薛燕青，毓天昊，韩童童，郑添予，阎 旭

（中国医科大学口腔医学院附属口腔医院干诊科，辽宁沈阳110002）

0 引言

即刻种植是指拔除患牙后即刻在拔牙窝内植入牙种植体，与传统种植治疗比较，其主要优势是可以缩短治疗周期，减少就诊次数，避免二次的外科干预，避免或显著减少不可逆的牙槽骨吸收和软组织退缩，并且能够因此降低患者的医疗总成本，提高其心理治疗展望，改善美观［1－2］。 即刻种植时，传统的螺纹状和柱状结构的单牙根种植体与天然牙牙根形状不同，即与拔牙后的牙槽窝不一致，种植体与骨组织间常存在间隙，很难获得良好的初期稳定性，这将影响种植体和骨组织间的骨性愈合，影响种植手术的成功率［3－4］，这一问题在天然牙为多牙根的磨牙区就显得更为严重，传统即刻种植难度极大。为解决种植体与周围骨组织的间隙问题，学者们进行了多方面的研究，包括采用引导骨组织再生技术，或植骨材料直接充填骨缺损区等方法［2，5］。种植体的初期稳定性通过种植体与牙槽骨的直接接触获得，临床上可通过将种植体植入根方骨下3～5 mm，或者植入比拔牙窝直径大的种植体来获得初期稳定性［1］，但这些方法均存在成本高、临床操作时间长、易对骨和软组织造成损伤等缺点。通过使用与天然牙根大小及形态一致的个性化拟天然牙根种植体（root⁃analogue implant，RAI）可以很好地解决这个问题。RAI是指通过对拟拔牙位点的颌骨进行三维扫描和重建后，利用快速成型技术制造出与拔牙窝形态及大小相匹配的个性化种植体，在拔牙的同期植入拔牙窝。RAI通过改变种植体的形态及大小来适应牙槽骨，以达到两者的匹配，其不仅临床操作简单，还能最大程度上减少骨和软组织的损伤，增加即刻种植术后的初期稳定性［6］。特别是在多根牙区，RAI能更好地模拟天然牙的应力传导，在抗旋转性上也有一定的优势［7－10］。

1 材料和制作工艺

1.1 聚合物 RAI1969 年，Hodosh 等［11］利用聚合物（自动聚合和热处理的聚甲基丙烯酸酯）制作RAI。其首先利用石膏获得拔除牙的模具，然后在模具中填充聚合物，进行热处理后获得拔除牙的复制品，并植入拔牙窝中。运用聚合物制作RAI具有操作简单、易于通过增减成分改变其物理特性等优势，但其研究显示，这些种植体最终被胶原纤维构成的结缔组织所包裹，不能形成骨结合。因此，聚合物RAI目前已不再使用。

1.2 钛 RAI1992 年，Lundgren 等［12］采用机械复制与电火花蚀刻技术，制作个性化钛RAI，并将其植入比格犬的拔牙窝内进行实验研究。结果发现，骨结合率达88%，且种植体⁃骨界面的结合质量足以达到功能性要求。1997年，Kohal等［13］利用数控铣床加工出表面具有规则蜂窝状的RAI，植入动物拔牙窝后取得了良好的效果。Kohal等认为，骨结合的量取决于个性化种植体制作的精密程度，受当时材料与设备所限，制作的牙根与拔牙窝的适应性的精确程度受到影响。以上方法均通过扫描拔除后的牙根数据制作，无法实现拔牙后即刻植入种植体与临时修复。近年来，随着三维成像技术在口腔医学领域的应用日益广泛，锥形束 CT（cone beam computed tomography，CBCT）结合计算机辅助设计与计算机辅助制作技术（com⁃puter assisted design／computer assisted manufacture，CAD／CAM）使得拔牙前预先制作RAI，拔牙后即刻植入成为可能。

