種植體支抗的研究進(jìn)展

種植體支抗的研究進(jìn)展

正確設(shè)計(jì)和充分利用畸形支架的合理設(shè)計(jì)是決定治療成功的重要因素之一。傳統(tǒng)的支抗設(shè)計(jì)如橫腭桿、腭托、頭帽口外弓,因存在不易控制、舒適性較差或依賴患者合作等不足,一定程度上影響了矯治效果,延長(zhǎng)了療程。長(zhǎng)期以來,國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直在積極尋求一種穩(wěn)定可靠、美觀舒適的支抗控制方式。20世紀(jì)90年代以后種植體作為一種新的支抗手段開始應(yīng)用于臨床,使口腔正畸醫(yī)師的愿望成為現(xiàn)實(shí)。種植體支抗的應(yīng)用極大地方便了正畸醫(yī)師和患者,提高了臨床疑難病例的療效,縮短了療程。迄今為止,臨床應(yīng)用的支抗種植體大致有以下類型:牙種植體、磨牙后區(qū)種植體、骨內(nèi)種植體、骨膜下種植體、鈦板種植體、微型種植體、可吸收種植體。其中微型種植支抗系統(tǒng)因其性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單、創(chuàng)傷小等優(yōu)點(diǎn),目前臨床應(yīng)用最為廣泛。一、彈性彈簧對(duì)鈦種植體的生長(zhǎng)和發(fā)展早在1945年,Gainsforth和Higley用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)率先探索了以種植體作為支抗,進(jìn)行正畸治療的可能性,開創(chuàng)了種植體支抗的先河。1964年,Branemark等認(rèn)識(shí)到金屬鈦釘可以和骨組織直接結(jié)合,而不引起排斥反應(yīng)。經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)5年的研究,他們證實(shí)這種結(jié)合是穩(wěn)定的骨整合(osseointegration)。Roberts等于1984年將鈦種植釘種植在兔子的股骨上,12周后通過彈簧對(duì)鈦種植釘施加0.98N的牽引力,4～8周后結(jié)果顯示,在持續(xù)的載荷作用下20枚種植釘中的19枚均形成穩(wěn)定的結(jié)合,進(jìn)一步證實(shí)了鈦種植體用于骨性正畸支抗的可行性。此后,Roberts等于1989年成功地將牙種植體作為絕對(duì)支抗用于正畸臨床治療。臨床應(yīng)用型種植支抗的真正發(fā)展是在1990年以后,其間陸續(xù)開發(fā)的有:Onplant系統(tǒng)(Block和Hoffman,1995)、SAS系統(tǒng)(skeletalanchoragesystem,Sugawara,1998)、Orthoanchor系統(tǒng)(Dentsply公司,1997)、Aarhusanchoragesystem系統(tǒng)(Costa,1998)、MIA系統(tǒng)(microimplantanchorage,KyungpookUniversity和Dentos公司,1999)、OSAS(osseodyneskeletalanchoragesystem,SeoulNationalUniversity和EPOCH公司)、MiniscrewImplant(YouseiUniversity)、OMAS(orthodonticminicrewsystem,臺(tái)北長(zhǎng)庚醫(yī)院,2001)等。縱觀上述歷史,種植體支抗有以下發(fā)展趨勢(shì)。二、植物支架的臨床應(yīng)用1.適應(yīng)性和禁忌(1)正頜外科術(shù)前輔助治療①需要最大支抗甚至是絕對(duì)支抗的臨床病例,如嚴(yán)重的牙列擁擠或雙頜前突,需最大限度內(nèi)收前牙;②嚴(yán)重的牙槽高度失調(diào),如唇-牙槽關(guān)系失調(diào)所致的露齦笑,咬合平面異常斜度所導(dǎo)致的嚴(yán)重開、偏、下頜過度前上旋或后下旋;③嚴(yán)重的中線偏斜;④正頜外科術(shù)前輔助治療;⑤骨性畸形矯形輔助治療。目前多數(shù)種植支抗系統(tǒng)由于骨整合不夠,尚難以直接為矯形治療提供足夠的支持。