Implant Dentistry杂志中提取

作者：Zeev Ormianer, DMD,* Shlomo Matalon, DMD,* Jonathan Block, DMD,† and Jerry Kohen, DMD‡VOLUME 25, NUMBER 4 2016

文献导读：研究表明较大的螺距，较深的尖端螺纹，较小的种植体核会减少长期的骨质丧失。单体式V形螺纹设计的种植体获得了100%的保存率

【目的】本研究是通过观察3种种植体在螺距、导距和螺旋角的不同螺纹设计来体现种植体的大体结构对边缘性骨质丢失的影响。所有的种植体都由相同的公司提供，并且有相同的微观结构表层。

【材料和方法】本研究是非随机回顾性双盲实验，数据由以色列特拉维夫大学的一个独立小组从一个全科医生的私人诊所的病历中获得，一共有代表了3种不同大体结构的1361颗种植体符合筛选条件。

【结果】在1361颗种植体中有50颗失败了，种植体的总体保存率是96.3%。三个组的保存率分别是：A组96.6%，B组95.9%，C组100%。A、B、C三组的平均骨质丧失分别是2.02(±1.70)mm，2.10(±1.73)mm，1.90(±1.40)mm。配对检验的 结果显示A组的骨质丧失比B组少(P=0.036)。

【结论】较大的螺距，较深的尖端螺纹，较小的种植体核会减少长期的骨质丧失。单体式V形螺纹设计的种植体获得了100%的保存率。

【关键字】种植体螺纹设计，骨质丧失，V形螺纹，双螺纹。

       市场上有许多种不同螺纹设计的种植体，螺纹设计会对植入转矩和初期稳定性产生影响，也可以加强早期接触，分散咬合压力，增加骨-种植体界面的接触面积[1-3]。种植体几何学还可能对边缘性骨质丧失有影响。螺纹的4种主要几何参数是：螺距，螺纹导距，形状，深度[4]（图1）。

图1. 四种主要的螺纹特点：螺距，螺纹导距，形状和深度。这些特点会影响长期骨质丧失和种植体的保存。螺纹螺距最重要的影响是在表面区域。种植体可以设计为自攻型螺纹，根尖部较大的螺纹深度，并向冠部逐步减小。

       对于不同种植体螺纹设计的不同点来说，螺距对表面层影响最大[5]。在一篇体外动物实验研究中强调了较小的螺距对于增加种植体稳定的重要性[6]。

       螺纹导距的大小与植入种植体的旋转次数成负相关[5]。螺旋线角随螺纹导距的增加而增加，从而对传导到骨组织的力量大小有潜在性影响[7]。

       螺纹的形状对长期负重的功能来说很重要[5]。在动物实验中，不同的螺纹形状展现了不同的性能[8]，咬合负重所产生的力的方向受到螺纹尖端面角的影响[1]。通过有限元分析衡量种植体骨结合的设计系数得出的结论是，方形螺纹设计与其他螺纹设计相比，对咬合负重更有利[7]。

       较大的螺纹深度增加了功能性表面区域，这对于松质骨来说是一个优势。而较浅的螺纹更容易植入，所以更适合密质骨[5-9]。种植体尖端使用更深的螺纹使之自攻性更好，同时逐渐减小冠部螺纹深度。这样的设计目的是增加传导给延展性好的海绵状骨的负重，而减小传导给嵴部皮质骨的负重，这样可以减小皮质骨的吸收[10]。然而，我们对于这些宏观结构是怎样减少或者增加骨质丧失的原理研究得很少。

       很多文献运用有限元分析的方法来评价螺纹设计对植入骨中的种植体所受到的压应力和拉应力的影响，结论显示了不同的螺纹设计的性能不同[11-15]。

       已经有临床研究通过评价种植体周围牙槽嵴处骨质丧失来考察种植体的临床效果和成功率[16-21]。但还没有研究对比螺纹设计形式，不论是自攻型螺纹[16,17,19]还是三倍导程的V形螺纹设计[18,21]，只有一项研究中对比了两种不同的螺纹，但是这两种种植体经过了不同的表面处理[20]。这项研究评估了不同种植体螺纹和表面处理方式的影响参数，其中包括一年后的边缘骨质丧失情况。研究包含了两种种植体。一种是有较小的导距和较大的面角的V形螺纹，另一种是较大螺距较小面角的反向锯齿V形螺纹。在一年的随访期内，V形螺纹在边缘性骨质丧失方面取得了微弱的优势，这种倾向可能与螺纹设计、表面处理或二者均有关系。

