美学区单颗牙种植修复的生物学原则

美学区单颗牙种植修复的生物学原则

在进行美学区单颗牙种植修复时，为了实现最终功能与美学的统一，口腔临床医师应充分理解种植修复的生物学原则（Biological Principle），即种植修复是由种植体、修复体、种植体周围的硬组织，以及包绕硬组织的软组织共同组成，这其中的每一个因素都对最终的美学修复效果起着至关重要的作用。本文将着重介绍美学区单颗牙种植修复的生物学基础。唯有理解生物学原则，口腔临床医师才能以不变应万变，在纷繁复杂的临床情况下做出最合理的判断，获得可预期的治疗效果。

硬组织

拔牙后牙槽骨变化的认知基础

早在二十世纪六七十年代，学者Atwood就已经通过序列头影测量分析无牙颌患者的下颌骨，发现拔牙后牙槽骨的颊侧、舌侧、牙槽嵴顶存在不同程度的萎缩。Tallgren随后也通过头颅侧位片测量佩戴全口义齿的患者的上下颌牙槽骨，发现在第一个3年里上颌骨平均吸收2 mm、下颌骨平均吸收6 mm，并在之后的25年以每年平均0.3 mm的速度吸收。这些发现奠定了人们对于拔牙后牙槽骨变化的认知基础。

拔牙后牙槽骨变化的认知基础

拔牙后牙槽骨的变化可以分为牙槽窝内及牙槽窝外的变化。对于牙槽窝内变化的研究，源于1969年Amler对于人类拔牙后牙槽窝组织标本的观察。他发现拔牙后牙槽窝会首先形成血凝块，继而被肉芽组织替代，在4~5天后拔牙创周围的软组织会发生上皮化，覆盖在肉芽组织上。1周后牙槽窝内形成新鲜的结缔组织与类骨质；3周后类骨质开始矿化；6周后拔牙窝可见松质骨。虽然Amler的发现有一定的局限性，例如，观察的时间较短（仅6周），且仅观察了牙槽窝上部结构的变化，但其为后续的研究奠定了基础。
Cardaropoli等学者通过动物实验清晰且完整地展示了拔牙后6个月内牙槽窝的生物学变化：牙槽窝内首先形成血凝块，引发炎症因子（例如，中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞等）向血凝块迁移，启动创伤愈合过程。紧接着，新形成的血管和间充质细胞进入血凝块形成肉芽组织。肉芽组织再逐渐被临时结缔组织基质代替。拔牙后1个月左右，牙槽窝内被编织骨填满，形成原始松质骨，这为后续的骨改建提供了稳定的支架和充足的血供。等到拔牙后3~6个月，编织骨会逐渐通过骨改建作用被板状骨与骨髓替代。而在第3个月左右，牙槽窝顶部会形成“硬组织桥”以封闭创口，继而形成皮质骨以及可被黏膜附着的骨膜。

牙槽窝外变化

拔牙后，牙槽窝的外部三维形态也会随之发生变化。这其中，束状骨的吸收起着至关重要的作用。束状骨是位于牙槽窝骨壁的厚度为0.2mm~0.4mm的骨组织，通过牙周膜内的沙比（Sharpey）纤维与牙骨质相连（图1）。


