欢迎参加 ITI 在线学院学习模块“牙种植体的组织结合”,本模块讲师为 David Cochran。
本模块主要介绍牙种植体与口腔内软硬组织结合的相关概念。外源物质结合到骨中的这一现象被称为骨结合,这种现象从本质上革新了缺牙修复的方式。骨结合对牙医和缺牙患者均有重大意义。种植体固位于骨组织,并穿过软组织。了解种植修复体周围的软硬组织对于实现最佳修复方案是非常重要的。
学完本 ITI 在线学院模块后,您应能够:定义牙种植体的软硬组织结合,讨论硬组织结合或骨结合是如何发生的,讨论软组织结合是如何发生的并将其与天然牙进行对比,了解不同种植体/基台连接对其边缘组织的影响。
瑞典的 Per-Ingvar Branemark 教授因观察到钛金属可结合到骨组织中而备受赞誉。他对此进行延伸,建议使用种植体来修复缺失的身体部位,包括牙齿。他将金属钛结合到骨中的这一现象称作“骨结合”,并将其定义为光学显微镜下发现的种植体-骨接触。12 年后,瑞士的 Andre Schroeder 将这类结合称作“功能性骨沾粘”。这两个术语均描述了动态的骨组织沿着种植体改建和生长的现象。
如今“骨结合”定义为任何生物相容性材料结合到骨组织中的现象。骨结合是通过与材料相邻的骨组织改建来实现和维持的。近年来,人们逐渐了解到钛合金和氧化锆等其他生物相容性材料也能结合到骨组织中,这一定义因此得以发展。
牙种植体还必须穿过口腔中的软组织,像天然牙一样,种植体周围的软组织也包括上皮和结缔组织。这些软组织形成一个生物学封闭层,将机体内部与外部相隔离,防止微生物侵入。
上皮和结缔组织包绕种植体表面的厚度被称为生物学宽度,类似于天然牙周围的软组织。
定义,学习重点:硬组织结合通常被称为骨结合。骨结合是描述光镜下骨-种植体接触的组织学术语。也有定义将骨结合描述为任何生物相容性材料结合到骨组织中的过程。软组织结合包含由结缔组织支持的上皮附着,它们的厚度被合称为生物学宽度。软组织可形成一个生物学封闭层,抵挡外界微生物的侵入。
植入种植体前,需使用配套钻头预备种植窝,预备时需切割骨组织,使种植体直接与骨接触。根据光镜下种植体-骨接触的定义,该接触为机械嵌入,称为初期种植体-骨接触。骨组织是动态的,这意味着它会不断变化和改建。当新骨开始在种植体表面生长时,即进入过渡期。由于骨组织的骨量、位置、类型以及种植体表面的骨传导特性等诸多因素,种植体在该时期可能会发生微动。最终,种植体-骨接触表面的原骨组织被改建和新生的骨所取代,该接触被称为继发性种植体-骨接触。骨组织会不断重塑,因此接触界面会持续改建。
该视频显示了种植体如何植入种植窝,以及其与切割后的骨组织(浅粉色部分)发生的初期种植体-骨接触。随着时间变化,以及骨组织改建和新骨形成(红色部分),种植体-骨接触面会逐渐消失。这些变化是同时发生的,如果持续观察种植体的稳定性,可注意到到种植体的稳定性在骨改建期会降低(视频中通过下沉来体现)。新骨生成和骨组织改建完成时,将会形成继发性种植体-骨接触,种植体稳定性会再次提高。而当骨质和种植体表面的骨传导性较差时,稳定性会大幅降低,下沉更加明显,这是因为骨改建和新骨形成速度较慢。
种植体表面的特性会影响其与骨组织的结合程度。这是因为种植体表面充当了新骨生成的支架,称为骨传导。较光滑的种植体表面(如加工后的金属钛),其骨传导性并不显著;而较粗糙的涂层表面,其骨传导性更高,这意味着将有更多的新骨生成。也可通过保持种植体表面的天然氧化钛键合,对表面粗化或添加涂层,让种植体表面保持化学活性。
