氧化锆种植体骨结合的系统综述
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【中图分类号】R78 【文献标识码】A【文章编号】1004-4949（2013）11-14-03 Branemark于1971 年，首次针对种植体提出“骨结合”[1]的概念，种植体经过40多年的发展与完善，应用种植体修复缺失牙已被越来越多的医生和患者接受。钛及钛合金凭借其优良的生物相容性及机械性能，已被广泛用来制作种植体，并且有大量的实验研究证实钛及钛合金种植体有较高的成活率，所以钛及钛合金材料已成为目前评价种植材料是否合格的金标准。但是，也有文献报道钛及钛合金材料有以下缺点：①当种植体周围的骨组织较少时，钛及钛合金由于其在空气中自发形成的灰色致密的氧化膜会暴露出来，影响美观。②钛及钛合金长期存在体内时会析出钛离子，并且有文献报道钛种植体附近的淋巴结中发现钛离子存在。③当患者对金属过敏以及不接受金属种植体，钛及钛合金种植体的应用受到限制[2]。
与天然牙体颜色相近的生物陶瓷材料一直被认为可以替代钛及钛合金材料。1980年，由氧化铝制造的种植体“Tübinger”[3]应用于临床，但由于容易折断，其应用受到限制。后来由氧化铝制造的其他种植体相继问世，但都存在与钛及钛合金材料相比骨结合率较低[4]等问题。近年来，高强度的氧化锆材料凭借以下优点吸引了广大研究者的注意：①氧化锆陶瓷材料为白色并且与天然牙颜色相近，与钛及钛合金的灰色相比有较好的美学效果，特别是在唇侧骨量较少的前牙区。目前，在前牙区采用氧化锆基台的原因也大多基于此原因[5]。②与钛及钛合金相比氧化锆材料在口腔中的菌斑附着较少。菌斑容易在钛及钛合金表面形成与该种材料表面的粗糙度有很大关联，而氧化锆材料较容易形成光滑的表面，因此菌斑聚集较少[6]。③氧化锆为非金属x射线阻射材料，为有金属过敏体质的患者提供了更多的选择[7]。④氧化锆与其他陶瓷材料相比有较高的断裂强度和弯曲强度，因此作为种植体时不会出现断裂等问题[8]。
“骨结合”即在光镜下种植体与骨组织间直接接触，期间不存在骨以外如结缔组织等组织。而成功的骨结合是活体组织与埋入其中的种植体在承受力的情况下有功能和结构上的接触，在组织学中的表现为种植体与活体骨之间无纤维结缔组织附着[9]，因此骨结合是临床评价种植体是否成功的重要标准[6]，而评价骨结合的研究方法主要通过体内试验，本文作者于2013年3月15日在pubmed数据库中输入“osseointegration and zirconia”通过全字段收索方式共搜索到相关文献94篇，并按以下纳入和排除标准处理该94篇文献。
纳入标准：①氧化锆作为种植体材料的试验研究。②动物体内试验的文献。③研究骨结合的文献。排除标准：①体外实验。②以氧化锆作为基台的实验研究。③氧化锆作为涂层材料的实验研究。
经过以上标准筛选后的文献共有48篇文献符合本综述的要求，下文将对以上48篇文献做一概述。
1种植体与骨结合（BIC）、骨体积（BV/TV）反向转矩（RTQ）试验
BIC＼BV＼TV即种植体埋入活体骨组织部分与活体骨直接接触的部分[9]。该方法是动物标本取材后经过特殊染色，在光镜下通过图形软件计算出骨与种植体接触的程度。
反向转矩试验RTQ（removal ＼reverse torque test）测试是测试使骨与种植体结合界面破坏的转矩阈值大小的试验方法[10]。该临界点的转矩阈值间接的反映了骨结合的程度，因此该实验是测量骨结合的可靠的方法。有文献报道只要转矩试验的结果大于20Ncm就可认为是成功骨结合的标准[11]。
Won-Jun Shon 等人比较了粉末注射成型的氧化锆种植体经过喷砂处理后在兔子股骨内的骨结合情况，结果显示喷砂处理后增加了种植体表面的亲水性，但是没有改变其表面形态。在与未经过表面处理的氧化锆种植体比较BIC及RTQ时其差异有统计学意义[12]。Chung S将钛和锆的氧化物作为涂层材料涂布于氧化锆种植体表面，再将其表面粗糙化处理，评价其对骨结合的影响情况。实验结果显示该处理方法改变了种植体表面的形态和化学组成，并且对骨结合（BIC、RTQ）有较明显的提高，与对照组比较其差异有统计学意义[13]。Noha A. Salem将经过CAD/CAM制造的氧化锆种植体表面采用融化喷涂氧化锆悬浮液的表面处理方法，将其与钛合金种植体比较对骨结合的影响。实验结果显示经过表面处理的种植体的RTQ好于未经表面处理的氧化锆种植体并且其差异有统计学意义，虽然结果也高于钛合金，但差异无统计学意义。而组织形态学结果显示在4周、8周时好于钛合金并且差异有统计学意义，但是在12周时差异无统计学意义[14]。
Young-Seok Park评价了未经过表面处理的氧化锆种植体、经过酸蚀处理的粗糙表面氧化锆种植体、机械抛光的钛合金四种种植体的骨结合能力，结果显示粗糙表面的氧化锆种植体的RTQ和BIC结果均好于钛合金种植体，并且其差异有统计学意义[15]。
