摘要

摘要目的:本研究的目的是分析圓錐束計算機斷層掃描(CBCT)結合Simplant軟件在種植體部位獲得的骨密度與種植體穩定性之間的關係。

材料和方法:選取2018年6月至2019年12月在中國科技大學第一附屬醫院(安徽省人民醫院)口腔醫學中心接受種植牙手術的75例患者(男41例，女34例)，共放置88顆種植牙，平均年齡(42.20±15.34)歲。術前應用CBCT掃描和Hounsfield Unit (HU)的Simplant軟件計算種植部位的骨密度。記錄峰值插入扭矩，利用共振頻率分析(RFA)測量種植體植入過程中的穩定商(ISQ)。采用統計學分析評估骨密度與種植體穩定性之間的關係。

結果:骨密度值為341.27 ~ 826.63 HU。結果顯示，平均骨密度為(609.38±133.62)HU，插入扭矩為(36.61±9.59)N.cm, ISQ值為58.87±11.48。插入力矩與ISQ值(r=0.811, p=0.000)、骨密度與插入力矩(r=0.872, p=0.000)、骨密度與ISQ值(r=0.857, p=0.000)的相關性均有統計學意義。

結論:骨密度與初次種植體穩定性之間可能存在很強的正相關關係。術前充分評估種植體部位的骨密度，可為預測種植體的穩定性提供參考。

關鍵字

骨密度;植入物的穩定性;插入轉矩;共振頻率分析

簡介

種植牙逐漸成為部分或完全無牙患者的一種有效方法[1,2]。骨整合與骨-種植體接觸比和骨質量有關，通常被認為是種植體負荷和種植體手術長期成功率的先決條件。然而，臨床醫生一直無法通過組織形態學分析來評估骨整合。與組織學方法相比，對種植體穩定性的評估似乎特別方便。

通過插入扭矩和共振頻率分析評估的種植體穩定性被認為是影響骨整合的最重要因素之一。插入扭矩主要是指抵抗種植體從種植體部位拔出的功率，它反映了局部骨質量。手術方式、種植體形狀、種植體表麵處理方法以及無牙牙槽脊內殘留骨的數量和質量均會影響初生穩定性[4-6]。

骨密度是評價骨質量的客觀指標，許多學者對此進行了研究[7-9]。骨密度通常用雙x射線吸收儀和計算機斷層掃描測量。基於高溶液和低輻射劑量的優勢，本研究采用三維CBCT而非多層螺旋ct (MSCT)測量種植體部位的骨密度。然而，由於CBCT灰度值的不確定性和多種形式的偽影，CBCT不能準確地直接測量種植體部位的骨密度。術前規劃軟件Simplant用於更準確地測量骨密度。此外，質量較差的種植部位比質量較好的骨[10]表現出更高的失敗率。因此，在種植體放置前對種植體部位的骨密度進行評估顯得尤為重要。牙槽骨密度可以預測骨強度和骨質量，是影響原生種植體穩定性的因素之一[11]。目前，對種植體部位骨密度的評估主要依靠術前影像學數據或術者術中經驗判斷[7,12]。本研究提供了一種測量種植體骨密度的客觀方法。

本研究的第一個目的是在種植體放置前使用Simplant軟件結合CBCT掃描測量種植體部位的骨密度。第二個目的是記錄種植體手術期間的峰值插入扭矩和ISQ值，分析骨密度與種植體穩定性之間的關係。

材料與方法

實驗的病人

選擇2018年6月至2019年12月在中國科技大學第一附屬醫院(安徽省立醫院)口腔中心行種植牙手術的患者75例，男41例，女34例，平均年齡(42.20±15.34)歲。共使用88個種植體，其中48個為男性，40個為女性。本研究已獲安徽省立醫院地方倫理委員會批準(倫理號:2018-ky019)。參與本研究的患者均獲得書麵知情同意。

研究設計

所有入選的患者都被問及是否願意參與這項研究，並且患者符合納入標準。對知情同意書的內容進行了說明，研究人員讓患者充分理解後同意簽字。

納入和排除標準

入選標準:

CBCT掃描顯示接受者牙槽骨完好無畸形;

CBCT掃描顯示有效殘留骨體積高度至少為10mm;

•拔牙至少3個月;

•患者年齡在18歲以上，知情且願意簽署手術知情同意書。

排除標準:

•有無法控製的全身性疾病且為種植牙手術禁忌的患者;

•有長期使用非甾體類藥物的曆史;

•靜脈或口服雙磷酸鹽治療史;

•目前患有未經治療的牙周炎;

•口腔衛生和依從性差的患者。

CBCT掃描條件

采用CBCT機(SS-X9010DPro-3D，合肥美亞光電科技有限公司，中國合肥)獲取實驗患者術前成像，工作條件為:管電壓90 kV，管電流10 mA，掃描時間20秒，掃描層厚度0.13 mm，重建層厚度0.25 mm。最後將掃描數據保存為醫學數字成像與通信(DICOM)格式。

