正畸支抗的新手段:种植体支抗系统的发展和应用

正畸治疗是对牙齿或颌骨施力，并使之达到预期位置的过程，这一力量的反作用力必须由一稳定的装置来承担，即所谓“正畸支抗”的概念。Proffit定义正畸支抗为“对不希望发生的牙齿移动的抵抗”或“对牙齿或口外结构所提供的作用力的抵抗”。正畸支抗的设计和控制对于矫正成功是至关重要的因素之一，通常由口内的牙(组牙)或口外的装置来实现。Robertstzj认为支抗不足是限制正畸治疗的重要因素，直接负载的骨性支抗方法的发展会大大提高矫治的生物力学水平。传统的加强支抗的方法如横腭杆、 Nance弓、固定舌弓、唇挡、颌间牵引、头帽口外弓等，存在稳定性、舒适性、方便性和患者合作性等方面的问题。因此，对于口内稳定有效且不依赖患者合作的新的支抗手段的需求，促进了正畸骨性支抗系统的发展和应用。

一、种植体正畸支抗的发展历史

Gainsforth于1945年发表的文章被认为是最早关于正畸骨性支抗的文献，研究中所有种植体均在16-31天内松动脱落，种植体正畸支抗未能实现长期的稳定性。随着种值修复技术的发展，在二十世纪70年代末80年代初，各种类型的种植体用于正畸骨性支抗的实验研究：碳化玻璃钢种植体、生物陶瓷涂层氧化铝种植体、活合金(钴铬钼合金)种植体、ticonium合金种植体等。这些动物实验研究虽然有些获得阳结果，但种植体表面与骨组织不能形成有效的直接结合，实验中种植体加载正畸力或矫形力的时间也比较短。Branemark等证明钛合金种植体表面和活性骨组织之间和结构和功能上能够达到直接的结合，并将其定义为“骨性结合”的概念。自从1965年骨性结合种植技术在临床应用以来，大量动物实验研究和临床研究也证明了骨结合钛合金种植体作为正畸支抗的有效性。

对于非修复正畸患者，传统的牙种植体用于正畸支抗受到植入部位、术式、费用等方面的限制。近五年多来，一些专门为正畸支抗设计的种植体系统得到开发，研究较多的是腭侧种植体正畸支抗系统和微型种植体正畸支抗系统，目前还处于临床应用的发展和完善阶段。专门的正畸支抗种植体是暂时的骨性支抗装置，为了避免种植体治疗后的取出手术，Glatzmaier开发设计了一种可生物降解的正畸支抗种植体系统(BIOS)，该系统进一步的临床应用正在研究中。

二、传统的修复牙种植体系统作为正畸支抗的应用研究

牙列缺损的修复患者，临近缺牙部位的牙齿往往出现倾斜、旋转和过长，同时可能存在牙列拥挤或合关系异常，因此修复前的辅助性正畸治疗经常是必要的。但是牙齿的缺失造成支抗的不足，某些类型的牙齿移动难以或不能完成。钛合金种植体为这些正畸治疗提供了良好的骨性支抗。

1．稳定性研究

1984年Roberts首次在动物实验中验证钛合金种植体的正畸支抗能力。20枚钛合金螺钉种植体植入14只兔子的股骨，种植体之间加载100克力并维持4-8周时间，结果显示20枚种植体除一枚外均保持稳定。Wehrbein和Shigeru Saito研究证实了种植体长期持续(24-32周)负载正畸力移动牙齿的有效性。Wehrbein的研究发现种植体未发生边缘骨吸收，相反在正畸力的作用下有骨沉积发生。Shigeru Saito认为加力种植体和未加力种植体的骨结合率无显著性差异，而加力种植体的压力侧和张力侧骨结合率也无显著性差异。Southard研究了钛合金种植体在垂直向的支抗能力，认为种植体支抗压低牙齿优于牙性支抗。

1969年Linkow首次发表了叶状种植体用于正畸支抗的病例报告，作者没有报告种植体的长期稳定性。此后相继有一些病例报告发表，利用钛合金种植体完成修复前正畸牙齿的排齐、内收、升高和压低等运动，正畸治疗结束后种植体用作永久义齿修复的基牙并保持了长期的稳定性。

2．种植体材料、大小和形状

钛合金是目前常用的种植体材料，种植体表面经过机械或化学的处理，如酸蚀、喷沙、羟基磷灰石涂层、钛浆喷涂等，可以大大提高种植体的骨性结合强度。传统的 Branemark种植体形状一般为圆柱或圆锥状，表面光滑或呈螺纹形状。种植体为了行使修复体或正畸支抗的功能，必须有足够的骨结合面积。对于柱状种植体，骨结合质罱取决于种植体的长度、直径、形状、植入部位骨密度。在后两种因素确定的情况下，调整种植体的长度和直径来达到一定的结合强度。在多数文献报告中，用于正畸支抗的传统修复种植体直径在3－5毫米，长度在6－15毫米。

3．种植体植入部位和时机

对于正畸一种植修复联合治疗的患者，种植体具有支抗和基牙的双重身份，种植体的位置不仅要符合正畸牙齿移动的生物力学，同时要满足正畸治疗后作为基牙修复的要求。因此，口腔修复、牙周、外科、正畸等多学科之间的联合协作是保证成功的前提。种植体精确的位置确定必须进行治疗前的诊断性排牙和蜡合模型的重建，预计好的种植位置信息转移到原始模型上，通过制作模板再次转移到口内以确定种植体的植入位置。修复种植体的植入需要足够的骨量支持，对于缺牙区槽嵴明显吸收的患者，目前有两种比较有效的解决方案，一是在种植前进行牙槽嵴增高术，二是种植体植入后对螺纹暴露部分进行诱导性骨组织再生术。

