仿生牙即刻种植的动物实验研究

【摘要】  　　目的 探讨仿生牙与病牙置换的可行性。方法 应用铸造工艺技术制作与实验山羊牙槽窝形态完全一致的纯钛仿生牙并即刻种植，用Periotest装置和共振频率分析仪测量仿生牙的初期稳定性，通过对仿生牙抗脱位拉力测试及X线片观察分析其骨结合情况。结果 实验山羊的6颗仿生牙植入时稳定系数（ISQ）的平均值为66.47±3.85(58.00～76.67)，Periotest值（PTV）的平均值为-3.95±1.45(-6～0)，仿生牙初期稳定性好；3个月后仿生牙脱位力值大于同名生理牙，X线片显示仿生牙与牙槽骨紧密贴合无透射间隙，仿生牙与牙槽骨产生了良好的骨整合。结论 应用铸造工艺技术制作与自然牙槽窝形态完全一致的纯钛仿生牙行龈上即刻种植，初期稳定性好，能够产生良好的骨整合。仿生牙与病牙置换方法可行。

【关键词】  牙科铸造技术；仿生牙；牙种植,骨内

　　IMMEDIATE IMPLANTATION OF BIONIC TOOTH：AN ANIMAL EXPERIMENT 

　　DING YUBAO, YANG JIANJUN, GENG XINJIE, et al

　　(Department of Stomatology,  The Affilliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao 266003, China);

　　［ABSTRACT］ Objective To investigate the feasibility of replacement of cacodontia by a bionic tooth.  Methods Casting technique was used to make  titanium bionic teeth morphologically identical to the teeth of an experimental goat and in implanted immediately. The primary stability of the planted teeth was measured and analyzed using the Periotest device and resonance frequency,  and osseointegration of the bionic teeth was observed and analyzed by dislocationresisted tension test and Xray. ResultsThe mean value of ISQ of the six bionic teeth implanted was 66.47±3.85 (58.00 to 76.67), while the mean value of PTV was-3.95±1.45 (-6 to 0). Primary stability of the bionic teeth was good.  The Xray showed that the bionic teeth were tightly integrated with the osseous tissue and no transmission blank was observed. Conclusion Casting titanium bionic teeth morphologically identical to the natural sockets can produce good osseointegration and primary stability after immediate implantation. The replacement of cacodontia by casting bionic teeth is feasible.
   
　　［KEY WORDS］ dental casting technique; bionic tooh; tooth implantation, endosseous
   
　　自从1966年瑞典BRANEMARK教授首创将钛材料的牙种植体应用于临床以来，经过40多年的发展，牙种植技术已在临床上得到广泛应用，成为恢复牙列缺损、缺失的重要修复方法之一[1]。然而，由于目前各种系统的种植体均为预制成形的圆柱状种植体，其形态与人的自然牙根有很大差异，无论是即刻种植还是延期种植，与其他各类义齿一样，都难以完全实现自然牙齿器官的生物力学状态[2]。仿生牙是应用铸造工艺技术制作的与自然牙根形态完全一致的纯钛仿生根形种植体。为了探讨仿生牙与病牙置换的可行性，本文应用铸造工艺技术制作了与实验山羊牙槽窝形态完全一致的仿生牙行即刻种植，观察仿生牙的初期稳定性和骨结合情况，现将结果报告如下。

　　1  材料和方法

　　1.1  实验材料

　　1.1.1  实验动物 

　　6月龄山羊3只，体质量为17～20 kg，雌雄不限，由青岛市药物检验所动物实验中心提供。实验过程中动物处置参照国家科技部2006年发布的《关于善待实验动物的指导性意见》。

　　1.1.2  实验材料和仪器 

　　硅橡胶印模材（美国3M公司，德国制造），藻酸盐印模材（贺利古萨齿科有限公司，德国），嵌体蜡（上海齿科材料厂），氧化锆包埋材（德国BEGO公司），纯钛TA2（西北有色金属加工厂），金属板（本课题组自制），离心式全自动铸钛机（吉尔巴赫公司，德国），液压式万能拉力测试机（WE30型，济南试验机厂）。

