1、影响微螺钉种植体支抗系统稳定性的相关因素【关键词】 微螺钉种植体 支抗系统稳定性 相关因素近年来，微螺钉种植体因其体积小、创伤小、植入部位灵活、手术过程简单、适用范围广等优点而在正畸治疗中作为支抗的应用日益广泛。然而，微螺钉支抗系统也存在不足，除了一些并发症外，如：局部黏膜刺激、牙龈损伤等，其突出问题在于负载较大正畸力时容易脱落与折断。Liou 等1通过在 16 位成年患者的颧突支柱上植入微螺钉种植体，持续加载 9 个月后认为：微螺钉种植体在负载正畸力的过程中并非绝对稳定，而是会发生不同程度的移动。Miyawaki 等2认为，微螺钉种植体支抗成功的标准是：在每个微螺钉持续承载小于 2 N 正畸
2、力的情况下，种植体保持稳固达 1 年或至正畸治疗完成即为成功，否则为失败。因此，微螺钉种植体的稳定性是支抗力获得的前提与基础。目前国内外学者就影响微螺钉种植体系统稳定性及成功率的相关因素进行了诸多研究，本文就此作一综述。1 植入的位置及转矩1.1 植入位置的条件 Dalstra 等3通过三维有限元研究发现，微螺钉种植体载荷后应力主要分布在骨皮质表层，所以认为植入部分的骨质条件是影响微螺钉种植体稳定性的重要因素。下颌平面角高陡的患者往往骨板厚度小，骨质疏松，也影响种植体机械嵌合的稳定性。寻春雷等4将 135 枚微螺钉种植体植入 67 位患者口内，在植入过程中有 2 枚折断，均发生在下颌磨牙颊侧的
3、齿槽骨，从而提示应注意植入部位的骨质密度。Wiechmann D 等5通过 49 例支持正畸牙齿移动病例研究，共植入 133 个微型种植体，上颌骨唇侧(82 个)、其次为下颌唇侧(42 个)和下颌舌侧(9 个)，结果：用 Kaplan -德梅尔分析，总体累积成功率为 86.8 %(102/133);下颌舌侧累积失败率，显著高于其他植入部位，因此研究发现在下颌骨舌侧的微螺钉种植体成功率较低。另外，就软组织情况对于微螺钉种植体稳定性的影响，Cheng 等6在 44 位患者口内植入 140 枚微螺钉种植体，多数置于上、下颌后部，结果显示总的稳定率为 89 %，认为微螺钉种植体植入部位和植入处的软组织
4、情况是影响微螺钉种植体成功率的两个独立因素，同时也证实在游离龈区植入的微螺钉种植体的成功率降低。所以，植入前应仔细评估拟植入部位的骨质条件，排除病理性因素如邻牙根尖炎、残根、囊肿等引起的种植体失败。1.2 转矩 微螺钉种植体在植入时，由于各种原因产生的转矩也是影响其稳定性的重要因素。Chen 等7通过在 6 只 mongrel 犬的下颌骨植入 72 枚微螺钉种植体，其中使实验组的种植体与邻牙牙根接触，加载 24周发现：种植体与邻牙牙根接触不仅会导致邻牙牙根吸收及周围炎症反应，对于种植体自身而言也会增加其转矩，降低成功率。Motoyoshi 等8对41 例患者以不同转矩植入的 124 枚 1.6
5、 mm 直径的微螺钉种植体以提供支抗，得出结论：上颌与下颌种植体植入转矩有很大差异，其中治疗失败的患者中下颌骨的种植体植入转矩远高于成功者。因此，Motoyoshi 认为，在微螺钉种植体植入过程中不应频繁使用大转矩，且直径为 1.6 mm 的微螺钉种植体在转矩为 510 Ncm 时成功率最高。张扬等9通过建立三维有限元模型，分析以不同倾斜角度植入微螺钉种植体发现，随着种植体倾斜角度减小，种植体上的水平力矩相应增大，种植体与骨皮质接触面积增大，以上两种方式综合作用，是影响种植体稳定性的关键，增大种植体的倾斜角度，可以提高其在承载水平向正畸力时的稳定性。然而，目前关于不同型号微螺钉种植体的植入转矩