在多数情况下，修复种植体在正畸治疗前开始植入。有些特殊的情况，种植体两侧牙齿的移动不能很好的预测，需要正畸治疗过程中建立诊断性蜡合模型确定种植体的位置。种植体不能随牙颌的生长而萌长，一般认为修复种植体不能用于生长发育期患者的牙槽嵴。

修复种植体植入牙槽嵴以外的部位作为正畸支抗的报道比较少。Roberts的研究在下颌第一磨牙缺失的患者磨牙后区植入标准的Branemark种植体，用以增强双尖牙区的支抗，成功的将下颌第二、三磨牙近中移动10－12毫米关闭缺牙间隙，从而避免固定桥或种植义齿修复治疗。

4．种植体植人术式和愈合期

种植体植入后周围骨组织的改建需要一个适当的愈合期。Roberts研究发现在兔股骨植人种植体后，6周即形成良好的骨结合。在人类这一过程需要4－6个月的时创。正畸一修复联合治疗的种植体需要完全的骨性结合和最大的稳定性．手术要求尽可能减少对骨的创伤，保持骨的生理活性。通常选择双期手术，一期植入后经过龈下封闭愈合4－6个月形成有效的骨性结合，二期手术暴露种植体后，进行正畸附着体或修复附着体的连接。 Ericsson的临床研究表明，Branemark种植体采用单期手术的植入方式，同样达到良好的骨性结合，有效的承担正畸支抗和修复体功能。

5．种植体加力大小和时间

种植体作为正畸支抗与行使修复功能相比，生物力学有明显不同。正畸支抗种植体要求在持续负载正畸轻力的情况下保持稳定，力的方向多为侧向力。大部分的实验口和临床研究表明，种植体能有效承载30－400克正畸力，作用时间从1个月到2年不等。在一些实验研究中，种植体负载500-1000克的矫形力依然保持了良好的稳定性。Vasquez应用三维有限元的方法研究指出，以骨性结合种植体支抗移动牙齿时，关闭曲法较滑动法有较低的负载应变曲线。

三、专门为正畸支抗设计的种植体系统的应用研究

正畸临床面对的主要是完全牙列或拔牙间隙需要关闭的非修复正畸患者，传统的修复种植体植人牙槽嵴提供支抗对这些患者是不适宜的。有两种途径可以解决这个问题，一种方法是寻求有足够骨量的其他位置如硬腭部、下颌磨牙后区、上颌结节部；另一种方法是减小种植体的体积，发展微型种植体系统。

1．腭部种植体正畸支抗系统腭部解剖基础和种植体定位

腭中缝的骨化程度和硬腭部骨板的厚度，是影响腭部种植体使用和稳定性的主要因素。Schlege认为腭中缝完全的骨化很少发生在23岁之前，腭中缝后部钙化程度高于前部，但从临床的角度来看，0.03厘米的腭中缝裂隙相对于种植体的直径比较小，谨慎的使用也许并不影响种植体的稳定性。

种植前必须评估腭部的垂直骨量，以避免种植体穿透鼻底，常用的方法包括头颅侧位片和计算机断层扫描。 Wehrbein。经过临床和头颅侧位片的对比研究，证实从头颅侧位片得到的正中腭部垂直骨量比实际的高度少2毫米，Wehrbein建议安全的植入高度至少在鼻窦下2毫米。对于腭中缝未完全闭合的年轻患者，腭正中旁区是可选择的植入部位。Bemhart应用于CT扫描的方法研究腭部垂直骨量，发现正中旁区最大骨量部位距正中线和切牙孔各3毫米，平均高度7.8毫米。腭部种植体植入前需要从头颅侧位片上确定种植体的位置、角度、深度。 Tosun为了减少腭部种植体临床植入的误差，将头颅侧位片上腭部的描记图转移到上颌模型的止中矢状剖面上，确定种植体植入的位置、角度和深度，并以此作三维模板转移至口内。

主要的支抗系统及临床应用(1)Straumann Orthosystem种植体：

Wehrbein1996年设计的腭侧正畸支抗种植体系统。该系统为一体式结构，骨内部分直径3.3毫米、长4或6毫米，由纯钛制作，带有自攻螺纹；颈部表面光滑与软组织附着，根据植入部位的粘膜厚度，颈部有1.5、2.5、11.5毫米三种高度可供选择；粘膜外暴露部分高度2毫米，可与愈合帽相连。为了补偿种植体长度减小所带来的骨结合强度降低，种植体骨内部分表面经喷沙和酸蚀处理。

该系统的植入采用单期手术，术式简单，植入时使用与种植体颈部直径匹配的粘膜冲暴露骨面，避免粘骨膜瓣的准备和术后的缝合。植入13周的愈合期。种植体即达到良好的骨性结合，能有效负载正畸力。种植体取出使用与种植体颈部直径匹配的环锯(直径4.2毫米)，将种植体连同少许骨组织一起植出。

Wehrbein在前瞻性的研究中拔牙治疗9例II类错合患者，应用Orthosystem种植体作问接支抗稳定后牙，覆盖平均减小6.2毫米，两侧尖牙分别内收6.6和6.4毫米。临床和组织学检查均证明种植体的稳定性，由于连接腭杆的挠曲，两侧后牙支抗分别丢失0.7和1.1毫米。 Ortho