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种植体颈部的优化设计在预防种植体周围炎中的应用

  下面将为您介绍种植体颈部的优化设计在预防种植体周围炎中的应用的相关内容,这将会花费您约两到三分钟的时间进行浏览,感谢您的阅读:

种植体颈部的优化设计在预防种植体周围炎中的应用

  种植体颈部优化设计应用于预防种植体周围炎

植物周围的病变根据其发生部位和严重程度,牙种植体周围的炎严重程度分为粘膜炎(mucositis)种植体周围炎(peri-implantitis)。
种植体周围黏膜炎是局限于种植体周围黏膜的可逆性炎症;
而种植体周围炎是发生在种植体周围软、硬组织的炎症性损害,其特征是支持骨的丧失。
它是造成种植体松动、甚至脱落的重要原因。
研究表明,种植体周围种植修复6个月后黏膜炎种植体周围炎的患病率分别为19%~65%、1%~47%。

近年来,对种植体周围病变的发生机制及其预防和治疗的研究越来越深入,其中通过优化种植体颈部设计,广泛重视种植体周围炎的预防。

1.种植体周围炎的病因及常规治疗方法

1.1种植体周围炎的病因分析

目前,菌斑作为种植体周围炎症的启动因素得到了广泛的认可。
细菌粘附和种植在种植体表面会进一步引起周围组织的免疫反应,导致种植体周围的病变,从而导致骨吸收甚至脱落。
研究表明,种植体-基台的微间隙对种植体颈部周围骨骼的吸收有重要影响。
细菌可以通过微间隙定居和繁殖,成为种植体周围炎症的感染炉。
种植体颈表面的宏观形状设计影响应力分布,过度的生物力学应力可能导致骨骼-种植体界面出现微裂纹,从而促进细菌滞留,最终引起种植体周围炎;
另外,种植体表面的微观形貌及化学组成可通过影响细菌的粘附、定植参与种植体周围炎的发生及发展。
牙周炎是种植体周围炎的重要危险因素,研究表明,牙周病患者更易发生种植体周围炎。
从全身看种植体周围炎的危险因素还包括糖尿病、长期糖皮质激素治疗、放疗、化疗等。

近年来,研究还表明,基因多态性会影响个体对种植体周围炎的敏感性和发育。

1.2常规治疗种植体周围炎的方法

与牙周治疗类似,种植体周围炎的常规治疗主要包括菌斑控制、单独使用机械方法(手动/超声波清洁、激光等)进行清创或联合使用抗生素、抗生素等非手术治疗和手术治疗。
然而,目前各种种植体周围炎的治疗方法存在局限性,尚未建立统一的治疗方法金标准,因此,通过优化种植体颈部设计,防止种植周围炎的发生和发展,具有切实可行的应用前景。

2.通过优化种植体颈部设计,预防种植体周围炎症

在种植修复中,骨结合是指生命骨组织与种植体的直接结合,为种植体上部结构提供支持,发挥固定和支持作用,是种植体功能的基础;
软组织结合作为防止口腔微生物粘附和口腔微生物粘附和种植的重要屏障,为种植体骨结合提供稳定的环境;
良好的骨结合和软组织结合是种植修复成功的重要保证。
因此,通过优化种植体颈部设计,获得理想的骨结合和软组织结合,减少细菌粘附和种植,对预防种植体周围炎症,提高种植体成功率具有重要意义。

2.1种植体-基台连接设计在预防种植体周围炎症中的作用

研究表明,种植体在行使生理功能时,由于咀嚼负荷、误差和微动—
基台的微间隙是不可避免的。
平台转移是指基台直径小于平台直径,使基台的连接位置向种植体平台的中心移动。
一方面,种植体-基台的微间隙可以转移应力,避免应力集中在种植体平台的边缘,减少骨吸收,保护骨结合;
另一方面,微间隙暴露在软硬组织中,有利于减少细菌的粘附和种植。

研究证实,平台转移技术可以预防和减少种植体颈部边缘骨的吸收。
Canullo进一步研究发现,种植体颈部边缘骨的吸收与平台转移之间的距离明显为负相关;
同时观察到,当基础底部的直径小于种植体平台时,可以形成更浅、更一致的结缔组织袖袋,从而形成更好的软组织封闭。
此外,研究表明,内部连接系统的微间隙、微泄漏和微运动小于外部连接系统,种植体颈部周围牙槽骨的吸收较少,圆盘吸收较窄。