雖然個(gè)別系統(tǒng)(如SAS)例外,但也要等到種植體骨整合后才可以進(jìn)行矯形治療。(2)相對(duì)禁忌①存在未萌恒牙者(第三磨牙除外),手術(shù)有可能損傷恒牙胚;②全身性或頜骨局部骨代謝疾病;③手術(shù)部位局部炎癥:牙齦炎或牙周炎等。2.種植釘失敗率及支撐性因子韓國(guó)Kyung等報(bào)告MIA系統(tǒng)的失敗率約為27.5%,下頜高于上頜。北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院的臨床研究顯示OSAS系統(tǒng)的失敗率為8.8%。2003年Deguchi等報(bào)告種植釘?shù)氖÷蕿?%,均發(fā)生在術(shù)后愈合期,即初始階段,而一旦種植體與骨組織發(fā)生緊密的結(jié)合,正畸負(fù)載不會(huì)對(duì)骨整合產(chǎn)生影響。說明當(dāng)前的種植體失敗多與手術(shù)有關(guān),適當(dāng)?shù)恼?duì)種植體影響不大。綜合目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)報(bào)道,其失敗主要包括以下原因。(1)感染感染的發(fā)生一般與手術(shù)的無菌條件、患者自身局部或全身炎癥的控制、口腔衛(wèi)生的保持有關(guān)。(2)種植體與骨組織的機(jī)械結(jié)合不夠緊密由于術(shù)者經(jīng)驗(yàn)或者術(shù)前準(zhǔn)備不足,助攻型植入孔與種植釘型號(hào)不匹配,導(dǎo)致種植體與骨組織間的機(jī)械結(jié)合不夠緊密。此外,植入孔預(yù)備時(shí)產(chǎn)熱過多,致界面組織損傷也是一個(gè)重要因素;而自攻型種植體往往由于術(shù)者過于頻繁地改變植入方向,導(dǎo)致種植體與骨組織間的機(jī)械結(jié)合不緊密。(3)手術(shù)位置選擇有報(bào)道顯示,相對(duì)于接近黏膜轉(zhuǎn)折部,附著齦更適于種植體植入,成功率更高。三、基礎(chǔ)研究植物支架系統(tǒng)的基礎(chǔ)1.骨整合率與微動(dòng)度的關(guān)系從組織學(xué)的角度研究,種植體成功與否主要取決于種植體和骨組織間的生物相容性和力學(xué)相容性(排除手術(shù)和感染因素),這兩方面都集中反映在種植體-骨組織結(jié)合界面上,即種植體系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)。針對(duì)種植體-骨組織結(jié)合界面,Branemark等提出了骨整合的概念,即指種植體與具有活性的骨組織產(chǎn)生持久的骨性接觸,界面無纖維介入。骨整合的過程涉及成骨細(xì)胞在種植體表面黏附、生長(zhǎng)、分化、分泌基質(zhì)及基質(zhì)礦化等。種植體-骨組織結(jié)合界面的骨形成和應(yīng)力刺激后的骨改建都是細(xì)胞活動(dòng)的結(jié)果,涉及成骨細(xì)胞系和破骨細(xì)胞系等。成骨細(xì)胞的前體在種植體表面黏附、增殖和分化的差異決定了結(jié)合界面細(xì)胞的異質(zhì)性;破骨細(xì)胞的活動(dòng)則為骨形成清除障礙,維持骨改建的動(dòng)態(tài)平衡。大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究已證明,一定的骨整合對(duì)于種植體支抗的成功及行使功能是必需的。但不同的種植支抗系統(tǒng)的骨整合率(面積比例)不同,這可能與種植體的表面積、形狀、植入部位骨密度以及種植體本身的材料特性和表面處理工藝有關(guān)。需要明確的是,不同于修復(fù)種植體,種植體支抗只需要短期穩(wěn)定,對(duì)骨整合的要求相對(duì)較低。2003年Deguchi等將微螺釘鈦種植體(5.0mm×1.0mm,Stryker?,Kalamazoo,USA)植于8個(gè)月齡的雄犬頜骨上,結(jié)果發(fā)現(xiàn)種植體5%的骨整合率足以支持1.96～2.94N的正畸力,而在此之前只需3周的愈合期。組織學(xué)結(jié)果顯示,此時(shí)種植體周圍形成的主要是不成熟的網(wǎng)狀骨組織。Deguchi等根據(jù)人的骨改建速度,推測(cè)4～5周的愈合期就可以達(dá)到人頜骨需要的整合率,同時(shí)也提出了“即刻負(fù)載”的設(shè)想。