岳兆國,張海東,楊靜文,侯建霞
(北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院,1. 牙周科,2. 修復(fù)科 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國家工程實(shí)驗(yàn)室 口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081)
種植基臺(tái)是連接上部修復(fù)結(jié)構(gòu)和下方種植體的關(guān)鍵部件,基臺(tái)的材料、結(jié)構(gòu)組成、臨床設(shè)計(jì)與制作技術(shù)對于成功的種植修復(fù)來說非常重要。粘接固位是種植修復(fù)中常用的固位方式[1]。然而在修復(fù)體的粘接過程中,多余的粘接劑常溢出修復(fù)體與基臺(tái)的交界面,進(jìn)入植體周組織,難以徹底清除[2-3]。殘留的粘接劑是導(dǎo)致植體周炎的危險(xiǎn)因素之一,可造成骨吸收,進(jìn)而影響種植體的預(yù)后及存留率[4-7]。因此,如何避免粘接劑的殘留是保證種植修復(fù)體長期穩(wěn)定、健康的關(guān)鍵因素之一。
學(xué)者們提出過不同的方法以減少粘接劑的殘留。Ichikawa等[8]提出在修復(fù)體上制作粘接劑排溢孔引導(dǎo)粘接劑的排出,以減少冠邊緣處的粘接劑排溢到植體周組織中。Galván等[9]在粘接前制作基臺(tái)代型,后將組織面涂勻粘接劑的修復(fù)體先在代型上就位一次,最后再進(jìn)行口內(nèi)粘接。Seo等[10]利用橡皮障和排齦線來阻止粘接劑向深部組織排溢。但上述方法都被證明并不能完全防止粘接劑殘留[11]。
個(gè)性化基臺(tái)(customized abutment,CA)又稱定制基臺(tái),是根據(jù)種植體植入的位置和方向、軟組織形態(tài)及缺牙間隙,由醫(yī)師和技師個(gè)別設(shè)計(jì)的基臺(tái)。根據(jù)制作工藝的不同,個(gè)性化基臺(tái)可分為鑄造基臺(tái)、蠟型-掃描-研磨基臺(tái)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造(computer aided design/computer aided manufacturing,CAD/CAM)基臺(tái)。Linkevicious[11]在2011年的研究表明,鑄造個(gè)性化基臺(tái)較成品基臺(tái)(stock abutment,SA)利于殘余粘接劑的清除,并分析其原因是個(gè)性化基臺(tái)邊緣相較成品基臺(tái)而言更符合患者個(gè)性化的軟組織形態(tài),從而避免了某些位點(diǎn)的邊緣位于黏膜下過深的情況。然而,鑄造個(gè)性化基臺(tái)存在金屬收縮形變、精確度差、美學(xué)效果差等問題[12]。隨著CAD/CAM技術(shù)在口腔領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)以其制作簡便、精確度高、美學(xué)效果好的特性彌補(bǔ)了鑄造個(gè)性化基臺(tái)的不足[13],逐漸被更多醫(yī)師采用。那么CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)在保證穿黏膜輪廓和穿黏膜高度適應(yīng)植體周軟組織形態(tài)及厚度的前提下,相較于SA,是否能減少粘接劑的殘留?本研究即在體外模擬因牙周炎失牙位點(diǎn)的種植修復(fù)情況,采用先進(jìn)的數(shù)字化方法,測量并比較CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)與成品基臺(tái)在體外粘接時(shí)殘留粘接劑的狀況,同時(shí)觀察基臺(tái)邊緣位置對粘接劑殘留的影響,為因牙周炎失牙位點(diǎn)種植修復(fù)時(shí)基臺(tái)的選擇提供參考。
