皮質(zhì)內(nèi)，以壓應力為主，應力值較小。Hedia研究了將頜骨的松質(zhì)骨全部去除或是保留部分松質(zhì)骨包繞在種植體周圍對應力分布的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，去除松質(zhì)骨后最大的應力分布在包繞于種植體頸部的皮質(zhì)骨，而未完全去除松質(zhì)骨的頜骨的最大應力分布于包繞種植體末端的皮質(zhì)骨。結(jié)果表明，去除松質(zhì)骨后種植體周圍骨的應力集中現(xiàn)象降低了30%，未完全去除松質(zhì)骨的應力集中在皮質(zhì)骨降低了16%，在松質(zhì)骨降低了15%。這種應力集中的減小有利于控制骨吸收引起的修復失敗［10］。

3 種植體植入部位及傾斜角度對應力的影響

有學者分別將種植體置于上頜骨復合體的前、中、后3個部位，并加載垂直和水平兩種方向的負荷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)種植體加載后，上頜骨復合體各部位應力均較加載部位和種植體內(nèi)的應力；前、中、后3個種植體比較，種植體和上頜骨復合體的應力分布情況是后牙大于尖牙大于前牙。說明上頜骨復合體具有良好的受力分散作用，使種植具有生物力學可行性，并對臨床上種植釘?shù)呐挪继峁┝艘欢ㄒ罁?jù)［11］。

丁熙等人建立了下頜骨三維有限模型，在第一磨牙區(qū)分別垂直及向舌側(cè)傾斜 10°、20°、30°植入種植體。模擬咀嚼加載，分析了不同傾斜種植體對骨界面應力的影響。垂直種植時種植體骨界面綜合應力集中于頸部皮質(zhì)；而種植體中骨松質(zhì)應力極小，底部又有所增大。隨著傾斜角度的增大，種植體骨界面綜合應力不斷的增大。當傾斜10°及20°種植時，界面綜合應力略有增加，與垂直種植時比較無明顯性差異。當傾斜30°種植時，綜合應力急劇增加，與垂直種植及傾斜10°及20°種植時比較均有顯著性差異。傾斜30°種植時，界面應力峰值-30.94 MPa遠遠大于垂直種植時的-12.32 MPa，由于牙槽骨受壓會發(fā)生骨吸收，故可以認為傾斜30°種植時易發(fā)生骨吸收致種植體松動失?。?2］。

4 種植體上部修復體類型及負荷對應力分布的影響

Korioth等人建立了一套理想化簡單化的三維有限元計算機分析模型，比較了不同構(gòu)型及不同材料的上部結(jié)構(gòu)對種植義齒應力分布的影響。結(jié)果證明不同形態(tài)的上部結(jié)構(gòu)對種植體的應力分布有很顯著的影響。低彈性模量的材料制作而成的上部結(jié)構(gòu)不僅總體上增加了種植體基臺的應力，而且減弱了前牙種植體的拉伸強度。改變種植體上部結(jié)構(gòu)牙冠的位置和牙尖斜度可以限制種植體的過度載荷。牙尖斜度越大，所需要的載荷以及種植體周圍支持骨產(chǎn)生的應變越大，較小的牙尖斜度對種植義齒的骨界面應力變化?。?3］。

有學者分析比較了不同類型種植覆蓋義齒的應力，結(jié)果表明種植覆蓋義齒中，種植體的應力峰值均出現(xiàn)于種植體頸部，桿固位覆蓋義齒中由于桿的使用將各種植體連為一個整體，載荷可以均勻分布于各種植體上，從而降低了單個種植體的負荷，所以使用桿附著比獨立附著種植體本身的應力小。改良桿卡式由于種植體分布不均勻，種植體集中于兩側(cè)牙弓中段，距加載點較近，因此它比傳統(tǒng)桿卡式種植覆蓋義齒的種植體應力峰值大。并且中間兩種肢體由于距加載點遠，其所受應力比側(cè)方種植體小［14］。

5 種植體-骨界面結(jié)合部位及結(jié)合率對應力分布的影響

種植體-骨界面結(jié)合問題一直是種植領(lǐng)域研究的焦點，對于種植義齒的成功至關(guān)重要。Huja等人通過三個各向異性的有限元模型的分析從理論上證實界面的結(jié)合可以明顯降低主要應變，提示種植體與骨的良好結(jié)合是保持穩(wěn)定性的重要因素。單根螺紋形種植體在50%的骨集合率下［15］。七種接觸方式和部位（局部交替、冠部、底部、頰側(cè)和舌側(cè)、近遠中側(cè)）骨界面應力分布狀況及種植體位移不同。冠部結(jié)合狀態(tài)下，骨界面平均應力水平低，分布最均勻，骨界面最大應力值最小，應力集中程度最低，因此種植體植入過程中保護種植體周圍的密質(zhì)骨對于種植成敗非常重要。上述研究基本都是在實驗模型上進行的理論分析，尚存在很多可行性需要進行評估，具體的效果還要通過臨床來加以檢驗［16］。這也將是今后研究的重點。

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