正畸文献阅读-微种植钉植入转矩对成功率的影响

近年来，正畸微种植钉（orthodontic miniscrew，OM）得到了极大的普及；在许多困难的病例中，OM都能提供可靠的支抗。虽然，OM对患者的依从性、牙弓条件要求均很小，但其稳定性并不一致，报道显示其成功率在59.2–100.0%之间不等。

OM最初的稳定性依赖于螺钉植入后，螺纹与骨之间的机械锁结作用。骨-OM接触的形成，保证了植入初期OM的稳定性，同时也是OM种植成功的重要因素之一，尤其是在骨重塑和骨愈合的初始阶段。OM植入后愈合过程可以保证骨基质的完整性、强度，弥补种植带来的损伤。虽然这一特定的骨重建过程对保持骨组织的完整性以及OM的长期稳定性是必需的，但其过程中产生的破骨细胞所致的骨吸收也可能会导致OM种植失败。因此，获得植入初期的稳定、尽量减少种植的损伤，这两者间微妙的平衡，是OM能长期稳定的关键。

据报道，OM植入时的转矩对其初期的稳定性影响较大，因为转矩的大小会直接影响到植入过程中OM与骨质间的摩擦力。虽然高转矩可能会带来种植初期的稳定性，但其导致的骨质损伤也较多，而较多的骨质损伤会导致骨质坏死、骨细胞凋亡以及破骨细胞的增殖。因此，从这一角度看，使用过高转矩植入OM可能又会影响OM的成功率。避免使用过高转矩，可有助于保持OM周围骨质的完整性。

许多学者研究过植入转矩值与OM成功率之间的关系。Motoyoshi等的研究显示不同的转矩对应的OM成功率间有显著性差异，认为使用5-10Ncm的转矩可提高1.6mm直径的OM种植成功率，这也是目前最广为接受的。然而，Lim等的报道认为，在植入1.5mm直径的OM时，需要更高的转矩，约19.5Ncm。这些研究均显示，了解OM植入后骨组织的重建是非常重要的。OM植入转矩高度取决于局部骨组织的性能、皮质骨的厚度以及OM自身的几何形状、直径。

先前的组织学研究已证实，目前推荐的转矩会导致周围组织的损伤。若能确定一合适的转矩值，使OM初期稳定性较好的同时，不对周围组织造成过度损伤，那么其无疑可提升OM种植的长期成功率。因此，本研究的目的即是评估使用12、18、24Ncm转矩植入1.5mm的OM后，骨组织微损伤的情况。零假设是，植入转矩值没有影响微损伤的形成。

材料与方法：

①骨标本的制备

使用猪胫骨，将近远端用带锯去除，每块分为4段，再使用金刚石锯片进行湿加工，最终制作出15块板状骨标本。骨标本规格定为：1.5mm厚（参考人上颌骨OM位点平均骨皮质厚度），15mm宽，20mm长。随后，使用碳化硅砂纸去除制备过程中造成的损伤。使用数字卡尺测量样本的精确厚度，并在左下角作划痕以区分OM植入侧和穿出侧。标本用PBS纱布包裹，并保存在-20℃的冰箱中。一个月内进行实验。

随机将骨标本分为A组（12Ncm）、B组（18Ncm）、C组（24Ncm），备好15颗1.5*6mm支抗钉(MEDICONeG, Tuttlingen, Germany)。

②序列染色、OM植入

制备的骨标本浸入二甲苯酚橙溶液30分钟，再用蒸馏水彻底冲洗8分钟，可发现残余的制备过程中产生的损伤。将处理后的骨标本放在一个定制的设备上（图1），连接负荷测量元件和装有LabVIEW软件的计算机。由同一位临床医生使用转矩限制手用工具（分别设置为12，18，24Ncm），植入OM。然后将LabVIEW中获得的数据传输到微软Excel 2003，以确定峰值数、最大峰值、平均峰值和超过平均峰值的持续时间（图2）。

植入OM后，标本立即浸入钙黄绿素溶液30分钟，然后用蒸馏水冲洗出8分钟，以显示植入OM中造成的损伤。随后，取出OM，将标本放回定制设备。用手术刀去除骨皮质表面任何突出的骨碎片，然后将标本浸入钙黄绿素蓝溶液30分钟，以显示去除OM和骨屑过程中造成的损伤，然后用蒸馏水彻底冲洗30分钟。

③微损伤的检测与分析

种植钉植入面、穿出面均以63倍的放大率，使用用徕卡SP5光谱扫描共聚焦显微镜成像（分别使用561dpss激光、488氩激光、405二极管激光，激发检测二甲酚橙、钙黄绿素、钙黄绿素蓝）。将骨组织以10μm为单位进行切片、成像，直至平面下500μm。最后，将所有图像使用ImageJ拼接成一个压缩的二维图像（图3）。

将植入面、穿出面的微损伤进行量化，分为区域化的弥漫性损伤和线性裂纹。弥漫性损伤定义为深度的晕染区，交叉染色；微裂纹则定义为间断的线状染色。使用ImageJ程序测量以下数据：总损伤区域，弥漫性损伤区域，最大裂纹长度，最大损伤半径，最大弥漫性损伤半径（图4）。

4周后随机选择5个图像再次量化分析，以确定内部信度。同时，再由第2位测量者进行随机选择分析，以确定信度。

结果：

三组骨标本的厚度无显著性差异，均值1.51mm；负荷数据显示三组间有一定的变异性，但总体的均值相近；内部信度检测显示较好。

定义OM完全植入为：达到最大转矩时，OM的套圈最终可以与骨标本相接触（图5），反之则为部分植入。A组中所有的OM均为部分植入，B组中有2例部分植入，C组均为完全植入。

从植入面重叠图像看，C组的弥漫性损伤量（P＜0.05）和弥漫性损伤半径（P＜0.05）相较A、B组均更大。其余项目未检测到显著性差异。

从穿出面重叠图像看，B组的总损伤面积（P＜0.05）相较A、C组更大；然而，C组的弥漫性损伤量（P＜0.05）和弥漫性损伤半径（P＜0.05）相较A、B组更大。

将植入面与穿出面进行分组比较。A组，和穿出面相比，植入面的弥漫性损伤（P＜0.05）更大。B组，和植入面相比，穿出面的最大裂纹长度（P＜0.05）更长。C组则没有任何显著性差异。

总体上看，C组的损伤看似要大于A、B组，但考虑到A组均为部分植入，B组有2例为部分植入，因此可认为损伤因素的值差异是由植入水平的差异引起的。

结论：

l   目前的体外研究显示，不同的转矩会影响OM的植入水平，继而影响周围组织的微损伤。

l   本实验模型中，18-24Ncm的转矩对OM的植入来说是足够的。

l   在阈值之上施加更大的转矩，可能并不会产生额外的组织损伤。

l   仍需进一步的形态学研究验证。

来源：浙一口腔正畸林军