牙槽骨吸收的主要原因是附着在牙槽窝内的牙周膜丧失进而导致束状骨丢失[1],基于此,Hürzeler等[2]在2010年首次提出盾构术(socket-shieldtechnique , SST),在即刻种植前拔牙时,不将牙齿完整拔除,而是保留牙根的唇侧部分,同期植入种植体,以期通过保留唇侧牙周膜和束状骨来减少拔牙后牙槽骨的吸收。历经十余年的研究,盾构术的临床效果得到了普遍认可,但该术式技术敏感度高,操作不当则可造成术中术后并发症,本研究尝试采用体外制备根片来进行改良,期望在保存牙槽嵴方面能达到与传统盾构术同样的效果,同时降低手术操作难度,降低技术敏感性及并发症的发生,目前国内外尚未报道该术式。

1.1 材料

l  1.1.1实验动物

健康雄性普通型成年比格犬6条,犬龄12个月,重量16~18kg,全身及口腔无疾病,分笼饲养于江西中洪博元生物技术有限公司,许可证号:SCXK(浙)2021-0008。普通饲料喂养,自由饮水。本研究经江西中洪博元生物技术有限公司实验动物伦理委员会审核批准(2022061001),符合动物保护、动物福利和伦理原则,符合国家实验动物福利伦理的相关规定。

l  1.1.2 实验材料及设备

速眠新Ⅱ(敦化市圣达动物药品有限公司,中国);3%戊巴比妥钠(Sigma公司,美国);盐酸肾上腺素阿替卡因(必兰公司,法国);美洛昔康注射液(青岛康迪恩动物药业有限公司,中国);注射用青霉素钠(中诺药业有限公司,中国);Hank’s液(北京索莱宝科技有限公司,中国);10%氯化钾(华润双鹤利民药业有限公司,中国);亚甲基蓝-酸性品红(Sigma公司,美国)。超声洁牙机(啄木鸟,中国);牙科高速涡轮手机(西诺德,德国);种植机(OSSTEM,韩国);种植工具盒(OSSTEM,韩国);种植体(OSSTEM,韩国);大视野口腔锥束CT机(NewTom,意大利);Exakt切割和研磨系统(EXAKT300CP/400CS,Norderstedt,德国);微创拔牙钳(马杰斯特,英国);微创拔牙挺(马杰斯特,英国);高清数码照相机(OLYMPUSDP74,日本)。

1.2 实验方法

l  1.2.1 手术步骤

术前准备：术前5d对实验动物行CBCT检查及龈上洁治术。实验动物术前12h禁食禁水。麻醉：按0.1mL/kg体重于比格犬后肢内侧肌注盐酸塞拉嗪(速眠新Ⅱ,吉林省敦化市圣达动物药品有限公司)与3%戊巴比妥钠溶液(1mL/kg)进行全身麻醉。术中密切观察,若苏醒,则使用速眠新初始用量的1/2进行补充麻醉。待麻药起效后,固定动物,使用1%碘伏进行口内消毒,盐酸肾上腺素阿替卡因注射液(必兰公司,法国)自第3前磨牙(P3)近中至第4前磨牙(P4)远中行局部浸润麻醉。分牙、翻瓣、截冠:用高速手机及金刚砂车针将P3、P4的近远中牙冠分开(图1a),自P3近中至P4远中作龈沟切口,翻全厚瓣(图1b),依据术前CBCT分析各位点牙槽骨量,略高于牙槽嵴磨除远中或近中牙冠,作为手术位点(图1c)。

种植窝预备、拔牙、根片预备：依次用种植先锋钻(φ2.0)、麻花钻(φ2.2)、锥形钻(φ3.0)、锥形钻(φ3.5)在牙根管中心偏舌侧处预备种植窝(图2a),分开颊舌侧牙根,用微创牙挺及牙钳拔除残余牙根,注意勿以颊侧骨板为支点(图2b),离体后用浸泡Hank’s液的湿纱布包裹,在大量4 ℃生理盐水冲洗下用金刚砂车针预备为厚约1.0mm、长约8mm 的根片,髓腔面为凹面以适应种植体,并去除根尖部分(图2c),预备完成后将根片复位于拔牙窝原位(图2d),植入种植体(图2e),种植体部分区域与根片直接接触或跳跃间隙小1mm。种植体平台位于颊侧牙槽嵴顶以下1mm,扭矩为30N·cm,安装覆盖螺丝,用球钻修整颊侧根片,使其冠方边缘平齐颊侧牙槽骨且边缘圆钝(图2f、2g)。根片离体时间不超过5min。