本研究所需的20個(gè)工作模型皆取自1例47歲男性患者,該患者2019年8月因右上中切牙缺失于北京大學(xué)口腔醫(yī)院牙周科就診,要求種植修復(fù)缺失牙。在納入研究前,該患者右上中切牙位置已植入一枚種植體(直徑3.5 mm,長度11.5 mm,NobelBiocare Replace NP,瑞典)并成功形成骨結(jié)合。在二期手術(shù)前,利用硅橡膠(Silagum,DMG,德國)制取口內(nèi)印模,并利用Ⅳ型石膏(Dentona,AG,德國)灌注石膏模型后制作個(gè)性化愈合基臺(tái),用以初步成型植體周軟組織。在二期術(shù)后4周,軟組織形態(tài)基本穩(wěn)定后,測量得到植體平臺(tái)位于右上中切牙頰側(cè)黏膜下5 mm。
告知患者全部研究方案,患者充分知情并同意其種植位點(diǎn)的工作模型作為本研究的試驗(yàn)?zāi)0濉T隗w外將患者的個(gè)性化愈合基臺(tái)與替代體連接,制作個(gè)性化開窗式轉(zhuǎn)移桿,口內(nèi)就位后取開窗式印模,待印模材料定型后取下,安裝直徑為3.5 mm的種植替代體(NobelBiocare Replace,瑞典),利用硅橡膠(凱蒙,中國)制作人工牙齦以最大程度模仿口內(nèi)植體周軟組織,并利用Ⅳ型石膏灌注20個(gè)相同的口外模型。
根據(jù)基臺(tái)種類將工作模型分為CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)組(DENFAC,高峰,中國;CCA組,n=10)和成品基臺(tái)組(Esthetic AbutmentNobelReplace NP 3 mm,瑞典;SA組,n=10)。根據(jù)粘接邊緣位置,將CCA組分為CCA1(穿黏膜高度5 mm,即粘接邊緣平齊黏膜,n=5)和CCA2(穿黏膜高度4 mm,即粘接邊緣位于黏膜下1 mm,n=5),將SA組分為SA1(穿黏膜高度3 mm,即粘接邊緣位于黏膜下2 mm,n=5)與SA2(穿黏膜高度1 mm,即粘接邊緣位于黏膜下4 mm,n=5)。按照分組訂購基臺(tái),獲得共20個(gè)實(shí)驗(yàn)對象(圖1)。
A, CAD/CAM customized abutments (CCA) with 5 mm transmucosal height, margins at tissue level (CCA1); B, CCA with 4 mm transmucosal height, 1 mm submucosal margins (CCA2); C, stock abutments (SA) with 3 mm transmucosal height, 2 mm submucosal margins (SA1); D, SA with 1 mm transmucosal height, 4 mm submucosal margins (SA2).
在修復(fù)體表面開孔,以便在粘接后作為螺絲通道,使冠-基臺(tái)復(fù)合體可被摘取。牙冠和基臺(tái)可能會(huì)接觸到人工牙齦的部位,都在粘接前用拋光橡皮輪充分拋光。在粘接前,基臺(tái)螺絲孔道用紅蠟(GEO Crowax,Renfert,德國)覆蓋,修復(fù)體的開孔用光固化樹脂(Beautifil E,Shofu,日本)填實(shí),以防粘接劑堵塞螺絲孔道,并阻斷粘接劑可能從開孔溢出的通路,使得粘接劑均從修復(fù)體與基臺(tái)邊緣溢出,同時(shí)更好地模擬上部修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)臨床粘接過程。粘接前將冠試戴在基臺(tái)上,用尖探針在2.5倍放大鏡下檢查冠與基臺(tái)邊緣的密合性,并觀察修復(fù)體切緣,檢查切緣是否與對側(cè)同名牙切緣平齊,并將此作為粘接時(shí)的就位標(biāo)準(zhǔn)。將所有對象的修復(fù)體和基臺(tái)在無粘接劑下就位于掃描儀內(nèi)的替代體上,分別掃描得到粘接前三角網(wǎng)格模型(standard tessellation language,STL)數(shù)據(jù)文件。