周笑天， 王海丞， 黃 潔， 胡佳慧， 王佐林

(上海牙組織修復(fù)與再生工程技術(shù)研究中心，同濟(jì)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·同濟(jì)大學(xué)附屬口腔醫(yī)院口腔種植科，上海200072)

在前牙美學(xué)區(qū)的種植修復(fù)中，骨組織的吸收和軟組織的退縮是影響美學(xué)效果的重要因素，如何預(yù)防牙槽嵴的吸收與牙齦組織的退縮，是前牙美學(xué)區(qū)種植修復(fù)研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問題之一。即刻種植是指在拔牙或因外傷導(dǎo)致牙脫位后在新鮮的拔牙窩中立即進(jìn)行種植體植入，并視情況合并即刻修復(fù)。盡管即刻種植能帶來可預(yù)測(cè)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(dǎo)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(fù)[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(diǎn)的原有牙保留頰側(cè)部分牙根，種植體植入頰側(cè)牙根預(yù)留的腭側(cè)空間，使頰側(cè)剩余牙根成為保護(hù)頰側(cè)牙槽骨的“盾”。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí)，盾構(gòu)技術(shù)在未負(fù)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(shí)驗(yàn)擬探究盾構(gòu)技術(shù)對(duì)種植體負(fù)重后種植位點(diǎn)牙槽骨吸收和牙齦退縮的影響。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(dòng)物房。實(shí)驗(yàn)經(jīng)同濟(jì)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 主要材料和儀器

雙馬達(dá)種植機(jī)（Nouvag公司，瑞士）；種植手機(jī)（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(jī)（Morita公司，日本）；4%多聚甲醛（國藥集團(tuán)，中國）；光學(xué)顯微鏡及數(shù)碼照相機(jī)（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(píng)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(shí)間為17.5 s。使用自帶軟件OneVolumeViewer進(jìn)行三維模型重建。測(cè)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(shí)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(shí)驗(yàn)組為即刻種植合并盾構(gòu)技術(shù)組（n=3），對(duì)照組為單純即刻種植組（n=3）。實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)為下頜P3或P4。實(shí)驗(yàn)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(jī)從牙尖處向下切割，將前磨牙分為近中、遠(yuǎn)中2部分。近中根行根管治療。使用高速手機(jī)去盡遠(yuǎn)中牙冠，近遠(yuǎn)中向切割遠(yuǎn)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(hù)頰側(cè)牙根以保證其不受干擾，松動(dòng)腭側(cè)牙根，并用鑷子小心取下。用車針對(duì)頰側(cè)根片進(jìn)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(yù)備斜面倒角（圖1A～F）。對(duì)照組分牙后拔除遠(yuǎn)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(jìn)行種植手術(shù)。實(shí)驗(yàn)組于根片腭側(cè)備洞，備洞時(shí)向腭側(cè)施力，避免損傷頰側(cè)根片，植入種植體，對(duì)照組在拔牙窩內(nèi)植入種植體。旋入愈合基臺(tái)，并縫合愈合基臺(tái)近遠(yuǎn)中牙齦（圖1G～H）。術(shù)后3個(gè)月另挑選1顆下頜前磨牙，對(duì)其牙位行盾構(gòu)術(shù)，用以觀察負(fù)重前的組織學(xué)結(jié)構(gòu)。

1.3.4 術(shù)后CBCT評(píng)估 CBCT拍攝方式、體位、參數(shù)、軟件同1.3.1，通過CBCT確認(rèn)根片預(yù)備、種植深度和種植體方位（圖1I）。

1.3.5 上部修復(fù) 于術(shù)后第4個(gè)月，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的種植體行上部結(jié)構(gòu)取模及修復(fù)。使用藻酸鹽進(jìn)行初步取模，石膏灌模后用光固化樹脂片制作個(gè)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(jìn)行修復(fù)體制作。取下愈合基臺(tái)，安裝修復(fù)體，中央螺絲加力（圖1J～L）。

圖1 比格犬動(dòng)物實(shí)驗(yàn)手術(shù)過程Figure 1 Surgical procedures of Beagle dog experiment

1.4 角化齦變化定量觀測(cè)

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

圖2 盾構(gòu)技術(shù)對(duì)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(duì)樣本進(jìn)行Micro-CT掃描，掃描條件為電壓70 kV，電流200μA，掃描時(shí)間為5 min。掃描方向?yàn)檠胤N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(cè)量種植體肩臺(tái)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(cè)量接觸區(qū)域的種植體骨結(jié)合率。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所有數(shù)據(jù)均使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。組間比較用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。采用Graphpad Prism 6.0（Graphpad software）軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果

2.1 CBCT測(cè)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(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組術(shù)后恢復(fù)良好，種植體周軟組織愈合正常，質(zhì)地堅(jiān)韌，無明顯炎癥反應(yīng)。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(fù)重后軟組織無炎癥反應(yīng)，種植體無松動(dòng)，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(yuǎn)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(yuǎn)中根

2.2 軟組織測(cè)量結(jié)果

負(fù)重3個(gè)月后，實(shí)驗(yàn)組角化齦寬度顯著大于對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組牙齦退縮量顯著小于對(duì)照組（P<0.05），詳見圖2。

