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All-on-four技术在全口牙列缺失修复中的应用

2020-5-11 17:05  来源:口腔颌面修复学杂志
编辑:牛学刚 周虹 吉凯 阅读量:2809

    目前,全口牙列缺失仍然是危害老年人健康的重要疾患,天然牙缺失后,牙槽骨易于吸取,修复难度较大。以种植体为支撑的全口义齿是一种行之有效的修复方法,但当牙槽骨严重吸取时,只能植入短细种植体或行植骨、上颌窦提升等种植前手术。对于骨量不足病例,学者们力争找到一种可替代传统手术方式的解决方案,PauloMalo在90年代中期提出“All-on-four”理念,即颌骨前、后部分别垂直和斜行各植入两颗种植体,连接成整体后行即刻固定式义齿修复。

    其优势主要在于,通过种植体的斜行植入避开上颌窦、下齿槽神经等重要剖解结构并充分利用剩余骨质,增加种植体长度,缩短悬臂,避免植骨,从而减小创伤,即刻修复,降低费用。尽管存在以上优点,作为一项新兴技术,该系统中种植体斜行植入、即刻修复等应用环节还存在争议,有大量学者从实验研究、临床应用等方面进行分析论证。

    1.生物力学分析

    1.1光弹应力分析

    Cidade等采用光弹应力分析法考察上颌无牙牙合以All-on-four技术修复时,远中植体不同倾斜角度(15°-35°)时的应力分布情况。首先以快速成型技术制作聚氨酯模拟头颅,IPN系统种植体植入光弹树脂中,前后部植体规格分别为3.5×10mm和3.5×15mm。实验分两组:第一组:3副模型:上颌前牙区2颗常规轴向平行植体,上颌前磨区牙2颗向远中倾斜15°植体,以激光焊接钛杆连接,双侧远中10mm悬臂梁;第二组:3副模型:上颌前牙区2颗常规轴向平行植体,上颌前磨区牙2颗向远中倾斜35°植体,双侧远中10mm悬臂梁。模型建立完成后分别对悬臂梁末端,远中植体以及所有植体施加垂直外力。然后通过专业的云图条纹App分别获取后部种植体不同位置即全种植体、植体颈部、根尖区应力值进行分析。

    结论:在远中区(远中植体和悬臂梁末端)受力时,当后部种植体倾斜角度为15°时,根尖区应力值高,当角度为35°时,应力值下降;在同样远中区受力情况下,种植体颈部应力值在倾斜角度为15°或35°时无显著差别。当所有植体同时受力(即排除悬臂梁影响)时,后部植体倾斜角度为15°时根尖区应力集中,35°时颈部应力集中。

    总之,此研究通过光弹应力分析发现后部植体随倾斜角度增大,并非必然导致高应力值,当倾斜角度加大时,悬臂梁长度相应减小,远中区受力时,远中植体应力减小。但当全部植体同时受力时,后部植体随倾斜角度增大,应力集中区由根尖区向颈部转移。

    Kim等建立了两副光弹模型,每个模型在双侧颏孔之间植入四颗螺纹形种植体,前部两颗植体均轴向植入,后部两颗植体在一个模型中轴向植入,另一个模型中向远中倾斜30°植入,在此基础上制做上部带悬臂梁的修复体,然后分别在第一磨牙中央窝、第一、二前磨牙远中窝施加13kg的外力,考察应力分布状况,发现两个模型在悬臂梁区受力时后部植体的牙槽嵴均出现应力集中,但与轴向种植体相对照,斜行种植体周围骨质应力下降约17%。也有学者通过实验得出不尽相同结论,例如Begg等建立四副光弹模型,每副模型以Allon-four理念植入4颗种植体,远中植体倾斜角度分别为0°、15°、30°和45°,每组植体均以金属杆相连接,然后进行受力分析发现,倾斜角度为45°种植体,其植体周围骨质应力明显高于倾斜角度较小者。

    1.2三维有限元分析

    SalehSaber等建立上颌三维有限元模型,前4组以All-on-four理念设计,前部两颗垂直植体位于双侧侧切牙区,两颗长种植体后部植体位于上颌窦前壁近中,以上部结构相连接,根据其后部植体倾斜角度(0°、15°、30°和45°)设定为I-IV组实验模型,悬臂梁长度分别为20mm、16mm、12mm、和2.5mm,第V组模型设计为相互连接的6颗垂直植体,植入位点分别位于侧切牙、第一前磨牙和第二前磨牙,悬臂梁长度为13mm。在上部支架悬臂梁末端施加100N外力,然后评价种植体周围皮质和松质骨应力。

