随着口腔种植技术的发展，种植修复已成为临床修复缺失牙的常规治疗方式。由于种植病人数量的持续增加，种植体存留时间的不断延长，种植修复的长期维护成为临床关注的重要问题。预防种植修复机械并发症是维持种植修复长期稳定的关键之一[1]。种植修复机械并发症按其发生部位可分为种植体折裂，中央螺丝松动或折断，修复基台折裂，以及上部修复体结构崩瓷、折裂、松动或脱落等[2]。随着机械加工技术的提升，和“以修复学为导向”种植理念的普及，种植体、基台及上部修复体等位置折裂的发生率逐年降低，而螺丝松动作为一种早期临床症状隐匿的机械并发症，其临床重要性日益凸显[1, 3]。该并发症最初表现为螺丝扭矩衰减。有学者发现，种植单冠修复5年后螺丝松动率可达8.8%[1, 4]。也有实验表明，在相同循环载荷条件下，螺丝固位单冠比粘接固位单冠更易发生螺丝扭矩衰减[5]。
螺丝固位的生物力学原理在于螺丝加力后发生弹性形变，产生预负荷[6-7]，进而在种植体和基台连接界面形成夹持力，从而实现机械固位。由此可知，螺丝松动的本质是预负荷的降低，当预负荷降低至临界点以下，不足以抵抗螺丝界面分离力时，即出现螺丝松动。换言之，螺丝扭矩衰减是螺丝松动的重要前兆。近年来，多项研究从机械设计、材料性能和临床操作等角度提出了预防螺丝扭矩衰减的策略[3, 8-9]，其中临床医生可采取以下措施降低螺丝扭矩衰减风险：戴牙时二次加力以抵消因材料蠕变和摩擦系数变化所引起的“沉降效应”[9]，修复体设计时减少副功能运动、悬臂梁、不良咬合设计、侧向剪切力、过大的牙合龈距等不利因素[5, 10]。
1 材料与方法
1.1 设备与材料
种植机(CHIROPRO 3rd)、种植手机(CA20：1 L)购自瑞士Bien Air公司，机用螺丝刀(SCS)、种植体(BL, φ 4.8 mm×10 mm)、修复基台(RC variobase)购自瑞士Straumann公司，螺丝固位聚合瓷单冠(ceramage)材料购自日本SHOFU公司，螺丝固位氧化锆单冠(zirconia)材料购自德国Wieland Zenostar公司。超声波牙科治疗仪(Satelec Suprasson P5)；传统金属洁治工作尖，简称金属尖(1#)；碳纤维洁治工作尖，简称纤维尖(PH1)均购自法国ACTEON公司。超硬石膏(ROYAL ROCK)购自美国Garreco公司。
1.2 研究对象及分组
模型和牙冠：选用北京大学口腔医院第二门诊部种植科同一医师制作的埋入种植体的超硬石膏模型和北京大学口腔医院义齿加工中心二部同一技师制作的聚合瓷螺丝固位单冠(临时冠)、氧化锆螺丝固位单冠(正式冠)。
样本量计算：基于预实验结果，采用10枚种植体(固位于超硬石膏模型中)进行初步测试。以15 N·cm为初始扭矩(primary torque，PT)对临时冠进行加力，洁治临时冠颈部1 min后测量移除扭矩(removal torque，RT)。计算初始扭矩值(primary torque value，PTV)与移除扭矩值(removal torque value，RTV)的差值，其平均值为2.78 N·cm，标准差为2.04 N·cm。在显著性水准双侧α=0.05、把握度(power=1－β)=90%，及目标标准差δ=1.5 N·cm的条件下，采用PASS 15.0软件进行样本量估算，估算结果每组至少需20对有效数据，为确保统计可靠性及容错能力，本研究最终每组纳入22枚种植修复体来源数据。