6、与其成功率关系的相关报道少见。2 愈合时间与加载时机对于微支抗种植体合理的愈合时间与何时对其加载是正畸医师一直以来关注的问题。传统观点认为，微种植体在负载前要经过“无负载愈合期”以达到骨整合。Sagara 等10通过动物实验证实早期加载是导致种植体周纤维愈合的重要原因之一，从而认为即刻加载或早期加载会影响种植体的稳定性。Ohmae 等11在研究微螺钉种植体作为正畸支抗压低狗前磨牙的实验中，发现微螺钉种植体的愈合期为 6 周。吴晶等12认为 4 周是种植体愈合期生物稳定性的一个关键点，8 周内种植体的生物力学性能与愈合时间呈正相关。Deguchi 等13通过动物实验得出结论：3 周的愈合期即可达
7、到种植体 5 %的骨整合率。而近年来，以 Brunski 提出的“微动理论”为基础的“即刻负载”观点已被许多研究证明。Chen等14 、Meyer 等15认为加载前的愈合期长短对种植支抗的成功率并无影响。Melsen 等16的动物实验证实了即刻加载的微螺钉种植体周围骨结合的存在。王翔等17在 3 只杂种犬的上下颌骨内置入微螺钉种植体，发现种植体与颌骨的结合先是纤维愈合，以后逐渐产生少量骨愈合。Buchter 等18在 8 只 Gottinger 猪的下颌骨上植入 200 枚微螺钉种植体，即刻加载，发现当加载力不超过骨缘力矩的上限时，即刻加载不影响微螺钉种植体的稳定性。3 作用力的影响3.1 载
8、荷的大小 国内外学者对微螺钉种植体载荷不同大小正畸力后其稳定性的变化进行了许多相关研究。Buchter 等18对在猪下颌骨上植入的微螺钉种植体分别施加 100 g、300 g、500 g 的力后认为，(1)微螺钉种植体的成功率与作用于密质骨边缘的力矩直接相关;(2)小于 900 Nmm 的力矩即刻加载不会影响微螺钉种植体的稳定性。而石咏梅等19分别观察在 150 g、300 g、400 g、600 g 力值下，以微螺钉种植体为支抗单位牵拉犬上下颌尖牙，发现在 600 g 力的条件下微种植体发生相互位移并有部分发生松动，从而得出微螺钉种植体的稳定性与受力大小有关的结论。3.2 载荷方向 马俊青等
9、20利用三维有限元方法研究发现微螺钉种植体可以比较安全地承受 200 g 的不同方向的正畸力，特别是与种植体长轴夹角较小的力。但在微螺钉种植体行使支抗作用时，其自身也常受到力偶的作用，有使其发生旋转运动的趋势。Costa 等21认为种植体在受转矩力时稳定性降低。兰泽栋等22研究发现，在扭转力载荷作用下，种植体-骨界面颈部应力集中会导致界面组织病理性损伤。此外，在临床操作中，作用于种植体上载荷点的高度会有所变化，这势必影响支抗种植体-骨界面的应力分布。兰泽栋等23还认为载荷点越高，其颈部骨界面的位移量也就越大。在临床上当以微种植体作为支抗时，其正畸力载荷点高度应尽量降低，这样更有利于种植体-骨界
10、面应力的合理分布及降低应力的峰值。4 种植体的型号与设计4.1 微螺钉种植体的稳定性与其受力后周围的应力分布有关。目前使用的微螺钉其直径为 1 mm、1.2 mm、1.4 mm、3.75 mm，长度有214 mm 的各种型号。根据其本身的直径与长度不同，种植体-骨界面的应力及应力分布不同。Chen 等14认为小直径的微螺钉由于更容易松动或发生位移而增加了微螺钉种植体的失败率。Miyawaki 等2将不同长度与直径的微螺钉种植体植入 51 例患者口内，发现当直径大于 5 mm 时，微螺钉种植体的长度变化对其稳定性基本不产生影响，但当直径小于 1 mm 时，脱落率明显增加。兰泽栋等24通过研究得出
11、结论：增加种植体的长度将提高种植体的承载能力，且 3.75 mm 直径的种植体颈部应力最小。而针对植入不同位置的骨质，不同直径与长度的微螺钉种植体的稳定性也有差异。吴晶等25通过动物实验证实：在骨质较差的部位选择较大直径的种植体有利于种植体的稳定性，但直径相同，长度分别为 6 mm、4 mm 的微螺钉种植体加载后的最大剪切力及最大扭转强度未见显著差异。朱胜吉等26通过建立上颌骨不同长度与直径微螺钉种植体的三维有限元模型，对种植体周骨组织应力分布进行分析也得出一致结论。但王震东等27对长度为 510 mm 的微螺钉种植体进行三维有限元分析，结果显示，当微螺钉种植体骨内部分长度为 8 mm 时应力
