隨著口腔材料和臨床技術(shù)的發(fā)展,種植修復(fù)逐漸成為牙列缺損(失)常見的修復(fù)治療方法。其中,種植修復(fù)基臺(tái)是種植修復(fù)系統(tǒng)的重要組成部分,連接著種植體和上部結(jié)構(gòu),根據(jù)加工方式的不同可分為成品基臺(tái)和個(gè)性化基臺(tái)。成品基臺(tái)由種植體廠家生產(chǎn)并提供,具有與種植體適合性高等優(yōu)點(diǎn),但均是圓臺(tái)狀;個(gè)性化基臺(tái)由技師按照臨床醫(yī)生提供的印模制作而成,具有個(gè)性化等優(yōu)點(diǎn),但加工制作效率低。鈦、氧化鋯和聚醚醚酮(Polyetheretherketone, PEEK)等用于制作種植修復(fù)基臺(tái)的材料及其表面成分、粗糙度、潤濕性和形貌等影響了種植修復(fù)基臺(tái)的理化性能和生物學(xué)性能。雖然種植體有軟組織水平和骨水平兩種,但只有骨水平種植體的周圍軟組織成形和生物學(xué)封閉效果受種植修復(fù)基臺(tái)影響。本文擬介紹骨水平種植體的種植修復(fù)基臺(tái)外形、材料和表面性狀的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn),并展望種植修復(fù)基臺(tái)的未來。
從根方到冠方,種植修復(fù)基臺(tái)可依次分為種植體連接區(qū)、穿齦區(qū)和修復(fù)體連接區(qū)(圖1)。
圖1 種植修復(fù)基臺(tái)示意圖
種植體連接區(qū)是基臺(tái)與種植體連接的部分,具有定位、固位、抗旋轉(zhuǎn)和應(yīng)力分散等功能,內(nèi)連接形式的種植體-基臺(tái)的界面微間隙小,減少了微滲漏和微動(dòng),具有良好的穩(wěn)定性和生物學(xué)封閉性能,為臨床常用形式。
成品基臺(tái)由相應(yīng)種植體廠家提供,種植體連接區(qū)與種植體之間適合性好;個(gè)性化基臺(tái)由第三方制作而成,種植體連接區(qū)與種植體之間的適合性取決于制作條件。有研究報(bào)道,種植體與成品基臺(tái)之間的適合性高于個(gè)性化基臺(tái)[1]。但也有研究報(bào)道,在靜態(tài)條件下,成品基臺(tái)和個(gè)性化基臺(tái)具有相似的細(xì)菌微滲漏[2]??梢妭€(gè)性化基臺(tái)與種植體之間的適合性受到其加工精度的影響,因此,為了提高其精度,需選擇高精度的CAD/CAM系統(tǒng)和銑削設(shè)備。
穿齦區(qū)是基臺(tái)從種植體平臺(tái)至軟組織邊緣的部分,具有軟組織成形和生物學(xué)封閉的功能,決定了種植修復(fù)的美學(xué)效果和生理健康。
有學(xué)者對(duì)前牙穿齦區(qū)提出EBC美學(xué)分區(qū)的概念(圖1),E區(qū)(Esthetic zone)指齦緣以下1 mm的區(qū)域,應(yīng)設(shè)計(jì)成類似天然牙頸部的凸度以支撐齦緣;C區(qū)(Crestal zone)指種植體平臺(tái)冠方1 ~ 1.5 mm的區(qū)域,建議設(shè)計(jì)為直的或略微凹陷的,以避免對(duì)鄰近的牙槽骨和結(jié)締組織造成壓力;B區(qū)(Bounded zone)為位于E區(qū)和C區(qū)之間高約1 ~ 2 mm的區(qū)域,一般設(shè)計(jì)為凹面,為軟組織生長提供空間[3]。
為了量化穿齦區(qū)的設(shè)計(jì),學(xué)者們將基臺(tái)-種植體平臺(tái)交界處和穿齦區(qū)最凸點(diǎn)的連線與種植體長軸之間形成的角度定義為穿齦角度(Emergence angle,EA)(圖2),并通過穿齦角度的大小探討穿齦區(qū)外形對(duì)骨吸收的影響。臨床研究表明,后牙區(qū)基臺(tái)頰、舌及近遠(yuǎn)中穿齦角度在20° ~ 40°范圍內(nèi)時(shí),邊緣骨吸收較少[4]。可見過大的穿齦角度使基臺(tái)壓迫了種植體周圍的軟硬組織,造成牙齦退縮及骨吸收,影響種植體的長期穩(wěn)定性;但過小的穿齦角度可使基臺(tái)失去對(duì)牙齦的支撐作用,造成唇頰側(cè)軟組織塌陷、近遠(yuǎn)中齦乳頭下降或喪失,影響美觀,出現(xiàn)食物嵌塞等問題。
圖2 穿齦角度
