莫氏锥度连接在口腔种植中的应用特点及研究进展

2017年6月21日 中华口腔医学杂志

    口腔种植是修复牙列缺损和牙列缺失的重要方式,已广泛应用于口腔临床。随着种植技术的普及,种植体与基台的连接方式对种植的长期影响也受到了越来越多医师和学者的关注。种植体与基台的连接分为外连接(external connection)和内连接(internal connection)两类;外连接指种植体上端平面向外突出1~2 mm,与基台下端平面相应内凹部分连接;内连接则指种植体上端平面向内凹入与基台下端平面外突部分连接。外连接主要包括外六角、外八角和齿合状连接等连接方式,而内连接包括内六角、内八角、齿合状和圆锥状连接等。圆锥状连接又可称为莫氏锥度连接(Morse taper connection),在现代口腔种植中应用广泛,且多方面性能较优越,因此逐渐引起临床重视。本文旨在归纳总结莫氏锥度连接的特点及其应用进展,以期为临床种植选择提供参考。

    1.莫氏锥度连接结构:

    莫氏锥度结构由美国机械师Stephen A. Morse于1864年发明,其基本特征是一个圆锥(称之为公锥)套于另一个相匹配的空心圆锥(称之为母锥)中,两者锥度一致。种植体-基台的莫氏锥度连接即通过两个圆锥状结构形成内部接头,公锥位于基台连接面,母锥位于种植体连接面,两者接头部分接近平行,具有自锁特性,可产生较大摩擦力帮助固位。常见的具有莫氏锥度结构的种植体系有Bicon®(1.5°),Ankylos®(5.7°),ITI®(6°~8°)和Astra Tech®(11°)等,其中Bicon®和Ankylos®系统为常见的纯莫氏锥度连接种植体。

    Bicon®(百康,美国)种植体为1.5°锥度,系统仅依靠莫氏锥度结构固位,无螺丝辅助固位,在临床上应用广泛,尤其以短种植体闻名。临床种植过程中,Bicon®种植体的基台需通过敲击就位,完全依靠连接面摩擦力固位,因而不会出现螺丝松动或折断,但基台无就位定位标志。现临床上可对种植体采用平行投照技术拍摄根尖X线片,通过根尖X线片中基台与种植体间是否存在低密度影确定无螺丝固位的莫氏锥度连接种植体基台是否就位。Ankylos®(登士柏,德国)系统为5.7°锥度,此类种植体将莫氏锥度结构与螺丝固位结合,临床上需使用扭矩扳手通过旋紧中央螺丝使基台与种植体结合,具有较高的长期存留率。

    2.莫氏锥度连接的特点:

    (1)稳定性高:

    种植体稳定性是影响种植体长期存留率的重要指标。大部分种植体与基台间需用基台中央螺丝进行连接固位,而中央螺丝的旋入扭矩决定了附加于种植体-基台上的预负荷,预负荷和种植体-基台连接面结构的抗力形共同影响种植体的稳定性。因此,扭矩在维持种植体-基台界面紧密性方面有重要意义,合适的扭矩能减少螺丝松动和边缘开放。当种植体受到的外部力量大于预负荷与连接面的摩擦力且超过基台螺丝的屈曲强度时,可发生扭矩丧失,出现螺丝松动甚至折断,影响种植体稳定性。螺丝松动虽然不一定引起种植失败,但却增加了医师的椅旁时间,这也是种植体长期维持和修补的一大负担。莫氏锥度连接中基台与种植体相应的连接面呈小锥度的锥形,摩擦力大,使连接紧密,因而提供了高稳定性。

    Mangano等对49例患者共178枚莫氏锥度连接种植体进行了长达10~ 20年的随访,结果显示莫氏锥度连接种植体的存留率(10年及以上存留率)为97.2%,与林野等报告的种植体10年存留率(96.7%)接近。Feitosa等对外六角、内六角和莫氏锥度连接的3种种植体基台施加相同的旋入扭矩后测量了初始旋出扭矩,并在体外疲劳实验后测量最终的旋出扭矩,发现莫氏锥度连接种植体基台初始旋出扭矩显著高于外六角连接种植体基台,而疲劳实验后莫氏锥度连接种植体基台的旋出扭矩显著高于外六角和内六角连接种植体基台;因而与外六角和内六角连接种植体相比,莫氏锥度连接种植体基台扭矩丧失较少,提示莫氏锥度连接种植体基台具有更好的稳定性。Ricomini等对外六角和莫氏锥度连接种植体的体外研究也得出相似结果。

    (2)密合性好:

    种植体-基台连接界面间的微间隙可破坏种植体-基台界面的密合性,使该处成为微生物繁殖侵袭的薄弱点,而微生物的聚集可导致边缘骨破坏,影响种植体骨结合,引发种植体周围炎等严重并发症,甚至导致种植失败。已有研究显示,任何一种连接方式的两段式种植体在种植体-基台连接面均存在一定程度的细菌污染,然而不同的种植体-基台连接界面设计对其密合性有影响。莫氏锥度连接种植体在种植体-基台连接处的密合性上展现了明显的优势。

    已有研究显示,与内六角连接种植体相比,莫氏锥度连接种植体与基台间的微间隙较小。Jaworski等和Tripodi等分别证实莫氏锥度连接种植体在种植体-基台连接处的密合性优于外六角连接种植体和内六角连接种植体。do Nascimento等将不同连接类型的种植体浸入唾液中进行加压循环实验,结果显示与外六角和内六角连接相比,莫氏锥度连接种植体连接界面的微生物数最少,表明莫氏锥度连接种植体防止唾液中微生物入侵的能力高于外六角和内六角连接种植体。