12、值最低，且随着种植体长度的增加或减小应力逐渐增大。因此，就微螺钉种植体的长度对其稳定性的影响目前尚未有统一观点。4.2 微螺钉种植体的设计改进。邓峰等28通过三维有限元分析方法，对微螺钉种植体颈部进行优化设计，提出在其穿骨皮质段局部增粗直径，这一设计使骨组织应力面较设计前增大约 15.38 %，但该设计对骨组织中应力水平的影响还有待进一步研究。螺纹状种植体由于骨界面处面积大，机械稳定性强而被正畸医师广泛采用。对于螺距不同以及基台与微螺钉种植体稳定性的关系，Motoyoshi 等29认为：螺距的差异对应力分布无显著性影响，而基台的存在可以有效降低最大应力值。Prosterman 等30等通过研究
13、证实了纯钛种植体与骨接触形成骨结合是其作为正畸支抗的基础。纯钛与钛合金的差别在于后者的机械强度更高，初步满足了自攻型微种植体对强度的要求，而对钛合金做表面活化处理，如：酸蚀、喷沙、羟基磷灰石涂层、微弧氧化等，则显示出更好的骨性结合率。Luo 等31通过动物实验对种植体表面粗糙程度进行了研究，发现生物活性高的种植体表面如羟基磷灰石界面可与骨小梁突起直接形成骨结合，而较光滑的未作活化的钛合金种植体表面则往往在其周围形成纤维组织层。植体材料的选择，以及哪一种微种植体表面活化技术能更好的满足临床需要，期待进一步研究得出结论。5 性别和年龄因素不同性别和年龄的患者由于骨质条件不同，其颌骨与种植体形成的骨
14、性结合也存在差异。Chen 等14通过对不同性别、年龄及不同错牙合畸形类型的患者以微螺钉种植体作为支抗进行正畸治疗，发现由于微螺钉种植体的稳定性受骨质密度及厚度的影响，年轻患者种植体支抗的成功率较低。这与 Chen 等7在 2004 年对年龄是否为种植体稳定性影响因素的研究结论一致。但在 Motoyoshi 等29对微种植体稳定性的研究中，结果显示年龄与性别对于种植体成功率的影响均无显著差异。国内外专家对于年龄与微螺钉种植体稳定性之间的关系意见尚不统一。6 术者操作种植体的初始稳定性取决于手术操作。Melsen 等16认为，种植体植入时产生的较多热量和局部干扰因素是造成种植体失败的部分原因。自
15、攻型微螺钉以手动方式植入可以避免产热过多，但往往由于术者过于频繁改变植入方向而导致种植体与骨组织间的机械结合不紧密。另外，植入过深往往会引起黏膜覆盖与黏膜炎症，影响微螺钉种植体的使用。术者在植入过程中的无菌操作对于避免术后感染以及促进创伤愈合也是至关重要的。7 微生物因素种植体与黏膜上皮之间的微生物菌斑是影响种植体预后的重要因素。很多学者研究认为：种植体周围菌斑的聚积会导致软硬组织的炎症，从而影响种植体的稳定性。推测微螺钉种植体周围的微生态学应与上述研究结论相类似。除上述几个方面，还有其他相关因素会对微螺钉种植体的稳定性与成功率产生影响，如：非生理性功能活动、术前 X 线片效果、患者自身疾病等
16、。总之，微螺钉种植体支抗作为正畸临床治疗的新兴手段，以其独特的优势受到越来越多的正畸医师及学者的认可。随着对其临床应用效果的不断深入研究，如何进一步提高微螺钉种植支抗系统的稳定性与成功率逐渐成为种植体支抗发展过程中所面临的新问题。相信随着对于微螺钉种植体稳定性所进行的研究与完善，将会为支抗种植体技术开拓更广阔的空间。【参考文献】1 Liou EJ,Pai BC,Lin JC.Do miniscrews remain stationary under orthodontic forcesJ.Am J Orthod Dentofacial Orthop，2004，126(1):42-47.2 Mi
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