植體部位的骨密度測量

患者的CBCT掃描以Dicom格式進入SIMPLANT 17.0 (DENTSPLY implant, Leuven, Belgium)。本研究以無牙區鄰牙頸為參考平麵，選取種植體位置中心點的冠狀位像(圖1A)。隨後，沿足弓方向繪製全景線(圖1B)，然後在種植體部位進行種植體模擬(圖1C)，避免重要解剖結構。本研究中使用了直徑3.3 mm, 4.1 mm，長度10 mm的Straumann®軟組織水平係統種植牙。利用Simplant軟件中的骨密度計算功能，測量種植體周圍1mm內以HU表示的骨密度(圖1D)。

圖1:植體部位骨密度測量。
A:種植體中心點的冠狀麵。
B:病人全景圖。
C:模擬植入。
D:計算骨密度。

插入扭矩和ISQ值測量

牙科種植體放置使用Straumann®軟組織水平種植體(Straumann Holding AG，巴塞爾，瑞士)的標準手術指南。所有擴大的種植體頸部結構都沒有進入骨組織。KaVo植入器(KaVo, Biberach, Germany)的插入扭矩範圍為0-50 N.cm，在植入過程中逐漸增加。當植入體停止旋轉並到達最終位置時，記錄植入過程中的峰值插入扭矩。基於共振頻率分析的方式，使用Osstell™mentor (Osstell AB, Göteborg，瑞典)和Smartpeg™(Osstell AB, Göteborg，瑞典)以5 N.cm連接在種植體上記錄ISQ值(圖2)。測量伴隨著唇舌和近端遠端方向。同一位醫生在每個方向上進行第二次測量，並使用平均值。

圖2:測量種植體穩定商值。

統計分析

所有數據采用SPSS17.0軟件進行統計計算。芝加哥,美國)。數值以均值±標準差表示。單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗檢驗變量是否滿足正態分布。采用Pearson相關係數檢驗骨密度與種植體穩定性之間的關係。采用獨立樣本t檢驗和Mann-Whitney U檢驗比較不同性別、種植體直徑、上頜和下頜、種植體前後部位的骨密度、插入扭矩和ISQ值的差異。P<0.05為差異有統計學意義。

結果

骨密度、插入扭矩和ISQ值的平均值分別為(609.38±133.62)HU、(36.61±9.59)N.cm和58.87±11.48。根據Kolmogorov-Smirnov檢驗，均符合正態分布，並采用Pearson相關係數。插入扭矩與ISQ值的相關性有統計學意義(r=0.811, p<0.05)(圖3A)，骨密度與插入扭矩與ISQ值的相關性差異也有統計學意義(r=0.872, r=0.857, p<0.05)(圖3B, 3C)。

圖3:插入扭矩、種植體穩定商值和骨密度之間的散點圖。
A:插入力矩與種植體穩定商值散點圖。
B:插入扭矩與骨密度散點圖。
C:種植體穩定商值與骨密度的散點圖。

平均骨密度為(609.38±133.62)HU，範圍341.27 ~ 826.63 HU。上頜前位23個，上頜後位21個，下頜前位20個，下頜後位24個。平均骨密度分別為(623.65±31.36)HU、(424.90±68.19)HU、(786.51±28.51)HU和(609.53±57.61)HU。除上頜前牙種植區骨密度與下頜骨後牙種植區骨密度差異無統計學意義(t=1.038, p=0.305)外，兩組間差異均有統計學意義(p<0.001)。不同種植位的骨密度範圍如下圖(圖4)所示，按大小排序的下頜前位>上頜前位>下頜骨後位>上頜後位骨密度。

圖4:頜骨不同區域的骨密度不同。

變量		插入力矩(N.cm)	ISQ	骨密度(HU)
性別	男性(n = 48)	36.15±10.27	58.18±12.03	600.24±141.28
	女(n = 40)	37.10±8.70	59.70±10.87	620.36±124.69
	測試	t測試	t測試	t測試
	p	0.643	0.54	0.485
區域	上頜骨(n = 44)	32.34±8.62	53.32±10.48	528.79±112.92
	下頜(n = 44)	40.82±8.57	64.43±9.67	689.98±100.41
	測試	Mann-Whitney U檢驗	t測試	t測試
	p	0	0	0
區域	前(n = 43)	42.02±5.36	65.28±8.70	699.40±87.40
	後(n = 45)	31.38±9.81	52.75±10.47	523.37±111.91
	測試	t測試	t測試	t測試
	p	0	0	0
直徑(毫米)	3.3 (n = 52)	42.02±5.36	65.28±8.70	699.40±87.40
	4.1 (n = 36)	31.38±9.81	52.75±10.47	523.37±111.91
	測試	t測試	t測試	t測試
	p	0	0	0

表1:不同組的測量結果及統計值。

采用獨立樣本t檢驗和Mann-Whitney U檢驗比較各組骨密度、插入扭矩和ISQ值的差異。測量結果及統計值如下(w1)，不同性別之間差異無統計學意義(p>0.05)。上頜與下頜骨(p<0.05)、前牙種植位與後牙種植位(p<0.05)、3.3 mm與4.1 mm直徑(p<0.05)三項測量值均有統計學意義。在種植過程中，下頜骨的骨密度和初次種植體穩定性優於上頜。