图1 束状骨

拔牙导致的牙周膜损伤阻断了牙周膜对于束状骨的血供，继而激发破骨细胞活动致使束状骨吸收。Araújo与Lindhe教授通过对犬下颌前磨牙不同时期拔牙窝的组织学观察，发现牙槽骨的三维吸收在拔牙后的前8周最为显著，且颊侧骨壁的高度吸收（平均2.2mm）明显大于舌侧骨壁，这与颊侧骨壁嵴顶区域主要由束状骨构成而舌侧骨壁则由束状骨和层状骨共同构成有关。此外，他们还发现，伴随着牙槽骨高度的吸收，骨壁的厚度也会减少。
这些拔牙后牙槽骨的变化在人体上也得到了证实。Schropp等学者研究前磨牙区及磨牙区的拔牙窝，发现拔牙1年后，牙槽嵴的厚度可最多减少至最初的50%左右，且这些变化主要发生在拔牙后的最初3个月。Chappuis等学者通过锥形束CT（CBCT）测量39例患者前牙美学区微创（非翻瓣）拔牙后颊侧骨壁在8周内的三维变化，发现颊侧骨壁中间区域的吸收远大于两侧的骨吸收；且当颊侧骨壁呈薄壁型时（厚度≤1 mm）会比呈现厚壁型时（厚度＞1 mm）出现更明显的高度吸收。

颊侧骨壁

牙槽窝颊侧骨壁的厚度决定了拔牙后颊侧骨壁的吸收程度。值得注意的是，90%的情况下，上颌前牙区的颊侧骨壁厚度＜1mm或者缺失；50%的情况下，颊侧骨壁厚度≤0.5 mm。有学者认为，上颌前牙区颊侧骨壁的“先天不足”，与前牙区牙根三维位置有关。Kan等学者通过对100例患者上颌的中切牙、侧切牙、尖牙进行CBCT测量，将牙齿牙根在矢状面的位置分成4类（图2）：Ⅰ类：整个牙根贴近颊侧骨壁，占81.1%；Ⅱ类：牙根位于牙槽嵴的中间，远离颊侧、腭侧骨壁，占6.5%；Ⅲ类：整个牙根贴近腭侧骨壁，占0.7%；Ⅳ类：牙根位于牙槽嵴中间，至少2/3的牙根同时被颊侧、腭侧骨壁包绕，占11.7%；可见，绝大多数情况下，前牙区牙根在矢状面贴近颊侧骨壁。这与上颌前牙区颊侧骨壁多数情况为薄壁型的结论是吻合的。另外，从Kan的分类中可以发现，Ⅰ类虽然有充足的骨量适合做即刻种植，但种植体通常需要角度改变来达到修复体螺丝固位，或者修复体只能采用粘接固位的修复方式。Ⅲ类植入的种植体通常在理想的修复角度，但Ⅲ类的概率不到1%，且有颊侧骨壁进一步吸收的风险（图3）。


图2 Kan等学者提出的不同分类示意图


图3 Ⅰ类和Ⅲ类所对应的固位方式

颊侧骨壁缺损

上颌前牙区颊侧骨壁的情况之复杂，还表现为颊侧骨壁缺损、缺失的情况非常常见。对于颊侧骨板是否完整以及缺损程度的判断，直接影响到美学区种植治疗的方案设计，以及最终美学效果，尤其是软组织效果的获得。
Elian等学者在2007年针对拔牙窝颊侧骨壁进行了分类，根据软硬组织的情况将拔牙窝分为3类（图4和表1）。


图4  Elian等学者所提出的分类示意图

表1 拔牙窝颊侧骨壁缺损分类



由于Ⅱ类缺损最具有迷惑性，缺乏经验的医师常常把它误认为Ⅰ类缺损来处理，从而导致种植修复后软组织退缩的情况发生。Chu等学者进一步基于缺损的颊侧骨板骨缘与龈缘之间的距离对Ⅱ类拔牙窝进行了亚分类。他们指出，ⅡA类以及ⅡB类拔牙窝均可考虑拔除后即刻种植的治疗，而ⅡC类拔牙窝则需要非常谨慎的考量，尤其是在美学区。这里值得注意的是，根据生物学宽度的定义，正常颊侧骨骨缘距离龈缘的平均距离是3mm（表2）。