    对于无螺丝辅助固位和螺丝辅助固位两类体系的莫氏锥度连接种植体,Alves等的体外微生物学分析显示,在施加合适的旋入扭矩下,两类莫氏锥度连接种植体在种植体-基台连接面的微渗漏情况无显著性差异。

    (3)种植体周围牙槽骨吸收较少:

    种植体周围骨量,包括骨高度和骨厚度,对种植体的长期存留率和种植修复美观性均有显著影响。种植术后种植体周围常出现骨吸收,若骨吸收明显,则可导致深牙周袋形成、种植体松动甚至种植失败。Weng等在动物体内比较了外六角和莫氏锥度连接种植体种植术后前3个月的骨量变化,发现莫氏锥度连接种植体周围牙槽骨吸收明显少于外六角连接种植体。Pessoa等的临床随机对照实验证实,莫氏锥度连接种植体术后1年后的骨吸收量显著低于外六角连接种植体,与上述结果一致。

    牙槽骨骨量可影响修复的美观效果。Mangano等对上颌前牙区莫氏锥度连接种植体即刻和延迟种植进行了回顾性研究,认为无论用于即刻种植,还是延迟种植,莫氏锥度连接种植体的周围骨吸收量均在可接受范围,且种植体周围软组织情况较好,美学效果较理想。但值得注意的是,有学者指出与其他内连接种植体相比,虽然莫氏锥度连接种植体的牙槽骨吸收较少,但最终种植修复体周围的牙周参数、软组织变化量及牙龈乳头高度均无显著性差异。此外,还有少数文献报道种植体-基台连接面的连接方式对牙槽骨吸收量无影响。因此,莫氏锥度连接在美学修复上的效果仍需长期的临床对照实验证明。

    3.莫氏锥度连接种植体的应用进展:

    如上所述,无论采用何种连接方式,种植体周围骨吸收始终存在。植入基台后,令骨吸收达到最小甚至不发生骨吸收,是保证种植长期存留率的重要指标。莫氏锥度连接和平台转移技术均被认为可减少骨吸收量。因此,近年有多篇文献报道将莫氏锥度连接和平台转移结合,以减少种植体周围骨吸收。平台转移技术指选用直径小于种植体直径的基台,将修复基台边缘止于种植体顶部平台边缘内侧而不是与平台边缘对齐。研究显示采用平台转移技术修复缺失牙可减少种植体周围牙槽骨吸收,并能使软组织紧密包绕种植体形成袖口,阻止细菌进入,提高修复后长期效果。目前市场上已出现将莫氏锥度连接与平台转移结合的种植体系统(如Ankylos®系统)。

    Romanos等对634枚采用平台转移设计的莫氏锥度连接种植体进行了平均3年的随访,种植体存留率达到98.74%。国外综述提示种植后第1年内颈部骨吸收在1.5 mm内可视为正常。已有研究显示,莫氏锥度连接和平台转移结合的种植体第1年的平均骨吸收量较理想(0.26~0.56 mm)。Romanos等对采用平台转移技术的莫氏锥度连接和非莫氏锥度连接种植体术后2年的牙槽骨情况进行比较,发现莫氏锥度连接种植体组的牙槽骨吸收较少者(< 2 mm)显著性多于非莫氏锥度连接种植体组。以上研究提示莫氏锥度连接与平台转移结合对减少种植体周围骨吸收有较良好的效果。在应力分布方面,Liu等对采用平台转移的莫氏锥度连接种植体(Ankylos)进行有限元分析,发现对于种植体本身,应力主要集中于基台颈部和基台与种植体连接的部分;而在种植体周围,应力主要分布于骨皮质,且与采用平台匹配的非莫氏锥度连接种植体(Anthogyr)比较后发现,采用平台转移的莫氏锥度连接种植体的应力分布更均匀,种植体周围牙槽骨的应力较小,但基台颈部及基台插入种植体部分的最大von Mises应力值较高。美学修复效果方面,Vinnakota等报告分析了4例采用平台转移技术和莫氏锥度连接的种植体种植病例,认为全部病例1年后美学效果均较理想,且莫氏锥度连接和平台转移技术发挥了作用。目前尚缺乏对两者结合种植体的长期存留率和长期美学效果等方面的研究。

    莫氏锥度连接属于内连接的一类,因此与外连接相比,具有内连接的一些固有优势:如一定的抗侧向力及抗旋转能力;疲劳部位多发生于基台和螺丝固定处,折断后可更换基台或中央螺丝;余留龈距离较大,利于后期修复等。此外,与其他连接方式的种植体相比,莫氏锥度连接种植体还具有稳定性更高、连接面密合性更佳、牙槽骨吸收较少等特点。但应注意到,莫氏锥度连接种植体仍存在一定的不足:小锥度的莫氏锥度连接种植体基台更换困难,无螺丝辅助固位的莫氏锥度连接种植体难以确定是否完全就位,且敲击就位方式可能对部分体弱的老年患者而言难以忍受;多种莫氏锥度连接种植体在种植体-基台连接面皆未能完全避免微生物污染。因此,如何提高莫氏锥度连接种植体的临床操作性,并发挥其优势,以防止细菌污染连接界面是未来的研究方向,同时,也需要更多长期临床试验探究莫氏锥度连接种植体的性能。

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