　　1.2  实验方法

　　1.2.1  仿生牙的制作 

　　测定山羊体质量后，用氯胺酮（3 mg/kg）、速眠新(0.05 mL/kg)实施全身麻醉，20 g/L的碘附术区消毒铺巾，拔除实验山羊上颌和下颌磨牙各1颗，彻底搔刮牙槽窝并消除倒凹，将硅橡胶印模材注入牙槽窝制取阳模，检查印模完整、准确无缺损后将碘仿纱条填入牙槽窝予以保护。然后将硅橡胶阳模表面均匀涂石蜡油后插入藻酸盐印模材翻制阴模，再将嵌体蜡熔化浇注于印模腔形成蜡形，对获得的蜡形牙冠予以修整，常规按插铸道，用氧化锆包埋材分层包埋蜡形，常温下干燥4 h，置入茂福炉烘烤焙烧，温度升到900 ℃时保持恒温1 h，待温度降到130 ℃时，将包埋块移入铸钛机，在氩气保护下，严格按照铸造操作程序将TA2纯钛铸造成与自然牙槽窝形态完全一致的纯钛仿生牙。然后对其表面进行0.6 MPa压力喷砂90 s，再用11.5 g/L的HF酸对仿生牙根进行表面处理，高温高压消毒备用（制作过程约需13～16 h）。

　　1.2.2  仿生牙植入牙槽窝及初期稳定性检测 

　　拔牙后次日，将实验动物全麻，常规消毒铺巾，取出牙槽窝内的碘仿纱条，搔刮牙槽窝并用体积分数0.02的H2O2溶液和生理盐水反复冲洗牙槽窝，将仿生牙植入牙槽窝，锤叩击使其完全就位。用Periotest装置和共震频率分析仪测定仿生牙的初期稳定性；然后在仿生牙两侧邻牙面上放置预制的桥式金属板，结扎固定，以保护仿生牙免受咬合力刺激。术后每天肌注青霉素40万单位抗感染，连续3 d。

　　1.2.3  仿生牙骨结合检测 

　　3个月后处死山羊，取头颅标本，去除板，检查仿生牙的稳定性，拍X线片，应用液压式万能拉力测试机对6颗仿生牙和对侧同名牙进行抗脱位拉力测试。

　　2  结果

　　2.1  仿生牙植入时的初期稳定性
   
　　实验山羊的6颗仿生牙植入时稳定系数(ISQ)的平均值为66.47±3.85(58.00～76.67), Periotest值 (PTV)的平均值为-3.95±1.45(-6～0)； 6颗仿生牙植入牙槽窝时初期稳定性好。术后2 d山羊进食活动正常，仿生牙周围的黏膜颜色正常，无渗出物，无破溃。3个月取材时6颗仿生牙无动度，叩击发出清脆的声音，仿生牙与周围骨组织结合紧密。

　　2.2  X线片观察
   
　　X线片显示仿生牙与牙槽骨紧密贴合无透射间隙（图1、2）。

　　2.3　仿生牙与同名生理牙的脱位拉力值
   
　　上颌仿生牙的平均抗脱位拉力值为13.50±1.82，对侧同名生理牙平均抗脱位拉力值为9.83±2.02；下颌仿生牙的平均抗脱位拉力值为10.67±2.08，对侧同名生理牙平均抗脱位拉力值为7.30±1.04。仿生牙脱位力值大于同名生理牙，表明仿生牙与牙槽骨产生了良好的骨结合。

　　3  讨论
   
　　目前，各种牙种植系统的种植体均为预制成形的圆柱状种植体，其形态与人的自然牙根有很大差异。因此，行即刻种植特别是磨牙区的即刻种植时，种植体难以与患牙的牙槽窝密切吻合，其初期稳定性令人担忧。
   
