平台转换技术的特点和研究现状

盛 敏,章登辉,高佳雨,周 益,王慧明

如何维持种植体周围尤其是在美学区软硬组织的稳定和美观，一直是种植领域研究的难点和热点。减少边缘骨吸收是保证种植体周围软硬组织稳定的前提，更是种植修复体能够维持美学效果并长期行使功能的重要保证。2006年,Lazzara&Porter[1]提出的“平台转换”(platform switching，PS)概念，正是出于减少种植体颈部的牙槽骨吸收的考虑。所谓PS，是当修复体基台的直径小于种植体颈部的直径时，修复体基台的边缘位于种植体颈部的内侧缘，而不是与颈部的外侧缘平齐。大量的实验研究[2-7]和Meta分析[8-10]结果显示，与平台匹配(platform matching, PM)的种植体相比，种植体-基台界面(implant-abutment junction，IAJ)之间的“不匹配”可以减少牙槽骨吸收。接下来本文将从平台转换技术对软硬组织的影响和原因分析、机械并发症等方面来进行阐述。

1 PS对种植体周围骨组织的影响

1.1 PS对骨组织影响的临床表现

种植体周围骨水平的变化被认为是评估种植体治疗结果的重要标准，也是种植体周围组织健康与否的证据[11]。在一项为期2年的前瞻性研究中，测量了PS和PM种植体在负载后的边缘骨吸收情况[12]，其结果显示，PS组和PM组骨吸收的平均值分别为(0.47±0.048)mm和(1.87±0.124)mm，两组比较差异有统计学意义(P<0.000 1)，由此认为PS技术可以减少种植体周围骨吸收，从而支持种植体治疗的长期可预见性。有学者使用根尖周X线片对比了PS和PM的种植体周围骨水平的重塑情况[13]，该回顾性研究认为，PS种植体比PM种植体在维持骨组织稳定方面更有效，可以最大限度地减少3年内平均垂直边缘骨和水平边缘骨的吸收。另外，5年随访的随机临床试验显示PM组和PS组之间的平均差异在完成上部冠修复至1年时为0.31 mm，在1年至5年时为0.53 mm，在完成上部冠修复至5年时为0.85 mm，两组之间的平均差异具有统计学意义(P<0.001)[14]。类似的结果，对67个应用PS技术的骨水平种植体的临床前瞻性研究中也显示，种植体周围骨水平在1～5年与完成上部冠修复至5年之间具有统计学意义[15]。

同时IAJ的“错配”程度对骨吸收也存在影响，一项为期3年的随机对照试验[16]观察到随着IAJ不匹配程度的增加，边缘骨水平甚至得到更好的维持。也有Meta分析[17]支持这一观点，指出PS可以保持植入骨内高度和软组织水平，边缘骨吸收程度与IAJ不匹配的程度成负相关。虽然对于种植体平台内移距离的研究较多，但现阶段尚无明确最合理IAJ内外侧缘距离的结论。

另一方面，不同高度的基台对骨高度的维持作用不同，Spinato等[18]在研究影响骨吸收的最小基台高度时的结果表明，基台高度越短，粘结固位修复体周围的边缘骨质损失越大。与PM种植体相比，基台高度对PS的影响比对边缘骨丢失的影响更大。随后1年，他们的另一项随机对照试验[19]发现PS种植体的短基台修复体比长基台修复体存在更大的边缘骨吸收，而且没有明显的种植体周围黏膜厚度效应。一项随机临床试验[20]支持这一观点，比较2种不同基台高度(1、3 mm)放置后2颗相邻种植体之间的骨吸收情况，认为基台高度是早期愈合过程中维持2颗相邻种植体之间的骨水平的重要因素，并发现短基台在半年后导致较大的邻间骨吸收。另一项研究基台高度和种植体深度位置对薄黏膜部位的种植体周围骨影响的随机临床试验[21]发现，与使用短基台相比，使用长基台与薄黏膜的植入位置相结合，可以减少种植体周围的骨吸收。综上所述，PS技术在短期及中长期有减少种植体周围边缘骨质流失的趋势。而这种趋势，可以从生物力学，IAJ的微观结构的改变得到解释。

