无牙颌一侧上颌骨缺损种植修复设计的准三维光弹应力分析(Ⅱ)——杵臼附着式、杆卡附着式赝复体对支持组织应力分布的影响
作者：王晓玲 赵铱民 张铁
单位：王晓玲(北京武警部队总院口腔科 100039)；赵铱民 张铁(第四军医大学口腔医院修复科)
关键词：义齿设计；骨内牙种植；应力分析；光弹性试验
实用口腔医学杂志000521
〔摘要〕 目的：采用三维光弹应力冻结切片法对杵臼附着体、杆卡附着体种植固位设计，在功能状态下种植体及支持组织应力分布状况进行评价。方法：在无牙颌一侧上颌骨缺损的光弹性模135和7型中于位植入4个种植体，分别设计杵臼式和杆卡式附着体，在单侧和双侧垂直向载荷下观察种植体及其支持组织的应力分布状况。结果：发现杵臼附着式固位的种植赝复体在行使功能时其腭部、牙槽骨、种植体周围骨界面的应力值均远高于杆卡附着式固位的种植赝复体。结论：为了保护组织健康，提高种植成功率，建议在临床上应慎重选用杵臼式附着体。
, http://www.100md.com
中图分类号：R783.6 文献标识码：A 文章编号：1001-3733(2000)05-0394-02
Design of the implant prosthesis in the edentulous unilateral maxillary defect-A quasi three dimensional photoelastic analysis(Ⅱ)Influence of bar and ball attachment on the stress distribution to the supporting tissue of the implant prosthesis
Wang Xiaoling Zhao Yimin Zhang Tie
(Department of Dentistry,General Hospital of Beijing Armed Police,Beijing 100039)
, 百拇医药
〔Abstract〕Objective: To investigate the stress distribution of supporting tissue of bar attachment and ball attachment prosthesis.Methods:Four implants were anchored in a photoelastic edentulous unilateral maxillary defect model in position of 135and 7,bar attachments within the central line and ball attachments were designed on the implants,a removable overdenture was fabricated.Vertical forces were applied unilaterally or bilaterally.Rrsultant stress distributions in the photoelastic maxillary models were evaluated with three-dimensional photoelastic frozen section method.Results:The stress values of the ball attachment in the palate area,alveolar bone and implant-bone interface were much higher than that of the bar attachment.Conclusion:For the protection of supporting tissue and the success ratio of implant,ball attachment should only be chosen under carefully consideration.
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Key words Denture design;Endosseous dental implantation;Stress analysis;Photoelastic experiment
无牙颌一侧上颌骨缺损修复的关键是使赝复体获得良好的固位。为了解决这一难题，学者们先后提出了应用分段式上颌赝复体、硅橡胶阻塞器与磁性固位分段式赝复体，磁性附着体固位的种植式赝复体〔1,2,3〕和杵臼式、杆卡式附着体固位的种植赝复体〔4〕来进行无牙颌患者的修复。其中杆卡式附着体与杵臼式附着体的固位效果较好，但目前对于这两种固位方法在功能状态下种植体及支持组织的应力分布状况，尚未进行过系统的比较研究，使临床修复设计缺乏理论指导。为了优选出最佳的修复方案，为临床治疗提供理论依据，本文采用三维光弹应力冻结切片法对杵臼附着式，杆卡附着式种植赝复体进行了对比研究。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1 材料