        没有文献提及螺纹几何性能和骨质丧失的关系，然而种植体螺纹设计的几何性能可能随着时间的推移对骨质丧失造成影响。

        本研究的目的是比较三种不同螺纹设计对牙种植体周围长期性边缘骨质丧失的影响。三种被研究的种植体均来自同一家公司且有相同的微观表面结构。  

材料与方法

        研究纳入标准

        本研究的候选对象是有一颗或多颗缺失牙或无保留价值的牙的部分牙列缺失患者，并且后续治疗选择的是种植方式修复缺牙。纳入的患者年龄最小为18岁，无牙体牙髓疾病，有维持口腔卫生的意愿，有按要求复诊的能力。参与者都签署了知情同意书。

        研究排除标准

       不能每年复诊的病人，没有在洁牙员处完成初始治疗，牙周状况维护较差者。患者的手术病历，恢复期数据，或者非诊断性X光片不齐全的也被排除。糖尿病患者HbA1C>8%，或者血糖值大于150mg/dL，两年内因肿瘤行放疗或者化疗影响骨质代谢的患者也被排除。

        患者评价

        患者常规进行一次初期评价，包括仔细的临床和牙科病历回顾，仔细的临床和放射学检查（包括CT扫描），口腔卫生的评估，能否进行至少每年一次的口腔卫生预防检查和临床监测。教育患者改变口腔不良习惯，包括磨牙症，咬笔，含糖等等。尤其要向患者强调吸烟的危害性。取研究模型，诊断蜡型，评估可利用的骨质的厚度和位置，患者对于美观和功能期望的具体细节要求。种植的外科导板与相匹配的目标修复体也同时制备好。与患者交流讨论治疗方案以及可供选择的其他治疗，在种植体植入前取得患者签署的知情同意书。

        种植体按照供应商提供的方式植入。在种植操作的最后，种植体被软组织覆盖，放上愈合帽，或者放置暂时性修复体。

       每年口腔卫生预防宣教和监测

       要求患者至少每年一次复诊进行口腔卫生预防宣教和种植体健康的监测。菌斑，牙龈退缩，探诊深度，种植体周围黏膜的健康状况，都需要记录。利用牙周探针(Hu-Friedy, chicago,IL)进行近中、远中、舌侧、颊侧四个方位牙周探诊，种植体相关的问题都要处理，取出失败的种植体并记录。失败病例要进行下一步治疗。

       数据收集

       在Maurice and Gabriela Goldschlegar牙科学校口腔修复系的一名研究员指导下，数据收集由有资质学生完成，并统一经过一名操作者的校正。本研究得到了特拉维夫大学伦理委员会的同意。

    所有病人的临床相关参数都将被检查后录入，每位病人的数据均录入电子表格中。用数字化可视化软件测量牙片中种植体上可见的标志点，基台-种植体联合处到骨与种植体表面接触的最高点之间的的距离，来评判牙槽嵴骨质丧失的多少。近中面和远中面分别测量。根据已知的基台-种植体联合处到种植体第一圈螺纹的距离，或者冠-连接体联合处至种植体第一全螺纹的距离，来计算测量值的变化量。

       数据处理

       实验变量根据分析需要分为3个亚组，使用混合效应模型分析方法。因变量是近中和远中骨质丧失的平均测量值，这个数值需要进一步进行对数转变成为正态分布。所有组间进行两两比较。连续的数值变量进行描述性统计（例数，均值，中位数，标准差，最小值和最大值）。统计结果有显著性的检验水准是犯I类错误的概率为5%。所有的分析都在计算机中应用统计学软件处理。

       结果

       本研究是非随机回顾性双盲实验，数据由以色列特拉维夫大学的一个独立小组从一个全科医生的私人诊所的病历中获得，一共有1361颗种植体符合研究纳入标准平均随访周期为107个月，最短随访周期为82个月。

