钛种植牙的临床应用与研究发展

【摘要】 钛金属耐腐蚀性好，具有优良的生物相容性和机械性能。自本世纪60年代Branemark提出了骨整合概念，该理论被广泛认同。口腔临床种植已普遍使用钛种植牙。单一的钛金属种植体简单的制备工艺已不能满足临床的需要，为促进种植牙早期骨整合和更高的结合强度，通过钛金属表面改性而使其更好的与骨组织形成生物结合，综述近年来最新的结合物理，生物化学的钛种植牙金属表面的改性方法和研究发展。

【关键词】 钛； 钛种植牙； 骨整合； 物理改性； 生物化学改性； 适应证

钛金属因为具有机械强度高，耐腐蚀性好，生物相容性好，比较轻等优点，越来越多地应用于口腔修复领域。钛是最早用于临床种植材料之一。Branemark于本世纪60年代提出了骨整合（osseoinegration）的概念：即指种植牙与具有活性的骨组织产生持久性的骨性接触，该理论已经成为现代口腔种植学的理论基础[1]。钛种植牙被誉为人类的第三幅牙齿，被人们越来越广泛的接受。目前，临床上所采用的各种商品钛种植牙虽然都可以达到良好的长期骨整合，并且满足临床种植修复的需要，但患者迫切需要能够尽快修复缺失的牙齿，呼唤着实现早期种植甚至是即刻种植[3]。研究人员在种植体表面，改性处理以提高钛种植体其界面的生物相容性，促进骨整合牢固持久性。种植体表面改性包括：物理改性；生物化学改性。文章对钛种植牙的临床应用与研究发展现状进行综述，介绍最新钛种植牙的发展动态，探索更为有效的方法满足临床需要，缩短种植周期，获得早期骨整合和更高的结合强度，这也是国内外口腔种植研究的核心问题[2]。

1 钛种植牙概述

钛种植牙是一种以骨组织内的下部结构为基础来支持，固定上部牙修复体的缺失牙修复方式。它包括下部的支持种植体（dental implant））和上部的牙修复体（dental porsthesis，implant supported））两部分。它用纯钛金属制成种植体（一般类似压根形态），经手术方法植入组织内（通常是上下颌）并获得骨组织牢固的固位支持，再通过特除的装置和方式连接支持上部的牙修复体。种植牙可获得与天然牙的功能，结构以及美观效果十分相似的修复效果。纯钛种植体由于其优越的骨结合的生物特性已成为临床医生喜爱的首选种植体，种植牙也成为越来越多缺牙患者的首选修复方式。

2 种植牙的适应证

（1）全身情况良好，身心健康，骨骼和牙齿发育已定型的成年人。（2）颌骨、牙槽骨手术及外伤后至少6个月以上，拔牙后至少3个月以后，骨缺损已恢复，种植床的骨形态及质量良好者。（3）无明显口腔软组织缺损患者。（4）出血性疾病，高血压，心脏病，糖尿病等全身性疾病，在该病治疗稳定后方可接受牙种植术。

3 种植牙与一般的固定烤瓷牙技术相比其优点

（1）咀嚼功能恢复及好，它不采用磨损好牙来固定假牙的方法，最大程度地保护了健康牙齿。（2）根据诊者的脸型，牙齿形态与颜色制作牙冠达到整体协调和美观的最佳效果。（3）无活动假牙固定所需要的卡环和及托，舒适而无异物感，有利于口腔清洁卫生。（4）种植牙的手术是一个较小的牙槽外科手术类似拔牙，采用局部麻醉，创伤小，术后即可进食，几乎无痛苦。其不足是比固定烤瓷修复病程长，有比较严格的适应证，治疗费用也相对较高。

3.1 种植体表面物理改性 物理改性主要指的是种植体表面超微结构的改变，解决种植体界面问题。该技术共同点让种植体表面粗糙增加界面积，更有利于成骨细胞的黏附，增殖，能促进成骨细胞向成熟的表化。包括钛桨喷覆，喷砂酸蚀，激光处理，电解蚀刻，表面陶瓷化等[4]。