见参考文献〔5〕
1.2 方法
1.2.1 实验分组与设计 本文种植体的植入数目为4只，植入部位分别在位。杵臼状结构，固位尼龙卡均4个。杆卡式桥架设计为未超过中线。实验分组：制备杆卡式、杵臼式附着体固位的光弹模型各6副，均分为2组，分别进行两种加载方式下的实验研究。
1.2.2 测试模型的制备、加载方式、应力冻结及测试，见参考文献〔5〕
2 结 果
2.1 患侧加载方式下杵臼式、杆卡式附着体固位的种植赝复体及其支持组织的应力分布见表1。
表1 患侧加载下两种固位设计的应力分布
, 百拇医药
杆卡附着式
杵臼附着式
牙槽骨 切片1
0.5222
0.7778
切片2
0.4167
0.6250
切片3
0.3921
0.5556
切片4
0.6778
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0.9111
种植体
2.2 双侧加载方式下杵臼式、杆卡附着式种植赝复体及其支持组织的应力分布见表2。表2 双侧加载下两种固位设计的应力分布
杆卡附着式
杵臼附着式
牙槽骨 切片1
0.5000
0.6111
切片2
0.3778
0.5556
, http://www.100md.com
切片3
0.3112
0.4778
切片4
0.2222
0.3111
种植体
3 讨 论
从实验结果可知，两种种植固位设计对种植赝复体及其支持组织应力分布的影响，无论在那种加载方式下，杵臼附着式赝复体其种植体骨界面应力值、牙槽骨、腭部的应力值均远大于杆卡附着式赝复体。其原因可能是①杵臼式附着体的种植体主要起固位作用，且种植体未被连接成一个整体，导致其抗侧向力的能力差，其赝复体的支持力主要由余留颌骨承担；②杵臼式附着体刚度大、弹性小；杆卡式附着体较杵臼式附着体刚度小、弹性较大；③杆卡式附着体因其铸造桥架将各种植体连接成了一个整体，利于发挥整体效应，对抗侧向力；并能使牙 合力得到均匀分配、传递。从固位能力方面来看，两种固位设计都能对上颌赝复体提供有效的固位，其固位力随杆式附着体的尼龙卡式、杵臼式附着体的数量的增多而增强[4、6]。
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从保护组织健康的角度来看，Atwood等认为，种植体所受应力的大小将直接关系到种植体能否长期稳定地保持功能状态，如果该力是适应的，在生理范围内能对骨组织产生功能性刺激，使种植区骨组织能够长期维持活力并能阻断进行性牙槽骨萎缩的恶性循环；反之，便会造成局部骨吸收、坏死或骨折[7]。但由于目前对活体骨组织承受应力的生物限度还不清楚，所以只能谨慎地尽量降低应力值。杵臼式附着体因其刚度大，弹性小，种植体孤立存在，无法连接成一个整体，而导致其各种植体所受侧向力较大。杆式设计由于杆式支架已将多个种植体连接成了一个更强的支持结构，因而可非常有效地对抗侧向力，减小了对种植体健康的影响；使牙 合力得到了均匀分配；同时还大幅度地降低了腭部、牙槽骨及种植体骨界面的应力值，对种植体和组织健康是有利的。
4 结 论
杆卡附着式种植赝复体的种植体周围骨界面牙槽骨、腭部应力值均较杵臼附着式种植赝复体低，有利于种植体及组织的健康。因此临床上能在满足赝复体固位的情况下，为了维护组织健康和提高种植成功率应慎重选用杵臼附着体，优先选择杆卡式附着体。
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参考文献
1，赵铱民,高元,欧阳官. 应用硅橡胶阻塞器及新型磁性连接固位体修复无牙颌患者的上颌骨缺损.实用口腔医学杂志，1989,(4):199
2，David RA.A magnetically retained intention maxillary of turator.J prosthat Dent,1976,36(6):671
3，刘宝林.骨融合式牙科种植体.实用口腔医学杂志, 1991,7(2):112
4，Steren G,Lewis R,Gilberb Tripletl.The Branmark implant system.Endosseous implant for maxillofacial reconstruction.1995,20:316
, http://www.100md.com
5，王晓玲,赵铱民,张铁.无牙颌一侧上颌骨缺损种植修复设计的准三维光弹应力分析(I)——种植体数目和植入部位对赝复体支持组织应力分布的影响.实用口腔医学杂志，2000，16(4)：314
6，Lorawt JA,Roumanas E,Nishimura R,et al.Restoration of oral function after maxillectomy with osseous iwtegrated implant retained maxillary of turator.Am J surg,1994 ,168(5):412
7，Atwood DA.Bone loss of edentulous alveolar ridges.J Periodontol,1979,50(4 Spec No):11
