人工种植牙修复牙列缺损的疗效及生物力学研究

陈增芳

(山能集团新汶矿业公司中心医院,山东新泰,271219)

人工种植牙是将与人体骨质兼容性高的纯钛金属制成类似牙根的圆柱体,将其以外科小手术的方式植入缺牙区的牙槽骨内,再在人工牙根上制作烤瓷牙冠的一种治疗牙列缺损的方法。种植牙具有结构类似正常牙、对余留牙无损伤、咀嚼效果良好等优点,被称为人类的“第三副牙齿”[1]。人工种植牙技术经过近十年的不断发展完善,已成为目前牙列缺损修复的最佳手段之一[2]。作者对近1年内收治的42例牙列缺损患者采用人工种植牙治疗,观察并分析其临床效果,同时运用建立的种植体-下颌骨即刻负重的三维有限元模型,探讨牙种植体不同角度即刻负载时骨界面的应力分布规律及种植牙即刻负载技术的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

以42例牙列缺损患者为观察对象,其中男20例 ,女22例 ,年龄19～ 60岁 ,平均(34.4±6.8)岁;共植入种植体67枚,其中单牙缺失种植13枚,多牙缺失种植54枚;上颌牙28枚,其中上颌前牙区16枚,双尖牙区12枚,下颌39枚,其中下颌前牙区18枚,双尖牙区21枚;行7°锥形螺钉种植30枚,其中前磨牙10枚,磨牙20枚,行平头螺钉固定37枚,其中前磨牙15枚,磨牙22枚。

1.2 治疗方法

首先对患者进行颌骨曲面断层X光牙片,并测量、计算缺牙区的骨高度,制作手术模板。经模拟义齿与患者达到一致后,选择ITI Straumann种植体,局麻后借助手术引导板,用3 mm的环形刀在术前已确定的植入点垂直切开黏骨膜至骨面,将其剥离,使之形成黏骨膜孔洞,测量剥离下的黏骨膜厚度。翻瓣暴露牙槽骨,定位后用三棱先锋钻导向,扩孔钻逐级预备至所需深度和直径,钻孔过程中应注意控制先锋钻的方向与深度,并注意喷水冷却。颈部成形后,选择与种植体相同型号的试植体植入骨孔,检查骨孔与种植体形态的是否吻合,用庆大霉素-生理盐水反复冲洗骨孔,将确定的种植体缓慢植入骨孔,安放愈合基台或封闭螺丝。种植体置入6个月后进行复诊,行种植义齿修复。

1.3 即刻负载与延期负载的生物力学分析

参照文献方法[3]建立种植牙延期负载(骨性结合)和即刻负载(骨结合形成前)的三维有限元模型,以150 N 的力轴向加载和分别 10°、20°、30°侧向加载于种植体上采用大型通用有限元分析软件ANSYS 10.0进行生物力学有限元计算。采用Von Mises应力作为衡量应力水平的主要指标。

1.4 疗效评价标准

符合口腔种植成功判定标准[4]:①种植体稳定;②种植体周围无X线透视区;③术后1年内骨吸收在2 mm以内,1年后平均每年的骨吸收在0.2 mm以内;④无神经损伤、感染、疼痛和感觉异常,无神经管损伤,修复体美观。

1.5 统计学方法

采用SPSS 16.0统计软件分析不同负载下牙种植体位移,组间比较采用 t检验,以P<0.05为差异有统计学意义;有限元力学计算分析采用大型通用有限元分析软ANSYS 10.0进行计算。

2 结 果

2.1 修复后12个月临床疗效

经12个月随访,67颗修复牙齿仅4颗出现松动,种植成功率为94.0%(63/67)。X线牙片检查示:63颗成功种植体与骨结合良好,种植体周围无透视区,骨吸收<0.2 mm,且均无牙龈出血、感染、神经损伤、疼痛等症状,咀嚼功能良好,修复体美观,达到患者要求。

2.2 不同负载下骨界面Von Mises应力分布情况

种植体轴向负载时,骨界面最大应力为11.02 MPa,应力集中在颈部,种植体中部和根尖区应力均小于4.65 MPa;种植体 10°及20°侧向负载时,应力集中在颈部,中部和根尖区应力逐渐减小,颈1/3落差较大,根中以下走势缓慢;种植体30°侧向负重时,颈部应力最为集中,最大应力为40.56 MPa。见图 1。

图1 不同负重情况下骨界面的Von Mises应力分布曲线

2.3 轴向及侧向加载时种植体的位移

侧向负载时种植体的即刻负载位移均明显大于轴向负载位移(P<0.05),且种植体的即刻负载位移随负载角度的增大而增加。见表2。

表2 轴向及侧向加载时种植体的位移 mm

3 讨 论

种植修复要求种植体可长期承受咀嚼力,同时具有良好的合力传导及应力分散性能[5]。大量理论研究和临床实践证明,骨内牙种植体用于牙列缺损的修复具有满意的临床效果[6-9]。本组67颗种植牙中仅4颗出现松动,种植成功率为94.0%,且63颗成功种植体与骨结合良好,无牙龈出血、感染、神经损伤、疼痛等症状,咀嚼功能良好,修复体美观,达到患者要求。

种植牙的成功率受多方面因素影响,种植牙的受力角度是其主要影响因素之一,种植牙受力角度不同,其骨界面应力分布也不同。本研究应用三维有限元法分析即刻负重种植体的骨界面的应力分布及位移情况,结果显示:轴向负重与侧向负重的种植体的总体应力分布均集中于颈部,中部和根尖部应力逐渐减小,且从轴向负重向水平负重变化的过程中,随着受力角度的增加,最大应力明显增加。侧向负载时种植体的即刻负载位移均明显大于轴向负载位移(P<0.05),且种植体的即刻负载位移随负载角度的增大而增加。同时还应尽量避免侧向力的影响,待形成骨性结合后,便可不必过多注意侧向力的影响。以上结果提示:在采用人工种植牙修复牙列缺损时,由于种植牙即刻负载多数是在轴向试驾载荷,故从理论上讲,种植牙即刻负载技术是可行的,但要严格掌握适应证并保证植入的种植体初期稳定性良好。同时应注意种植牙和基桩的吻合角度,尽量避免受到侧向力,以保证种植牙的成功率和种植质量。

[1]陈灏珠.实用内科学[M].12版,北京:人民卫生出版社,2006:1914.

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