分组：本实验一共分为四组(n=22)，组1(PTV15-金属)：PTV为15 N·cm，金属尖超声洁治1 min；组2(PTV15-纤维)：PTV为15 N·cm，纤维尖超声洁治1 min；组3(PTV35-金属)：PTV为35 N· cm，金属尖超声洁治1 min；组4(PTV35-纤维)：PTV为35 N·cm，纤维尖超声洁治1 min。其中组1和组2使用同一批模型(种植体+临时修复体，PTV为15 N·cm)，随机采用金属尖或纤维尖洁治，测量扭矩后恢复PTV为15 N·cm，再进行下一组洁治和测量；组3和组4使用同一批模型(种植体+正式修复体，PTV为35 N·cm)，金属尖或纤维尖洁治的先后顺序也为随机选择，其间测量扭矩后恢复PTV为35 N·cm。
1.3 实验过程
修复体戴入：将临时冠使用种植机和机用螺丝刀以15 N·cm扭矩(图 1A)戴入超硬石膏模型，正式冠则以35 N·cm扭矩戴入。
图1 种植机测量扭矩值Figure 1 Measurement of torque values via the implant motor A, the temporary prothesis was tightened to a primary torque value (PTV) of 15 N·cm by the implant motor; B, following one minute of scaling, the removal torque value (RTV) was determined by reversing the motor to loosen the central screw and recording the peak torque encountered. |
超声洁治处理：由同一医师使用同一超声波牙科治疗仪(核心工作振动频率为30 kHz)，在修复体颈部以临床常用种植洁治档位(第4档，动态功率约8~10 W，不同档位振幅的确切微米数为厂家核心数据，未公开)进行超声洁治，处理时间统一为1 min。
RTV测量：由同一医师操作同一种植机，反向旋转中央螺丝，记录反旋过程中出现的最大扭矩值(图 1B)，作为RTV。
1.4 统计学分析
采用SPSS 24.0软件进行统计分析，将所得RTV进行K-S正态性检验，均符合正态分布，以${\bar x}$>±s表示，采用配对t检验比较同一修复体在洁治前后的扭矩值差异，检验水准设为双侧α=0.05，以评估超声洁治对扭矩值的影响。此外，使用配对t检验比较同一初始扭矩下不同工作尖洁治后的扭矩值，检验水准同样为双侧α=0.05，以分析不同工作尖材质对扭矩变化的影响。
2 结果
本研究共测量4组RTV，累计获得88组有效数据。
2.1 超声洁治后螺丝扭矩变化
在RTV为15 N·cm或35 N·cm条件下，分别使用金属尖和纤维尖进行超声洁治1 min后，各组螺丝扭矩均出现显著衰减。组1：RTV为(12.3±1.56) N·cm，洁治前后配对t检验P＜0.001；组2：RTV为(14.1±1.27) N·cm，洁治前后配对t检验P=0.022；组3：RTV为(33.1±1.70)N·cm，洁治前后配对t检验P=0.004；组4：RTV为(34.0±1.29) N·cm，洁治前后配对t检验P=0.011。
4组RTV均显著低于相应PTV(配对t检验，P < .05)，差异均具有统计学意义(图 2)，表明在不同初始扭矩条件下，两种工作尖超声洁治处理均会导致螺丝扭矩发生显著衰减。
2.2 不同工作尖对扭矩衰减的影响
低初始扭矩条件(PTV=15 N·cm), 纤维尖组RTV显著高于金属尖组(P=0.009)，差异具有统计学意义(图 3A), 说明在初始扭矩为15 N·cm时，纤维尖所致扭矩衰减显著小于金属尖。