表2 Ⅱ类拔牙窝的亚分类



Kan等学者则根据Ⅱ类骨缺损的形状，提出了3种分类：V型缺损（小面积骨开裂式的吸收）、U型缺损（中面积骨吸收，水平向蔓延至原来牙齿牙根的相交处）、Ultra-U型缺损（大面积骨吸收，水平向蔓延至原来牙齿牙根的邻面）。他的团队进行了为期1年的跟踪观察，发现1年后种植体留存率达到100%且边缘骨水平向吸收均小于1mm，但是术后牙龈退缩的情况和骨缺损面积有关，即使在U型和Ultra-U型的情况进行了软组织增量，有8.3%的V型、42.8%的U型和100%的Ultra-U型发生1.5mm或以上的牙龈退缩。因此，Ⅱ类拔牙窝颊侧骨吸收类型的细分，在美学区单颗牙种植修复的美学效果上有重要影响，临床医师在术前检查与选择病例时需要格外谨慎。

翻瓣术对颊侧骨壁的影响

通过翻瓣术拔牙，虽然提供了理想的手术视野以及手术路径，却对手术区的血供造成了影响。牙槽骨颊侧骨壁的血供来自3个方面：牙齿的牙周膜、颊侧骨膜、牙槽骨的骨髓。伴随着牙齿拔除，颊侧骨壁丧失了来自牙周膜的血供。翻瓣术则是进一步阻断了来自颊侧骨膜的血供。即使术后非常完美地进行瓣复位，血供也要4~6天以后才能部分恢复。Lekovic等学者发现采用全厚（Full-thickness）翻瓣术拔牙的牙槽骨，术后6个月出现显著的牙槽骨高度及厚度的丧失。Caneva等学者通过动物实验发现，即使采用半厚瓣（Partial-thickness Flap）也会导致颊侧骨壁的吸收。此外，Tarnow等认为骨壁厚度至少为1.5mm~2mm时才能够包含骨内膜（Endosteum）或者骨髓。因此，在大多数情况下，上颌前牙区翻瓣术拔牙后，颊侧骨壁几乎没有了血供，易发生牙槽骨吸收。

即刻种植对颊侧骨壁的影响

Araújo等学者在比格犬上比较拔牙后，发现天然愈合牙槽窝以及即刻种植牙槽窝三维形态的不同。他们发现，天然牙槽窝的骨壁高度吸收［（2.2±0.9）mm］与即刻种植区颊侧骨壁高度吸收［（2.6±0.4）mm］之间没有显著差异，即刻种植无法减少因拔牙导致的颊侧骨壁吸收。当种植体植入新鲜的拔牙窝时，通常会在颊侧呈现一个水平向（Horizontal Gap）和垂直向（Vertical Gap）的空间，即“跳跃间隙”（图5）。虽然“跳跃间隙”的大小不能作为即刻种植后牙槽骨三维形态变化的决定因素，且当颊侧骨壁完整时，即使不使用任何植骨、软组织手术，即刻种植的种植体也都能完成骨结合，但在即刻种植中，“跳跃间隙”植骨与否对最后颊侧骨形态的影响还是存在差异的。“跳跃间隙”内植骨较不植骨有更好的颊侧轮廓形态维持，这对于美学区单颗牙种植的最终美学效果具有积极的意义。



图5  即刻种植中“跳跃间隙”示意图

软组织

软组织的特点

前牙种植修复的红白美学一直是每一位临床口腔医师所追求的。
白色美学包括牙冠的形状、大小、比例、位置、角度、色泽、表面纹理等，而如今越来越受到医师及患者重视的粉色美学包括种植体及修复体周围牙龈的位置、形态、质地、颜色、龈乳头的高度以及种植体周围的骨量等，而这与种植体周围软组织的结构、生物学宽度、垂直向及水平向厚度以及角化龈宽度等息息相关。软组织是种植体周围的天然画框，是前牙美学必不可少的一部分。