20 世纪 80 年代和 90 年代使用的牙种植体大多通过加工钛棒制成,种植体表面处理工艺为车削(机械)加工,并在种植体表面形成较浅的沟槽。在应用初期,这些种植体主要用于下颌前牙区,植入时嵌入下颌骨上下两端的皮质骨中,即“双皮质骨稳定法”。但是研究很快证明,经粗化或涂层处理表面的种植体骨传导性更高。因此,厂商又开发出更粗糙的种植体表面。粗化表面可通过在钛棒上进行增材或减材制造而成。早期,增材制造的表面更受欢迎,包括增加熔融钛来打造钛浆喷涂 (TPS) 表面,以及羟基磷灰石 (HA) 涂层。另一种粗化方式是让表面高度氧化,形成厚的氧化层。然而该表面不仅粗糙,还会形成孔隙,容易导致细菌定植。因此,如今喷砂酸蚀等处理方式更为普遍。这种表面虽然粗糙,但不会形成孔隙。
骨结合会受到表面处理的影响,并与新骨形成和骨改建相关。这两个过程都依赖于骨细胞活性,包括成骨细胞活性,这会在种植体表面形成类骨质,然后矿化。成骨细胞在表面附着和展开得越好,就会有越多的新骨生成。能够促进这种骨细胞活性的表面被称为具有骨传导性的表面。不同种植体表面具有不同程度的骨传导性,但最终结果是实现骨-种植体接触。种植体表面的新生骨会使种植体和骨结合在一起。可通过测量破坏骨结合所需的力来确定骨结合强度。该力即为将种植体拔除扭矩值。
硬组织结合,学习重点:骨结合过程需要采用精细的步骤将骨损伤降至最小。种植体可与种植窝的骨组织即刻形成初期骨接触和稳定性。随着时间的推移,骨改建和过渡期可能会导致种植体发生一定程度的微动。可通过改变种植体表面来增加骨传导性。较粗糙表面的骨传导性比较光滑表面的高。
由于种植体位于体内的颌骨,修复体位于外部的口腔,将两者连接后会穿透黏膜或外部屏障,因此需要在骨组织冠方的穿龈袖口处形成一层生物学封闭。该封闭层由种植体周围的软组织形成,包括上皮和结缔组织两部分。该封闭层及其组成部分各不相同,取决于种植体和基台的类型和位置。与天然牙类似,结缔组织的厚度相对较稳定,而用于封闭穿龈袖口的结合上皮面积差别较大。
种植体周围的上皮接触与天然牙周围的情况相似。口腔上皮发生角化,延伸至下层结缔组织中,被称为钉突。角化上皮继续伸至邻近种植体周围龈沟的非角化上皮中。结合上皮从龈沟底部延伸至最初的结缔组织附着。结合上皮细胞附着到与天然牙半桥粒结构相似的金属钛上面。
结缔组织附着主要由不同大小的胶原纤维构成,从结合上皮的根尖方延伸到最初的种植体-骨接触面。种植体周围有一个疤痕样的无血管结缔组织圆形区域,大约厚 50 微米,接着是含血管成分的疏松结缔组织。将粗糙种植体表面周围放大无数倍后观察,可看到较小的结缔组织纤维朝着多个方向延伸。将一些粗糙表面内部放大无数倍后观察,可看到较小的纤维朝着垂直于种植体表面的更为水平的方向延伸。
软组织结合,学习重点:软组织结合会因种植体/基台连接形式产生差异。与天然牙相似,结缔组织长度相对较稳定,结合上皮的长度多样,上皮附着也由半桥粒介导。结缔组织附着主要由被含血管成分的疏松纤维包围的疤痕样无血管区域内的圆形纤维的构成。
