制作牙种植体的材料需要满足以下要求：必须选用生物相容性较好的材料；必须能够维持原有的机械性能，以来抵抗口颌系统范围内预期的力；必须能明显地承受咀嚼力，且能在机体异常负重的情况下能够承担咀嚼力，如磨牙症能产生较与正常咬合力更长时间、更大的咬合力。

由于骨结合最早报道于Ⅰ型工业纯钛种植体，且这些种植体在长达15年时间内应用得很好，所以假定Ⅰ型工业纯钛种植体的力学特性常规适合有良好骨结合的骨内种植体是符合逻辑的。其他Ⅱ~Ⅳ型工业纯钛种植体显示出与Ⅰ型种植体一样或者更好的力学性能。钛合金也通常表现出比工业纯钛种植体更好的力学性能。

骨内种植体可用多种不同的材料来制作。大多数种植体采用工业纯钛或者钛铝钒合金。牙种植体可以用工业纯钛的任何4种形式来制作，大部分是99%的纯钛，只是铁和氧的含量稍有差别。传统意义上用来制作牙种植体的材料是工业纯钛，因为有关工业纯钛研究的文章要比其他任何一种材料发表得多，通过了最高水平的科学审查。钛和钛合金的强度足以用来满足种植体支持机制。

4 种形式商业性纯钛的屈变力从1 7 0 M P a 到480MPa不等，弹性系数（MOE）接近114GPa。一般来讲，级别或类型越低，弹性系数、屈变力和疲劳折断抵抗力就越低（表5.2）。钛的微结构可以假定是相的混合，α、β或α-β。晶体晶格的β形式比α形式要更强大，在合金热处理时有更强的抗变形性能。在钛晶体中加入特定的元素（铁，钒和铬）形成β相，使其在热处理更理想。

表5.2 多种种植体材料的抗弯强度

含钛（90%）、铝（6%）和钒（4%）的合金，通常被称为Ti-6Al-4V，是众多拥有相对高屈变力的钛合金的一种（900MPa），但它的弹性系数与工业纯钛相似。它可以在承受高强度周期性弹性变形时始终保持其完整性。对Ti-6Al-4V合金的热处理同样可以形成能在一定程度上抵抗可塑变形的细纹微结构。尽管Ti-6Al-4V和其他工业纯钛种植体在形成骨结合方面未发现有不同，但释放的前列腺素、白介素和肿瘤坏死因子上却有差异，提示在骨丧失方面的微小不同。一般来讲，工业纯钛和钛合金都有很好的生物相容性，有相同程度的成功率或留存率。尽管没有研究报道Ti-6Al-4V加工的种植体的疲劳断裂，但口内环境对种植体的影响经常要比材料本身的行为表现更受关注。

一般种植体的外形

种植体的外形一直在研究中，保证传递给骨的是压应力负荷。从生物力学方面来看，骨可以承受压力但不承受剪切力和张力。现代种植体的生物力学设计是使其承受最大限度的压力而不是剪切力。三维有孔表面种植体的引进提高了种植体传递到骨结合处压力的同时也成功提高了骨/金属的剪切力和种植体传递到骨的力的分布，最终减少了对种植体的作用力。

当种植体植入松质骨和当承重非轴向的力时，考虑种植体螺纹宽度和高度显得尤为重要。有限元分析显示，当高度在0.34～0.5mm，宽度在0.18～0.30mm时压力减小[12]，但有关螺纹抗折理想尺寸的长期效果还不清楚。虽然动力学设计显示有良好的性能，但只有临床试验才能证实这些假说。

抵抗折断的一个首要因素是种植体直径，因为抗折力会随着种植体半径的增大而成比例增加4倍。但随着种植体直径的增加，向周围骨组织分散的力也会适当减小，这有可能导致应力保护，产生不利的骨反应。同时，小直径种植体会向骨组织传递较大的力，增加种植体折断的危险。此现象貌似合乎逻辑，但除了病例报告，仅有少量文献报道了窄种植体折断，但也可能是他们在口腔前牙区应用窄直径种植体的原因。

手术植入

因种植体装置界面的扭矩可能会使平台连接出现潜在的变形，故应注意使该扭矩最小化。Ⅳ类骨植入种植体时要优先在骨上敲打挤压而不是依靠种植体来挤压骨洞。许多厂家会提醒不要超过手术操作时推荐的扭矩，以减小折断的可能性（图5.3a～c）。

图5.3 （a）Ⅰ类骨中的种植体内连接和界面破损的影像学表现。（b）取出种植体，发现沿着种植体平台的损坏。（c）在重新放置的种植体上行联冠修复完成2年后的影像学表现。

种植体周围骨的保存与种植体基台连接设计理论接近。尽管没有充足证据证明，将基台平面连接于种植体外表面的内侧以使炎症最小化已成为常见的典范。研究迈向了所谓的种植体平台转移，但种植体平台处力的集中可能导致更高的种植体折断风险，其长期意义至今还未见报道。

种植体在Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类骨上形成骨结合的成功率与Ⅳ类骨有所不同（采用Leckholm和Zarb’s分类方法）。同样，种植体跨牙弓放置时将会因骨密度的差异而获得不同的力传导。种植体在皮质骨内时，在种植体和骨接触领圈处传递非轴向或侧向力，而在松质骨内时，种植体则在根尖区传递侧向力，这在某种程度上依赖于螺纹结构。当种植体置于下颌后牙区且结合牢固时，则需考虑下颌骨的弯曲度。下颌开闭口时的侧向力可能会对种植修复体的连接产生剪切力。一个解决方式是分段设计修复体，使其独立或避免参与最远中种植体的受力。