2.3 Micro-CT測(cè)量及組織學(xué)觀察結(jié)果

2.3.1 盾構(gòu)術(shù)后3個(gè)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(fù)重3個(gè)月后的Micro-CT影像Figure 3 Micro-CT images showing 3-month after loading

2.3.2 負(fù)重后3個(gè)月 Micro-CT顯示，負(fù)重后3個(gè)月，根片影像消失。Van Gieson染色顯示，實(shí)驗(yàn)組未見根片組織，無牙周膜組織留存（圖4）。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)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(shí)驗(yàn)組頰側(cè)牙槽嵴頂下1、2、3 mm處骨寬度均顯著大于對(duì)照組（P<0.05，表2）。

圖4 種植體骨塊樣本組織學(xué)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(shí)驗(yàn)組對(duì)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(xué)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(xué)研究證明，在種植體負(fù)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(shí)降低美學(xué)風(fēng)險(xiǎn)[7]。現(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(xué)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(yīng)大于3 mm且剩余根片厚度應(yīng)大于2 mm[10]，根片長度應(yīng)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(duì)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(diǎn)對(duì)比格犬進(jìn)行盾構(gòu)技術(shù)操作以減少手術(shù)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

本研究中，種植位點(diǎn)選擇下頜P3和P4的遠(yuǎn)中根。術(shù)前CBCT測(cè)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(fù)重已有臨床報(bào)道是可行的[13]。盾構(gòu)技術(shù)的術(shù)后修復(fù)程序同常規(guī)修復(fù)一致[14]。據(jù)所涉獵文獻(xiàn)報(bào)道，尚未見在比格犬盾構(gòu)模型上進(jìn)行負(fù)重的相關(guān)研究。本次種植體負(fù)重參照臨床負(fù)重流程標(biāo)準(zhǔn)，修復(fù)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)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(duì)盾構(gòu)術(shù)后3個(gè)月的樣本進(jìn)行組織學(xué)切片，發(fā)現(xiàn)了與前期報(bào)道一致的組織學(xué)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(fù)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(shí)驗(yàn)組負(fù)重3個(gè)月后無根片留存，組織學(xué)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(fù)重前對(duì)牙槽骨寬度的保留，負(fù)重后實(shí)驗(yàn)組頰側(cè)牙槽骨寬度顯著大于對(duì)照組。此外，在觀察期內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組牙齦退縮減少，角化齦寬度顯著大于對(duì)照組。但軟組織的改建是一個(gè)復(fù)雜的過程，且軟組織變化的測(cè)量存在很多干擾因素，因此，還需更多證據(jù)說明負(fù)重后盾構(gòu)技術(shù)對(duì)牙齦組織的影響。

前期臨床研究表明，在負(fù)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(shí)驗(yàn)組負(fù)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(fù)重后受咬合力影響，機(jī)械應(yīng)力會(huì)對(duì)種植體周骨組織產(chǎn)生正負(fù)影響。由于手術(shù)將牙齒切割，修復(fù)體僅恢復(fù)遠(yuǎn)中半顆牙，從而導(dǎo)致了與術(shù)前不同的咬合結(jié)構(gòu)，可能導(dǎo)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(shí)驗(yàn)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(duì)延期負(fù)重和即刻負(fù)重未產(chǎn)生應(yīng)力分布變化[18]。但口腔是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，存在溫度、pH值、時(shí)刻變化的負(fù)荷量等因素[19]，應(yīng)正確評(píng)估上述因素對(duì)負(fù)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(fēng)險(xiǎn)[7]。比格犬下頜前磨牙牙根自冠方向根方縮窄明顯，造成預(yù)備時(shí)根片厚度不均，根片根部菲薄。根片預(yù)備時(shí)使用探針確保根片長度，但厚度不均造成負(fù)重后受力不均，影響負(fù)重后根片組織存留。而人上前牙牙根直徑較為均勻，容易預(yù)備出寬度均勻的根片，負(fù)重后根片受力均勻，因而鮮見根片脫落的報(bào)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(yīng)力的能力低于常規(guī)直徑種植體[20]。本實(shí)驗(yàn)將本來由雙根牙承擔(dān)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(dǎo)致根片吸收或脫落。一項(xiàng)長期臨床實(shí)驗(yàn)表明，負(fù)重長時(shí)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(fù)重方式，避免非軸向力和咬合過載，使負(fù)重情況更符合臨床。此外，本實(shí)驗(yàn)中頰側(cè)牙槽骨的改建也導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)組種植體骨結(jié)合率與對(duì)照組無顯著差異。負(fù)重前牙槽嵴頂保存的菲薄的牙槽骨也發(fā)生改建，使實(shí)驗(yàn)組負(fù)重后牙槽骨垂直吸收量與對(duì)照組無異。

本研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，盾構(gòu)技術(shù)對(duì)種植修復(fù)未產(chǎn)生不利影響，且顯著減少了負(fù)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(yīng)用及遠(yuǎn)期預(yù)后提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。但對(duì)于根片組織在負(fù)重過程中脫落或吸收的原因及作用機(jī)制，仍需進(jìn)一步探討。