討論

目前，種植牙技術已被廣泛應用於修複無牙患者的功能和美觀。種植體植入後的骨整合和長期成功率取決於良好的原始種植體穩定性和種植體部位有足夠的骨。受體部位的骨密度直接影響初次種植體的穩定性[13,14]。術前對受體部位骨密度的評估有助於臨床醫生製定合適的種植體治療方案，提高種植成功率。然而，術前頜骨骨密度的評估需要精確的影像學檢查。CBCT掃描得到的灰度值已被證明與已知物體的密度有很強的正相關關係，但使用灰度值直接表示種植部位[15]的骨密度的準確性尚不清楚。

目前，基於CBCT掃描的骨密度測量主要用於種植體[16]骨質量的評估。由於CBCT掃描中產生了許多偽影和散射陰影，這對植入部位[17]的骨密度評估有影響。本研究使用Simplant軟件對CBCT圖像進行管理，客觀地測量種植部位的骨密度。有學者研究了頜骨不同部位的骨密度。Turkyilmaz I, et al.，[18]測量了131個種植位點的骨密度，結果顯示下頜骨前、上頜前、下頜骨後、上頜後的平均骨密度分別為944.9 HU、715.8 HU、674.3 HU和455.1 HU。他們的研究結果高於本工作，可能是因為獲取患者放射信息的設備不一致。螺旋CT對受體部位骨密度的測量相對高於CBCT。另一項基於CBCT圖像結合Simplant軟件的研究旨在分析沙特人群[19]的無牙區和無牙區牙槽骨密度。在無牙區，下頜種植體前區骨密度為(776.5±65.7 HU)，下頜種植體後區骨密度為(502.2±224.2 HU)，上頜種植體後區骨密度為(320.05±193.6 HU)，上頜種植體前區骨密度為(313.84±190.7 HU)。無牙區骨密度低於本研究的骨密度，這可能與實驗患者的種族和年齡有關。

種植體的穩定性是評價種植體手術成功與否的重要因素。它主要在種植體愈合早期維持低微運動，促進骨與種植體表麵的結合[20,21]。因此，在種植體放置過程中獲得初級種植體的穩定性是至關重要的。骨密度與初次種植體穩定性有很強的正相關。我們發現，在骨密度較大的種植體部位，如下頜骨，種植體穩定性較高vs．上頜和後側vs．前。這意味著骨密度越高，種植體的初始穩定性越好。

許多學者對頜骨骨密度與種植體穩定性的關係進行了探討，但一直存在爭議。上頜和下頜骨前區插入扭矩和ISQ均高於後區，這與Turkyilmaz I等人的基礎相似，[22]。Turkyilmaz I等人使用三具下頜骨的人類屍體來探索骨密度與原始種植體穩定性之間的相關性。他們發現前種植體和後種植體之間的骨密度和初次種植體穩定性有統計學差異(p<0.05)。在Isoda K等人的一項研究中，[23]用CBCT將18個Straumann係統種植體植入18個新鮮豬股骨中。結果表明，插入扭矩與ISQ值的相關係數為0.758。骨密度、插入力矩與ISQ值的相關係數分別為0.796、0.529，差異有統計學意義(p<0.05)。Joe M等人用數字引導板將195個種植體植入48名無牙患者體內。結果表明，骨密度對種植體穩定性有重要影響。鬆質骨的ISQ值與骨密度相關性最高(r=0.64)。 Slight differences in correlation coefficients may be due to different implant brands used, different study subjects, and different surgical procedures. However, it has been demonstrated that no correlation between insertion torque and ISQ values by Friberg B, et al., [24] and da Cunha HA, et al., [25]. Many clinical studies [26-30] indicated that different types of alveolar bone have a certain effect on primary implant stability. The bone density at implant sites not only includes the trabecular bone but the cortical bone, only the trabecular bone structure around the implant was involved. This may be a limitation of this study and further research would be performed to increase the reliability. Due to the limited sample size in this study, there was no classification of the jaws and no discussion about the influence of the quality of jaws on the primary implant stability. In future studies, the sample size would be enlarged to research the relationship between alveolar bone classification and primary implant stability, so as to enhance the persuasiveness of the data in this study.

結論

Simplant軟件結合CBCT掃描可客觀評估牙槽骨密度。插入力矩法和RFA法是術中評價種植體穩定性的有效方法。術前對牙槽骨密度的全麵評估有助於預測種植體的穩定性。

鳴謝

2018年安徽省中央重點地方科技發展專項(YDZ-X20183400004841)資助。作者聲明，就本文的作者身份而言，沒有潛在的利益衝突。

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條信息

文章類型:研究文章

引用:章瑩瑩，鄭誌紅，呂紅紅，呂靜，洪倩等。(2021)種植體骨密度與種植體穩定性的關係。國際口腔健康雜誌7(5):dx.doi.org/10.16966/2378-7090.370

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出版的曆史:

收到日期:2021年6月3日

接受日期:2021年6月14日

發表日期:2021年6月24日