种植体纤维骨性结合的研究进展

[摘要] 种植体- 骨界面的性质与种植体能否成功密切相关。种植体与骨组织间的界面很复杂。本文就种植体-骨界面中的一种结合方式———纤维骨性结合界面的研究进展作一综述。

[关键词] 种植义齿； 种植体- 骨界面； 牙周膜

[Abstr act] Osseointegrated dental implant has been widely used in clinics and we can find numerous researches about it. In recent years, another combination has attracted researchers′attention. That is periodontal ligament linking the implant and the bone. Researchers are finding how to promote sensory responses of the dental implants.This was a summary of the research development of this kind of bone- implant interface.

[Key words] dental implant； bone- implant interface； periodontal ligament

种植义齿是由种植体和种植体支持的上部结构组成的特殊修复体。种植体是传统的种植义齿的下部结构，包括体部、颈部及基托，由人工材料制作，经牙槽外科手术植入失牙区颌骨内，起着人工牙根的作用。

种植义齿的成功与种植体植入骨组织后形成的界面性质密切相关。种植体与骨组织之间的界面非常复杂，它包括种植体表面各种成分和骨组织以及介于两者之间的各种细胞、蛋白质、体液等。种植义齿在替代天然牙行使功能、承受载荷时，会对界面各种成分产生影响，因此界面性质的多样性主要取决于种植体与骨组织的相互识别和相互作用。界面是种植体最薄环节，关系到种植体的成功与否。对于该方面的研究比较深入，在该类研究中，骨结合的研究尤其众多。但随着种植义齿的发展，纤维骨性结合的优越性重新得到人们的重视。近年来，随着组织工程的进展，纤维骨性结合的研究热度逐渐回升，纤维骨性结合方面的研究越来越多。

纤维骨性结合是指种植体与骨组织之间存在未钙化纤维组织连接。因纤维结合过度增殖的不可控制性导致种植体失败而使其淡出人们的视线。近年来，纤维骨性结合又逐渐成为研究的热点。研究发现，骨性连接违背了生理规律，骨结合界面近似刚性结合，缺少牙周膜结缔组织附着，界面的自我更新能力差，并可导致颈部应力集中，发生骨吸收，同时骨结合种植义齿缺乏保护性感觉功能，会因合力过大而导致种植体的失败。而纤维骨性结合界面中的纤维膜能起到与天然牙的牙周膜类似的缓冲作用，能够传导种植体承受的合力。实验研究发现，种植体周围膜结构的诱导、再生是可能的。

在纤维骨性结合的研究历史中，有过不少重要的发现。研究发现，种植体周连接上皮与种植体表面可产生半桥粒样连接装置，与天然牙龈沟结合上皮和釉质间连接方式一样[1]。Strub等[2]发现在袖口上皮下方存在垂直于牙面的纤维，类似天然牙的牙龈纤维，可阻止上皮沿种植体表面向根尖移动。在纯钛种植体周纤维膜有两层结构：内层纤维较薄，走行与种植体表面相平行；外层纤维则呈水平或斜行走向。在相容性差的材料周围所形成的异物反应性纤维膜内只有一层走向与种植体表面平行的纤维。因此，纯钛种植体周有建立牙周膜的可能。Weiss[3]曾提出一种假性牙周膜模型，他认为成功种植体周围骨质形成类似牙槽窝硬板样结构，种植体周纤维束一端包埋在骨壁内，纤维束绕过种植体后，又将另一端包埋在对侧骨壁内。这样不仅“包绕”了种植体，而且纤维可将合力转化为牵引力刺激骨质生长。但他却没有提供相应的有力证据。Freigel等[4]对成功纤维骨性结合种植牙尸检标本进行观察，发现种植体周围形成了特殊的3层膜结构，内层纤维环绕种植体，中间层为与第3 层连接的交织纤维，第3层为部分钙化的类骨质，膜内还有血管、神经分布，其周围骨质重建活跃，未见异物反应。这种纤维膜即是Weiss[3]所说的假性牙周膜，它有固定、支持、缓冲冲击应力和防止感染等功能。种植体周牙周膜样组织产生的可能性使很多学者致力于该方面的研究。目前关于种植体纤维骨性结合的研究热点主要在于牙周细胞的来源，如何控制其转化、生长部位等。