    结果显示:最大应力值在第I组模型,从II-V组应力值减少,减少幅度依次分别为松质骨中6%、18%、54%和24%,皮质骨中12%、36%、62%和62%。结论:后部植体越垂直,种植体周围骨质应力越大,增大后部种植体倾斜角度,悬臂梁缩短,种植体周围骨质应力减小。第V组模型实验结果进一步说明悬臂梁长度是影响应力的关键,多应用2颗植体,但悬臂梁较长,不能有效减少应力,而悬臂梁短,即便应用少量种植体也可减小应力集中。

    Li等建立全下颌14颗牙齿缺失,以All-onfour技术进行模拟修复的三维有限元模型,前部两颗植体规格设定为3.5×10mm,平行植入双侧侧切牙位置。后部植体在不同实验组直径同为3.5mm保持不变,但变换不同倾斜角度(0°、30°、45°)和不同长度(10mm、12mm、14mm),植入时需保证其根尖端在第二前磨牙轴线上。240N外力作用于第二磨牙近中颊尖(垂直于其舌斜面,与咬合平面成约成30°),考察应力分布情况。

    结果:0°种植体周围骨质所受应力最大,随倾斜角度增大,植体长度增加,应力值有不同程度降低,倾斜角度45°,植体长度为14mm者种植体应力最小,下降幅度达36.3%;修复支架应力最大点在后部植体远中悬臂梁处,倾斜角度45°,植体长度为10mm时应力最小;结论:后部植体倾斜角度增加(不大于45°)同时种植体长度增长,可使末端植体顶部向远中移动,悬臂梁可相应缩短,从而降低受力时种植体周围应力,因此提示临床上经优化设计,实现末端植体倾斜角度和长度的合理匹配,可减少种植体及周围骨质应力,进行14颗牙的修复是可行的。

    支架应力最大处位于末端植体远中悬臂梁处,提示临床上需加强此处强度,防止折断。无论何种情况,种植体颈部都是应力集中区,这也是种植体基台连接处以及基台和上部支架连接处,需高度关注基台和冠螺丝的强度以及配件之间结合稳定度。

    Bevilacqua等通过三维有限元分析远中种植体倾斜角度与种植体骨界面、金属支架应力分布之间相关性,发现远中种植体倾斜15°时,远中种植体、近中种植体、金属支架的应力值分别减少12.9%,18.3%,11.5%,远中种植体倾斜30°,各应力值分别减少47.5%,52.6%,31.3%,远中种植体倾斜45°,各应力值分别减少73.5%、77.7%、85.6%。

    结论:随远中种植体倾斜角度增加(≤45°),种植体骨界面以及金属支架应力值下降。Horita等建立以All-on-four理念对下颌无牙颌进行模拟修复的三维有限元模型,4颗植体植入双侧颏孔之间区域,并以钛支架或丙烯酸树脂基板连接,进而行即刻和延迟负重,以200N的垂直力作用于悬臂梁或远中植体(当无悬臂梁时),结果发现,与延迟负重相比,即刻负重时压力峰值在有无悬臂梁情况下分别升高26.4-39%和24-35.8%;负重部位明显影响应力分布,无悬臂梁者应力峰值较有悬臂梁者低45.3-52.6%;即刻负重时,骨-植体界面最大微动为7.5-14.4μm。

    结论:无悬臂梁设计较有悬臂梁者更有利于应力分布和骨结合,即刻负重时骨-植体界面最大微动不足以阻碍骨结合平稳进行。总之,对于All-on-four技术在全口牙列缺失修复中的应力分析研究绝大部分都证实远中植体随倾斜角度增大,并不会增加种植体周围应力,相反,由于悬臂梁缩短,往往导致应力值下降,但也不能片面追求缩短悬臂梁而使远中植体倾斜角度过大,至少应控制在45°以内。有关即刻负重的生物力学分析较少,尚未发现持明确否定观点的文献。

    2.临床应用

    2.1斜行种植体临床应用可行性

    传统观念认为,轴向种植体更有利应力传导,而斜行种植体可能改变种植体-骨界面的应力分布。因此,在All-on-four技术环节中,学者们高度关注斜行种植体在义齿临床应用过程中自身实际状况以及对整个修复系统的影响。Tabrizi等为58例上颌牙列缺损患者行平均倾斜角度为15.2°的斜行种植体植入,延迟负重后随访观察36个月,平均骨吸取为0.87mm,观察分析发现骨吸取与随访时间进展关系密切,但未发现其与种植体倾斜存在必然联系。