1.2 PS对骨组织影响的可能原因

1.2.1 生物力学的改变 PS种植体受力时，应力不会直接沿IAJ传导到种植体颈部的周围骨组织，客观上起到了应力中断的作用。Serrano-Sánchez等[22]认为，PS种植体修复后收到的应力消散在内部比在外部有利，因为它改善了沿着修复体的咬合面、植入物轴线施加到骨组织的负荷的分布。在一项分析和比较锥形种植体和圆柱形种植体周围的应力分布有限元分析的结果显示[23]，PS降低了所有模型在垂直和斜向力作用下种植体周围的骨应力。但是，一项PS对种植体周围骨影响的三维有限元分析[24]中显示，在模拟轴向和非轴向咬合负载作用下，PM组的Von mises等效应力值低于PS种植体的等效应力值，在统计学上没有显着性差异，并且PM组种植体周围骨内应力明显高于PS组(P<0.001)。同样的，另一项三维有限元分析[25]评价和比较了在垂直和斜向载荷作用下，种植体周围骨(骨皮质和骨小梁移行)的应力分布。在施加任何倾斜负载的情况下，PS模型中过渡骨皮质的应力值均低于传统模型。骨小梁移行的应力在PS模型中高于传统模型。在两种模型中，随着骨皮质移行负载的增加，应力值增加，骨小梁移行的应力值略有降低。PS技术降低了过渡骨皮质的应力。在这两种模型中，随着负载的增加，这种应力逐渐增大。骨小梁移行的应力值低于骨皮质移行。总而言之，PS可以降低作用在种植体周围的骨应力，从而降低发生皮质骨吸收的风险，发挥了其生物力学的优点。

1.2.2 种植体-基台界面(IAJ)改变 ① 微间隙的存在和向内迁移：IAJ连接的微小间隙会破坏密合性，成为微生物繁殖定植的薄弱点，而微生物的聚集可导致边缘骨吸收，影响种植体的骨结合，引发种植体周围炎等严重并发症，甚至导致种植失败[26]。通过对口腔种植体表面菌斑定植的组织学分析[27]，结果支持那些在微间隙水平上显示细菌渗透的研究，这可以证明骨水平的微小间隙可能存在由细菌定植引起的骨吸收风险的假设。更有文献显示，微隙的定位可能会限制非埋入式种植体的牙槽骨水平变化[28]。PS概念可以减少生物学宽度的垂直分量，并产生更大的水平距离，炎性结缔组织和细菌向中轴线迁移，远离牙槽骨，限制炎症细胞的浸润和牙槽骨的损失[29]。而一项根据PS和边缘骨水平改变的3年的随机对照试验提示，PS可以增加基台相关的炎性细胞浸润和边缘骨水平之间的距离，从而降低其骨吸收效应[16]。

②微间隙和微动的减小：两段式种植体的制作过程产生的误差和咀嚼过载导致种植体与基牙之间存在微间隙和微动，会直接或间接造成微渗漏和机械损伤。为克服微间隙和微动的破坏效应，有学者在评估不同种植体在循环加载过程中的微隙形成和磨损模式时建议，选用合适的IAJ(Morse锥度和PS基台)，使得细菌定植和应力集中远离牙槽骨[30]。另外，Blum等[31]在评估不同种植体在循环加载过程中的微隙形成和磨损模式的研究中发现所有植入物在植入前均在植入物和基台之间呈现微隙，间隙尺寸随着循环加载而增加，其变化在前200 000个循环内显著更高。在循环加载过程中，研究者认为在循环加载过程中基台的微动可能会导致锥形种植体的磨损，从而导致IAJ连接形成处微隙增大。