种植体周围软组织的结构

种植体周围软组织的结构与天然牙类似，都是由牙槽嵴顶的结缔组织、结合上皮以及牙龈沟组成。Berglundh等学者在实验犬中对比了天然牙和种植体周围黏膜的解剖学特征，结果显示天然牙和种植体周围黏膜具有相似特征。天然牙的牙龈上皮高度角化，与紧贴牙面的结缔组织上皮相延续，止于釉牙骨质界。同天然牙周围牙龈一样，种植体周围黏膜同样被覆角化上皮，上皮细胞向根方延续成为紧贴基台部位的类似天然牙结合上皮的屏障上皮。天然牙和种植体周围的上皮成分都是通过半桥粒结构附着于牙面或种植体表面。

生物学宽度

天然牙周围的牙槽嵴顶的结缔组织与结合上皮的宽度分别为1.07 mm和0.97 mm，结缔组织的胶原蛋白纤维垂直于牙根表面插入牙骨质中，在天然牙周围形成紧密的保护；而其冠方的结合上皮是通过半桥粒结构与牙釉质结合，形成上表皮附着。种植牙周围的牙槽嵴顶的结缔组织的宽度为1 mm~1.5 mm，结合上皮的宽度为2 mm。因此，种植体周围的生物学宽度为3 mm~3.5 mm，虽然这与在尸体解剖中获得的自然牙数据略有不同，但其生理规律和意义与天然牙相似。种植体周围的结合上皮也是通过半桥粒结构附着于种植体表面或者基台，不同的是种植体周围结缔组织的胶原蛋白纤维的走向是平行或者环绕于种植体及基台周围的。与天然牙相比，种植体周围结缔组织含有更多的胶原蛋白纤维，但是成纤维细胞以及血管更少，近似于瘢痕组织的结构。
天然牙周围软组织的血供主要来源于骨膜上方以及牙周膜的血管。而种植体周围由于没有牙周膜，因此种植体周围的血供来源仅有骨膜上方的血管，比天然牙少。种植牙与天然牙周围软组织的结构及血供的细微差别，使种植体对菌斑的抵抗能力、粘接剂的抵抗能力以及抗牙龈萎缩的能力都不及天然牙，这在临床的决策中是需要考虑的，尤其是在前牙美学区，要充分避免对软组织造成损害而影响最终美学效果。

牙槽嵴顶牙龈厚度——垂直向牙龈厚度

天然牙周围的牙槽嵴顶牙龈厚度的平均值为2.93 mm，而种植体周围的牙槽嵴顶牙龈厚度与天然牙相似，为3 mm~3.5 mm。Berglundh团队的比格犬实验发现，如果在二期手术时，将种植体的牙槽嵴顶牙龈厚度削减至2 mm，6个月后，种植体周围出现骨吸收，这是由于穿黏膜附着组织发挥生物封闭作用需要占有上述恒定的尺寸空间，在黏膜较薄（低于前述2 mm+1.5 mm厚度）的区域，黏膜愈合形成穿黏膜附着时会伴有骨组织吸收。机体通过种植体周围牙槽骨向根方的改建吸收来提供穿黏膜附着形成所需要的空间，从而保证上皮附着以及结缔组织附着的形成，重新建立3 mm~3.5 mm的垂直牙龈厚度。同样，Linkevicius团队发现牙槽嵴顶牙龈厚度与种植体周围骨吸收呈反向关系，牙龈厚度越厚，骨吸收越少。如果在种植手术中增加牙槽嵴顶的牙龈厚度达3 mm或以上，则能够有效减少种植体周围骨吸收的情况。
进一步的研究发现，种植体周围这种附着的形成与一期手术时是否埋入愈合无关，但与基台的材料密切相关。使用二氧化锆基台所形成的附着的位置与钛基台相似，而采用金基台和硅基陶瓷基台易导致黏膜无法在基台水平形成结缔组织附着，取而代之的是相对根向的结缔组织附着水平。随着结缔组织的根方迁移，原本与种植体表面形成骨结合的牙槽骨出现改建吸收，如此一来，种植体表面的钛层暴露，被新的结缔组织附着。关于材料特性对嵴上附着的影响我们会在基台材料的选择里详细阐述。
牙槽嵴顶的牙龈厚度不仅和种植体的健康有关，更与美学效果有关。龈乳头的实质是由于相邻牙体或修复体对于邻间牙槽嵴顶牙龈的挤压。临床研究显示，天然牙邻间牙槽嵴顶牙龈厚度为4.2 mm~4.5 mm，种植体邻间牙槽嵴顶牙龈厚度为5.93 mm~6.17 mm。种植体周围的龈乳头的完整度和邻牙的牙槽骨高度有关，单颗种植体的平均龈乳头高度为4.5 mm。因此，牙槽嵴顶的垂直向牙龈厚度越厚，可控挤压的邻间牙龈越多，龈乳头的高度就越高，更能够达到天然美观的扇贝形牙龈形态。

