无牙颌种植固定一体桥上部结构的设计*

朱姗姗 陆支越

由于人民生活水平的提高和口腔种植技术的不断发展，越来越多的无牙颌患者选择种植义齿作为首选修复方案。当患者的身体、经济情况和口腔清洁能力良好，骨量充足、颌间距离及上下牙弓位置关系理想，面、唇部支撑足够的情况下可以选择种植固定修复方案。固定一体桥对于植体的分布和数量要求比分段桥低，也可以避免因为牙龈分段造成的美观和发音问题，成为种植固定修复的首选。4或6颗植体支持的无牙颌一体固定桥在固位、稳定和美观等各方面被证明是可靠且长期稳定的一种方案。文献报道，无牙颌种植固定一体桥的7年成功率达到97.8%[1]。除了植体的选择和植入方案外，无牙颌种植固定一体桥上部结构的设计对于修复体的远期效果和功能也起着至关重要的作用。临床医生做为整个修复方案的制订者，应该关注种植修复上部结构的设计，以使上部结构与种植体之间达到无应力连接并形成适合患者情况的外观及咬合状态。上部结构的设计包括材料、支架形态、咬合和清洁方面等，这些细节都对远期效果有着直接影响。

1.支架的设计

1.1 支架形态 上部修复体的支架是整个修复体的核心部分，承担了主要的咀嚼力量，支架应当具有良好的生物相容性、高精密度和低变形率，还要与上部饰面材料有良好的结合性。支架的形态设计是非常关键的，在保证完全被动就位的前提下其本身要有一定的体积和强度，也要为上部饰面材料留出足够的厚度和有效的固位方式，还要保证和牙龈组织接触区域的易清洁性和唇侧的美观性以及咬合面的良好功能。而且，无牙颌一体支架的设计还要求便于拆卸维护，因此螺丝固位是常规要求。支架的常见形态包括切削杆、切削桥架等。根据上部材料、患者临床条件等决定具体形态的设计。

烤塑和烤瓷相应的支架常采用切削杆的设计，通常为L形或I形。L形切削杆常用于牙槽嵴轻、中度吸收的患者，龈端和舌侧设计成高度抛光的金属凸面，其余部位预留孔洞、指状突起、倒凹、沟槽等作为上部人工牙或饰面材料的固位结构。牙槽嵴重度吸收导致颌龈距离较大的患者通常采用I形切削杆的设计，I形杆强度高、变形小，能最大程度地抵抗咬合力，适用于悬臂较长的修复体。I形杆的龈端和舌侧设计为树脂或烤瓷材料包裹，保证上部饰面材料的厚度外，还能有效恢复缺损的软硬组织[2]。

切削桥架是指在设计软件上模拟出最终修复体形态后，按照上部修复材料需要的厚度进行回切。这样，咬合空间不足的后牙面可以设计为金属面，其余部分给上部材料留出一定的厚度，这在很大程度上可以避免受力最大的后牙咬合面饰面材料的崩坏，并有效保证了前牙饰面材料的厚度和美观性。

由于烤塑、烤瓷材料与支架结合强度有限，且作为一个刚性整体缺少应力中断的部分，长期使用时会有较高的崩裂几率。无牙颌种植固定修复中修复体饰面崩裂是主要的并发症，其中烤瓷崩裂发生率5年为22.1%，10年高达39.3%，烤塑崩裂率则更高[3]。为避免这种情况，临床越来越多采用切削支架桥+单冠粘接的方式，即在设计软件上模拟出最终修复体形态后，回切出牙冠预备体的形态，上部牙冠做成单冠形式粘接在支架上，这样设计不但可以把螺丝孔藏于单冠内部，进一步减少对种植体角度的限制并保证美观效果，而且可以使单冠与桥架以及单冠之间形成应力中断，避免大面积崩裂[4]。文献报道切削钛支架上部粘接全瓷冠设计10年随访，无一支架或中央螺丝折裂，主要并发症为粘接冠折裂或脱落[5]。