在此之后,選用樹脂改性玻璃離子水門汀(Fuji Plus,GC,日本)作為粘接劑,根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)所測得的粘接劑所需的用量,每個(gè)修復(fù)體采用相同質(zhì)量的粉和相同滴數(shù)的液調(diào)拌粘接劑,并將粘接劑均勻且菲薄地涂布于修復(fù)體的全部組織面,迅速運(yùn)用指力按壓就位,使其切緣與對側(cè)同名牙切緣平齊。多余的粘接劑由另一位不知曉樣本分組的修復(fù)??漆t(yī)師用探針(EXD57,Hu-Friedy,美國)和牙線(CLINICA,Lion,日本)去除,直至不再有新的粘接劑被器械探及或帶出。將修復(fù)體螺絲孔道內(nèi)的樹脂及基臺(tái)螺絲孔道內(nèi)的蠟去除,卸下中央螺絲,獲得種植體冠-基臺(tái)復(fù)合體,再次在2.5倍放大鏡下檢查冠與基臺(tái)邊緣的密合性,若不密合,則需將冠脫位后重新粘接,若就位良好,收集該樣本以待數(shù)據(jù)的測量。
本研究采用數(shù)字化手段獲取殘留粘接劑的STL數(shù)據(jù),以便計(jì)算體積。將獲得的冠-基臺(tái)復(fù)合體通過螺絲固位于相應(yīng)的替代體上,利用硅橡膠印模材料(Silagum,DMG,德國)使掃描對象垂直豎立在模型掃描倉(Freedom,DOF,韓國)內(nèi),以單側(cè)石膏模型模式掃描20個(gè)對象獲得20個(gè)STL數(shù)據(jù),并導(dǎo)入逆向工程軟件(Geomagic Studio 2012,美國), 利用布爾運(yùn)算將粘接后的數(shù)據(jù)與相應(yīng)的粘接前數(shù)據(jù)相減,得到殘留粘接劑三維數(shù)據(jù),并計(jì)算后者體積(mm3,圖2)。
圖2 數(shù)字化方法測量殘留粘接劑的體積
將獲得的冠-基臺(tái)復(fù)合體通過螺絲固位于相應(yīng)的替代體上,并利用硅橡膠印模材料使掃描對象垂直豎立。保持樣本與相機(jī)(Nikon D300s,日本)鏡頭之間250 mm的恒定標(biāo)準(zhǔn)距離,并確保鏡頭中心與基臺(tái)-替代體交界面始終保持同一水平,調(diào)節(jié)參數(shù)至感光度200、光圈值36、快門速度1/150 s,為每個(gè)樣本拍攝四個(gè)面(近中、遠(yuǎn)中、頰側(cè)、腭側(cè))的二維圖像數(shù)據(jù),共80個(gè)圖像數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入圖像處理軟件(Adobe Photoshop CC 2018,英國),利用“pen tool”和“make path”兩個(gè)工具標(biāo)記出圖像中的粘接劑邊界及整個(gè)樣本的截面范圍,計(jì)算粘接劑圖像的像素?cái)?shù)目和整個(gè)截面像素?cái)?shù)目的比值(圖3),即為殘留粘接劑面積百分比(%)。
取20個(gè)Eppendorf管并對應(yīng)20個(gè)樣本進(jìn)行編號,分別在分析天平(METTLER-TOLEDO,瑞士)上稱重并記錄,將摘取下的冠-基臺(tái)復(fù)合體上殘留的粘接劑利用純鈦刮治器(ErgoMix,LM,芬蘭)去除并收集在相應(yīng)的Eppendorf管內(nèi),用分析天平稱量,計(jì)算Eppendorf管前后質(zhì)量差值即為殘留粘接劑的質(zhì)量(g),共獲得20個(gè)稱量數(shù)據(jù)。
A, the abutment and crown were erected using silicone rubber material; B, taking photo with a single lens reflex camera at a constant distance (250 mm); C, four aspects (buccal-, lingual-, mesial- and distal-) of each sample were snapshotted for analysis; D, calculating residual cement area proportion using software.
