种植固定修复中基台机械并发症的研究进展

付栩楠 谢志刚

昆明医科大学附属口腔医院口腔种植科 昆明 650106

种植修复的机械并发症是指与机械强度或机械力量等因素相关的种植体及其部件的并发症。常见种植修复的机械并发症主要包括种植体折断、螺丝松动或折断、基台松动或折断、修复支架折裂、修复体崩瓷、松动或脱落等，其中较为常见的是基台或基台螺丝松动[1]。种植体基台作为连接、固位和支持种植体上部修复的结构，当发生松动未及时发现处理时，可能发生基台或基台螺丝地折断，甚至导致种植体取出。

本文就种植固定修复基台机械并发症原因及防治作一综述。

1 基台机械并发症的发生率

种植修复机械并发症中较常见的是饰面折裂，5年发生率为13.5%，而螺丝松动为5.3%，固定修复体脱粘接发生率为4.7%[2]。有文献[3]指出基台或基台螺丝松动4.8年发生率为5.6%，15年的发生率为59.6%，而基台折断4.4年发生率为0.5%，基台螺丝折断为0.3%，虽然基台或螺丝折断的发生率较低，但是其属于较为严重的并发症之一。

2 基台机械并发症的相关因素分析

2.1 基台结构与设计

2.1.1 基台的结构 基台根据是否需要额外的基台螺丝，可分为一体式基台和分体式基台。一体式基台的螺丝和穿黏膜部分属于完整的一体，如Ankylos系统的标准基台，或是没有螺纹，单纯靠摩擦力固位，如Bicon系统的修复基台；分体式基台则是螺丝和穿黏膜部分为分体式设计，螺丝可单独取出，或整合到基台中只可移动不可取出。一体式基台的周边骨应力较分体式基台小[4]，但就基台本身强度是否比分体式强，目前缺乏相关临床证据支持，仍需进一步研究和长期临床观察。

2.1.2 基台螺丝 最常用的螺丝材料有金和钛。钛螺丝比金合金更坚固，但钛螺丝易磨损，导致两个接触面之间过度摩擦，从而导致局部焊接和接触面粗糙化[5]，增加松动或折断的风险。钛合金抗弯折断裂性是1级钛的4倍。因此，由1级钛制成的基台螺丝比钛合金更容易变形和断裂。金合金螺丝弹性模量高于钛，故相较于钛螺丝可减少松动的发生[6]。

基台螺丝的预负荷在基台连接中起重要作用，理想情况下预负荷应该为螺丝屈服强度的75%或断裂强度的65%[7]。预负荷主要依赖于施加扭力，其次是材料、螺丝头部和螺纹设计、表面粗糙度[8]，有学者[9]认为螺丝折断或松动与螺丝头应力集中有关，具有平头、内六角或方形以及高扭矩的金合金螺丝适合性最高[10]。对于不同种植系统，预负荷加载的方法也不同，如Straumann、Nobel系统建议螺丝一次性加力35 N·cm；而如Bego系统不同基台加载扭力不同，并且建议在初步拧紧5～10 min后，再次确认达到需要的扭力。许多学者[11-13]认为在螺丝第一次拧紧后10 min，重新拧紧可以获得因沉降效应而失去的预负荷，可减少螺丝松动发生率。有学者[14]指出在螺丝第一次施加32 N·cm扭力拧紧后5 min，预负荷并没有明显降低。Siamos等[15]在间隔10 min后分别重新拧紧预负荷为25、30、35、40 N·cm的螺丝，可使扭力损失降低17%～19%，并且扭力30 N·cm以上的螺丝扭力损失相对较少。而Schulte等[16]则指出用30 N·cm拧紧基台螺丝后10、20 min、24 h扭力的损失没有差异。

2.1.3 基台材料 现有的基台材料有：铸造金合金、钛、氧化铝、氧化锆和聚醚醚酮（polyetheretherketone，PEEK）等。钛基台由于其良好的机械性能，被认为是基台的首选材料[17]，但是由于钛不美观等问题存在，部分学者[18]认为氧化锆是一种潜在的替代材料，但对此仍有争议。一项关于基台断裂强度的系统评价[19]显示，在循环负荷后，钛和氧化锆基台平均断裂强度没有明显差异；但另一项系统评价[20]中，显示无论是氧化锆还是金属基台，最常见的机械并发症是基台螺丝松动，其中钛基台发生率较高。Klotz等[21]则发现在体外循环负荷后，一体式氧化锆基台磨损面积比钛基台大8.3倍，这会增加基台松动和折断的风险。国内学者对不同材料基台进行三维有限元分析得出，钛、氧化锆、氧化铝基台的预测寿命依次减小[22]。大量的体外实验表明氧化锆基台适合承担前牙区的咬合力，而对于后牙区需慎重。碳增强的PEEK弹性模量与骨密质和牙本质相近[23]，有学者[24]认为钛及其合金的弹性模量明显高于骨骼这会导致应力集中和发生折断，所以该聚合物与钛相比表现出较小的应力。Kaleli等[25]通过三维有限元分析发现定制PEEK基台所受应力较定制氧化锆基台小，因此就机械性能而言PEEK被认为是一种合适的修复材料，但PEEK基台的使用仍需要进一步的研究和临床试验来探索。