現(xiàn)代多數(shù)微螺釘種植系統(tǒng)趨向主張“即刻負(fù)載”,即不等待骨整合,但這并不意味著沒有或無需骨整合?！凹纯特?fù)載”的觀點(diǎn)基于1992年Brunski針對(duì)牙種植體的“微動(dòng)度”理論,該理論認(rèn)為種植體與骨組織間有100μm內(nèi)的微動(dòng)度不會(huì)明顯影響骨整合的形成。同時(shí),Melsen和Lang的研究證實(shí),即刻加載的正畸力可以顯著影響種植體周圍牙槽骨的改建及密度,但不會(huì)改變二者的骨整合。雖然該實(shí)驗(yàn)所用的不是微螺釘種植系統(tǒng),但其結(jié)果仍具有一定的指導(dǎo)意義。此外,目前微種植支抗的大量臨床應(yīng)用也證實(shí)了“即刻負(fù)載”的可行性。2.種植體支抗的重要性首先,鈦合金的成功改性初步滿足了自攻型微種植體對(duì)強(qiáng)度的特殊要求。但目前臨床上偶有發(fā)生的種植體折斷,提示種植體強(qiáng)度仍有待進(jìn)一步提高。而如何在種植體支抗微型化、良好的生物相容性和高強(qiáng)度三者間尋找最佳的平衡是今后需要解決的問題。其次,為了提高種植體骨整合的效果,學(xué)者們嘗試了各種手段對(duì)鈦合金作表面活化,活化后的表面顯示出良好的骨性結(jié)合活性。表面活化手段也因簡(jiǎn)便有效而日益受到關(guān)注,主要包括:噴沙、酸蝕、羥基磷灰石涂層,微弧氧化等。目前關(guān)于種植體表面形態(tài)對(duì)界面骨整合行為影響的研究結(jié)果尚不統(tǒng)一,但普遍認(rèn)為粗糙表面的種植體更有利于骨整合。再次,為了避免二次手術(shù)去除正畸種植體給患者造成的麻煩和痛苦,Glatzmaier等于1995年報(bào)道了一種可降解型正畸種植體:BIOS(bioresorbableimplantanchorfororthodonticssystem)。該系統(tǒng)可以承受50N的水平剪切力和80～155N的垂直向力,此后的臨床實(shí)驗(yàn)也證明了該系統(tǒng)的有效性。雖然沒有后續(xù)報(bào)道,但BIOS的出現(xiàn)仍不失為今后的開發(fā)提供了一個(gè)獨(dú)特的方向。歷經(jīng)50余年的發(fā)展,種植體支抗作為多學(xué)科交叉的產(chǎn)物,其針對(duì)臨床疑難病例的矯治優(yōu)勢(shì)已初步顯現(xiàn)。但種植體支抗作為正畸臨床治療的一種新興手段,尚存在不少缺陷。如:穩(wěn)定性、安全性不夠;有脫落、折斷的情況發(fā)生;偶有并發(fā)癥出現(xiàn),如壓迫牙根,損傷牙周膜、上頜竇或神經(jīng);手術(shù)創(chuàng)傷;均伴有不同程度的組織腫脹等。而且正畸種植體支抗在我國(guó)正處于起步階段,必須對(duì)廣大正畸醫(yī)生及患者進(jìn)行正確的引導(dǎo),從衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度出發(fā),選擇性使用正畸種植體支抗,相信隨著組織學(xué)、材料學(xué)、生物力學(xué)研究的不斷深入,目前的種植支抗技術(shù)將在微型化、簡(jiǎn)單化、微創(chuàng)或無創(chuàng)化等方面更加完善,其應(yīng)用前景必將對(duì)正畸臨床治療產(chǎn)生深遠(yuǎn)積極的影響。1.正畸種植體支抗已由牙種植體支抗(dentalimplantanchorage)逐漸向微型正畸專用系統(tǒng)過渡。大量的基礎(chǔ)與臨床研究表明,微型種植支抗系統(tǒng)可以為大多數(shù)正畸患者提供足夠的支抗保證,植入和取出手術(shù)簡(jiǎn)單,植入部位靈活。2.由“助攻型”種植體支抗向“自攻型”種植體支抗發(fā)展:隨著臨床應(yīng)用日益廣泛,以往的種植體難以同時(shí)滿足微型化、程序簡(jiǎn)單化的臨床要求。鈦合金材料學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了自攻型微型種植體支抗系統(tǒng)的產(chǎn)生,即在植入種植體前不需要預(yù)先使用種植機(jī)來預(yù)成植入孔。這極