由于天然牙根具有复杂的三维结构和不规则曲面，应用传统数控技术难以制造出RAI所需要的精密的几何结构.而3D打印技术（3D printing）无需昂贵的模具就能够制造出几乎所有想要的几何结构，被认为是个性化种植体的未来。3D打印技术是一种以计算机技术及三维数字成像技术为基础发展起来的快速成型技术，又称为增材制造，其具体过程主要包括：①运用三维成像技术进行牙根数据的收集与获取，CBCT具有扫描速度快、空间分辨率高、辐射剂量小、图像伪影少等优点，目前已广泛应用于种植术前检查；②将扫描获取的数据导入CAD软件，进行三维重建以及个性化设计；③将得到的三维模型保存为3D打印设备所能识别的STL格式，应用相应的3D打印设备打印出RAI。RAI的制作难点在于准确地模拟天然牙根的形态，RAI的制作精度是影响种植体初期稳定性的一个重要因素。RAI表面的多孔结构能够加速骨组织愈合，促进骨结合，使种植体进行更好的负荷调整，减少压力诱导下的骨吸收［14］。3D打印技术除了具有制作成本低、精度高、周期短、节省材料等优点，还可以通过改变如激光功率、层厚、扫描间距、扫描速度等参数来改变每层的孔隙率，并能控制孔互联、尺寸、形状和分布，这是传统机械加工无法做到的。

目前，在RAI领域应用的金属3D打印技术主要有4种：①直接激光金属烧结技术（direct laser metal sintering，DLMS）；②选区激光烧结技术（selective laser sintering，SLS）；③选区激光熔融技术（selective laser melting，SLM）；④电子束熔融技术（electron beam melting，EBM）。DLMS是利用聚焦激光束将金属颗粒的表面部分熔化后，加入到多孔结构中，分层堆积而形成。 经实验与临床研究［15－16］证实，DLMS 制造的RAI能够获得足够的精度，可以成功应用于临床。SLS是激光束在计算机的控制下有选择地烧结粘结剂使粘结剂与金属粉末粘结在一起，逐层烧结直至完成，并去掉多余的粉末，需经过后处理工艺对零件进行高温重熔，二次处理，因此零件的尺寸精度易受影响［17］。SLM技术是近年新发展起来的先进技术，其利用高能量激光的热作用使金属粉末完全熔化、经散热冷却固化、层层累加成型出致密的三维金属零件，克服了SLS技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。采用SLM技术制作出的RAI，不仅核心部分高密度、高强度且表面可形成孔隙率、尺寸、形状和分布可控的多孔结构，临床上种植体植入后随访1年，获得了近乎完美的功能和美学效果［14，18－19］。 Moin等［18］利用SLM成功地制作出精确度较高的RAI，并对精确性进行了分析。RAI和原天然牙的光学扫描模型在颊舌向根尖、釉牙骨质界的差异最显著，RAI与原天然牙表面积相比，整体减少了6.33%，与三维表面模型相比，增加了0.27%。EBM采用电子束熔化金属粉末，与SLM相比，功率更高，制作速度更快，可同时批量制作多个种植体，且采用高温热处理，种植体残余应力低，变形小。胡洪成等［20］将EBM用于制造RAI，比较RAI和天然牙根三维偏差的大小。结果表明，EBM 制作的种植体总体误差为（－0.18±0.04）mm，且主要来自设备加工误差，可通过调节相关制作参数加以减小。

1.3 氧化锆RAI作为一种生物相容性良好的材料，钛种植体已应用于临床30余年，经临床证实安全可靠，成功率高，但可能出现种植体金属颜色透过粘膜或在软组织退缩的情况下显露出来而影响美观，且越来越多的患者在治疗时要求选择非金属材料。氧化锆以其优良的生物相容性、生物力学特性，美观性能以及良好的骨结合性能逐渐被引入到植入性材料领域，很大程度上可成为种植体材料的另一种选择。氧化锆种植体主要应用CAD／CAM技术对医用级氧化锆块进行研磨加工而得，具有很高的抗弯强度，良好的断裂韧性和适宜的杨氏模量以及优良的生物相容性［6］。动物研究已经表明，氧化锆种植体在体内没有细胞毒性［21－22］，且能够获得与钛种植体同等的骨结合［23－25］。 近年来，有文献［26－28］报道氧化锆 RAI 在临床应用中取得了良好效果。Pirker等［27］于2008年报道了1例右上前磨牙单根牙氧化锆RAI，并随访26个月，效果良好。2011年Pirker等［28］首次报道了1例左下第一磨牙拔除后多牙根氧化锆RAI即刻种植临床应用成功的患者，在为期30个月的随访过程中，骨吸收和软组织退缩极少，获得了理想的功能与美学效果。

