影響上頜竇骨移植材料穩定的研究進展

馬 楠，謝志剛

(昆明醫科大學附屬口腔醫院種植科，昆明 650106)

在口腔種植中，上頜后牙區由于上頜竇氣化擴張，及長期缺牙引起的牙槽骨吸收和增齡性改變常導致該區域垂直骨量的不足，故一直是口腔種植的難點。種植體的成功取決于良好的骨結合，而影響骨結合形成和維持的因素較為復雜。以往研究認為，種植體長度至少在10 mm才可達到預期手術成功的目的[1]。因此，為了增加上頜后牙區的垂直骨量，允許植入適當長度的植體，上頜竇提升術被提出。早期上頜竇提升術的失敗率高達32%，其多由種植體的初期穩定性不足所致[2]。據國內外數據統計，上頜竇提升術后種植體的成功率雖超過90%[3-5]，但仍有很多因素會改變手術結果。植骨區種植體的成功不僅依賴于剩余骨量為種植體提供的初期穩定性，還與骨移植材料的長期穩定密切相關[6]。骨移植材料的變化除了改變上頜竇提升術后所獲得的骨量外，還會影響種植體的早期穩定性[7]。骨移植材料的吸收可能導致術后種植體的移位，或在嚴重骨量不足的情況下造成種植體的脫落導致治療失敗[8]。上頜竇內骨移植區的成熟多在術后6個月左右完成，6個月后則變化很小[9]。現就上頜竇提升術后骨移植材料長期穩定的影響因素予以綜述。

1 解剖條件

1.1剩余牙槽骨高度 植骨區的成熟和鞏固依賴于功能性骨移植材料-編織骨復合物的形成，需要充足的成骨細胞供應[10]。在上頜竇提升術6個月后，位于剩余骨上的β-磷酸三鈣顆粒部分或完全被活性骨替代，而位于更根方的顆粒仍然存在，表明骨移植材料是從冠方到根方逐漸成熟[11]。上頜竇骨移植材料的成熟主要來自預先存在的上頜竇底天然骨，特別是剩余的牙槽骨[12]。所以當上頜后牙區骨量不足時，不僅難為種植體提供足夠的初期穩定性，在骨移植材料的動態成熟鞏固過程中也不能提供有限的細胞來源。因此學者認為，將剩余骨量作為細胞和血液供應的基礎來源，對骨移植材料的鞏固和成熟起重要作用[13-14]。組織形態學研究認為，新形成骨和剩余骨移植材料是評估移植材料的重要標準，因為較高的骨量和骨密度可以提高骨-種植體的接觸率，從而提高植入物的存活率[15]。Avila-Ortiz等[14]采取經側壁開窗式上頜竇提升術并使用同種異體骨移植，在術后6～7個月植入種植體的同期取出骨核，以評估剩余牙槽骨高度對移植區新形成骨量及剩余移植材料的組織形態學影響。結果發現，當剩余牙槽骨高度<4 mm和≥4 mm時，新形成骨量及剩余移植材料的差異無統計學意義。Moon等[16]在一項臨床研究中比較了剩余牙槽骨高度≤4 mm和>4 mm兩組間骨移植材料吸收的差異，結果發現剩余牙槽骨高度與骨移植材料的吸收無顯著相關性。但該研究是在全景片上比較骨移植材料高度的變化，并不能完全代表骨移植材料在三維層面上的改變，存在一定的偏倚。此外有學者在骨移植2周后，在上頜竇骨側壁區域觀察到少量新骨形成[17]。雖然上頜竇中骨移植區的礦化開始于竇底部附近，但側壁骨的成骨潛能更大，提供的成骨細胞更豐富。這間接表明，竇底天然骨量對上頜竇內骨移植材料的成熟影響不大。但由于以上研究涉及個體愈合能力、植入骨移植材料的種類及手術方式的差異，故難以得出準確的結論。

1.2竇腔尺寸 成年人上頜竇平均寬25～35 mm，高36～45 mm，長38～45 mm[18]。不同個體的竇腔尺寸不同，甚至同一個體不同側的竇腔尺寸也不盡相同。1980年，Boyne和James[19]提出，上頜竇提升術中移植材料成熟的過程是指骨移植區周圍骨壁的成骨細胞逐漸過渡到移植區中心，移植材料通過骨傳導特性使來自竇壁的細胞遷移到移植區形成新骨并替代部分移植材料。移植材料與骨壁之間緊密接觸有利于營養物和成骨介質在再生區域快速有效的傳遞，如骨形態發生蛋白、堿性磷酸酶、骨橋蛋白等。因此，竇腔尺寸對骨移植區的成熟有著一定影響。Avila等[20]通過觀察不同上頜竇寬度對骨移植材料成熟的影響發現，上頜竇寬度較大時移植區內生骨的比例較低。Zheng等[21]研究也證實，骨移植材料的吸收與上頜竇寬度正相關。另有學者用頰腭側骨壁夾角的大小來描述竇腔尺寸，通常以>60°表示寬大竇腔，<30°表示窄小竇腔[18]。無論哪種類型的移植材料，寬大竇腔內移植區與骨壁的距離相對較長，均導致血供和成骨細胞的遷移速度減慢，這在一定程度上影響移植區的成骨。因此，可通過錐形束CT、多層螺旋CT等影像學的術前分析來評估竇腔尺寸，選擇合適的骨移植材料。當上頜竇寬度較大時，可加入具有骨誘導性能的生長因子或一定比例自體骨；而狹窄竇腔更容易獲得骨與移植材料的緊密接觸，對移植材料的骨誘導要求可適當降低。

