上颌窦底提升术后植骨材料三维体积变化研究

2018-1-15 10:01  来源:医学综述
作者:杨雯琦 楚德国 刘苗 阅读量:5744

    自Tatum和Summers提出并报道上颌窦内、外提升术及相关病例后,上颌窦底提升术(maxillary sinus floor elevation,MSFE)已成为解决上颌窦区垂直骨高度不足的常规手术,其有效解决了上颌后牙区剩余牙槽骨高度不足的种植难题。根据手术入路的不同,MSFE分为上颌窦外提升术和上颌窦内提升术,其临床应用效果稳定可靠,均可提高种植成功率。MSFE是在上颌窦区通过不同的手术入路,剥离提升上颌窦底黏膜,并在窦底黏膜与窦底骨之间的提升区域内植入骨替代材料,从而增加该区域的垂直骨高度。

    随着MSFE的应用,大量的植骨材料出现,如自体骨、异体骨、异种骨、人工骨等,其用于MSFE的可行性早有研究。种植修复的成功受多种因素影响,关键在于种植体与牙槽骨长期稳定的骨结合,而种植体远期成功率与周围骨质及植骨材料长期稳定性也密切相关。目前越来越多的学者开始致力于MSFE后各种植骨材料稳定性和三维体积变化的研究,国外相关研究报道较多,但国内相关报道较少。现对MSFE植骨材料体积变化、影响体积变化的因素及目前的研究现状进行综述。

    1.研究植骨材料体积变化的意义

    MSFE后植骨材料的长期稳定性一直是种植研究的重点,种植体的成功不仅依赖于种植区骨量骨质的充足,还依赖于植骨区自体骨和植骨材料的长期稳定性。植骨材料体积稳定性是影响种植体成功的重要因素,其在一段式种植和两段式种植中均有一定的影响。术前帮助术者制定计划、术中根据可能的吸收量决定植骨量的多少及所使用的植骨材料,可提高种植体的长期稳定性和远期成功率。Rios等认为,植骨区充填材料随时间推移发生的空间变化直接影响种植体的存活率。因此,精确掌握术后植骨材料体积变化,使用足量的植骨材料,可以提高种植体远期成功率。

    2.植骨材料体积变化分析的方法

    过去常用二维影像评估植骨材料高度、宽度的变化,但传统的曲面断层,根尖片存在以下弊端:①易受放大率、影像重叠的影响,导致图像失真;②无法对充填材料三维空间上形态与体积的变化以及上颌窦的内部形态结构做出判断。现在越来越多的研究开始采用三维影像学数据结合图像处理软件对植骨材料的体积进行评估。目前关于植骨材料三维体积变化的评估主要是将三维扫描数据以DICOM(digital imaging and communications in medicine)的格式导入图像处理软件,通过软件进行不同的分割处理,由软件自动生成植骨材料体积。大量研究表明,CT、锥形束计算机断层扫描、核磁共振等三维影像是评估植骨材料三维体积变化的可靠方法。

    目前市面上可用于体积分析的软件有SurgiCaseCMF5.0、AMIRA、Somaris、Geomagic、Simplant、Invivo5以及Mimics等。

    3.植骨材料术后体积的变化

    MSFE术后不同植骨材料的体积变化较大,骨增量术后早期体积变化较大,但总的来说骨替代材料术后体积的变化少于自体骨。植骨材料体积的稳定性是种植体成功的重要影响因素。植骨材料吸收导致一段式种植中种植体脱落,同时影响剩余骨量不足的两段式种植中种植体的放置。植骨材料在愈合期内会发生体积缩减,植骨后窦底黏膜下方的植骨材料通常会发生重构和收缩,其收缩重构的程度取决于所用植骨材料骨重构特性和血管化、矿化程度。由于上颌窦持续气化和植骨材料吸收,植骨区形状和体积均有明显改建。相比植骨初期体积,植骨材料术后均有一定程度缩减:MSFE后6个月,自体骨的体积变化为(45.1±19.5)%,同种异体骨的体积变化为(30.3±11.9)%,骨替代材料为(18.3±2.3)%,混合植骨材料为(21.8±7.3)%,其中骨替代材料的体积变化最小。