2 形态设计

为了改善RAI的生物力学性能，获得更好的初期稳定性和快速的骨结合，许多学者对RAI进行了形态设计方面的探索，主要包括两方面：种植体表面形态设计与直径调整。

2.1 表面形态设计种植体的初期稳定性对种植体与周围骨组织间实现理想的骨结合至关重要。RAI初期稳定性主要来自于种植体与牙槽窝之间的挤压配合。种植体表面没有固位结构可以获得良好的初期稳定性，但却可能在压力诱导下引起整个牙槽窝壁的骨吸收而导致种植中期的失败［25］。种植体形态的精准度与固位结构的设计直接影响种植成功率。例如，在早期的临床研究中，钛RAI即刻种植后1个月具有良好的初期稳定性，其中48%的种植体却在长达9个月的随访中失败。由于高失败率的发生，钛RAI曾经被认为不适合临床应用［29］。而在较新的临床研究［27－28］中，有学者在种植体近远中增加宏观固位结构（macro⁃retentions），获得了满意的临床效果，在为期2年的随访中，未发生临床可见的骨吸收和软组织退缩，但并未详细介绍该固位结构的形态等具体信息。 2014年，Chen等［30］研究发现，RAI表面增加螺纹型设计保持了与天然牙根相似的几何结构，表现出更好的应力分布、较低的微动和较好的初期稳定性。Anssari Moin等［31］利用三维有限元分析方法设计出4种不同形态的宏观固位结构：棱柱状（prism）、鱼鳍状（fins）、塞子状（plug）、灯泡状（bulbs），以及不增加宏观固位结构的标准RAI，比较它们对RAI生物力学的影响。结果表明，在种植体表面增加宏观固位结构有助于改善骨组织应力分布，降低应力集中，获得更好的初期稳定性。其中，塞子状固位结构的von Mises应力最小，鱼鳍状固位结构的种植体⁃骨组织界面的微动度最低，其次为灯泡状。

2.2 直径调整种植体与拔牙窝之间的适合性是种植成功的一个重要因素［1］。为了补偿丧失的牙周组织以及拔牙过程中对拔牙窝颊舌侧壁牙槽骨造成的挤压扩大，有学者［13］尝试对种植体的颊侧颈部进行增宽以达到种植体与牙槽窝的一致性，但失败率较高，甚至在一些病例中，种植体在植入过程中即可导致薄弱的颊侧牙槽骨骨折。颌骨横断面观察显示，种植体近远中有足够的骨量空间可以进行扩大，而颊侧皮质骨非常薄弱且血供极少，极易发生压力诱导下的骨吸收［13，26，28］，因此在此处对种植体进行减径是非常必要的。

RAI作为一种压入式种植体，临床上多采用轻敲或指压方式就位。为使RAI顺利就位于牙槽窝内，需要对种植体表面的不规则结构进行平滑处理。天然牙根表面常存在倒凹，增加了微创拔牙以及RAI植入的难度，因此如何在个性化设计中对种植体的形态进行一定的改良，既能去除妨碍就位的倒凹，又能保持与天然牙根相似的形态，同时种植体的初期稳定性能够满足临床需要是亟需解决的问题，目前RAI的设计主要依赖于临床医师的主观判断。