2 手術方式

傳統的上頜竇提升術分為兩類，外提升和內提升。1980年，Boyne和James[19]提出通過上頜竇骨移植來增加上頜后牙區骨高度。1986年，Tatum[22]提出了上頜竇側壁開窗植骨術，該術式通過在上頜竇頰側壁預備骨窗并向內翻轉，剝離黏骨膜，最后在膜下植入骨移植材料，直至獲得種植所需的高度。1998年，Summers[23]提出了內提升，即利用骨鑿增加竇底骨高度的技術，采用直徑逐漸增加的一組凹面骨鑿經牙槽嵴頂入路，將竇膜抬起后放置移植物或為血塊形成提供空間。

骨形成過程中的血液供應起非常重要的作用[24]。在動物實驗中，如果在骨折修復期間抑制血管生成將導致纖維組織的形成，從而影響骨形成[25]。移植區的血液供應主要來自竇腔內側骨壁。有學者主張在手術過程中應盡可能將黏膜從上頜竇內側壁抬起，以獲得更多的血液供應移植區[26]。同時，由于移植區可接觸到來源于3個天然骨壁提供的細胞及相應的生長因子，所以更利于移植區的成熟與長期穩定。其中，外提升由于直視操作，故有利于將竇底黏膜從上頜竇內側壁剝離，尤其是傾斜型竇底。Kim等[27]比較了不同術式對上頜竇提升術后3年骨移植材料吸收的影響發現，采用經嵴頂式和側壁開窗式的骨移植材料吸收高度分別為(2.31±2.46) mm和(3.56±3.10) mm，且側壁開窗式術后骨吸收量更多。從力學角度分析，側壁開窗式由于在上頜竇外側壁預備骨窗甚至剝離整個骨窗致外側壁不完整，所以在承受負荷后可能引起移植區的骨丟失[28]。但目前關于上頜竇提升術對骨移植材料三維變化影響的研究仍較少。此外Avila-Ortiz等[29]也提出，在上頜竇外側壁預備的骨窗大小對移植區的成骨也有一定影響。關于不同術式對上頜竇提升術骨移植材料的影響，還需大量、長期采用三維測量方法的研究來證實。

3 骨移植材料

上頜竇黏膜下的移植區發生改建和體積收縮的程度與移植材料的骨傳導特性和礦化程度有關[30]。用于上頜竇提升術的骨移植材料應符合骨生成、骨傳導和骨誘導的作用[6]。雖然自體骨同時符合這三種要求可成為骨移植材料的“金標準”，但術后吸收量大且取骨量有限是其較大缺點。置于自體骨移植的上頜竇內的種植體存活率較低可歸因于自體骨的高吸收率[31-32]。Shanbhag等[33]對上頜竇內不同類型骨移植材料三維體積隨時間的變化進行評估發現，自體骨移植的體積縮減最大，可達45%。

同時，同種異體骨也廣泛應用于臨床口腔的骨增量技術，不同類型的同種異體移植物顯示出不同的組織學和臨床現象，主要受其加工原理和組成成分的影響[34-35]。其中，脫礦的凍干同種異體骨和礦化的凍干同種異體骨作為骨形成的傳導支架，均已應用于上頜竇提升術。Cammack等[15]發現，脫礦的凍干同種異體骨容易形成具有脂肪骨髓樣的骨質，類似Ⅲ類骨質；而礦化的凍干同種異體骨需要較長時間才會發生再吸收，短時間內形成的是較高密度的骨質，類似Ⅰ或Ⅱ類骨質，具有更好的體積穩定性。有學者對不同類型骨移植材料在不同時間的愈合期內新形成骨量的差異進行比較發現，同種異體骨是唯一一種在較長的愈合期后顯示出較高骨形成量的生物材料[36]。與6個月的愈合期相比，同種異體骨在9～10個月的愈合期后新形成骨量可增加7.5%。而選擇自體骨、異種骨進行上頜竇提升術骨移植，早期愈合時間(平均6.22個月)和較長愈合時間(平均10.36個月)對新形成骨量差異無統計學意義[36]。