　　种植体初期稳定性主要取决于两方面的因素：①骨种植体界面接触面积的多少；②周围骨组织对种植体挤压力的大小、良好的初期稳定性则是种植体植入骨内后能否顺利度过愈合期及诱导新生骨形成的必要条件，种植体的继发稳定性则与骨组织的愈合、改建以及骨整合的形成情况有关[3]。
   
　　Osstell装置[45]是一种可供临床应用的共震频率分析仪，采用ISQ来表示仿生牙的稳定度，ISQ值的大小可表示种植体骨界面的刚性强度。ISQ数值由1～100,100表示最高的稳定度， ISQ>58表明其初期稳定性好。Periotest装置[6]是一种用于测量牙周韧带组织阻尼变化的电子装置， PTV<0说明其初期稳定性好。本实验显示，山羊的6颗仿生牙植入时ISQ的平均值为66.47±3.85(58.00～76.67),PTV的平均值为-3.95±1.45(-6～0)。实验结果证实其具有良好的初期稳定性。
   
　　种植体骨结合的状态可以通过下列方式检查确认：①临床检查种植体无松动度，用金属叩击时发出清脆的声音；②X线显示种植体与骨组织紧密贴合，无透射间隙；③动物实验的组织学结果显示，成骨细胞的突起包绕附着于种植体表面，骨细胞成熟，界面无结缔组织。

    本实验6颗仿生牙无动度，叩击发出清脆的声音，X线片显示仿生牙与牙槽骨紧密接触无间隙，抗脱位拉力测试仿生牙脱位力平均值均大于同名生理牙，证实仿生牙与骨组织形成了良好的骨整合。仿生牙适用于牙槽骨良好而因外伤或龋坏不能保留的患牙拔出时行即刻置换，其有以下优点：①缩短治疗时间；②减少常规牙种植技术的二次或多次手术之痛苦；③仿生牙的牙根形态与牙槽窝相吻合，有理想的根骨接触，能获得良好的初期稳定性；④牙冠与牙根相延续，其生物力学接近于天然牙。在临床上，对于近远中缺隙过大的后牙种植，采用单根柱形种植体修复会由于颊舌宽度有限造成“T”形力臂的负重，长期的咬合压力可能会产生杠杆的翘动效应，使种植体上部基台受力不均衡，导致螺丝的松动变形，甚至折裂脱落等。而仿生牙由于牙根形态与实验动物牙根完全一致，与牙槽窝形态相吻合，对颌骨应力的刺激和改建与天然牙根相似，不会出现上述情况，应用铸造工艺技术制作与自然牙槽窝形态完全一致的纯钛仿生牙行龈上即刻种植，初期稳定性好，能够产生良好的骨整合，方法可行。

【参考文献】
  　　[1]　李四群,王贻宁,程祥荣,等. 种植义齿部件松动的实验研究(Ⅱ)基台的改良应用及其固位强度的测定[J]. 口腔医学研究, 2002,12(18):364365.

　　[2]　鲜苏琴,陈安玉. 种植义齿上部结构的设计与修复[J]. 华西口腔医学杂志, 1994,12(1):4849.

　　[3]　邓悦,杨建军. 即刻种植即刻修复种植体稳定性变化的实验研究[J]. 现代医学与临床, 2006,6(12):13171318.

　　[4]　MEREDITH N, ALLEYNE D, CAWLEY P. Quantitative determination of the stability of the implanttissue interfaceusing Resonance Frequency analysis[J]. Clin Oral Implants Res, 1996,7(3):261267.

　　[5]　MEREDITH N. Assessment of implant stability as a prognostic determinant[J]. Int J Prosthodont, 1998,11(5)：491501.

　　[6]　MERICSKESTERN R, MILANI D, MERICSKE E, et al. Periotest measurements and osseointegration of mandibular ITI implants supporting overdentures. A onetear longitudinal study[J]. Clin Oral Implants Res, 1995,6(2)：7382.