牙槽嵴顶牙龈厚度——水平向牙龈厚度

Kan等将薄龈生物型定义为水平向厚度＜1 mm，而厚龈生物型的水平向厚度则＞1 mm。薄龈生物型的牙齿更容易在颊侧有牙龈萎缩的风险，而该风险同样存在于种植体周围。因此，牙龈生物型对于美学区种植的诊断和治疗计划非常重要。由于厚龈生物型拥有更厚的结缔组织层以及更多的血供，术后恢复相较薄龈生物型更快，术后龈缘的位置更加稳定，更加能够降低术后牙龈萎缩的风险。因此，在前牙美学区的种植手术中，软组织增量的使用非常普遍，其目的也是将牙龈生物型转化为较厚的形态，达到软组织的长期健康和美观。
牙龈的水平向厚度会直接影响是否会透出下方种植体或者金属基台的灰色。Jung等的研究显示，牙龈厚度需要超过2 mm才能够遮盖住金属色，即使是使用了如今更为流行的氧化锆材料，牙龈厚度也需要达到1.5 mm才能够完全遮住氧化锆的颜色，从而不影响整体美学效果。除此之外，如果颊侧软组织出现了塌陷，视觉上产生的阴影也会影响美学。有研究显示，当这种水平向塌陷超过1 mm时，普通人便开始会察觉出因塌陷而导致的唇侧阴影；而当塌陷超过1.5 mm并伴随薄龈生物型时，绝大多数的普通人能够一眼就看出唇侧阴影。因此，软组织的水平向厚度对美学区种植的最终效果影响很大。

角化龈及附着龈

天然牙周围的附着龈是指牢固地附着在牙骨质和骨膜上的牙龈宽度的总和，临床上其测量方法是以龈缘至膜龈联合线的距离减去临床探诊深度，即角化龈宽度减去龈沟深度。而种植体周围结缔组织与种植体或基台并没有直接的垂直向结合，因此种植体周围的附着龈其实只是附着在骨膜上。由于种植体周围牙龈与种植体和基台的结合力弱于天然牙，因此种植体周围的附着龈显得尤其重要，而角化龈是附着龈存在的必要条件。
种植体周围缺少足够的角化龈宽度时，会发生更多的菌斑聚集、黏膜发炎、牙龈萎缩以及附着丧失。Monje和Blasi在私人诊所依从性不佳的患者群体中，发现种植体周围的角化龈宽度如果＜2 mm，会导致探诊深度增加、探诊出血增加、菌斑堆积增加、刷牙不适度增加、种植体边缘骨吸收增加以及前庭沟深度减少。在美学区，角化龈更是牙龈塑形的必要条件。和口腔黏膜不同，角化龈的结缔组织层含有丰富的致密胶原蛋白，给予了角化龈可塑性，从而能够通过临时修复体对于牙龈形态进行塑形，达到扇贝形的天然牙龈形态。
本文摘编自由撒悦主编，史也、杨静文、陈惠、季超副主编，辽宁科学技术出版社出版的《美学区单颗牙种植修复ABCD原则》一书。