目前，異種骨以脫蛋白牛骨為主，其具有良好的結構穩定性和較低的骨轉換率，可以抵抗竇腔氣化[33,37]。Gultekin等[38]對脫蛋白牛骨、礦化同種異體骨、脫礦及礦化的同種異體骨混合材料分別用于側壁開窗式上頜竇提升術后6個月的三維體積變化進行比較發現，脫蛋白牛骨的體積變化最小。同時，組織學研究也支持牛骨具有優良的體積穩定性，術后可以存在10年以上而不發生吸收[39-40]。但有學者發現，單純使用脫蛋白牛骨作為骨移植材料會導致骨-種植體接觸率下降，僅為13.9%[41]。由于異種骨無骨誘導性能，所以可加入生長因子或細胞，如骨形態發生蛋白、富血小板血漿、富血小板纖維蛋白、干細胞等，也可加入適量自體骨獲得骨誘導性能并提高骨-種植體接觸率。Peng等[42]將自體骨與異種骨以2∶1比例混合與單純自體骨移植進行比較，結果發現自體骨與異種骨混合的吸收率明顯低于單純自體骨移植。Dellavia等[43]將自體骨(30%)與脫蛋白牛骨(70%)的混合物用于上頜竇提升術，結果顯示術后6個月骨移植材料的體積變化僅為19%。但其作用效果還需組織形態學研究的證實，這在很大程度上取決于應用自體骨的來源及添加的比例。Xu等[44]認為，選擇骨移植材料時還需考慮粒徑的大小，并發現小顆粒骨移植材料更早出現骨化現象，且形成的骨密度大于大顆粒材料，骨傳導性能更優。

可見，臨床醫師在選擇骨移植材料的種類時需慎重考慮。在剩余骨量較差的患者中，盡量選擇支架功能較好的小顆粒異種骨移植材料以提供更穩定的移植物三維結構，同時利用自體骨提供骨祖細胞的來源，用于骨傳導和骨誘導的基質。目前，針對基礎骨量不足的患者可以適當增加自體骨的比例，提高移植區的整體成骨潛力，從而加快新骨成熟與穩定。

4 其 他

Yu等[45]提出，糖尿病和骨質疏松等系統性疾病在治療過程中應多加留意。糖尿病患者往往伴有牙周疾病，術后切口因愈合延緩易繼發感染，對骨移植材料的成熟造成一定影響。骨質疏松是一種單位面積內骨量減少和骨組織微結構破壞的骨代謝類疾病，該類患者在提供成骨細胞方面略顯不足。且患者多服用骨吸收抑制劑，如雌激素、雙膦酸鹽。這些藥物在一定程度上降低骨轉換率，影響新生骨的形成[46]。

上頜竇提升術后早期易發生亞急性或急性上頜竇炎，而炎癥多會成為骨移植材料吸收的誘因。術前已有上頜竇慢性炎癥的患者，上頜竇提升術后竇內感染的風險將大大增加。且由感染處釋放的細胞因子(腫瘤壞死因子-α和白細胞介素)也易誘導快速的骨質喪失[47]。Peng等[42]對29例上頜竇提升術患者進行研究發現，有13.8%的患者術中出現了竇膜穿孔，但這些患者并未發現骨移植材料高度的明顯變化。上頜竇黏膜具有一定的自身修復功能，當竇膜穿孔范圍較小時，上頜竇黏膜修復后，并不會引起竇黏膜下方移植區的明顯變化，患者多有術后不適感。而當穿孔范圍較大難以修補時，上頜竇腔內的感染將會通過破裂處引起骨移植材料的吸收，患者會出現明顯的上頜竇炎表征，甚至需二次手術移除。因此對于臨床醫師，術前評估竇腔狀態、避免術中竇膜完整性被破壞對上頜竇提升術的成功顯得尤為重要。

上頜后牙區植體周圍，由不同硬度的骨所包繞，即由牙槽嵴頂皮質骨、牙槽松質骨和上頜竇底皮質骨組成。與天然骨相比，骨移植材料具有較低的彈性模量[48]。Esposito等[49]提出，移植材料的性質及成熟模式決定了其承載能力，過早加載和超負荷加載可能會引起移植區的成骨失敗。因此，臨床醫師需注意骨移植材料在等待成熟穩定的過程中應避免過大的功能負荷，減少新骨替代過程中骨的丟失，保證骨移植材料的三維穩定。

5 小 結

植骨區種植體的遠期成功主要依賴于種植體與周圍植骨材料的良好結合，同時種植體周圍也需要足量骨質的支持及對應力的分散。在移植區成熟的早期階段，臨床醫師應注意避免移植區三維體積的減少，尤其是移植區垂直高度的降低，以避免影響種植體的早期成功率。因此，熟知影響骨移植材料穩定性的因素對上頜竇提升術的長期成功起關鍵作用。臨床醫師應根據患者剩余骨量的多少及竇腔尺寸的不同選擇性地改變手術術式及移植材料的應用，同時在術中避免上頜竇黏膜完整性的破壞，在術后有效地進行預防控制位于移植區種植體早期過度的咬合負重，采用漸進的生理性負載，保證移植區成骨過程的穩定，以提高萎縮的上頜后牙區種植體的遠期成功率。未來，學者應深入探討影響骨移植材料三維體積變化的因素，并通過組織學研究予以證實。