通過SPSS 18.0(IBM,美國)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)算殘留粘接劑的體積、面積百分比以及質(zhì)量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,對CCA組和SA組數(shù)據(jù)做獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)后,驗(yàn)證CCA1、CCA2、SA1及SA2四個(gè)亞組樣本的方差齊性和正態(tài)性,并進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)。若結(jié)果為總體均數(shù)不全相等,則利用最小顯著性差異法進(jìn)一步做多個(gè)樣本均數(shù)的兩兩比較。將三維掃描測量的殘留粘接劑體積與殘留粘接劑的面積百分比、殘留粘接劑的質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)性分析,分別計(jì)算Spearman秩相關(guān)系數(shù)后,對系數(shù)進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)。假設(shè)檢驗(yàn)均以α=0.05作為檢驗(yàn)水準(zhǔn)進(jìn)行雙側(cè)檢驗(yàn)。
所有的實(shí)驗(yàn)樣本粘接邊緣處均有粘接劑殘留,三種測量方法分別顯示,CCA組殘留粘接劑的體積、面積百分比和質(zhì)量均顯著小于SA組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。
表1 CCA組殘留粘接劑少于SA組
CCA1殘留粘接劑的體積顯著小于SA1及SA2(P=0.012,P=0.004),CCA2殘留粘接劑的體積也顯著小于SA1(P=0.007)及SA2(P=0.002);而CCA組和SA組內(nèi)部兩個(gè)亞組間殘留粘接劑體積差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.775,P=0.564,表2)。
CCA1殘留粘接劑的面積百分比小于SA1(P=0.011)及SA2(P=0.007), CCA2殘留粘接劑的面積百分比也小于SA1(P=0.009)及SA2(P=0.005), 而CCA組和SA組內(nèi)部兩個(gè)亞組間殘留粘接劑的面積百分比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.922,P=0.081,表2)。
CCA1殘留粘接劑的質(zhì)量小于SA1(P=0.039)及SA2(P=0.011),CCA2殘留粘接劑的質(zhì)量也小于SA1(P=0.017)及SA2(P=0.005),而CCA組和SA組內(nèi)部兩個(gè)亞組間殘留粘接劑的質(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.688,P=0.547,表2)。
表2 CCA組與SA組殘留粘接劑量的比較
殘留粘接劑體積與面積百分比(r=0.798)及質(zhì)量(r= 0.912)間均成正相關(guān),且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。
粘接固位是種植修復(fù)中的一種常用固位方式,相較于螺絲固位,它具有較好的美觀性,能最大程度保證修復(fù)體的被動(dòng)就位,調(diào)牙合簡便且機(jī)械并發(fā)癥低[14],但殘留的粘接劑是該固位方式的主要弊端[15],也是植體周黏膜炎和植體周炎的危險(xiǎn)因素[16]。目前尚無可以完全避免粘接劑殘留的方法,尤其當(dāng)修復(fù)體邊緣位于黏膜下時(shí)[3,17-19],且殘留粘接劑更易引起有牙周炎病史患者的植體周炎,尤其當(dāng)種植位點(diǎn)患牙因牙周炎拔除,嵴頂軟組織較厚時(shí)[7]。因此,本研究先復(fù)制1例因牙周炎失牙、行種植修復(fù)患者的臨床狀況,在體外評價(jià)CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)相較于成品基臺(tái)減少粘接劑殘留的效果。