要试戴种植义齿,首先需要将基台与种植体相连接。基台和种植体之间的接口存在缝隙,称为微间隙。微间隙大小取决于种植体设计。咬合负载时,微间隙可能会发生变化,由于接口设计不同,某些品牌种植系统会表现更高稳定性。微间隙相对于牙槽嵴的位置也会因种植体设计特点产生差异。
与种植体/基台接口相关的因素及由此产生的微间隙会影响种植体周围的边缘软硬组织。因此,在治疗计划过程中,应考虑种植体/基台连接的类型和位置。细菌会侵入某些设计的种植体-基台接口,且可能导致炎症和骨丧失。目前有三种较常用的种植体/基台连接方式。包括一段式种植体、基台直径一致的两段式种植体(可齐平对接)和基台直径不一致的两段式种植体(通常被称为平台转换种植体)。
一段式种植体具有伸入口腔中的穿龈部分。这类种植体也被称为软组织水平种植体。穿龈部分作为种植体的一部分,包含连接修复体的接口。通常来说,种植体的颈部会高于牙槽嵴 2 到 3 毫米。义齿边缘与种植体颈部相接触。基台-种植体接口避开牙槽嵴水平。这一点很重要,可避免细菌侵入骨组织附近并引起炎症。消除牙槽嵴周围的软组织炎症有利于实现稳定的骨水平,该结论已被Buser 及其合作者所证实。
两段式种植体,也被称为骨水平种植体,植入时其颈部位于骨水平之上。两段式种植体可对接直径一致或不一致的基台。当对接直径一致的基台时,会在牙槽嵴顶形成一个微间隙。由于在紧邻牙槽嵴骨水平的位置形成齐平对接,细菌可在此定植并释放产物,诱发炎症反应。如果接口位于牙槽嵴顶骨水平的下方,这种炎症会造成 1.5 至 2 毫米甚至更多的边缘骨丧失,这类种植体/基台连接方式所造成的骨丧失是可预测的,因此,1986 年 Albrektsson 及其合作者将这类骨丧失视为判断这类种植体是否成功的标准。在种植体表面,结合上皮位于该接口的根尖方向,结缔组织和骨组织位于上皮的下方。
基台直径不一致的两段式种植体在牙槽嵴骨水平也有一个接口,但该接口因基台直径较小,具有水平补偿设计。这些基台通常具有锥形内连接,这也能增强种植体/基台连接的稳定性。在不同种植系统中,水平补偿的长度也不同,但水平补偿长度变化并不会带来任何显著的优势。所有这些种植体均被称为平台转换(或转移)种植体。通常这类种植体会伴有大约 0.5 毫米的边缘骨丧失。
在基台直径不一致的两段式种植体中,结合上皮终止于基台位置,结缔组织将覆盖接口。
种植体/基台连接方式,学习重点:目前有三种常用的种植体/基台连接方式。分别是种植体颈部高于牙槽嵴 2-3 mm 的一段式种植体、基台直径一致的两段式种植体和基台直径不一致的两段式种植体。种植体/基台连接方式的选择及其位置可影响边缘组织水平及种植体周围组织的健康状况。
临床上,一段式软组织水平种植体和基台直径较小的两段式骨水平种植体(平台转换设计)通常显示出稳定的骨水平。组织学上,两段式平台转换种植体设计会造成 0.5 毫米的骨丧失,结合上皮可附着在基台上。基台直径一致的两段式种植体(齐平对接设计)在植入基台时会造成约 1.5 至 2 mm 的牙槽嵴顶骨丧失,之后该骨水平会保持稳定。
牙种植体的组织结合,模块总结:骨结合是任何生物相容性材料结合到骨组织中的一种现象。如果谨慎选择治疗方案,骨结合的效果是高度可预期的。粗糙种植体表面的骨传导性高于光滑表面种植体。在种植体周围存在生物学宽度,包含类似天然牙的结合上皮和不同于天然牙的结缔组织接触面。种植体/基台连结方式的选择和位置对于牙槽嵴顶骨水平和组织健康具有重要意义。