修复体设计

一旦意识到种植体会发生折断，临床医生有责任采用设计好的部件来避免这类并发症的发生。同样，抵抗种植体折断的另一重要手段是修复体的设计。最后，在长期的临床随访中发现种植体折断的危险因素也至关重要。

另外，必须监视固定或活动修复体上力的传递。无论是无牙颌或牙列缺损患者，牙齿的状态也可能影响支持种植体间力的分配。

无论固定或活动修复体修复的患者，其力的矢量会因为材料、种植体的分布和整体设计的不同而不同。种植体上力的应用不会受修复体材料的影响，施加在一个金属修复体、陶瓷修复体或树脂修复体上100N的力时，都会传到下方种植体上同样的100N的力。施加到种植体上的力的分布可能会因材质不同而不同，但在种植体支持系统上的总力却是一样的。尽管如此，材料却对施加的力的损耗有不同表现。硬的材料，如陶瓷，会更快地把力传递到种植体，而对于有弹性的材料，如树脂，传递力则较慢，有时称为力的抑制。

其他还未充分研究的因素包括材料的应用，如作为种植体基台的高强度陶瓷。材料不同程度的磨损潜能会导致功能状态下种植体平台有不同的粗糙度，但它会不会影响整个种植体平台还有待研究。钛在超长时间重复力的负重条件下会形成切面，这有可能是修复并发症的一个预警器，反复的修复并发症又是种植体折断的一个预警器。因此，种植体平台的改变和种植体折断之间可能存在某种联系。

尽管早期报道了力抑制材料在种植体方面上的优势，但没有一致的证据说明一种修复材料的应用在种植体留存或抵抗折断方面优于其他材料。材料的磨损、断裂或美观可能与材料在临床中的不同表现相关，但这些因素与种植体折断的危险改变无关。

修复方案

种植体修复时，需要考虑以下因素。男女性别差异。传统观点认为男性咬合力比女性高

30%～40%。在准备治疗时需要考虑该因素以获得均匀分布的力。因性别不同，修复设计、种植体直径、牙弓位置、种植体数目和咬合形态在治疗中要有不同的考虑。另外，种植体植入时也需要考虑放置策略，以便传递适当的力，从而能最大限度地增加功能状态下负重种植体的抵抗力。当用多颗邻近种植体修复时需要考虑它们的空间位置关系，如错位放置可能比直线式排列更能抵抗非轴向直接的力。然而当骨受限或原有牙齿的位置或美学需要直线排列时，则不需考虑。

骨内种植体的直径很难和需要替换的天然牙的最大直径相匹配，尤其是磨牙。在这些病例中需要考虑咬合接触以便力集中在修复体并直接沿着种植体的长轴传递。如果不能如此，则需要降低解剖学牙尖斜度以减少食物对修复体面的侧向力。

我们治疗的目标是采用合适的材料制作适当直径的种植体，并采用合适的穿龈基台及合适的基台螺纹设计，以及在考虑到预期应力和患者口腔行为等相关因素下完成的修复体。在所有这些因素均被考虑到时，种植体折断的几率就很小了。

咬合过载

后牙区的最大咬合力潜能在600～800N之间。单纯从力学角度来看，应用的力越接近颞下颌关节，该力越大。这种情况与颌骨中的三级系统有关，这增加了后牙种植体的高危险性。尽管没有临床研究表明后牙区种植体折断的高风险性，但这个统计学异常与种植体整体折断率低有关。

正颌外科和颅颌面分类对力也有影响。长面型或正颌外科分类为Ⅱ类关系的患者，与其他短头颅或者Ⅲ类关系的患者相比力的潜能较小。这种可能的影响有时与纯力学及更能有效传递力的力矢量有关。影响力的其他因素还有性别和种族，男性有更大的咬合力潜能，最多可以超出女性30%～40%。这些区别已经被充分证明，在制定治疗计划时需要考虑。

似乎没有证据来指导种植修复时做出任何特定的计划。但有些实际的因素会影响种植支持式修复体牙合关系。其中一个是种植支持式修复体是机械固位。机械固位是通过螺丝固位或粘结固位来完成的，但即便粘结固位修复，也有螺丝固位的穿龈部件即基台。螺丝固位部件上的侧方力可以松解夹持力，导致螺丝松动。为了减少这种情况的发生，应尽力避免或最小化种植体上的侧向力，当使用3颗或更多种植体时可通过最大化种植体补偿来实现，即降低解剖牙尖、集中咬合接触、减少各个方向的悬臂和调整种植体到牙合面的垂直距离。

因此，通过适当的咬合调整，可以在松动发生时消除侧向力，以此看解决螺丝松动似乎是合乎逻辑的。

当多个种植体相互支持时可考虑对没有邻牙的种植修复体采用前牙引导建立临床路径，完成最终修复体前用临时修复体对它进行检测。但在许多病例中，该方案仍存在许多问题并能产生对种植体不利的力。尽管多数种植体折断发生在后牙区，与邻牙相接触的前牙引导也要注意。

种植体放置时需要按照厂家说明和临床医生的经验两方面结合。