1.2 支架制造工艺 在支架的加工工艺方面，失蜡铸造法曾经是口腔科最常用的加工方式，传统桥体支架的制作需经过铸造、激光焊接、电火花蚀刻等过程，但由于铸造支架的精密度及质量有限，尤其是纯钛支架的铸造，经常产生气泡，造成铸造缺陷，传统的铸造方法已被证明不适合全口一体桥的制作。曾有学者研究了失蜡铸造、预成加工、切削、精密杆制作等加工方法制作整体桥架的密合性，认为计算机辅助设计与制作(computer-aided design and computer-aided manufacturing，CAD/CAM)的支架比其他制作方法在边缘密合性、机械学性能等方面均具有明显优势[6]。国内外学者的研究都支持这一观点，认为CAD/CAM加工方式比传统铸造等方式更加精密。影响CAD/CAM支架精密度的因素主要有两点，一为加工材料、二为桥体长度[7]。研究证实，不同系统、材料、设计和长度的CAD/CAM切削支架误差虽有差异，但均小于临床要求的120 μm，且不受上部饰面结构加工时回火的影响，精密度能够得到保证且均质性优良，没有局部应力集中，其中尤以纯钛和氧化锆支架精密度最佳[8]。

除切削支架外，临床口内焊接技术也有非常多的应用场景，它可以有效增加支架的被动就位，但由于设备特殊、技能要求高，且焊接后的支架局部应力较高，临床使用中并不常见[9]。

3D打印由于节省材料和细节的可塑性也成为了未来发展的趋势，其材料可以为金属、陶瓷和聚合物。目前3D打印聚合物材料较为成熟，对金属及陶瓷的处理能力较弱。3D打印的纯钛支架由于金属结构疏松，暂时不被应用于整体桥架的制作[10]。3D打印出的高密度氧化铝增韧陶瓷及氧化锆修复体较为粗糙，其性能也无法满足无牙颌一体支架的要求，仍需要进一步研究和改进[11]。

1.3 支架材料 全口种植上部支架的材料包括金属类、陶瓷类以及聚合物类。铸造金属支架的制作设备简易、价格低廉，一般以镍铬合金或钴铬合金为主，也有少数病例使用金合金材料，但由于重量过大、离子析出造成的健康影响以及金属过敏、核磁检查时发热、伪影等问题，临床使用越来越少，更多的使用纯钛或氧化锆等材料。

1.3.1 纯钛支架 纯钛CAD/CAM切削支架由于其优异的精密度及良好的被动就位且美观能满足大部分患者的需求，是目前临床上应用最广的无牙颌一体桥架类型。纯钛切削支架的良好被动就位使其下植体的应力分布非常均匀，对于保护植体有利，有效地减小了异常应力的出现，10年种植体存留率可以达到95%以上[12]。钛支架强度非常高，能承受力量远远大于人体最大咬合力，即使是悬臂处发生折断的几率也非常小。

纯钛切削支架的并发症主要包括中央螺丝松动或折裂以及饰面材料崩裂。中央螺丝松动或折裂原因是应力的异常集中，主要是由于接口处就位时的异常阻挡或取模、制作过程中的误差导致支架被动就位不良或者基台接口处精密度欠佳造成的。除了尽量提高切削支架的精密度和做好戴牙前被动就位检查外，还应注意一体桥戴牙时应按照对角线方向交叉上螺丝，逐个多次紧固，力量应从轻微逐步加大直至要求的锁死力量并维持20 s以减小扭矩损失，螺丝锁入10分钟后可再次锁紧螺丝，以期发挥较大预负荷。还应注意定期检查维护，必要时可更换中央螺丝[13]。另外，有文献表明，纯钛中央螺丝比钴铬或其他合金螺丝的远期效果更加稳定[14]。饰面材料崩裂主要是因为咬合和结构设计方面的问题，导致局部异常受力或材料厚度不够以及辅助固位装置设计不足，在临床设计中应尽量避免相关问题。

