赖红昌教授
上海九院口腔种植科主任
口腔种植支持固定修复
口腔种植支持活动修复等

上海九院种植牙口腔颅颌面种植科主任,教授、主任医师、博士生导师。现任中华口腔医学会口腔种植专业委员会主任委员,国际口腔种植协会专家委员会委员...[详细]

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CIFPD生物力学研究

更新时间:2019-07-01 09:11
  随着口腔种植技术的快速发展,种植义齿已经成为缺牙修复的主流方式之一。虽然种植区解剖条件的不足可通过上颌窦提升术、引导性骨再生术等外科手段来改进,但由于手术并发症的风险、治疗成本等方面原因,大大限制了其在临床上的广泛应用。而种植支持单端固定桥CIFPD的修复方式能有效避开骨缺损区,降低手术复杂性,减少病人费用,简化治疗步骤,故CIFPD也被用于缺牙区牙槽骨过度吸收的病例中。同时,CIFPD在前牙区多牙缺失而近远中间隙不足以及张口度过小等病例中也有所应用。然而,从生物力学的角度来看,CIFPD可能导致非轴向的弯矩,对于远端牙槽骨产生应力刺激,从而影响种植修复效果。因此,临床上对于CIFPD的设计存在广泛的争议。以下对CIFPD的相关研究做一综述。
  CIFPD与牙支持式单端固定桥一样,产生以桥体为力臂,基牙为旋转中心的I型杠杆作用,邻近种植体承受压应力,而远离种植体产生张应力。关于CIFPD的生物力学研究已经证实悬臂设计改变了种植体的受力方式,导致桥体荷载时种植体周围高强度应力集中,尤其是邻近种植体的悬臂彻骨皮质。
  早在1998年,Barbier等人应用了IMZ种植体支持的单端固定桥和双端固定桥来分别制作非轴向力和轴向力负载模型,并采用有限元分析方法证实了CIFPD组悬臂邻近第一颗种植体骨皮质以及根方骨小梁应力增加为对照组的2倍,而这种差别主要来自于非轴向力的水平向分力。有研究人员在Beagle犬下颌骨部位即刻种植了ITI种植体建立了CIFPD模型,并用数字激光散斑技术测量其斜向集中载荷下的三维位移。结果表明,在悬臂结果受载时,其本身位移最大,邻近种植体次之,远种植体更次。有研究人员采用同样的模型,发现桥体承受等量负载时,CIFPD与牙支持式单端固定桥的位移分布规律一致,而CIFPD的位移增量较小。
  悬臂结构增加了种植体侧向和旋转荷载以及种植体颈部的应力集中,而作用于种植体上的机械负载很大程度上决定了骨改建过程。早期实验结构认为,这些力学不利因素可能加剧边缘骨吸收甚至种植失败。在上述Barbier等人IMZ动物实验中,单端固定桥非轴向力负载模型中可见骨小梁密度增加以及骨皮质增厚,同时种植体周围组织中观察到巨噬细胞的增值以及炎症反应。他们认为随着试验时间延长,这些区域的骨质将发生吸收。然而,悬臂设计在临床可靠的应用效果吸引了更多学者进行进一步的研究。目前生物力学实验研究认为符合壹鼎设计条件的CIFPD所引起的种植体周围应力增幅较为缓和,悬臂设计也并不具有发生边缘骨吸收的必然性。因而设计合理的CIFPD在适度负载下是可选择的治疗方法。
  有研究者用三维有限元方法模拟下颌后牙区三单位CIFPD的修复,并以桥体另一侧天然牙作为参考点。随着悬臂邻近种植体的位置远离参考点,其所受应力逐渐增加,当距离在9mm和11mm时,最大应力显著增加。由此得出:当邻近种植体植入在7mm以内时,最大应力并没有显著的差异。有研究人员应用三维有限元分析了动态加载下种植体植入位置对于CIFPD应力的影响,发现近中种植体中轴与第一前磨牙远中面距离D≤8.0mm范围内,种植体最大Von Mises应力增幅缓和,提出悬臂长度应不超过前磨牙的宽度。有研究人员采用数字模拟技术,研究正常负载以及过载情况下两单位CIFPD与对照组的骨组织反应。实验发现:正常负载情况下,2组种植体周围骨密度没有明显变化,但是CIFPD组骨改建明显活跃于对照组,且其种植体颈部骨密度略高、过载情况下,CIFPD组种植体周围骨小梁逐渐变得致密,颈部骨密度于前10周有明显减少,而对照组基本与正常负载情况相同。这可以用组织数字模型中过载造成骨吸收的现象来解释:在正常咬合负载下,周围骨通过改建来适应机械刺激,而种植体骨界面的过载对骨组织产生了快速的微损伤而未能及时修复和重建,最后导致骨组织的吸收。
  CIFPD是牙列缺损患者修复可选择的治疗方案,设计合理的CIFPD有着可预期的临床疗效,但其适用范围与设计原则还需要进一步明确。

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