    Sannino等为51位无牙颌患者植入248颗种植体(轴向和斜行种植体各半),以All-on-four理念行62副固定式半口义齿(上颌28副、34副)即刻修复,随访观察2年,发现轴向种植体成功率100%,斜行种植体成功率98.38%,种植体周围边缘骨水平状况两者无显著差别,义齿存留率为100%,所有患者对修复效果满意。

    Gherlone等为29位牙槽骨严重吸取牙列缺失患者以All-on-four技术进行修复,共植入128颗垂直和斜行植体(数量各半),术后即刻修复后分别3、6、12、24、48、60月复诊,持续观察5年,轴向种植体成功率100%,斜行种植体成功率98.44%,义齿存留率为100%,未发现轴向与斜行种植体在边缘骨丧失方面有统计学显著差别。

    2.2即刻修复临床应用可行性

    传统观点认为:种植体植入后应经历一个无应力产生的愈合过程,以利于形成良好的骨结合,在此之前承受外力可导致纤维组织长入种植体与周围骨质之间,干扰骨结合,但随种植体技术的不断发展,学者们陆续报道了种植后即刻修复也能获得良好的功能和美观,种植体周围软组织的稳定和骨丧失情况与延迟修复者无明显差别。

    Niedermaier等将2081颗种植体应用于380位牙列缺失,牙槽骨严重吸取患者,每例无牙颌植入4-6颗植体,然后以固定式义齿即刻修复,经7年随访,种植体存留率为97.0%,与延迟修复无显著性差别,但骨质疏松和吸烟者失败率较高,即刻风险较大。Drago按照All-onfour理念将766颗Br覽nemark系统种植体应用于129名无牙颌患者,种植体植入时总的平均扭矩为60.74N·cm,然后即刻以全树脂过渡义齿修复,经24个月随访,种植体总的存留率99.5%,其中斜行植体和垂直植体存留率分别为99.5%和95.6%,过渡树脂义齿平均行使功能时间为199.2天,17.8%的义齿至少经历一次修理。

    唐庭等应用口腔健康影响程度量表(OHIP-14)观察All-on-4种植修复对牙列缺失患者口腔健康相关生活质量的影响。方法:对11例单颌或全口牙列缺失患者以All-on-4理念单颌植入4-6颗种植体,采用树脂临时固定桥即刻修复,戴用3-6个月后进行永久性支架固定桥修复,诊疗过程中以OHIP-14对患者种植前、临时固定修复后1周、永久修复后3个月的口腔健康相关生活质量进行问卷调查,结果显示支架支撑的固定永久修复和树脂临时固定桥修复都可以明显改善患者的生活质量,但前者优于后者。

    2.3并发症

    可分为机械并发症和生物学并发症,前者最多见的是义齿折断(丙烯酸树脂或金属支架的断裂)和固定螺丝松动,悬臂长度被认为是重要的危险因素,解决方法为义齿修理、扭紧螺丝、调整咬合,制作佩戴夜间保护垫等,此类并发症一般不会影响治疗成功率。与之相比,生物学并发症可能造成相对严重后果,Francetti等对86名即刻种植修复的患者进行16.3-112个月的研究,卫生相关的生物学并发症最常见(53.5%),其中30.2%的患者有种植体周围黏膜炎,10.4%的患者发生种植体周围炎。修复体部件脱落是发生率最高的机械学并发症(23.2%),但是,除了种植体周围炎和种植体丢失,其它的并发症都是可复性的。

    在Soto-Penaloza等进行系统回顾的728篇文章中,24篇文章报道了生物学并发症,最常见的并发症是在All-on-four系统中至少损失1颗植体,在11743颗植体中,175颗失败,其中,134颗在第一年脱落。其次为修复2年后发生种植体周围炎(6篇文章报道,具体比率不祥)。

    总之,大量临床成功病例证实All-on-four技术具备临床应用可行性,但由于其技术特点(尤其是种植体斜行植入和即刻修复)与传统种植理念不完全相符,目前其合理性仍存在争议。因此,在临床应用中要严格把握适应证,患者首先应是牙列大面积缺失,牙槽骨严重吸取且不愿接受植骨、上颌窦提升等骨增量手术者,患者除应具备常规种植所必备条件外,还应具有高度的依从性,能够定期随访维护。