    本实验中应用了由同一家种植体公司生产的三种不同螺纹设计的种植体，并以此分为三个组。

A组

A组患者共植入了388颗螺旋型种植体(SPI)(Alpha-Bio Tec, Petah-Tiqwa, Israel)，这些种植体都有自攻性的螺纹设计，锥形的体部和核，双导距螺纹设计，螺纹间距宽，导距为2.1mm而螺距为1.05mm。冠部为较浅较厚的方形螺纹，中部是较深较薄的细方形螺纹，尖端部分是深V形螺纹。在尖端区域，核很细，与刃状的深且锐利的螺纹相协调。(图2)

 图2. SPI种植体是锥形体部和核部大阶梯螺纹的进攻型螺纹设计。根尖部锐利，螺距较宽的深螺纹相当于在植入时进行了小型的截骨术，且上方较宽的螺纹可以压缩骨质。

B组

        B组患者植入了911颗双适应性种植体(DFIs) (Alpha-Bio-Tec)。这些种植体与螺旋型种植体一样，也有从冠方向尖端变化的自攻性螺纹。然而，与螺旋型种植体相比，它的导距（1.2mm）和螺距（0.6mm）更小。更小的螺距意味着更钝的螺旋角，而同样长的种植体上将出现更多的螺旋。此外，尖端的V形螺纹也更浅，种植体核稍粗。（图3）

图3. DFI种植体的进攻性螺纹与SPI种植体相比导距和螺距更小。较小的螺距说明螺纹螺旋角较钝，相同长度的种植体表面拥有更多螺纹。

C组

       C组的患者植入了62颗箭状种植体，这是一种细的、一体式的种植体，螺纹设计为单导距V形螺纹，这种螺纹有相对较直的面角，因此骨压缩性能较明显。种植体的体部和核部都呈锥形，尖端较细且圆钝（图4）。

 图4 箭状V形螺纹种植体。单导距V形螺纹一体式设计。相对较大的螺纹面角可以压缩骨质。种植体体部和核部是锥形的，尖端是窄圆形。

        在1361颗种植体中，有50颗种植体以失败告终，总保存率为96.3%。A组388颗螺旋型种植体中有13颗失败（保存率为96.6%），B组911颗两用型种植体中37颗失败（保存率为95.9%），C组中无一例失败（保存率为100%）。

       A、B、C三组的平均骨质丧失分别是2.02(±1.70)mm，2.10(±1.73)mm，1.90(±1.40)mm（图5）。配对检验的结果显示A组的骨质丧失比B组少(表1，P=0.036)。

图5 从种植体/基台连接处到骨平面的测量值计算为近远中骨质丧失的平均值。骨质丧失平均值A组为2.02(±1.70)mm，B组为2.10（±1.73）mm，C组为1.90（±1.40）mm。

       讨论

       本研究是不同螺纹设计而相同表面处理的三种种植体的长期保存率和骨质丧失的对比研究。另外，比较两种自攻性双螺纹设计的不同结果（A组和B组）：B组种植体导距（1.2mm）和螺距（0.6mm）较小，尖端的V形螺纹较浅，种植体核较粗。在所有种植体组的总体保存率在96.3%。

       平均骨质丧失量为：A组2.02 (±1.70) mm，B组2.10(±1.73) mm，C组1.90(±1.40) mm。配对检验显示A组的骨质丧失较B组的少(P=0.036)。虽然文献中指出，V形螺纹设计增大了骨受力情况，但是本研究的平均值无差异。导距和螺距这些重要的螺纹设计参数的不同可能只是影响了统计数据，而没有影响临床效果。

       螺纹螺距是两个相邻螺纹间的距离，在相同的长度内，较小的螺距会带来更多的螺纹数和更大的表面积[1]。在大多数种植体系统中，单位长度会采用固定大小的螺距来提供固定大小的功能表面[5]。Orsini 等人[6]研究了动物海绵状骨中的骨结合过程，相同表面处理后的两种种植体进行测试：一种螺距较小，一种螺距较大，较小螺距的种植体因为有更大的表面积和骨-种植体结合（BIC）而拥有更好的支抗。