③种植体周围组织的摩擦腐蚀产物量减少：Alrabeah等[32]在研究不同IAJ对金属离子释放水平的影响时观察到IAJ的连接经历了一个主动腐蚀的过程，导致金属离子向周围环境释放。其结果表明，PM组的金属离子释放量最高，PS组降低了IAJ的金属离子释放水平。随后的研究中，他们又观察到PM组的IAJ连接释放的金属离子存在下，与成骨细胞的骨吸收相关基因表达的上调，细胞因子水平的增加更明显，突出腐蚀产物对种植体周围牙槽骨损失调节的可能作用[33]。在近期的研究中他们又得出结论，改变IAJ连接的几何形状对金属离子释放有影响，而金属离子释放反过来又对成骨细胞功能和骨吸收介质的分泌产生影响[34]。PM组表现出较高的金属离子释放量和更多的表面损伤，这些发现突出了PS组在减少种植体释放的摩擦腐蚀产物方面有积极作用，从而可以降低种植体周围骨吸收的不良组织反应。

2 PS对软组织的影响

2.1 PS对软组织影响的临床表现

Rodriguez等[35]在文献中指出，在美观区远离邻近的种植体，同时保持种植体与牙齿之间的距离在2～4 mm之间，而种植体的窄基台连接，能显著增加骨高度，有助于软硬组织的维护。有文献根据不同的论文，总结出PS的扩展平台获得出色的美学效果，具有PS结构的种植体设计提供多种优点和潜在应用，例如在前牙区，可以保持牙槽骨嵴顶从而改善美观性[36]。另一篇文献中提出，已经证明有利于长期稳定性和改善种植体美学效果的因素包括将植入物置于理想的三维位置，使用IAJ错配的设计，以及进行软组织移植[37]。有学者评估上颌前牙单个骨水平种植体植入后的边缘骨重建和软组织美学，上颌牙位为14-24单颗牙缺失的患者使用PS的骨水平种植体[38]。颊侧龈缘和乳头稳定，种植体周围的软组织在美学上也是令人满意和稳定的。与PM修复相比，采用PS的种植体即刻修复，可增加种植体周围牙槽骨水平的稳定性，减少修复体加载10年后软组织的持续收缩[39]。在对67个骨水平的PS种植体的5年临床前瞻性研究[15]中也显示，对于软组织反应，观察到从乳头到接触点的距离从1～5年与完成上部冠修复到5年的最大减少，颊侧缘没有显著性差异。可以看出，PS技术能够帮助种植体周围建立更为稳定的软组织结构，更适宜应用在美学区。而PS技术对于软组织的改变可能通过其对生物学宽度改变及厚度的影响得以解释。

2.2 PS对软组织影响的可能原因

2.2.1 生物学宽度的改变 具有PS结构的种植体，IAJ之间的不匹配形成了一个水平方向上的空间，使得原来只有垂直方向的生物学宽度在水平方向上加大，为软组织的附着提供了额外的接触面积。这种更宽、更具有抵抗力的上皮袖口，阻止了细菌向下入侵并阻止上皮组织顶端迁移，有效地维持了牙齿软组织的稳定性，减小垂直方向上的骨吸收形成良好的生物学封闭。有学者认为种植体生物学宽度的重建是保证PS连接种植体颈部骨组织稳定的重要因素[40]。Lazzara & Porter在提出PS概念的同时也提出，生物学宽度形成过程在暴露于口腔环境后立即开始。无论是使用埋入式还是非埋入式种植体，如果要实现水平方向上重新定位生物学宽度，放置在种植体上的愈合基台必须具有更小的直径，因为在牙槽骨已经重建到种植体顶部周围的后置静止位置之后，再进行平台内移也不会返回术前水平[1]。有学者在研究单个种植体周围的组织高度和宽度的比值时，发现种植体周围黏膜的宽度与高度之间存在恒定的关系[41]。Rodriguez等在研究PS对种植体周围胶原纤维取向和骨吸收的影响时发现，PS的种植体在基台水平存在圆形纤维，而没有PS的种植体，在种植体的第一螺纹骨水平处发现了类似的圆形纤维[42]。该组织学结果支持PS可以减少牙槽骨损失的假设，并且可以作为牙周纤维取向的“机械保留因子”。他们在后续的组织学研究中又发现IAJ直径的差异可以使周围的圆形纤维稳定，而PS的种植体上，观察到胶原纤维的圆形取向作为横截面图中的主要排列[43]。圆形胶原纤维可能是稳定康复周围软组织的关键因素，抑制软组织的顶端迁移，进而保护下面的骨组织。由此我们可以推断出：PS使得原来只有垂直方向的生物学宽度在水平方向上加大，为软组织的附着提供了额外的接触面积。