术区严密缝合(图2h),术后1周内流食饲养,肌注青霉素抗感染及美洛昔康止痛。术后1d行CBCT检查,术后1月内软食饲养。术后3个月后再次行CBCT检查,观察种植体周骨结合情况。

l  1.2.2 组织学检测

潜入式愈合3个月后行下颌口内光学扫描及CBCT 检查,初步麻醉后采用静脉快速推注10%氯化钾处死动物,解剖下颌骨,用生理盐水洗涤。标本用福马林液固定48h后流水冲洗24h,行梯度乙醇(70%~95%)上行脱水(每步骤24h),入无水酒精+Technovit7200树脂液(3∶7)浸液浸泡2d,入无水酒精+Technovit7200树脂液(1∶1)浸液浸泡2d,入Technovit7200树脂液Ⅰ浸泡7d,入Technovit7200树脂液Ⅱ浸泡3d,于光固化机中包埋聚合。取出组织块,用Exakt切割和研磨系统(EXAKT300CP/400CS,Norderstedt,Germany)———EXAKT300CP硬组织切片机将组织切取200μm 切片,EXAKT400CS磨片机以320目、800目、1200 目砂纸将切片磨至20μm,最后以4000目砂纸抛光。染色方法为亚甲基蓝酸性品红染色。在光学显微镜下观察牙槽骨-根片、根片-种植体界面的组织学表现,分析再植根片的牙周愈合形式。

2.2   临床观察

种植体植入3个月后,牙龈愈合良好无炎症,无种植体暴露、脱落、种植体周围炎等并发症发生。

2.1   影像学检查

CBCT示所有种植体均与骨组织形成良好的骨结合(图3)。

2.3  组织学检查

观察到两种结果。第一种结果主要表现为根片发生替代性吸收。颊侧牙槽嵴未见明显吸收,根片颊侧与牙槽骨形成骨性愈合,其间无纤维结缔组织,根片部分融入牙槽骨,并被骨组织所替代,两者之间界限不清(图4a、图4b)。根片与种植体之间部分区域见纤维组织形成,部分区域见新骨充填,新骨表面见类骨质及成骨细胞(图4a、图4c)。种植体舌侧骨结合良好(图4a、图4d)。

第2种主要表现为根片发生表面吸收。颊侧牙槽嵴未见明显吸收。根片颊侧面同时见表面吸收及成牙骨质细胞修复,软组织内未见炎性浸润(图5a、图5b)。种植体颊侧面见新骨、类骨质及成骨细胞(图5c),种植体舌侧形成良好的骨结合(图5a、图5d)。

盾构术首创者Hürzeler等[2]的术式为在龈缘水平去除牙冠,在牙根偏腭侧预备种植窝,种植窝预备完成的同时牙根被分为颊腭侧两部分,以腭侧骨为支点用牙挺拔除牙根的腭侧及根尖部分。而Gluckman等[3]认为原术式有以下弊端:第一,牙根与牙槽骨的密度、硬度不一致,易导致种植钻偏离、加重种植钻的磨损。第二,牙根的位置并不总是与种植体的预计植入位置一致,上前牙的轴向也鲜与螺丝固位修复体轴向一致。第三,传统的钻头通常有2个或3个切割槽,会产生振颤而难以控制,可能会导致根片折断。因此提出在截冠之后用钻沿近远中向分开牙根,拔除腭侧部分,再预备根片,最后预备种植床。上述术式都是在体内预备根片,操作不当则可能产生根片内暴露或外暴露的并发症,根片暴露会影响美学和修复,可能需要额外的软组织移植手术[4]。此外,还可能出现根的近远中牙槽骨损伤及唇侧骨穿孔,盾构术要求在口内预备成理想形态及尺寸的根片并确保不损伤根片及唇侧牙槽骨,这无疑具有极高的技术敏感性,仅推荐经验丰富的医生使用[5]。近年来,虽有静态数字化手术导板和动态实时手术导航应用于盾构术中的报告[6,7],但导板存在术野受限、冷却不足等问题,导航存在术前流程繁杂、术中偏差等弊端,尚未能普及应用。