2.1.4 加工方式 基台按制作加工过程一般可以分为成品基台（stock abutment）即预成基台（prefabricated abutment）和定制基台（custom abutment）即个性化基台（individual abutment）。其中定制基台的制作技术有常规铸造、研磨技术、复制-研磨技术、计算机辅助设计和计算机辅助制造（computer aided design and computer aided manufacturing，CAD/CAM）技术[26]。

不同的修复材料及加工方式，导致种植体-基台界面精度不同，种植体-基台之间的微间隙以及基台或修复体不能被动就位，都会增加基台螺丝的金属疲劳，增加螺丝松动或折断的可能。而种植体-基台之间的微动会增加连接内表面的磨损，从而增加微间隙[27]。但是在两段式的种植系统中，微动和微间隙是不可避免的，临床上100 μm的微间隙是可接受的，在大部分研究[28]中基台的微间隙都低于平均值，尤其是贵金属和钛基台。微间隙不仅取决于基台材料还取决于技术程序，De Mori等[29]分别在铸造基台和成品金属基台上施加32 N·cm扭力后，铸造基台出现5.33 μm的缝隙，成品基台为7.36 μm，循环负荷后，前者出现6.64 μm的缝隙，后者出现8.16 μm的缝隙。Korsch等[30]在体外实验中比较了成品基台和定制基台单冠后发现，成品基台螺丝松动率为7.7%，定制基台为0%。但是采用铣削磨加工的基台会降低基台的抗断裂性能[31]。

CAD/CAM定制基台与成品基台和其他定制基台相比，具有成本低，避免铸造过程中不精确和氧化锆成品基台需要的额外还原反应等优势；一些体外研究认为CAD/CAM基台可以增加种植体基台螺纹之间的稳定性，减少螺丝松动的发生[32-33]，并且其种植体-基台界面密合性更好，能够减少微动的发生[34]。

2.1.5 连接方式 种植体-基台连接可分为内连接和外连接，其中内连接有抗旋转的内六角、内八角、套管状、混合连接以及不抗旋转的圆锥形连接。

大量研究表明内连接的机械性能优于外连接，内连接在循环负荷后与外连接相比断裂强度更高[19]，机械抵抗力更好[35]。外连接受侧向力时会出现微动，这会增加基台连接界面的微间隙[36]。

在内连接中，内六角和内八角基台的微动模式和应力分布相似，三叶型连接的微动量最小[37]，圆锥形连接作为一种特殊的内连接，和传统的内连接相比，具有较高的抗疲劳载荷和抗最大弯曲，能降低基台折断和松动的风险[38-39]。合适的莫氏锥度和平台迁移的基台微动和微间隙相对较小[40]。

2.1.6 种植体/基台直径 临床上，基台折断较常见部位在基台种植体水平处，种植体直径越小，种植体-基台界面的断裂扭矩和扭转屈服强度越低[41]。当种植体直径固定，基台直径小时，种植体侧壁的断裂强度有所增加[42]；但是种植体在获得机械强度的同时，基台侧壁较薄，可能会导致颈部区域的应力绝对值增高，增加边缘骨吸收或基台折断的风险[43]。

2.2 基台上部结构

2.2.1 修复体/基台数量 Millen等[44]回顾了73项研究，统计分析了在种植体支持式单冠（single crown，SC）、多牙种植固定修复（fixed partial prostheses，FPP）、全口种植固定修复（full-arch fixed dental prosthesis，FAFDP）的机械并发症发生率，其中基台及螺丝松动和折断的发生率如表1所示，在单冠修复中基台松动较容易发生，基台或螺丝折断则较容易发生在全口种植固定修复中。而另一篇系统综述[45]指出，在2000年以前关于全口种植固定修复的文献较少，因此在过去螺丝松动多发生在单冠修复中，随着全口种植固定修复的应用、研究增多，无论是螺丝松动还是基台折断，其发生率都是最高的。这可能与全口种植固定修复加工精度要求高，受力复杂等有关。