1.3.2 氧化锆支架 氧化锆的透光性、生物相容性和抗菌性能均优于纯钛，临床应用也越来越广泛。目前临床上整体切削的氧化锆桥架使用的是氧化钇四方多晶氧化锆，钇的加入有效提高了氧化锆材料稳定性和强度，二氧化锆的多晶相组成的结构可以少量释放应力并减缓微小裂隙的产生和发展。氧化锆材料的整体切削较为困难，切削过程容易出现破损，对CAM设备要求高，制作成本大。氧化锆的脆性使得基台及氧化锆连接部分易折断，因此它的形态以及上部饰面的设计，更应仔细斟酌。氧化锆CAD/CAM切削桥架主要有两种设计，一种是整体切削桥架+上部饰瓷，但这种设计的缺点是较易崩瓷[15]，甚至会出现支架断裂等严重并发症[16]。另一种是氧化锆桥架+单冠粘接，这种设计由于单冠形成了应力中断，最常见的并发症为单冠折裂，维护时仅需更换牙冠，且可以用CAD/CAM系统里留有的单冠数据直接生成新牙冠，后期维护极为便捷。

有学者研究得出氧化锆桥架的并发症主要来自支架与基台连接处折断或异常磨损，这可能是由于该部位氧化锆材料薄弱、二者间的尺寸偏差造成的被动就位不佳或悬臂梁过长等原因，可以通过将氧化锆支架与金属基台粘接后再行整体螺丝固位来释放应力，以显著降低并发症的发生[17]。360°颈环的设计有利于提高无牙颌氧化锆种植固定桥的被动适合性，并可以减轻由烧结饰瓷带来的不良影响[18]。

氧化锆支架的设计比纯钛支架更应注意细节，根据氧化锆材料的特点，大量学者依据研究对氧化锆整体切削桥的设计提出了建议，认为上颌单冠部分高度不应小于13.3 mm，螺丝孔周围氧化锆厚度应大于3 mm，且悬臂应小于8 mm；下颌要求略低，单冠部分高度不应小于11.9 mm，螺丝孔周围氧化锆厚度应大于2 mm，且悬臂应小于13.7 mm[19、20]。遵照这些原则设计出的氧化锆切削一体桥架的7 年成功率接近100%[20]。

1.3.3 聚醚醚酮支架 聚醚醚酮生物复合材料是改良的聚醚醚酮(Poly Ether Ether Ketone，PEEK)，加入了20%的瓷填料，其优势在于颜色稳定、高耐磨性、无过敏性、抛光性能良好，无异味，具有良好的被动适合性及高抗力，比钛支架质量轻而且与复合树脂粘接强度大大提高[21]。目前，临床试验中PEEK支架短期成功率很高且并发症少，虽仍缺少长期的临床观察研究，但应该成为将来上部结构研究的热点[22]。PEEK的弹性模量接近颌骨，有学者认为使用PEEK材料制作的支架更能有效抵抗下颌运动时的颌骨微小形变[23]。

2.上部饰面的设计

2.1 饰面材料 支架上部饰面材料有聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚合瓷(烤塑)、烤瓷、全瓷等。PMMA重量轻、价格低廉、美观尚可，缺点是强度低、耐磨性差，最易老化、崩脱，优点是可在椅旁直接修补。近年来，一些研究证实添加氟化物等材料可以减少PMMA的崩裂和磨耗[24]。由于PMMA强度较低，在一定程度上反而可以起到应力缓冲的作用。聚合瓷是一种光固化树脂，含73%微细瓷和27%的树脂成分，可直接堆塑于支架表面，其耐磨性和美观性均优于PMMA，硬度更是接近天然牙[25]。陶瓷材料美观性好且耐磨，但与钛结合力差，容易崩瓷，而且无法椅旁修补，后期维护困难。为了将机械并发症引导至易修理的低值材料区并综合美观和应力缓冲的考量，可以考虑上颌使用陶瓷材料修复，下颌使用强度较低的聚合瓷修复，这样既能保证上颌修复体的美观和耐磨、抗着色特性，又能保证下颌存在应力缓冲作用。把机械并发症引导和局限至下颌饰面层，即减少了其他部位的并发症，又最大限度地减小了崩瓷后对美观的影响和椅旁维护的困难，而且价格方面也更为低廉。