牙完全脱位是在外力作用下,牙齿完全从牙槽窝中脱出,牙髓和牙周膜组织完全撕脱,牙龈上皮完整性遭到破坏,有时还伴有牙骨质和牙槽骨的损伤。对于完全脱位牙首选的治疗方法是尽早进行再植,再植牙牙周愈合形式有以下4种:牙周膜愈合、表面吸收、炎症性吸收和替代性吸收,其中最为理想的愈合方式是牙周膜愈合[8,9],但发生率极低,最常见的吸收类型是替代性吸收,发生率为51.0%,炎症性吸收和表面吸收依次为23.2% 、13.3%[10]。因此本实验为简化盾构术、降低盾构术的操作敏感性,尝试先拔牙,在体外预备根片,完成后复位于拔牙窝,模拟牙再植的愈合。

在骨结合期间,首先应考虑到可能来自于根片-种植体界面、根片-颊侧牙槽骨界面的不良反应的风险。在本实验中,无论是根片发生替代性吸收还是表面吸收,根片-种植体界面均有新骨形成,虽然该界面的部分区域均有纤维结缔组织,但并不影响种植体的稳定性,传统盾构术亦显示该界面存在健康的纤维结缔组织[2]。在传统盾构术中,根片颊侧借生理性牙周膜附着于颊侧牙槽骨[11,12]。在本实验中,我们观察到根片-颊侧牙槽骨界面出现了表面吸收和替代性吸收两种情况。实验中为固定根片,我们有意将种植体与根片部分区域直接接触,种植体植入过程中对根片的压力过大或损伤根表面是可能导致表面吸收的原因[13,14]。但表面吸收是一种有效愈合,根面将会由邻近完整的牙周膜所修复,预后良好,因此该吸收类型不会造成不良影响[15]。当牙周膜大范围损伤时,根面活细胞缺乏,此时会诱导快速成骨的愈合过程,形成骨性粘连[16]。当对粘连牙进行截冠并保留牙根,牙根会出现替代性吸收,牙槽骨因而维持原有轮廓,并在粘连牙根的冠方出现骨沉积,当整个牙冠及牙髓腔全部被去除时,粘连牙就可完全被骨组织所替代[17]。组织学结果观察到根片颊侧与牙槽骨形成粘连,两者界限不清,发生了替代性吸收,并有新骨沉积在根片冠方。因此推测,如果愈合周期延长,根片可能完全被健康的骨组织包围,融为一体,从而同样达到保存牙槽骨的效果[18]。

本实验中未观察到炎症性吸收和牙周膜愈合两种情况。炎症性吸收发生的机制可能是在损伤的牙周膜和牙骨质被吸收后,牙本质小管暴露并与坏死牙髓组织直接接触,后者的毒素通过牙本质小管扩散,诱导并维持牙周组织的炎症[13]。未出现炎症性吸收可能是髓腔被完全去除,因此不存在坏死牙髓的毒素释放。虽然实验中尽量缩短根片的离体时间、操作轻柔并用Hank’s液保存根片以保护根面的牙周膜,组织学结果中仍没有观察到牙周膜愈合,这可能与术中制备根片时使用镊子夹持,损伤了根面牙周膜及牙骨质、制备种植床时损伤了颊侧牙槽骨内壁的牙周膜、根片未完全复位于原位有关,另外,牙周膜愈合的发生率非常低,实验样本量不够大也可能导致未观察到牙周膜愈合。