(收稿：2000-06-30), 百拇医药
单位：王晓玲(北京武警部队总院口腔科 100039)；赵铱民 张铁(第四军医大学口腔医院修复科)
关键词：义齿设计；骨内牙种植；应力分析；光弹性试验
实用口腔医学杂志000521
〔摘要〕 目的：采用三维光弹应力冻结切片法对杵臼附着体、杆卡附着体种植固位设计，在功能状态下种植体及支持组织应力分布状况进行评价。方法：在无牙颌一侧上颌骨缺损的光弹性模135和7型中于位植入4个种植体，分别设计杵臼式和杆卡式附着体，在单侧和双侧垂直向载荷下观察种植体及其支持组织的应力分布状况。结果：发现杵臼附着式固位的种植赝复体在行使功能时其腭部、牙槽骨、种植体周围骨界面的应力值均远高于杆卡附着式固位的种植赝复体。结论：为了保护组织健康，提高种植成功率，建议在临床上应慎重选用杵臼式附着体。
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中图分类号：R783.6 文献标识码：A 文章编号：1001-3733(2000)05-0394-02
Design of the implant prosthesis in the edentulous unilateral maxillary defect-A quasi three dimensional photoelastic analysis(Ⅱ)Influence of bar and ball attachment on the stress distribution to the supporting tissue of the implant prosthesis
Wang Xiaoling Zhao Yimin Zhang Tie
(Department of Dentistry,General Hospital of Beijing Armed Police,Beijing 100039)
, 百拇医药
〔Abstract〕Objective: To investigate the stress distribution of supporting tissue of bar attachment and ball attachment prosthesis.Methods:Four implants were anchored in a photoelastic edentulous unilateral maxillary defect model in position of 135and 7,bar attachments within the central line and ball attachments were designed on the implants,a removable overdenture was fabricated.Vertical forces were applied unilaterally or bilaterally.Rrsultant stress distributions in the photoelastic maxillary models were evaluated with three-dimensional photoelastic frozen section method.Results:The stress values of the ball attachment in the palate area,alveolar bone and implant-bone interface were much higher than that of the bar attachment.Conclusion:For the protection of supporting tissue and the success ratio of implant,ball attachment should only be chosen under carefully consideration.
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Key words Denture design;Endosseous dental implantation;Stress analysis;Photoelastic experiment
无牙颌一侧上颌骨缺损修复的关键是使赝复体获得良好的固位。为了解决这一难题，学者们先后提出了应用分段式上颌赝复体、硅橡胶阻塞器与磁性固位分段式赝复体，磁性附着体固位的种植式赝复体〔1,2,3〕和杵臼式、杆卡式附着体固位的种植赝复体〔4〕来进行无牙颌患者的修复。其中杆卡式附着体与杵臼式附着体的固位效果较好，但目前对于这两种固位方法在功能状态下种植体及支持组织的应力分布状况，尚未进行过系统的比较研究，使临床修复设计缺乏理论指导。为了优选出最佳的修复方案，为临床治疗提供理论依据，本文采用三维光弹应力冻结切片法对杵臼附着式，杆卡附着式种植赝复体进行了对比研究。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1 材料