    术前应周密详尽准备,充分了解种植区骨质、骨量状况,运用三维CT、计算机等高科技手段术前模拟,辅助设计,定制个性化模板,精准确定种植体数目、位置和角度,尤其是远中植体,文献报道其倾斜角度一般在25°至45°之间,但临床应用应根据实际局部剖解情况合理选择,既要尽量缩短悬臂,又要将倾斜角度控制在一定幅度内,实现合理匹配,优化设计。种植时植入扭矩达25-50N·cm,植体具有良好的初期稳定性时方可行即刻修复,修复时应注意骨重建需要相对稳定环境,外力应控制在一定范围内,过大的咬合力可造成种植体-骨界面应力集中,进而导致骨吸取,修复前后做好卫生宣教并持续随访观察,3-6月后及时行永久修复。

    3.高新科技在All-on-four技术中的应用

    3.1 3D计算机引导手术系统

    周密精确的术前设计可使手术更精准、创伤更小,3D计算机引导手术系统可根据剖解结构和后期修复需要精确定位种植体并减少创伤。Spinelli等(2010年)报道了SimPlant系统在All-on-four技术中的应用,该系统是第一个应用于临床的可视引导体系,可应用于目前大部分种植系统,具备多种种植体系统植体库,可提取与临床实际规格相符的种植体三维图像,真实模拟手术。

    首先,以CT采集患者颌骨及现有修复体数据,生成可在同一屏幕上显示的水平位、矢状位冠状位以及三维重建图像,可交互观察、转换、旋转,进一步导入拟应用的修复体和种植体图像后,可在直视下模拟种植体植入位置、方向、角度、深度,并实时进行监测周围骨结构,发生骨缺损、穿孔以及结构异常时系统会以红色提示,以利于及时调整,设计完成后生成数据传送给中心处理器,生成设计程序并计算机辅助制做带有引导钛管的树脂手术模板,引导完成不翻瓣种植手术,种植体顺利植入后,以30N·cm扭矩上紧CAD/CAM预制的基台,然后戴入以金属支架和加强树脂预制的即刻半口义齿,不足之处以自凝树脂弥补,调整咬合。

    3D计算机引导系统可有效引导手术,减少创伤,避开重要剖解结构,尤其是在All-on-four技术中对于斜行种植体的定位和角度调整起着至关重要的作用,同时在很大程度上简化手术和修复过程。另有学者研发All-on-four技术计算机模拟系统用于手术引导和培训。

    3.2数字化印模技术

    模型制取准确与否对于义齿修复成败至关重要,除传统方法外,CAD/CAM技术主导的数字化印模技术近年来发展较很快,该技术是应用口内数字化系统,以持续3D影像模式产生印模,首先以探头(传感器)同时从不同方向在口内采集图像数据,然后转换为几何数据,生成可视影像,在此基础上进行义齿设计,再以CAM程序完成义齿。数字化印模技术可简化取模流程、节省耗材、精确度高,可选择性关注重点区域,可数字化存档,方便与技师沟通并且可以增加患者舒适度。

    Gherlone等(2015年)为14名无牙颌患者行All-on-four修复,种植体植入5小时后,螺丝固位的临时义齿修复。4月后,数字化扫描印模用于永久性义齿制作,所有义齿被动就位良好,随访6-12月,无种植体失败,X线片显示种植体与上部结构连接处密合度满意,在边缘骨丧失方面,垂直与斜行种植体之间无显著性差别。Gherlone等(2016年)对25名无牙颌患者行All-on-four修复,种植体植入后分成两组,常规取模为对照组,数字化取模为实验组,记录操作时间,修复后,即刻行口内数字照相,检查记录金属杆与种植体连接后两者之间的空隙,3、6、12月继续随访观察,结果:种植体存留率100%,数字化取模时间明显小于传统方法,修复结构之间密合度良好。结论:数字化印模精度满意,效率高,值得推广。

    4.小结

    All-on-four是近年来种植修复领域最具革新性技术之一,以种植体轴向与斜行植入相结合的方式解决牙槽骨严重吸取者的修复难题,具有操作简捷,创伤低,可即刻负重,功能、美观重建良好等优点,具备良好的应用前景,但在基础理论论证、长期临床随访、卫生维护方案、并发症预防等方面还需深入研究和关注。

编辑: 陆美凤

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