修復(fù)體連接區(qū)是基臺(tái)與修復(fù)體連接的部分,有螺絲固位和粘接固位兩種連接方式。目前臨床上針對(duì)單顆牙的種植修復(fù)多使用改良粘接固位方式,即在口外粘接基臺(tái)和牙冠,再通過螺絲將基臺(tái)和牙冠固定于種植體上,既可清理多余的粘接劑,也便于拆卸修復(fù)體。
受種植區(qū)域軟硬組織條件所限,當(dāng)種植體的植入方向與牙冠長軸不一致時(shí),可應(yīng)用角度基臺(tái)來進(jìn)行調(diào)整。研究報(bào)道,15°的基臺(tái)角度可糾正牙冠面1.0 ~ 1.5 mm、25°可糾正2.0 ~ 2.5 mm[5],但角度基臺(tái)會(huì)增加種植體和周圍骨的應(yīng)力、應(yīng)變,使骨吸收風(fēng)險(xiǎn)加大,建議前后牙區(qū)的基臺(tái)角度應(yīng)分別控制在25°和20°以內(nèi)[6,7]。
目前常用的基臺(tái)材料有鈦、氧化鋯和PEEK等,不同材料的組成成分、理化性質(zhì)和力學(xué)性能均會(huì)影響種植修復(fù)的最終效果。
鈦是目前應(yīng)用最廣泛的種植基臺(tái)材料,包括純鈦和鈦合金,均具有良好的機(jī)械性能、生物相容性和細(xì)胞黏附能力。成品基臺(tái)多是由鈦合金制作而成,個(gè)性化基臺(tái)是由純鈦切削加工而成。鈦的金屬色彩會(huì)影響種植修復(fù)的美學(xué)效果,尤其是對(duì)于薄齦型且高笑線患者,鈦基臺(tái)可透過牙齦呈現(xiàn)灰黑色甚至是直接暴露金屬顏色。因此,針對(duì)薄齦型患者,美學(xué)區(qū)種植修復(fù)時(shí)慎用鈦基臺(tái)。
與鈦基臺(tái)相比,氧化鋯基臺(tái)美學(xué)性能佳、菌斑附著少,且有助于牙齦成纖維細(xì)胞的黏附和增殖,具有良好的軟組織整合能力。氧化鋯基臺(tái)可分為一體式和分體式兩種(圖3),一體式氧化鋯基臺(tái)是由氧化鋯整體切削而成,因?yàn)檠趸喚哂懈邚椥阅A亢偷蛿嗔秧g性的特點(diǎn),所以一體式氧化鋯基臺(tái)存在與植體連接部分易折裂和中央螺絲易松動(dòng)等缺點(diǎn);為了克服該缺點(diǎn),將基臺(tái)種植體連接區(qū)更換為鈦基底,與上部切削成形的氧化鋯穿齦區(qū)和修復(fù)體連接區(qū)粘接成一體,即為分體式氧化鋯基臺(tái)[8]。研究證實(shí),分體式氧化鋯基臺(tái)與鈦基臺(tái)有相似的應(yīng)力分布,優(yōu)于一體式氧化鋯基臺(tái)[9],但鈦基底與上部氧化鋯間存在脫粘接的風(fēng)險(xiǎn)。
圖3 一體式氧化鋯基臺(tái)(左);分體式氧化鋯基臺(tái)(右)
與氧化鋯相比,PEEK材料不僅具有良好的美學(xué)性能,還具有良好的韌性,其彈性模量與頜骨相近、拉伸強(qiáng)度介于牙釉質(zhì)與牙本質(zhì)之間,能有效地減少應(yīng)力集中,但其抗拉強(qiáng)度弱于鈦和氧化鋯,且在動(dòng)態(tài)載荷下容易產(chǎn)生微滲漏,所以PEEK材料多應(yīng)用于制作臨時(shí)基臺(tái)[10]。為了提高PEEK材料的強(qiáng)度,加入20%納米陶瓷填料形成陶瓷增強(qiáng)型PEEK材料,即BioHPP,已有文獻(xiàn)證實(shí)其可用于制作可摘局部義齒支架[11],用于制作前牙基臺(tái)可承受100 N、模擬2年咀嚼運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)加載,加載后的抗折強(qiáng)度與氧化鋯基臺(tái)相當(dāng)[12],但其能否用于制作前牙區(qū)的正式基臺(tái),還需進(jìn)一步的臨床評(píng)估。
雖然基臺(tái)穿齦區(qū)相當(dāng)于天然牙的牙頸部,但不同于天然牙的是,穿齦區(qū)表面膠原纖維平行于基臺(tái)表面,基底膜不連續(xù)、半橋粒部分缺失,周圍結(jié)締組織血供差,以至于種植體周圍組織封閉弱、抗細(xì)菌侵襲能力低,易引起種植體周圍炎,且疾病進(jìn)展快、控制難[13]。此外,鈦基臺(tái)存在牙齦透灰的問題,影響種植修復(fù)的牙齦美學(xué)效果。因此,現(xiàn)有研究針對(duì)提高種植基臺(tái)的抗菌性能、軟組織整合能力和牙齦美學(xué),提出了不同的種植基臺(tái)表面改性方法。