2.2.2 软组织厚度的影响 Lazzara[1]提出，必需至少3 mm的软组织的生物密封，才不会增加牙槽骨高度的损失。类似的，Linkevicius等[44]研究在垂直软组织厚度对平台切换种植体周围骨变化的影响比较中发现，如果植入种植体时黏膜组织很薄，平台转换不能防止牙槽骨损失。而在较厚的软组织中，PS的种植体可保持牙槽骨水平，并且具有最小的重塑。同一研究小组此前发表的一项为期1年的试验性研究中表明，如果在植入时黏膜组织的厚度为2 mm或更小，PS可能无法有效预防骨质流失，并提出结果表明，在人体中，植入种植体的密封需要约为4 mm[45]。另外也有Meta回归分析[46]支持这一观点，其结果显示初始软组织较厚的部位骨吸收较少。我们认为，软组织厚度应维持在2～4 mm间，以减少种植体颈部牙槽骨吸收。

3 PS的机械并发症

PS结构种植体将种植体与基台连接部位转移到种植体内部，在受力时会把作用于IAJ的应力往内部集中，将力作用在基台或者是基台的螺丝上，增加了螺丝发生松动甚至折断的风险。有学者使用二维有限元分析应力分布时得出结论，PS组在种植体的应力分布方面表现出更好的生物力学行为，特别是在骨组织中(减少80%)，然而，在冠部和修复螺丝中，观察到应力集中的现象[47]。同样的，三维有限元方法分析平台切换概念对种植体系统和种植体周围骨骼的影响时也发现，PS模型和PM模型的最高Von mises值和应力分布模式相似，但前者的各分量有更大的位移[48]。PS模型中除骨组织外，大部分构件的Von mises应力值都要高得多。由于植入物中产生的应力集中，当使用PS概念时可能会发生机械并发症。类似结果在另一个使用三维有限元方法分析的研究中显示，与PM组相比，PS组增加了修复螺丝中的应力集中面积(P<0.05)，PS概念在修复螺丝和牙冠中具有更高的应力集中[49]。由此我们认为，PS技术会增加发生机械并发症的概率。

4 总结和展望

综上所述，PS技术在临床上的应用日趋增多，尽管在维持软硬组织等方面取得令人满意的疗效，但也要看到它的缺点和局限性。PS技术并不是一种独立的技术方式，单独使用的效果并不明显，需要选择适合的适应证，合理的植入位置，合适的扭矩范围，尽量选择内连接系统和密合性较好的修复基台，配合相关的种植技术，才能发挥出更大的优势，获得良好的功能以及美学效果。PS为种植体的设计和改良提供了一个新的概念和一个新的思路，但在理论上和设计上仍有很多问题是不明确和不完善的，值得进一步的研究和探索，例如IAJ内外侧缘的距离多少才是最合理，多大的种植体颈部肩台角度设计最合理，怎样的肩台外形设计应力分布更合理，使用多大的扭力既不影响正常负荷又不会增加并发症，美学区相邻PS种植体的最小距离是多少，较小直径的种植体如何也能应用PS等。当然，其远期效果和其它可能出现的并发症还亟需更大量更长期的临床观察和论证。