2.2种植体颈部表面宏观形状设计在预防种植体周围炎症中的作用

在负荷下,应力主要集中在颈部与骨皮质接触的区域。
因此,颈部的宏观结构设计对优化应力分布有重要影响。
从生物力学的角度来看,颈部的螺纹设计可以提供机械应力刺激,以保持边缘骨的水平。
研究证实,螺纹结构更有利于保持骨水平,而不是光滑的颈部设计。
从结构上看,每个螺纹单元主要包括三个几何参数:螺纹形式、螺距和螺纹深度。
Oswal利用三维有限元分析和评价三种植体的螺纹形状(V形/偏梯形/反偏梯形)的应力分布模式表明,不同的螺纹形式对不同类型的骨骼有不同的作用,其中反偏梯形螺纹更有利于骨组织的保存。

Kong从生物力学的角度来看,种植体螺距的最佳选择应大于0.8mm。
但螺距越小,螺纹越多,总表面积越大,更有利于提高初始稳定性。
Sun等将具有不同颈部螺纹深度的种植体植入比格犬下颌骨,观察其对种植体周围组织的影响,发现螺纹深度对骨-种植体接触、骨水平及软组织水平的影响没有统计学差异。
Kang发现颈部螺纹结构较大(螺距/深度)=0.6mm/0.35mm)颈部螺纹结构较小(螺距/深度)=0.3mm/0.15mm)平均边缘骨吸收量的差异在功能负载一年后没有统计意义。

种植体颈部的理想螺纹设计可以优化应力分布,有利于保护骨结合,降低种植体周围炎症的风险。
然而,具体的几何参数对种植体周围组织的影响仍存在争议。
此外,改善种植体颈部的宏观结构可以促进种植体周围上皮和结缔组织的附着。
Huh发现种植体周围的生物圈的种植体周围的生物究发现,凹形颈圈周围结缔组织中的胶原纤维形成宽度500μ
m的O形状封闭圈可以加强结缔组织对种植体表面的附着力。
Lai发现粘膜颈部宽60μ
m、深5μ
m或10μ
m沟槽设计的种植体能促进牙龈成纤维细胞纤连蛋白和粘斑蛋白的表达,有利于软组织的结合。

2.3种植体颈部表面的微观形状设计在预防种植体周围炎症中的作用

目前的研究表明,种植体表面粗糙度对种植体周围上皮和纤维结缔组织的附着有不同的影响,其中光滑的表面更适合上皮细胞,粗糙的表面可以促进纤维细胞的附着。
Baharloo在6种不同粗糙度的材料上培养上皮细胞,发现表面光滑(Ra:0.06μ
m)能促进上皮细胞粘附增殖,通过免疫荧光染色粘附斑蛋白,发现粘附斑越来越大,表明上皮细胞在光滑表面有更强的粘附力。
Wang发现纳米级粗糙度等。
(Ra:2.75~30.34nm),成纤维细胞的附着力随着粗糙度的增加而增加。
因此,通过改善种植体颈部表面粗糙度,有望优化上皮下结缔组织的排列,提高软组织的封闭效果,降低种植体周围炎症的风险。

然而,一般认为菌斑很容易附着在种植体的粗糙表面上。
研究表明,当Ra小于0.2μ
m随着粗糙度的降低,生物膜的定性和定量检测并没有显着降低,因此会显着降低阈值Ra定义为Ra<0.2μ
m。
然而,目前的研究还没有明确规定,它不仅可以促进种植体软组织的封闭,而且可以有效地抑制细菌粘附种植的粗糙度范围。
种植体表面自由对细菌粘附和种植的影响仍存在争议。
大多数口腔微生物表面自由度较高,表明疏水表面可能更有利于防止微生物粘附。
Villard钛和氧化锆种植体表面硅烷化。
在表面粗糙度和化学成分相同的情况下,发现钛表面自由度降低,氧化锆表面自由度增加,白色念珠菌菌落形成单位(CFU)都显着减少。