    Berberi等在关于同种异体骨MSFE术后体积变化的研究中发现,术后2年同种异体骨体积缩减20%,Kirmeier等研究发现,植骨材料术后体积平均缩减0.74 cm3。个别研究中也有术后体积增加的报道,Mazzocco等在一项观察20例MSFE术后植骨材料体积变化的研究中发现,有18例患者体积缩减10%,有2例患者术后8~9个月后体积增加,其认为体积增加一方面是由于8~9个月后植骨材料和自体骨边界不清晰使得测量体积大于实际体积;另一方面可能是由于病例术后即刻因植骨材料充填不致密,有血凝块充盈,导致术后即刻所测得体积也相对较大,而在8~9个月后,血凝块由新生骨替代,从而造成了最后评估体积增加。

    关于植骨材料在MSFE后的体积变化是缩减还是增加需要进一步行大样本、更长期的研究以证实。

    4.影响植骨材料体积变化的因素

    影响植骨材料术后体积变化的因素复杂多变,也存在个体差异,目前还未有确切结论。Shanbhag等认为,MSFE后的骨增量情况只与使用的骨替代材料有关,与手术方式、同期种植或延期种植无关,但研究的样本量有限,因此需要大样本更深入的研究。Berberi等和Kirmeier等认为,MSFE后植骨材料体积变化与术前窦底骨质骨量、手术方法、种植体、种植材料的稳定性、生化特性、吸收模式以及上颌窦气化等复杂因素有关,同一种植骨材料在不同研究中体积变化差异较大,进一步表明影响植骨材料吸收的因素较为复杂,也存在个体差异。

    4.1材料本身

    骨有独特的再生潜能,通过再生骨组织或再生与骨组织高度相似的结构修复缺损,骨移植重建手术就是利用这种再生潜力增加骨的形成。骨组织的再生依赖于充足的血供和机械支持。骨移植材料可充填骨缺损,增加骨量,通过骨引导促进或加强骨缺损的修复,稳定血凝块,为屏障膜提供机械支持。目前上颌窦骨增量术骨移植材料包括自体骨、同种异体骨、异种骨以及人工合成骨。这些材料一般都具备以下一种或多种特性,包括骨诱导性、骨引导性和骨原性。自体骨同时具备这三种特性,且成骨速度快,但供骨量有限,常要开辟额外术区,不易被患者所接受,同时颗粒较小时,抗吸收能力较低。

    同种异体骨成骨效果较骨替代材料好,但植入窦内后极易发生后继吸收,特别是种植体负载后,上颌窦气化的可能性增大,因此目前大部分学者认为同种异体骨不适宜作为窦底提升的骨移植材料。异种骨和人工合成的骨代用品越来越多,使用的也越来越广泛,其均具备不同程度的骨引导性,而骨引导性有利于较大缺损的修复。获得成功的骨引导必须具备两个重要条件:必须有生物活性或生物惰性材料构成支架;其外部和内部结构的形状和大小有利于组织的长入和骨沉积。植骨材料植入后通过功能改建、吸收,最终与自体骨融为一体。