粘接劑殘留是否一定導(dǎo)致植體周炎尚存在爭議。有研究指出,粘接固位的種植修復(fù)體發(fā)生植體周炎風(fēng)險(xiǎn)并不比螺絲固位高[20-21]。同時(shí),也有研究指出粘接劑的殘留與植體周黏膜炎和植體周炎之間具有強(qiáng)相關(guān)性,可引起出血,形成膿腫及炎癥,導(dǎo)致附著喪失,甚至植體失敗[4-7]。本研究在所有的研究對象上均觀察到粘接劑的殘留,此結(jié)果與其他研究結(jié)果類似[3],因此,為保證種植體的長期預(yù)后,如何最大程度地減小粘接劑殘留仍是目前粘接固位種植基臺(tái)設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)之一。
有研究報(bào)道,基臺(tái)粘接邊緣的位置可能影響粘接劑的殘留,黏膜上粘接邊緣或平齊黏膜粘接邊緣的基臺(tái)設(shè)計(jì)相較于黏膜下粘接邊緣,可以一定程度地減少殘余粘接劑的量[3]。但在面對復(fù)雜的臨床情況時(shí),臨床醫(yī)師常常不能避免設(shè)計(jì)帶有黏膜下粘接邊緣的上部修復(fù)體。植體周軟組織厚度是影響粘接邊緣設(shè)計(jì)的重要因素,軟組織厚度是覆蓋牙槽嵴頂?shù)能浗M織的垂直高度,在植體安裝基臺(tái)后,這個(gè)厚度會(huì)轉(zhuǎn)化為植體上部修復(fù)體的穿黏膜高度。2017年Fuchigami等[22]研究發(fā)現(xiàn),在非牙周炎失牙的位點(diǎn),種植修復(fù)前軟組織厚度為1~7 mm,平均厚度為3.6 mm,而在因牙周炎失牙的位點(diǎn),軟組織厚度為1.5~9.0 mm,平均厚度為3.8 mm,且與拔牙前牙周炎癥程度呈正相關(guān)[23]。成品基臺(tái)的穿黏膜高度通常為1~3 mm,難于匹配軟組織厚度過大的位點(diǎn),致使粘接邊緣位于臨床難以徹底清除粘接劑的深度。以本研究所用種植系統(tǒng)為例,NobelReplace Esthetic Abutment?成品基臺(tái)的穿黏膜高度僅有1 mm和3 mm可供術(shù)者選擇,對于嵴頂黏膜厚度超過4 mm的常見臨床狀況,選用成品基臺(tái)后粘接邊緣位于黏膜下2 mm或以上,增加了粘接劑清除的難度。相較而言,本研究采用的CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)可根據(jù)穿黏膜輪廓及黏膜厚度個(gè)性化設(shè)計(jì)邊緣位置,從而使邊緣在植體四周都位于黏膜下1 mm內(nèi)的位置,避免了成品基臺(tái)穿黏膜高度設(shè)計(jì)的局限性。
本研究結(jié)果顯示,不論采用哪種檢測方法,CCA1組與CCA2組間殘留的粘接劑并無明顯差異,SA1組與SA2組間殘留的粘接劑亦無明顯差異(表2),但CCA組較SA組能顯著減少粘接劑的殘留,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。首先,可能是由于CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)的邊緣位置可根據(jù)黏膜厚度,將其設(shè)計(jì)在黏膜下1 mm以內(nèi)的位置,不會(huì)出現(xiàn)粘接邊緣位于黏膜下過深位置的現(xiàn)象,從而有利于粘接劑的清除[24]。其次,可能是成品基臺(tái)的近遠(yuǎn)中徑常顯著小于實(shí)際缺牙區(qū)的近遠(yuǎn)中徑,從而導(dǎo)致粘接界面與穿黏膜輪廓間出現(xiàn)倒凹(undercut)(圖4),即粘接邊緣至穿黏膜輪廓邊緣存在水平向間隙,很大程度妨礙了術(shù)者對粘接劑的清理,可加重粘接劑殘留的現(xiàn)象[25],而個(gè)性化設(shè)計(jì)制作的基臺(tái)的穿黏膜輪廓完全順應(yīng)植體周軟組織的邊緣形態(tài),無倒凹,便于粘接劑的清除。