表1 基台机械并发症的发生率Tab 1 Technical complications for abutments

2.2.2 修复体/种植体三维位置 影响种植修复的一些生物力学因素有种植体的水平偏移、倾斜度以及顶端偏移等。理想的种植体位置应该平分近远中空间，并且尽可能垂直咬合面，在咀嚼时杠杆作用才会最小化。有学者[46]认为种植体颈部距邻牙距离≥3.7 mm时，机械并发症的发生率会有所增加。此外，种植体水平偏移1 mm，就会导致修复体咀嚼时扭力增加15%[47]；种植体近远中每倾斜10°，修复体咀嚼时扭力增加5%[48]。一项体外实验[49]比较上前牙区种植体根方颊向倾斜20°、0°、舌向倾斜20°时基台的断裂强度，结果发现种植体根方倾斜至舌侧会降低基台断裂强度，同时当咬合力与种植体长轴之间角度越小，基台所受断裂应力越小。有研究[50]表明，当修复体垂直高度≥14 mm时，机械并发症发生率明显增加；当冠根比≥1.46[51]时，单个牙冠和基台有松动的危险，后牙区基台有折断的危险。但在最近一项系统综述[52]中则显示，单牙修复中冠根比为0.86～2.14，并没有很高的机械并发症发生率。在多牙及全口固定种植修复中，有悬臂的修复体基台螺丝折断较为常见，而螺丝松动发生率和无悬臂修复体相似[53]，悬臂的存在并不会增加基台或螺丝松动发生。另外牙尖斜度每增加10°，修复体咀嚼时扭力增加30%[3]，从而增加基台或螺丝松动及折断的风险。

2.2.3 修复体固位方式 修复体的固位方式主要分为螺丝固位和接固位，在机械并发症方面，无论哪种修复形式的种植义齿，螺丝固位基台的机械并发症总发生率明显低于粘接固位，螺丝固位的修复体由于向螺丝的存在，螺丝松动的发生率明显高于粘接固位；而在基台折断方面，两者没有明显差异[54]。

2.2.4 修复体负荷及不良咬合习惯 种植义齿由于缺乏牙周韧带，比天然牙更容易发生咬合过载，因此咬合力大小是种植修复体负荷的关键因素。过大咬合力，尤其是侧向力更容易导致基台或螺丝松动或折断。力在第一磨牙区最大，最小为侧切牙，基台或螺丝松动在后牙区更常见[43]，但是关于基台折断，最近的系统评价[55]显示与修复牙位无关。不良咬合习惯，如磨牙症和紧咬牙等都会增加种植体和修复体的受力，导致早期的机械并发症[56-57]。

3 基台机械并发症的预防和处理

3.1 预防

在单颗后牙修复时优先采用螺丝固位的修复方式，有理想的螺丝通道，并对其进行严密的封闭；若为粘接固位，应保留粘接前基台的口内照片，以便将来确定基台螺丝的轴向；应该严格按照厂商推荐的扭矩对螺丝进行加力，尽可能采用带扭矩刻度的棘轮扳手，并定期进行校对；后牙区应用氧化锆基台应慎重；种植体的位置应位于咬合面的中心，在允许的情况下，避免悬臂的产生；修复体应该保证被动就位；适当减小颊舌径，降低牙尖斜度，尽量避免选择有悬臂的修复方式；注意咬合力的控制，修复体的调应做到正中轻咬无早接触，重咬时均匀接触，侧向运动时无接触；有不良咬合习惯的患者，应配合垫使用[58-59]。

3.2 基台或螺丝松动

螺丝固位修复体处理相对简单，在不破坏螺丝顶部的情况下，去除螺丝孔的封洞材料，将松动螺丝取下并清洁，若螺丝出现多次松动甚至滑丝，种植体、基台均完好时，应更换螺丝，重新加载扭力。粘接固位时，在不伤及种植体、基台的情况下，医生需准确判断并找出螺丝的开孔位置，之后按前述的方法进行处理。

3.3 基台或螺丝折断

若基台折断，螺丝完好时，卸下中央螺丝并取下基台折断部分，但有些基台中央螺丝本身就整合在基台上，如Ankylos常规基台，或一体式基台，则需将中央螺丝头部磨除，将基台上部折断部分取出后，再取螺丝部分；若螺丝发生折断，且折断部分松动时，可用探针或超声震动，逆时针旋出；若折断位置高于种植体，可用血管钳夹住旋出螺丝；若螺丝折断平齐或低于种植体时，可用种植系统配套的工具取出断端或直接磨除断裂螺丝，但切勿伤到种植体内部螺纹；有学者[60]也提出将折断部分及种植体内部螺纹磨除，在原种植体螺丝通道上制作并粘接铸造桩核后行冠修复。若无法取出断端，可考虑直接取出种植体后再重新植入一枚新种植体。

4 总结

种植体基台机械并发症大多因为种植修复设计以及基台设计不当，咬合力过大等引起，虽然常见的基台或螺丝松动并不严重，但如果反复发生，不仅影响患者满意度，同时还会影响种植修复的成功，基台或螺丝的折断虽然发生率较低，但是机械并发症中较为严重和复杂的。因此在临床工作中，对于基台机械并发症的防治不容忽视。