種植基臺(tái)表面物理改性方法有高度拋光、紫外光功能化和激光蝕刻等。目前,臨床上要求基臺(tái)必須進(jìn)行高度拋光,其表面粗糙度應(yīng)低于0.2 μm,以減少細(xì)菌在材料表面的定植,但鈦基臺(tái)表面經(jīng)高度拋光后,表面碳元素的累積將使其生物活性降低,不利于材料表面的軟組織整合,導(dǎo)致上皮的根尖遷移;紫外光功能化處理可減少材料表面碳元素的污染,改善材料表面潤濕性,提高上皮細(xì)胞的黏附,但作用的時(shí)效性有待考究[14]。激光蝕刻是一種無接觸、零污染的精密加工方法,可在基臺(tái)表面形成微米級(jí)的溝槽結(jié)構(gòu),增強(qiáng)人牙齦成纖維細(xì)胞的附著,降低上皮細(xì)胞向根尖遷移的風(fēng)險(xiǎn),且使結(jié)締組織纖維能夠垂直于基臺(tái)表面愈合[15];但微米級(jí)的表面可能增加細(xì)菌積累的風(fēng)險(xiǎn),且該方法產(chǎn)生的熱沖擊可使基臺(tái)材料機(jī)械性能下降,尤其是氧化鋯材料。
化學(xué)處理主要是陽極氧化法,以金屬材料為陽極,惰性材料為陰極,酸溶液為電解質(zhì),在一定電壓、電流條件下在金屬材料表面發(fā)生電化學(xué)氧化反應(yīng)生成氧化膜,改變材料的表面粗糙度、納米結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分等,從而影響材料的生物學(xué)性能。目前陽極氧化法已應(yīng)用于鈦種植體表面改性,通過提高鈦種植體的相對(duì)表面積及表面潤濕性促進(jìn)骨整合,陽極氧化過程中反應(yīng)生成晶相為銳鈦礦的二氧化鈦可減少早期定植菌的黏附[16];但將陽極氧化法應(yīng)用于鈦基臺(tái)表面處理,能否改善基臺(tái)表面軟組整合能力和抗菌性能仍存在不同意見[17]。陽極氧化過程中的反應(yīng)電壓不同會(huì)在鈦基臺(tái)表面生成不同厚度的氧化膜,從而使鈦基臺(tái)表面呈現(xiàn)出不同顏色,但由于氧化膜厚度可控性差,使顏色重復(fù)率低,因此仍需進(jìn)一步研究。
涂層修飾是通過陰極極化、微波輔助和濕化學(xué)法等途徑將有機(jī)或無機(jī)的活性物質(zhì)涂覆于基臺(tái)材料表面。研究報(bào)道經(jīng)陰極極化將多西環(huán)素絡(luò)合至基臺(tái)表面,可對(duì)細(xì)菌生物膜的積累和浮游細(xì)菌的生長產(chǎn)生明顯抑制作用,但多西環(huán)素可能導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性;經(jīng)微波輔助制備納米銀涂層可改善基臺(tái)表面對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌效果,但納米銀涂層可能產(chǎn)生細(xì)胞毒性;化學(xué)修飾的乳鐵蛋白吸附于基臺(tái)材料表面,可減少材料表面細(xì)菌黏附,但乳鐵蛋白涂層存在時(shí)效短、長期穩(wěn)定性差的問題;通過交聯(lián)劑將細(xì)胞外基質(zhì)蛋白、纖維連接蛋白和層粘連蛋白共價(jià)修飾至硅烷化的鈦合金或氧化鋯基臺(tái)表面,可促進(jìn)人牙齦成纖維細(xì)胞附著,但仍需進(jìn)一步體內(nèi)研究評(píng)估[18,19]。
今后對(duì)于種植修復(fù)基臺(tái)的研究可著眼于以下幾個(gè)方面:①基臺(tái)外形,尤其是穿齦輪廓,應(yīng)進(jìn)行改良設(shè)計(jì)和制作,并結(jié)合臨床研究進(jìn)行評(píng)估,實(shí)現(xiàn)更好的軟組織塑形效果;②鈦和氧化鋯基臺(tái),可著重于表面改性以獲得抗菌性能并提高軟組織整合能力,其中,鈦基臺(tái)的表面改性可兼顧改變基臺(tái)顏色以提高美學(xué)效果;③PEEK材料研究首要在于增強(qiáng)力學(xué)性能,以符合種植修復(fù)基臺(tái)的臨床應(yīng)用需求。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)種植修復(fù)基臺(tái)的外形、材料和表面性狀等多方面的優(yōu)化,推進(jìn)種植修復(fù)的仿真化和仿生化。