       螺纹导距是由生产过程中形成种植体螺纹的切割刃的数目决定的，单切割刃制造出的就是单导距的螺纹，双切割刃造出双导距的螺纹，三切割刃制造出三导距的螺纹。当种植体旋转一周时，单导距螺纹会转入一层螺纹，双导距螺纹会转入两层螺纹，因此在植入时单导距螺纹种植体的旋转次数是双导距螺纹的两倍[5]。在单导距螺纹中，螺距等于导距；在双导距甚至三导距螺纹中，导距是螺距的两倍或三倍。另外，在导距增加的同时，螺纹的螺旋角也在增加。

       对于单导距、双导距、三导距的螺纹来说功能表面是一样大的。种植体上螺纹的数目影响着植入的难易程度。螺纹数目越小植入越容易，用于密质骨时有优势[5]。

       螺纹形状有很多种类型。方形螺纹设计为压应力提供了最有利的表面，锯齿螺纹则主要是传导压力[5]。另外，由于会传导负重，螺纹形状对于初期愈合也有影响。在一项动物实验中比较了相同表面、长度、宽度、螺纹数目、螺纹深度的三种种植体螺纹形状，V形螺纹和反向锯齿螺纹与方形螺纹相比，骨-种植体结合较差。在反向扭矩实验中，方形螺纹的测试值最高[8]。

       螺纹面角是螺纹面和种植体长轴垂直面之间的交角。每个螺纹都有一个尖端面和一个冠端面。一个V形螺纹可能与长轴的夹角为30°，而一个方形螺纹可能与长轴垂直。V形螺纹在轴向骨中作用下将在骨界面形成比方形螺纹传导的压应力更大的剪切力[1]。

       螺纹深度是螺纹最大直径和最小直径之间的距离[1]。螺纹宽度是最冠方螺纹和最尖端的一个螺纹之间的距离[10]。

       有部分有限元分析显示方形螺纹种植体的应力分布更好[7,11]，而另外一部分则认为方形螺纹与V形螺纹没有差别[13,22]。有些有限元分析和体外实验证明较小的螺距和较大的表面积会带来更好的应力分布[7,22]和更高的植入扭矩[23]。有限元分析还证明了螺纹设计对即刻负重的压应力和拉应力的影响，发现了螺纹设计对临床结局的重要影响[15,24,25]。在一项研究中，种植体直径和螺纹设计的改变增加了300%的表面积，减少了压应力和牙槽嵴处的骨质丧失[26]。方形螺纹截面得到了最好的结果。

       用本研究的骨质丧失量和之前提到的Park等[20]的实验数据比较，后者的一年期骨质丧失水平在反向锯齿V形螺纹种植体是1.07±0.46 mm，在V形螺纹种植体是0.79 ± 0.42 mm。这个数据比本实验中低，不过随访时间也相应的短。本实验中的一个不足点在于骨质丧失只在最后一次随访中进行了评估，因此很难与Park的实验进行比较。

       对于本实验中的保存率和骨质丧失而言，B组患者的保存率最低，骨质丧失率也比A组高。植入V形螺纹种植体的C组患者没有一例失败，骨质丧志量与A组、B组相似。

       为了研究本实验中A组与B组之间骨质丧失差别的原因，有必要明确螺旋型种植体有一些特征会导致种植体植入过程中的骨质压缩。这些特征包括，尖锐的、宽窄合适的、深的尖端螺纹，这样可以在植入过程中形成微型的截骨术的效果。后续越来越宽的螺纹在植入过程中造成骨质压缩。因此，植入的种植体被一薄层压缩的骨质所包饶，这也将使种植体周围的应力分布更为均匀，增加松质骨中的受力，减少皮质骨上的受力，从而保护牙槽嵴处骨质[27]。发现骨质压缩是一种增加种植体骨结合的方法的这个事实也同样支持这种理论。通过种植体植入前的钻孔技术压缩骨质，已经在实验狗体内证明植入后12周即可以增强骨-种植体结合和骨密度[28]。在另外一个动物实验中，在预备植入种植体的位置使用骨冷凝器也可以达到相似的结果，但是只出现在初始愈合期[29]。最近Trisi等[30]的一篇文献中也支持了这种假设，较深的宽窄适宜的螺纹会增加种植体周围的骨质密度，反过来也解释了A组随时间推移而边缘性骨质丧失较少的现象。这项研究发现，在低密度骨中，较大的螺纹可以形成较高的骨-种植体结合。另外，较大螺纹的种植体对骨质密度的增加还体现在种植体周围对松质骨的压缩。在高密度骨中，较大螺纹的种植体靠近松质骨的表面有更高的骨改建率。