无论是种植体颊侧颈部减径或不规则结构的处理都势必伴随着种植体尺寸的减少，种植体与拔牙窝之间的密合性受到影响，从而降低种植体的初期稳定性。经临床证实，通过在RAI表面近远中向增加宏观固位结构，可以获得良好的初期稳定性和骨结合，且有利于减少种植体周围的骨吸收［32］。此外，RAI与牙槽窝过盈配合是增加种植体初期稳定性的另一种方法，尤其在骨缺损情况下，通过增加种植体的过盈量可以显著增加种植体的初期稳定性。随着缺损层数的增加，过盈量对其初期稳定性的影响更加显著。在骨缺损不严重的情况下，增加过盈量对种植体初期稳定性的增加影响不大，一味增加过盈量可能过度挤压牙槽窝，引起种植体周围骨组织坏死，导致骨吸收甚至骨折。因此，选择合适的过盈量是非常重要的［8，33］。 徐国皓等［34］进行了过盈植入对种植体⁃骨界面应力分布影响的三维有限元分析。结果发现，过盈量为0.5 mm时，种植体⁃骨界面所产生的应力值在骨组织所能承受的最大应力值范围内。周乐峰等［35］通过有限元分析的方法研究不同骨质、过盈量对多根种植体初期稳定性的影响，得出种植体在植入过程中既要使骨组织结构不受到破坏同时又要保证种植体植入后有良好的初期稳定性，合适的过盈量的范围应为：Ⅰ类骨 0～0.2 mm；Ⅱ类骨 0～0.2 mm；Ⅲ类骨0.1～0.3 mm；Ⅳ类骨 0.2～0.3 mm。

3 外科操作与修复步骤

RAI即刻种植的外科操作与传统种植基本相同。需特别强调微创拔牙，避免损伤牙槽骨和软组织，牙槽窝任意一个皮质骨壁的丧失都可能会破坏种植体与拔牙窝之间的匹配关系，降低初期稳定性，从而导致种植的最终失败。拔牙后用刮匙对拔牙窝进行小心仔细的搔刮以去除残留的结缔组织并用无菌生理盐水冲洗。对于根尖周有炎症的患牙可在拔牙窝内放置碘仿纱条，先行缝合，7 d后拆除缝线并取出纱条，对拔牙窝再次搔刮、冲洗［28］。拔牙窝清理后，与传统种植不同的是，由于RAI与拔牙窝之间形态一致，故无需制备孔洞，只需通过手指的压力将预先制作好的RAI压入窝洞内，随后用锤子轻轻敲击，通过触诊与叩诊检查初期稳定性后进行间断缝合并粘接临时修复体。临时修复体戴用3个月后行永久修复。在此期间，临时修复体应脱离功能性咬合接触，嘱患者用健侧进行咀嚼且避免咀嚼硬物。术后给予镇痛消炎药物并指导患者行口腔卫生维护。术后4周内每周复诊一次，1周左右创口无出血或感染时可拆除缝线［15，18］。

种植修复是一项系统工作，传统种植多采用种植体与基台两段式种植方式。为完成修复，需在种植体内制备规则的螺丝通道，以完成种植体与基台或修复体的连接。传统种植体采用机械加工（减材制造）而成，可以精确地批量化获得螺丝通道。目前，文献报道RAI的临床应用主要为3D打印的钛RAI与CAD／CAM制作的氧化锆RAI，这两种制作方式要想直接制作出精准的螺丝通道仍需要进行很多技术探索，二次加工又可能带来种植体污染。因此，文献报道的RAI主要为一段式种植方式，这样的方式大大缩短了治疗周期，有效保留软组织轮廓，增加美学效果，但对种植角度提出了很高的要求，在临时修复期间应避免功能性咬合接触，需要严格把握适应症［16，28］。

4 结论与展望

RAI即刻种植作为一种个性化、微创美观、节约时间和成本的新方法，符合口腔种植技术发展的大趋势。目前，关于RAI即刻种植的大样本临床研究较少，多为个别病例报道。Mangona等［16］在一项前瞻性临床研究中，对15例患者进行了微创拔牙后RAI即刻植入，随访1年其生存率达到100%，证明该方法在临床上是可行的。但关于RAI的设计原则，制作工艺等还需进一步深入研究，其临床效果尚待更大样本量与长期的临床随机对照研究证实。随着相关问题的解决，材料与制造工艺的不断发展，尤其是氧化锆种植材料的研究深入和CAD／CAM技术与快速成型技术的成熟，这种新方法在将来有望成为传统即刻种植的一种替代方法。

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