根片的命运也是值得关注的问题。以往传统盾构术中,Siormpas等[19]在一项临床研究中报道在术后48个月时1例根片根尖约1.5mm 部分出现替代性吸收,原因可能是原先该位点存在根尖肉芽肿。Calvo-Guirado等[11]在动物实验中同样发现部分根片出现小范围的吸收。有学者认为当种植体与固连牙的根片直接接触时,根片的命运要么保持无症状状态,要么发生替代性吸收[14]。然而,本实验周期仅为3个月,后期根片仍需进一步研究,根据现有结果推测根片有较大的可能发生替代性吸收或表面吸收。

第二是根片动度问题,该问题可以从跳跃间隙填充材料和根片的机械“锁定”两个方面解决。关于行盾构术时在跳跃间隙是否放置材料及何种材料,不同的学者观点并不一致。在首次报告中,Hürzeler等认为在根片内表面涂抹釉质基质衍生物有利于根面形成牙骨质,之后有学者在跳跃间隙中填入人工骨粉、骨胶原、PRF膜等材料[2,20,21]。相反,Mitsias等[22]认为间隙内植入材料存在感染的风险,并可能减缓愈合过程,不提倡在跳跃间隙使用任何材料。还有学者建议当间隙大于3mm 时植骨[23]。本实验中发现比格犬下颌前磨牙处牙槽嵴较狭窄,种植体植入后与颊侧根片之间直接接触或间隙小于1 mm,因此跳跃间隙未植入任何材料。虽然关于间隙的处理意见不一,但在以往报道的间隙内植入材料的传统盾构术临床病例中,各种材料均未对种植体的骨结合以及牙槽骨的吸收造成不良影响,亦有学者证实单纯传统盾构术与传统盾构术联合植骨对于牙槽骨保存的效果无统计学差异[24]。在传统盾构术中,随着上颌骨的终生生长,根片也会发生移位,故有学者提出种植体与根片应在邻面区域或根尖区域建立直接接触,实现根片的机械“锁定”,种植体不需要与牙根全长接触,较小的接触面积就已足够[25]。综上所述,为保证根片的固位问题,在临床上应用改良盾构术时,尽可能建立根片与种植体的直接接触,若两者之间无接触,则应在跳跃间隙内填充自体骨或骨材料。此外,根片还应与牙槽窝内壁吻合,根片就位后可通过探诊或镊子检查有无翘动,尽可能将其完全复位。传统盾构术术中根片出现动度被认为是盾构术的禁忌证[26],通过上述措施,再植根片可得到较好的固定,因此当外伤松动牙为即刻种植适应证时也可尝试体外预备根片,行盾构术。

由于比格犬下颌骨骨质致密、下前磨牙牙根长、牙颈部细圆,本实验术中将牙根完整拔除难度大,故先用种植钻分根,而在临床中多在上前牙区应用盾构术,上前牙拔除难度小,若应用改良盾构术,推荐采用以下步骤:先用牙挺及牙钳拔除牙根,注意勿以颊侧骨板为支点,离体后用浸泡Hank’s液的湿纱布包裹,用金刚砂车针预备牙根至合适尺寸及形态,放入Hank’s液中浸泡待用。用种植钻逐级预备种植窝后将根片复位于拔牙窝颊侧,根片冠方应与颊侧牙槽嵴顶平齐,若高出颊侧牙槽嵴,则应再次取出修改并使根片冠方边缘圆钝,用探针或镊子检查是否完全复位,检查无误后再植入种植体,注意种植体应与根片接触形成锁定以固定根片,若存在跳跃间隙,建议植入自体骨或骨材料。

本实验是盾构术首次尝试在体外预备根片,影像学上证明,种植体均获得良好的骨结合。组织学上发现虽然根片会发生表面吸收或替代性吸收,但不会对颊侧牙槽骨吸收及种植体的骨结合造成不良影响。实验初步证明了在行盾构术时体外预备根片的可行性,但局限之处主要为样本数量不足,愈合时间较短,改良盾构术的远期效果及根片的最终转归尚无法得出结论,需要更长期、更大样本的动物实验及临床研究。