    一体式V形螺纹种植体的100%的保存率可能是由于种植体与连接体间没有间隙。在一篇前瞻性多中心的一体式种植体研究[31]中也展示了一体式种植体的高保存率，其累计保存率达到98.8%（在三年的随访期间67颗种植体中有一例失败）。与上述研究中相同的一体式种植系统还在另一个短期回顾性研究中得到了有意义的大限[32]。在平均10个月的随访期内，22颗延期负重的种植体有100%的保存率，而95颗即可负重的种植体只有93.7%的保存率。第三篇一体式种植系统报道了96.7%的保存率，在12个月的随访期内，31颗窄一体式即刻负重种植体中有1颗失败[33]。

    结论

    受研究所限，我们认为较大的螺距，较深的尖端螺纹，较小的种植体核会减少长期的骨质丧失。单体式V形螺纹设计的种植体获得了最高的保存率。

    声明

    作者承诺与本文中所提及的产品和信息没有直接或间接的经济利益冲突。

1. Strong J, Misch C, Bidez M. Functional surface area: Thread form parameter optimization for implant body  design. Compend Contin Educ Dent. 1998;19:4–9.

2. Steigenga JT, al-Shammari KF, Nociti FH, et al. Dental implant designand its relationship to long-term implant

success. Implant Dent. 2003;12:306–317.

3. Javed F, Romanos GE. The role of primary stability for successful immediate loading of dental implants. A literature review. J Dent. 2010;38:612–620.

4. Misch CE. Scientific rationale for dental implant design. In: Misch CE, ed.Dental Imlant Prosthetics. St. Louis, MO:Elsevier Mosby; 2005:322–340.

5. Misch CE. Scientific rationale fordental implant design. In: Misch CE, ed.Contemporary Implant Dentistry. 3rd ed.St. Louis, MO: Elsevier Mosby; 2008:200–232.

6. Orsini E, Giavaresi G, Trire A, et al.Dental implant thread pitch and its influence on the osseointegration process: Anin vivo comparison study. Int J Oral Maxillofac Implants. 2012;27:383–392.

7. Chun HJ, Cheong SY, Han JH, et al.Evaluation of design parameters of osseointegrateddental implants using finite element analysis. J Oral Rehabil. 2002;29:565–574.

8. Steigenga J, Al-Shammari K, Misch C, et al. Effects of implant thread geometry on percentage of osseointegration and resistance to reverse torque in the tibia of rabbits. J Periodontol. 2004;75:1233–1241.

9. Misch CE, Steignga J, Barboza E, et al. Short dental implants in posterior partial edentulism: A multicenter retrospective 6-year case series study. J Periodontol.2006;77:1340–1347.

10. Abuhussein H, Pagni G, Rebaudi A,et al. The effect of thread pattern uponimplant osseointegration. Clin Oral Implants Res. 2010;21:129–136.

11. Patra AK, DePaolo JM, D’Souza KS, et al. Guidelines for analysis and redesign of dental implants. Implant Dent.1998;7:355–368.

12. Hansson S, Werke M. The implant thread as a retention element in cortical bone: The effect of thread size and thread profile: A finite element study J Biomech.2003;36:1247–1258.

13. Geng JP, Ma QS, Xu W, et al.Finite element analysis of four threadform configurations in a stepped screw

implant. J Oral Rehabil. 2004;31:233–239.

14. Abu-Hammad O, Khraisat A, Dar-Odeh N, et al. Effect of dental implant cross-sectional design on cortical bone

structure using finite element analysis. Clin Implant Dent Relat Res. 2007;9:217–221.