    目前临床上应用最普遍的异种骨是Bio-Oss,即脱蛋白小牛骨。牛骨作为骨替代材料的临床成功率已很高,在此不予讨论。Bio-Oss在骨增量术后的降解吸收情况以及能否被新生骨替代一直存在争议。有研究者认为Bio-Oss能被新生骨较快的替代,而另一些研究者则认为Bio-Oss吸收缓慢,甚至不被吸收,其原因可能与研究的模型、手术方式、组织评估方式、调查的细胞类型(巨细胞或破骨细胞)、病理技术或生理准备方法不同有关。Galindo-Moreno等分别在6个月、3年、7年后对行上颌窦骨增量术的患者的植骨材料进行组织学、形态学及免疫组织化学研究,结果显示牛骨表面存在多种多核细胞,表明植入的牛骨材料存在骨吸收;上颌窦植骨材料中骨、牛骨颗粒、连接组织,成骨细胞以及骨细胞的百分比在6个月、3年以及7年时基本近似,只检测到破骨细胞持续性大量减少,表明生物降解骨吸收减少,由此可以推测牛骨的持久性。有研究认为,当单独使用Bio-Oss或混合自体骨作为植骨材料行上颌窦骨增量术时,体积变化为15%~20%,相比于单独使用自体骨,Bio-Oss表现出更佳的体积稳定性。

    Mazzocco等使用Bio-Oss行MSFE后8~9个月体积减少10%,认为Bio-Oss吸收较慢,有较好的体积稳定性。郭雪华等使用Bio-Oss行上颌窦外提升术后6个月体积缩减19.40%,体积变化稍大,可能与个体差异以及观察时间不同有关。总的来说,Bio-Oss相对更不易吸收,表现出更好的体积稳定性,但因样本量有限,观察时间相对较短,因此还需扩大样本量并进行长期随访观察。

    4.2上颌窦气化

    上颌窦位于上颌后牙区,上颌骨最显著的特征是上颌窦气化,其是一个动态发展的过程。一般认为窦腔气化程度受遗传因素影响,但后天因素在气化过程中亦有重要作用,如上颌窦炎症、手术、外伤以及全身系统疾病等因素。当上颌后牙缺失时,牙槽骨吸收加快,原因与拔牙后增加了窦底黏膜和骨膜内破骨细胞的活性以及上颌窦内的正压,导致上颌窦气腔膨大迅速发展有关。上颌窦的气腔性膨大导致上颌后牙区骨量严重不足,常常出现窦底接近牙槽嵴顶的情况,同时发生骨质疏松。上颌窦气化过程的实质就是成骨细胞与破骨细胞的动态平衡过程。MSFE后增加了破骨细胞活性,影响了植骨材料的改建和吸收。

    4.3不同术式

    上颌后牙区因为上颌窦的存在,常出现骨高度不足的情况,通常剩余牙槽骨高度<10mm的患者一般需进行上颌窦提升术后再行种植手术。MSFE按手术入路分为穿牙槽嵴顶MSFE和侧壁开窗MSFE。上颌窦外提升术手术复杂、创伤大、术后反应严重。上颌窦内提升术的出现弥补了部分上颌窦外提升术的缺陷,避免了上颌窦外提升术的广泛翻瓣、开窗,创伤较小,术后反应相对较轻。关于手术方式对植骨材料体积变化的影响尚无定论。针对严重萎缩上颌后牙区行上颌窦外提升术和上颌窦内提升术后体积变化的对比研究显示,两种术式术后体积均表现为缩减,且体积变化差异无统计学意义,行外提升术的患者术后6个月的体积变化范围较大。

    两种术式体积变化范围表明:与内提升术相比,外提升术后的骨吸收量似乎更不可预测。可能是因为上颌窦外提升术中创伤较大,增加了导致植骨材料吸收的不可控因素。影响术后植骨材料体积变化的因素极为复杂,为了进一步确定,还需要大量研究并进行长期的跟踪随访以证实。

    5.结语

    种植体的初期稳定性是评估种植体短期成功与否的重要标志,而种植体的远期成功主要依赖于种植体与周围牙槽骨和植骨材料形成长期稳定的骨结合,保证种植体周围有足量的骨包饶。因此,为保证种植体远期成功率就需要对种植体周围骨的长期稳定性和体积变化有一个明确的认知和把控。MSFE后绝大部分植骨材料的体积会有一定程度的缩减,了解影响植骨材料术后体积变化的复杂因素,把握影响植骨材料术后体积变化的关键,针对性地进行预防控制,可提高种植体远期成功率。

编辑: 陆美凤

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