2 负重对骨结合的影响
Kohal， R. J.等人将12枚钛种植体和12枚氧化锆种植体植入六只猴子上颌前牙区，植入三个月后将铸造金属全冠粘结到种植体上，冠粘结五个月后取出种植体及其周围硬组织准备进行组织学检测，结果显示钛种植体与氧化锆种植体的BIC分别为72.9%、67.4%，二者间差异无统计学意义[16]。另有文献报道，研究者将32枚一段式氧化锆种植体植入3只猴子上颌骨内，在负重24个月后进行组织学检测显示骨结合率在66%-81%之间，骨面积在49%-78%之间，结果表明该一段式种植体有较好的长期稳定性[17]。Akagawa， Y.等人比较了氧化锆种植体植入比格犬口内后分别在早期负重和不负重的情况下对骨结合的影响，并认为早期不负重对于一段式氧化锆种植体更容易获得骨结合[18]。
3推出试验
Kohal，等人将钛和氧化锆种植体植入42只白鼠股骨中，在愈合28天后取材，采用推出试验测试骨与种植体表面的结合能力，另外在愈合14天和28天后将包含种植体及周围骨组织的样本应用组织学检测。结果显示钛和氧化锆在14和28天的骨结合分别为36%＼45%、45%＼59%，推出试验结果为钛43N，锆45.8N，两种测试方法的结果均无统计学差异[19]。
4扫描电镜（SEM）
在体内试验通过扫描电镜可以观察种植体表面形态，也可以观察附着在种植体表面新生骨的形态及特征。但是，由于标本制备非常复杂，其应用于体内试验较体外实验少[9]。Depprich，等人通过扫描电镜分别在1周、4周、12周三个时间段观察氧化锆种植体与骨表面的特性来评价骨结合。种植体植入1周后可看到骨附着于种植体表面，4周后骨与种植体紧密接触，12周后可以观察到完整的骨结合[20]。
5特殊形状氧化锆种植体对骨结合的影响
Nishihara通过对人工牙根的三维有限元研究发现人工牙根周围的骨结合与其应力的方式有关，应力的方式与人工牙根的材料性质关系很小，而与人工牙根的形状和颌骨的结构有很大关系[21]。Pirker将右上前磨牙拔除后采用即刻种植方式修复缺失牙，该即刻种植体是与天然牙形状相似的氧化锆种植体，植入四个月后将牙冠粘结在种植体上，于26个月后评价修复效果，没有明显的骨和软组织的吸收和退缩，意味着该种植体有较好的初期稳定性[22]。Zhu等人制造了涂有生物活性玻璃的柱状氧化锆种植体，该种植体为一段式种植体，在其底部有中空的孔洞，这种设计有利于骨组织生长，并且在孔洞内部与种植体形成内部连接。通过生物力学实验证明该种植体设计与常规种植体设计在弯曲力量、硬度、断裂强度和疲劳寿命等方面有较好的表现。在动物实验中发现该种植体由于底部的中空设计和表面粗糙结构提高了骨结合[23]。
6临床病例报告
Aydin将一枚两段式氧化锆种植体植入患者左上侧切牙的拔牙创中，六个月后检测菌斑指数、探诊出血情况、探诊深度、临床影像学检查等临床指标。结果发现在愈合六个月后种植体周围龈缘健康无探诊出血，无菌斑聚集，种植体周围无骨吸收[24]。Nevins将一枚采用平台转移技术的两段式氧化锆和常规钛种植体植入一名女性患者口内，植入体内六个月后采用活组织检测，并用光镜和扫描电镜观察，结果显示，该氧化锆种植体与骨有足够的接触面积[7]。 Pirker将与天然牙根有相似形状的一段式氧化锆种植体采用即刻种植的方式植入右上前磨牙的拔牙创中，4个月后粘接修复体，修复体戴入后获得了较好的美学效果，26个月后经过临床检查没有发现明显的骨吸收和软组织炎症，该实验证明采用该方法可以获得较好的初期稳定性和较高的骨结合[22]。该研究者后来将18枚该形状的种植体分成两组（A、B），A组为经过喷砂处理的粗糙表面，B组为采用“宏保存”的技术，该方法可以使前牙区唇侧骨组织更多的保留。实验结果显示A组所有种植体在两个月内全部脱落，而B组在行驶1到33个月功能后的成活率为92%，并且有较好的美学效果[25]。Ormianer，等人将22枚由70%氧化铝和30%氧化锆共同组成的种植体植入18名患者的前牙区。所有种植体均在修复体戴入后即刻负重，观察7到30个月，结果证明在前牙区该种材料的单颗牙种植体可以成功行使临床功能[26]。另有文献报道将66枚氧化锆种植体植入34名患者口内后观察2到5年，结果证明该种植体2年的成功率为98%，并且有97.5%的种植体在其顶部出现了高密度的皮质骨，其他临床指标要好于天然牙[27]。
7小结
基于上文，氧化锆种植体将来有潜力代替钛及钛合金种植体，但是目前还没有关于氧化锆种植体的长期临床研究。因此为了更好研究氧化锆种植体的临床效果，需要更多设计合理，随访时间更长的临床试验来支持氧化锆种植体的使用效果。
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