2.2 饰面形态的设计 在多数情况下，饰面材料是直接接触口腔内结构的，是患者对修复体最直观的感受。除了要符合美观要求外，还应避免堆积食物、便于清洁并与对颌牙形成合适的咬合关系。

1、尽量控制远中悬臂梁的长度。远端悬臂长度(cantilever length， CL)/前后植体间距（anteriorposterior spread， AP）比值在0.5～0.6范围内通常可以有效降低修复体并发症。上颌悬臂梁长度一般不超过12 mm、下颌不超过15 mm。悬臂梁区域正中和侧方时应均匀调开100 µm。

2、正中咬合时上下颌沟窝锁结不要太紧密，应留出约1 mm的正中自由度，以减小侧向力[28]。

5、牙齿排列的颌弓形态，应当与下方牙槽嵴顶协调一致。咬合点应减数且尽量设计在前后植体连线上。磨牙区种植修复体面不要超过种植体外缘太多，一般建议面面积比天然牙减小30%～40%，这样可以减小50%的侧向力[31]。

7、避免长牙弓的设计，单颌10-12个牙位即可。如果为即刻负重，更应注意消除一切悬臂梁。

9、无牙颌饰面材料若为烤塑或PMMA，其磨耗速度会较快，轻咬合的设计会很快减弱甚至消失，必须经常复诊检查调整咬合。调后的抛光也应做到规范化。

由于无牙颌的咬合设计基本上等同于咬合重建，应该注意观察和验证咬合情况，有条件可以利用数字化下颌运动轨迹仪参考和比较咬合建立前后的下颌运动轨迹，使咬合运动曲线与髁突解剖结构相适应，并可以用数字化咬合分析系统进行咬合的调整和改进。建议复查间隔不超过6个月。

2.2.2 唇舌面和龈端设计 种植固定一体桥的唇舌面除了按照美学标准设计牙齿的比例和外形外，还应注意保持合适的凸度及外展隙。

合适的龈端设计可以很大程度上避免种植体周围炎的发生。修复体的穿龈部分应与上部修复体平滑过渡、避免角度过大或悬突。桥体龈端设计可以参照天然牙列固定桥，要求龈端与牙龈紧密接触而无压力，形成凸面并减小颊舌向宽度，以保证修复体的自洁性和患者清洁的便利。在不涉及美学和发音的区域每一个种植体的两侧还应该留出清洁通道，保证0.4 mm 的间隙刷可以通过以便患者清洁植体，保证远期效果。从细菌附着的难易来看，全锆材料最不易附着细菌，其次是纯钛，最次是树脂，因此龈端材料尽可能选择全锆或纯钛。有学者研究得出，全牙弓种植固定修复患者修复体的清洁很难达到要求，下颌尤其是前牙区更甚。而且义齿不同清洁习惯对菌斑附着情况无影响[33]。因此建议无牙颌固定一体桥必需定期拆下对桥体及其下的种植体进行彻底清洁、抛光、上药等维护，并酌情更换中央螺丝。当然，患者的戴牙后指导非常重要，一定要让患者认识到维护期的清洁直接影响到种植体的寿命，并教会患者使用多种清洁工具，包括种植专用牙线、牙间隙刷、种植桥体刷、冲牙器等。

值得注意的是，虽然无牙颌上部一体桥对植体数目、分布和角度的限制最小，是无牙颌固定修复首选方案，但前提是颌骨比较稳定、无变形。有学者认为，虽然上颌骨相对稳定，但下颌骨容易受到咬肌的牵拉而在下颌前伸和张口时发生微形变使下牙弓宽度相应变小，在下颌无牙颌修复病例中使用分段桥能更好地抵消下颌骨的微形变[34]。一些学者认为上颌整体桥、下颌分段桥的设计更能达到稳定的远期效果。在合适情况下，分段桥的后期维护和对加工精度的宽容具有独特优势。因此，虽然4或6植体支持的一体桥架是无牙颌修复的首选方案，但在具体病例中还应当仔细分析，以确定最适合患者的修复方案。临床工作中，医生需要根据患者口内余留组织条件、颌间距离、咬合力量、美学要求、经济条件等进行不同支架和饰面的设计和材料的个性化选择。