再次,成品基臺(tái)穿黏膜高度通常為1~3 mm,本研究采用的1 mm及3 mm成品基臺(tái),相對于患者5 mm的牙齦高度,粘接邊緣分別位于黏膜下2 mm或4 mm,較深的粘接位置增加了臨床有效清除粘接劑的難度[26]。因此,本研究結(jié)果顯示,CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)較成品基臺(tái)利于臨床工作中清除多余的粘接劑,從而有效減少粘接劑的殘留,提示臨床設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)軟組織厚度情況,將基臺(tái)邊緣設(shè)計(jì)在黏膜下1 mm內(nèi),以最大可能減少粘接劑殘留,從而獲得更好的臨床效果。此外,盡管CCA1齊齦粘接邊緣組殘留粘接劑較CCA2齦下1 mm粘接邊緣組多,但兩組間的差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這與國際口腔種植學(xué)會(huì)共識(shí)報(bào)告相符[27],即肩臺(tái)設(shè)計(jì)深度若超過齦下1.5 mm,粘接劑殘留的風(fēng)險(xiǎn)將顯著增加,而在齦下1.5 mm以內(nèi)的不同肩臺(tái)位置對粘接劑殘留則無明顯影響。本研究中CCA組間差異未見統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,可能是由于測量誤差,還需要在后續(xù)相關(guān)研究中優(yōu)化條件,例如采用與全瓷冠色差較大的磷酸鋅水門汀作為粘接劑以避免測量誤差。
☆, the undercut is the distance between the cementation line and the restoration emergence profile margin.
對于殘留粘接劑的量化評估,傳統(tǒng)方法存在一定的局限性。粘接劑的面積測量存在不同拍攝角度之間相同區(qū)域的粘接劑面積重復(fù)計(jì)算的現(xiàn)象,例如在圖像分析唇面和近中面時(shí),近中唇軸角處的粘接劑面積會(huì)在這兩個(gè)角度重復(fù)算入,導(dǎo)致面積比例計(jì)算結(jié)果比實(shí)際大。而殘留粘接劑的稱重測量,不能反映粘接劑殘余的面積及位置分布。實(shí)際上,殘留粘接劑的危害,主要是作為局部刺激因素加速菌斑積聚[11, 28],其作用的強(qiáng)弱可能更多地和殘留粘接劑的面積及分布位置有關(guān)。同樣質(zhì)量的粘接劑可能因?yàn)榉稚⒊潭鹊牟煌尸F(xiàn)出不同的危害性,此差異難以用稱重的方式評估。牙頜模型三維掃描技術(shù)的興起,使得數(shù)據(jù)的測量變得更為簡便,以往在石膏模型上難以測量的數(shù)據(jù)可由實(shí)驗(yàn)者運(yùn)用掃描技術(shù)準(zhǔn)確獲取[29]。本研究采用模型掃描的方法獲取實(shí)驗(yàn)對象的三維立體數(shù)據(jù),并通過布爾運(yùn)算得到樣本殘余粘接劑的體積,能夠直觀且客觀地反映出殘留粘接劑的量及分布情況。本研究結(jié)果也進(jìn)一步證實(shí),三維掃描獲取的殘留粘接劑體積數(shù)據(jù)與殘留粘接劑的面積百分比及其重量的測量數(shù)據(jù)高度相關(guān),對評估殘留粘接劑的量及位置分布有重要指導(dǎo)意義及臨床參考價(jià)值。
綜上所述,本研究結(jié)果提示,CAD/CAM個(gè)性化基臺(tái)較成品基臺(tái)能更有效地減少粘接劑的殘留,從而更有利于植體周組織的長期健康和穩(wěn)定。本研究結(jié)果初步說明三維掃描技術(shù)可以通過獲取殘留粘接劑的體積數(shù)據(jù)來反映粘接劑殘留的量及位置分布,但其作為檢測手段的效度和信度還需與實(shí)際體積做分析和比較以進(jìn)一步驗(yàn)證。