15. Chowdhary R, Halldin A, Jimbo R,et al. Evaluation of stress pattern generated through various thread designs of dental implants loaded in a condition of immediately after placement and on osseointegrationdan FEA study. Implant Dent. 2013;22:91–96.

16. Romanos GE, Nentwig GH. Single molar replacement with a progressive thread design implant system: A retrospective clinical report. Int J Oral Maxillofac Implants. 2000;15:831–836.

17. Morris HF, Winkler S, Ochi S, et al.A new implant designed to maximize contact with trabecular bone: Survival to 18 months. J Oral Implantol. 2001;27:164–173.

18. Khayat PG, Milliez SN. Prospective clinical evaluation of 835 multithreaded tapered screw-vent implants: Results after two years of functional loading. J Oral Implantol.2007;33:225–231.

19. Danza M, Guidi R, Carinci F. Spiral family implants inserted in postextraction bone sites. Implant Dent. 2009;18:270–278.

20. Park JC, Ha SR, Kim SM, et al. Arandomized clinical 1-year trial comparing two types of non-submerged dental implants. Clin Oral Implants Res. 2010;21:228–236.

21. Ormianer Z, Palti A, Demiralp B,et al. Implant-supported first molar restorations:Correlation of finite element analysis with clinical outcomes. Int J Oral Maxillofac Implants. 2012;27:e1–e12.

22. Fuh LJ, Hsu JT, Huang HL, et al.Biomechanical investigation of thread designs and interface conditions of zirconia and titanium dental implants with bone:Three-dimensional numeric analysis. Int J Oral Maxillofac Implants. 2013;28:e64–e71.

23. Dos Santos MV, Elias CN, Cavalcanti Lima JH. The effects of superficial roughness and design on the primary

stability of dental implants. Clin Implant Dent Relat Res. 2011;13:215–223.

24. Bozkaya D, Muftu S, Muftu A. Evaluation of load transfer characteristics of five different implants in compact bone at different load levels by finite elements analysis. J Prosthet Dent. 2004;92:523–530.

25. Chang PK, Chen YC, Huang CC,et al. Distribution of micromotion in implants and alveolar bone with different

thread profiles in immediate loading: A finite element study. Int J Oral Maxillofac Implants. 2012;27:e96–e101.

26. Misch CE. Implant design considerations for the posterior regions of the mouth. Implant Dent. 1999;8:376–386.

27. Fromovich O, Karmon B, Armellini D. A new concept of tapered dental implants: Physiology, engineering, and

design. In: Babbush CA, Hahn JA, Krauzer JT, et al, eds. Dental Implants the Art and Science. 2nd ed. St. Louis, MO: Saunders Elsevier; 2011:414–434.

28. de Oliveira RR, Novaes AB Jr, Taba M Jr, et al. The effect of bone condensation and crestal preparation on

the bone response to implants designed for immediate loading: A histomorphometric study in dogs. Int J Oral Maxillofac Implants. 2007;22:63–71.

29. Schlegel KA, Kloss FR, Kessler P,et al. Bone conditioning to enhance implant osseointegration: An experimental study in pigs. Int J Oral Maxillofac Implants. 2003;18:505–511.

30. Trisi P, Berardini M, Falco A, et al.Effect of implant thread geometry on secondary stability, bone density, and boneto-implant contact: a biomechanical andhistological analysis. Implant Dent. 2015;24:1–8.

31. Finne K, Rompen E, Toljanic J.Three-year prospective multicenter study evaluating marginal bone levels and soft tissue health around a one-piece implant system. Int J Oral Maxillofac Implants.2012;27:458–466.

32. Sennerby L, Rocci A, Becker W,et al. Short-term clinical results of Nobel Direct implants: A retrospective multicenter analysis. Clin Oral Implants Res.

2008;19:219–226.

33. Reddy MS, O’Neal SJ, Haigh S,et al. Initial clinical efficacy of 3-mm implants immediately placed into function in conditions of limited spacing. Int J Oral Maxillofac Implants. 2008;23:281–288.

来源： AlphaBioTec