1、种植体周牙周组织细胞来源

2000 年，Choi[5]将牙周膜细胞涂层的种植体进行骨内种植，发现种植体表面能够形成牙周膜样结构和类牙骨质。他观察了牙周膜细胞和牙龈成纤维细胞在纯钛及羟磷灰石涂层纯钛表面的分化，9 d 后发现，纯钛或羟磷灰石涂层纯钛表面培养的牙周膜细胞均能形成牙骨质基质蛋白。2003 年，有体外实验证实了牙周膜细胞在纯钛表面的培养早期阶段表现出规则的动态结构[6]。

通过X 线定位将中空的纯钛种植体植入猴下颌骨内并接触残留的根尖，愈合后可见种植体靠近根尖的部位有膜形成，其结构和宽度与正常牙周膜一致，并在种植体表面形成一层明显的牙骨质，胶原纤维垂直埋入其中。2004 年，Gray等[7]在狒狒身上重现了该实验。这是牙种植学史上的一个重要发现，表明种植义齿可以像天然牙一样，有类似的牙骨质和连接牙骨质及牙槽骨的牙周膜。牙骨质的出现解决了牙周膜的一端无法穿入种植体表面的问题，给种植体纤维骨性结合的研究开辟了新的方向，给广大致力于该项研究的学者一个极大的鼓励。

在此基础上，Jahangiri等[8]建立了动物模型，他们利用6 只Beagle 犬，拔除其上颌双侧第二前磨牙两周愈合后，在缺牙处植入直径为3.3 mm、长度为5 mm 并用羟磷灰石涂布表面的钛种植体，在4～6 周内使用正畸方法使第一前磨牙的牙根和种植体接触，并维持接触状态6 周，然后使其分开。8 周后，动物切片标本组织学显示种植体表面有部分类牙周膜和细胞性牙骨质出现。Parlar等[9]把9只杂交犬上颌尖牙牙冠去除，根部掏空仅剩5 mm 牙本质空腔，在牙本质和牙周膜之间制备数条纵沟，在空腔内植入经钛离子表面喷涂、大颗粒酸蚀加喷砂处理过的钛种植体。4 个月后组织学显示，在种植体和牙本质空腔之间充满新形成的牙周膜和根部牙骨质。

这些实验构想相似，在种植体周牙周膜结构的细胞来源问题上利用了自身的牙周组织，用不同的方法使种植体与天然牙周接触，使种植体周产生牙周膜和牙骨质，使种植体与天然牙又近了一步。但一项病例报告显示，没有与残留根尖接触的种植体表面是骨结合，与残留根尖接触的种植体表面组织学显示存在连续的牙骨质和数量众多的成骨细胞，但是没有血管和胶原纤维。该病例报告提示种植体与残留的根尖接触产生牙周膜和牙骨质的实验是否在人类身上也能实现，需要进一步的研究[10]。

近年来，在牙周膜细胞来源各种问题上的研究较多。研究发现，种植体周牙周膜可以由牙龈细胞转化而来[11]。Yuan等[12]提出在种植体周围植入神经膜细胞的设想，根据神经膜细胞的特性，设想其能在种植体周围产生有感觉的神经末梢。

2、组织工程与种植体周牙周细胞

随着组织工程技术的发展，支架材料的研究深入，牙周组织生长部位和转化方向的控制有了进一步的发展，支架为牙周细胞提供了停留、生长、分化与繁殖的场所，为种植体和骨之间提供了牙周细胞生长所需要的间隙。实验证实，在用羟磷灰石固化过的聚乙烯- 乙烯醇表面，牙周膜细胞会向成骨细胞方向转化[13]。支架材料的降解和其上的复合生长因子对牙周细胞准确地调节都有待继续深入的研究。

3、结束语

构建种植体牙周膜结构有可能性，有望开创生物性结合种植体的一个新领域。但关于如何控制产生的牙周膜生长，避免其过度增殖以致纤维化改变而导致种植体失败方面的研究较少。随着人们对种植体纤维骨性结合概念的理解和各种材料研究的深入，这种结合方式的研究和实验也会不断增加，使种植义齿和天然牙越来越接近，成为人类名副其实的“第三副牙齿”。

参考文献

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[5] Choi BH. Int J Oral Maxillofac Implants, 2000, 15（2）：193- 196.

[6] 周彬, 程祥荣, 蒋滔, 等. 上海口腔医学, 2003, 12（6）：439- 442.

[7] Gray JL, Vernino AR. J Periodontol, 2004, 75（8）：1102-1106.

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[13] Matsumura K, Hyon SH, Nakajima N, et al. Biomaterials,2004, 25（19）：4817- 4824.