除了钛桨喷覆和喷砂酸蚀之外，种植体表面纳米改性也被认为是提高其生物活性的重要途径。在种植体表面的物理改性策略中电解蚀刻法[5]，电腐蚀粗化[6]，严重塑性变形表面纳米化技术[7]，激光处理种植体表面是近年来研究的一种新方法，已有实验证实可产生理想的粗糙度，并且处理过程中材质不需要接触种植体表面，而不会产生污染[8-9]。Jakse等[10]研究提示经低水平激光处理的钛种植体表面对骨整合可能存在积极意义。Paz等[11]和Faeda等[12]分别发现，激光处理的种植体在体内细胞培养和体外动物胫骨实验中都可以获得更佳的生物相容性和早期骨整合。Palmquist等[13]报道在人的下颌骨内放置两个半月，激光修复的种植体BioHelix仍然保持着原有的沟槽和凸起形貌。经过组织学和超微结构检测发现，在激光修饰的部位出现了纳米级的骨整合。

近年来，兴起的用种植体表面微结构技术来解决界面问题。该技术的共同点在于植体表面形成微孔，待周围组织长入空隙后，形成与种植体相互交织的界面，从而使多孔表面与骨间产生机械锁结力（mechanical interlock），增加了种植体的稳定性。

种植体颈部加有螺纹结构，由于螺纹的存在可使种植体与骨组织接触表面增大，有利于提高种植体骨结合强度[14]。针对整套种植体系统进行生物特性研究[15]，颈部设计微螺纹除增加植入时螺纹的切削和自攻作用外，螺纹的机械制锁作用可增加其种植初期稳定性，同时增大种植体与骨组织在应力集中区域即皮质骨边缘接触面积，最大限度保留种植体颈部骨组织减少骨组织不必要的丢失，加强皮质骨的早期固位，提高种植义齿的成功率和远期效果[16]。

3.2 种植体表面生物化学改性 生物活性材料（bioactive matrials）的出现为解决界面结合开辟了一条新途径。这类材料通过表面可控的有选择的化学反应，能与组织形成生物化学性结合。化学改性通过改变载体表面的化学特性，使之产生于细胞表面分子之间的特异相互作用，不仅作用细胞表面性质，而且会引起细胞内部结构和功能密切相关的变化[17]。骨内种植材料中，普遍认为磷酸钙类和生物玻璃类是生物材料。国内外学者综合各种材料的优点设计出多种形状和复合材料的种植牙，用于临床及处于研究热点中的生物活性种植牙有：钛芯表面喷涂羟基磷灰石[Ha]种植牙[18]，钛芯生物活性玻璃陶瓷种植牙，钛芯与骨形成蛋白复合种植牙[19]，微孔钛生物活性陶瓷与骨形成蛋白复合种植牙，氮化钛种植牙。另外，纳米改性技术也应用于化学改性中，Santander等[20]在种植体表面形成仿生先进的拓扑结构，成功获得具有宏观粗糙和微观多孔的二氧化钛表面以及钙磷离子沉积的仿生性表面改性。

综上所述，钛种植牙植入骨内可获得良好的骨性结合界面达到较高的骨整合。临床取得较好的效果，人类的第三副牙已被人们广泛的接受，口腔种植技术飞速发展后相继出现了很多新型外科技术如：骨质压缩技术，种植骨技术，骨再生技术，微型种植体应用等[21]，钛种植牙适应证更加广泛，钛种植体支持和固位的覆盖全口义齿应用增加。我国目前65岁以上人口约1，19亿（2010年第六次全国人口普查），按发病率估算，约有7000多万无牙颌患者[22]。对于牙槽骨重度吸收的全口无牙颌患者，不仅颌骨会失去支持义齿的理想形态，而且黏膜变薄，弹力变小，致使义齿的固位与稳定性能变差[23]，此种症状无法用传统的全口无牙颌义齿修复。可用种植覆盖义齿修复，其是在种植上覆盖有患者可自行摘戴的义齿种植体与义齿之间通过各种附着方式的构件相连接。组合构件其中的一部分是固定于种植体之上，另一部分则是固定于义齿基托组织面内两者之间依靠摩擦、弹力卡、锁扣等形式机械式附着或而产生固位[22]。不仅可以解决牙槽骨重度吸收的全口无牙颌患者的难题，由于其固位好，基托小舒适异物感小，对于正常牙槽骨无牙颌患者也是较好的首选修复方式。