图3 纤维尖和金属尖对螺丝扭矩衰减的影响Figure 3 Effect of fiber and metal tips on screw torque attenuation A, at a primary torque of 15 N·cm, ultrasonic scaling with a fiber tip resulted in significantly less torque attenuation compared to a metal tip; B, at a primary torque of 35 N·cm, no statistically significant difference in torque attenuation was observed between the two tips. * *P < .01. |
高初始扭矩条件(PTV=35 N·cm), 尽管纤维尖组RTV略高于金属尖组，但组间差异无统计学意义(P=0.065，图 3B)，表明当初始扭矩为35 N·cm时，两种工作尖对螺丝扭矩衰减影响的区别差异无统计学意义。
3 讨论
菌斑控制是预防种植体生物学并发症，保障种植远期成功率的关键[11]。龈上洁治是临床常用且有效的种植体周菌斑控制手段，本研究发现，在初始扭矩为15 N·cm的条件下(对应临时修复阶段)，纤维尖和金属尖进行超声洁治均会导致螺丝扭矩出现显著衰减，其中，纤维尖所引起的扭矩衰减程度显著低于金属尖。由于临时修复阶段初始扭矩值较低，洁治后更易发生螺丝松动，因此建议在临床操作中优先选用纤维尖，并于洁治后强化宣教，嘱患者如果自觉临时冠松动，需要尽快复诊，对于咬合力大、磨耗重或明确有口腔副功能的患者，必要时可在洁治后对螺丝进行再次加力，以降低松动风险。
在初始扭矩为35 N·cm的正式修复阶段，超声洁治同样可引起螺丝扭矩衰减，但纤维尖与金属尖所致的扭矩衰减程度差异并无统计学意义，笔者推测因高预负荷下，连接结构的稳定性增强，振动的敏感性降低，所以纤维尖和金属尖所致的扭矩衰减程度相似。鉴于纤维尖可有效减少修复体表面划痕，建议对正式修复体的维护中选用纤维尖洁治。尽管正式修复体的初始扭矩值较高，螺丝松动风险程度相对较低，但多次超声洁治或可导致螺丝扭矩衰减持续累加，因此建议在定期种植体周维护后检查修复体的松动度。目前并未见文献给出“预负荷降低至某一数值螺丝就会松动”的通用阈值，超声洁治几次后需要增加扭矩，这有待进一步实验探究。
既往研究指出，除螺丝或基台本身的制造工艺和结构设计外，咬合因素是临床医师可干预的螺丝松动的主要危险因素[10]。对于咬合力较大的患者，更应定期复查并监控螺丝扭矩。本研究提出超声洁治作为又一潜在风险因素，提示医师在对各类种植上部结构(包括临时及正式修复体，甚至愈合基台)进行超声洁治后，需注意检查松动度，必要时及时加力。需要特别指出的是，定期检查螺丝扭矩并不等同于对螺丝进行反复拆卸，多次拆卸反而可能引起材料疲劳、涂层磨损及预负荷降低[7, 15-16]。有学者建议中央螺丝在经历10次反复拆卸后即应更换[17]，本实验中央螺丝拆卸次数均小于10次。临床复查时若怀疑螺丝扭矩衰减，有学者建议直接对原中央螺丝进行加力，而非反旋验证其移除扭矩值，也不需要立即更换螺丝[18]。
本研究存在一定的局限性：实验仅针对螺丝固位单冠展开，揭示了超声洁治可以成为螺丝松动的潜在风险因素，然而对于联冠、固定桥等其他种植上部修复形式，超声洁治是否对其螺丝扭矩产生类似影响，仍有待进一步研究；本研究将扭矩衰减的现象归因于超声振动，缺乏直接测量数据，下一步本课题组计划使用振动传感器定量测定不同工作尖传递到连接界面的振动强度，以建立振动与扭矩衰减之间更详实的因果关系；此外，本研究为体外实验，未加入咬合负载、微生物环境、温度变化、唾液浸润等条件，在复杂的口内情况下，超声洁治是否有相同影响，需进一步验证。本课题组也已经开始设计临床实验，通过检查临床洁治后种植修复体螺丝扭矩衰减情况，进一步明确超声洁治的影响。
综上所述，本研究通过体外实验证实超声洁治可导致种植修复基台螺丝扭矩衰减，提示在种植体周定期维护中应重视对螺丝扭矩的检测与维护，以防发生基台螺丝松动、折断乃至修复失败等不良后果。