研究表明,亲水表面更有利于促进骨结合。
Rochford等聚醚醚酮(PEEK)氧等离子体处理膜,提高表面自由能,并在其上共培养表皮葡萄球菌和人骨肉瘤细胞(U-2OS),发现U-2OS细胞附着增加,提示氧等离子体处理PEEK在不增加细菌粘附风险的情况下,促进成骨样细胞的附着。
因此,亲水表面可能更有利于预防种植体周围炎症。

2.4种植体表面化学改性在预防种植体周围炎症中的作用

局部应用抗生素是控制菌斑的有效手段,因此也被用于种植体表面处理。
对于抗生素的选择,广谱及良好的耐热性是最重要的要求。
庆大霉素是最广泛应用于钛种植体表面涂层中的抗生素之一,其他广谱抗生素如万古霉素等,也被用于种植体表面的抗菌涂层。
抗生素结合于涂层的方法及其释放速率会对抗生素的有效性产生影响。
具有良好生物相容性和骨传导性的磷酸钙被认为是具有潜在应用价值的生物活性分子载体,然而该体系难以达到缓释的效果;
此外,生物降解聚合物和溶胶-种植体表面控释抗生素涂层也采用凝胶涂层。
Lucke新型载庆大霉素生物可降解聚乳酸(PDLLA)涂层应用于大鼠模型,可有效预防钛植入物相关骨髓炎,PDLLA涂层在最初48h与磷酸钙涂层相比,80%的抗生素释放缓慢。
硅溶胶-凝胶涂层可在2周内控制万古霉素的释放。
体外研究发现,直接在种植体表面修饰万古霉素可以长期保持抗菌活性。

然而,种植体植入体内后,其表面很快就会形成一层蛋白质层。
需要进一步研究共同修改的抗生素是否能通过蛋白质层发挥有效作用。
考虑到抗生素涂层应用中可能出现的细菌耐药性问题,近年来也报道了各种非抗生素有机/无机抗生素涂层。
氯己定是口腔消毒中最常用的药物。
体外实验表明,醋酸氯己定涂层(CHA)种植体表面及其周围介质的细菌数量可以减少,但其使用会影响纤维细胞的生长。
Lee氯己定对成骨细胞也有细胞毒性0.005%浓度下即显着抑制成骨细胞的生长,其抑制作用具有剂量依赖性。
因此,虽然氯己定具有显着的抑菌效果,但是由于其对种植体周围细胞具有潜在的影响,可能并不适合涂覆于种植体表面。
乳铁蛋白(LF)它是一种抗菌蛋白质。
Nagano-Takebe发现吸附在钛表面的乳铁蛋白可以抑制格氏链球菌的粘附,表明将乳铁蛋白吸附在种植体的颈部表面,有利于抑制细菌的粘附,从而预防种植体周围的炎症。
银离子通过僵尸效应能有效抑制细菌的粘附和增殖。

Zhao等等发现,载纳米银颗粒TiO2纳米管(NT-Ag)在实验前4d能杀死细菌悬液中的所有浮游细菌,并能持续作用30d,提示NT-Ag该结构可以防止种植体周围的早期、中期甚至晚期感染。
进一步研究表明,银离子可以在低浓度下杀死细菌,对成骨细胞和上皮细胞无毒。
聚醚醚酮/纳米氟羟基磷灰石(PEEK/nano-FHA)生物复合材料具有良好的生物相容性和抗菌性。
Wang在体外实验中,PEEK/nano-FHA生物复合材料能有效抑制细菌增殖和菌斑形成,促进体内骨结合,有望成为新型种植体材料。
此外,抗菌肽、氮化物等也应用于种植体表面抗菌涂层的研究。

理想的种植体表面抗菌涂层应能长期有效地抑制细菌的粘附和种植,并有利于骨结合和软组织的结合。
目前,大多数抗菌涂层都处于体外研究阶段,需要进一步优化并应用于体内研究,以证明其有效性。

3.小结

综上所述,通过优化种植体的颈部设计,特别是种植体-有望优化应力分布,促进种植体周围上皮和结缔组织的附着,减少细菌的附着和定植,预防种植体周围炎症,提高种植成功率。

来源:王雨薇,王,包崇云.种植体颈的优化设计应用于预防种植体周围炎[J].2018、38(02)口腔医学:177-180.