关于纯钛种植体对磁共振成像（MRI）的影响，即金属影响MRI发生失真的影像称为伪影。这是部分患者不愿做种植或烤瓷冠修复所顾忌，患者担心做种植或烤瓷修复后如需要核磁检查时受影响、甚至要拆除这些修复体。有关文献指出，纯钛比钴铬合金等金属对磁共振成像的影响很小，有文献指出钛在磁共振扫描时不产生伪影。有学者指出，采用自旋回波序列（spin echo，SE）磁共振扫描时所产生的伪影最小。现在核磁共振检查时可应用一种美国GE公司研发的能有效去除金属伪影的技术-螺旋桨成像（psriodically rotted overlapping parall EL lines enhanced reconstruction，PROPELLER）技术。经过PROPELLER技术处理后可以获得足够的数据来重建1幅完整的图像[24]，利于临床医生的诊断和治疗。

即刻种植是在拔牙的同时植入种植体，其显著的优势在于缩短临床治疗时间，减少手术次数，保持牙槽。山脊的宽度和高度，同时立即修复技术还能够在拔除损牙之后保持之前真牙的外观，有效避免牙槽的吸收情况并阻止牙齿内部的萎缩，使得患者的牙齿损伤能够尽可能避免[25]。临床研究也已证实，即刻种植与传统延时种植对种植手术的成功并无影响，越来越多的受到临床广泛应用[26]。当然，钛种植牙也不尽完善，尚有一些问题值得探讨：第一，骨整合是否符合生物学原理：理想的种植体是能够在种植体与骨间有一类似牙周膜组织的形成，传递和缓冲咀嚼压力，而骨整合因其缺乏类似天然牙缓冲，有人认为它不符合生物学原理。第二，种植体外形及表面微结构物对骨整合的影响：Brunski（1986）认为螺旋状设计及表面呈粗糙多孔状态为好。螺旋设计提供了大体上与骨锁结合的关系，粗糙多孔表面又可产生微锁合作用，比光滑表面能承受更大的剪切强度。Deporter等实验支持上述观点。并且，最适孔径、孔率、涂层材料、涂层方法、技术是否影响种植牙的机械强度，临床及远期效果到底有多大都有待进一步研究。第三，功能负荷状态下骨整合的变化：无负荷状态下几乎有临床应用的种植牙均可形成完善的骨整合。Mckinney，Deporter等发现功能负荷状态下有骨整合改建过程，负荷初的2～4周骨组织为纤维替代，5～6个月再次改建为骨。Deporter进一步研究发现：无功能状态下纤维附着，功能状态下骨附着。Ichikawa等通过临床观察及对拔除的HA涂层种植体组织学研究发现，与纯钛种植体相比看，虽然涂层种植体周围骨组织形成较快，但其骨组织厚度逐渐降低，提示这种HA与周围薄层骨组织的刚性生物整合导致过度骨应力，是临床上引起快速骨吸收的原因。提示负荷状态下涂层种植体并不具有优越性。

随着学者们的不断努力，纳米技术应用，生物材料的研究及广泛应用与普及计算机辅助种植体设计和导板加工制作技术，必将研制出更理想的种植体，促进医师制定更理想的治疗方案，为患者取得更美满的修复效果。

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（收稿日期：2014-05-20） （本文编辑：陈丹云）

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