见参考文献〔5〕
1.2 方法
1.2.1 实验分组与设计 本文种植体的植入数目为4只，植入部位分别在位。杵臼状结构，固位尼龙卡均4个。杆卡式桥架设计为未超过中线。实验分组：制备杆卡式、杵臼式附着体固位的光弹模型各6副，均分为2组，分别进行两种加载方式下的实验研究。
1.2.2 测试模型的制备、加载方式、应力冻结及测试，见参考文献〔5〕
2 结 果
2.1 患侧加载方式下杵臼式、杆卡式附着体固位的种植赝复体及其支持组织的应力分布见表1。
表1 患侧加载下两种固位设计的应力分布
, 百拇医药
杆卡附着式
杵臼附着式
牙槽骨 切片1
0.5222
0.7778
切片2
0.4167
0.6250
切片3
0.3921
0.5556
切片4
0.6778
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0.9111
种植体
2.2 双侧加载方式下杵臼式、杆卡附着式种植赝复体及其支持组织的应力分布见表2。表2 双侧加载下两种固位设计的应力分布
杆卡附着式
杵臼附着式
牙槽骨 切片1
0.5000
0.6111
切片2
0.3778
0.5556
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切片3
0.3112
0.4778
切片4
0.2222
0.3111
种植体
3 讨 论
从实验结果可知，两种种植固位设计对种植赝复体及其支持组织应力分布的影响，无论在那种加载方式下，杵臼附着式赝复体其种植体骨界面应力值、牙槽骨、腭部的应力值均远大于杆卡附着式赝复体。其原因可能是①杵臼式附着体的种植体主要起固位作用，且种植体未被连接成一个整体，导致其抗侧向力的能力差，其赝复体的支持力主要由余留颌骨承担；②杵臼式附着体刚度大、弹性小；杆卡式附着体较杵臼式附着体刚度小、弹性较大；③杆卡式附着体因其铸造桥架将各种植体连接成了一个整体，利于发挥整体效应，对抗侧向力；并能使牙 合力得到均匀分配、传递。从固位能力方面来看，两种固位设计都能对上颌赝复体提供有效的固位，其固位力随杆式附着体的尼龙卡式、杵臼式附着体的数量的增多而增强[4、6]。
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从保护组织健康的角度来看，Atwood等认为，种植体所受应力的大小将直接关系到种植体能否长期稳定地保持功能状态，如果该力是适应的，在生理范围内能对骨组织产生功能性刺激，使种植区骨组织能够长期维持活力并能阻断进行性牙槽骨萎缩的恶性循环；反之，便会造成局部骨吸收、坏死或骨折[7]。但由于目前对活体骨组织承受应力的生物限度还不清楚，所以只能谨慎地尽量降低应力值。杵臼式附着体因其刚度大，弹性小，种植体孤立存在，无法连接成一个整体，而导致其各种植体所受侧向力较大。杆式设计由于杆式支架已将多个种植体连接成了一个更强的支持结构，因而可非常有效地对抗侧向力，减小了对种植体健康的影响；使牙 合力得到了均匀分配；同时还大幅度地降低了腭部、牙槽骨及种植体骨界面的应力值，对种植体和组织健康是有利的。
4 结 论
杆卡附着式种植赝复体的种植体周围骨界面牙槽骨、腭部应力值均较杵臼附着式种植赝复体低，有利于种植体及组织的健康。因此临床上能在满足赝复体固位的情况下，为了维护组织健康和提高种植成功率应慎重选用杵臼附着体，优先选择杆卡式附着体。
, http://www.100md.com
参考文献
1，赵铱民,高元,欧阳官. 应用硅橡胶阻塞器及新型磁性连接固位体修复无牙颌患者的上颌骨缺损.实用口腔医学杂志，1989,(4):199
2，David RA.A magnetically retained intention maxillary of turator.J prosthat Dent,1976,36(6):671
3，刘宝林.骨融合式牙科种植体.实用口腔医学杂志, 1991,7(2):112
4，Steren G,Lewis R,Gilberb Tripletl.The Branmark implant system.Endosseous implant for maxillofacial reconstruction.1995,20:316
, http://www.100md.com
5，王晓玲,赵铱民,张铁.无牙颌一侧上颌骨缺损种植修复设计的准三维光弹应力分析(I)——种植体数目和植入部位对赝复体支持组织应力分布的影响.实用口腔医学杂志，2000，16(4)：314
6，Lorawt JA,Roumanas E,Nishimura R,et al.Restoration of oral function after maxillectomy with osseous iwtegrated implant retained maxillary of turator.Am J surg,1994 ,168(5):412
7，Atwood DA.Bone loss of edentulous alveolar ridges.J Periodontol,1979,50(4 Spec No):11
(收稿：2000-06-30), 百拇医药