内部种植体-基台连接的连接强度和稳定性的体外评估

开放获取发表:2019 年 3 月 12 日内政部://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2019.03.007

      强调

      • 体外生物力学研究测量了基台稳定性和种植体的贴合度。
      • 在施力后量化基台微动。
      • 内部锥形连接具有减少基台配合的微间隙。
      • 紧密连接提供基台和牙冠稳定。
      • 紧密连接将细菌定植的风险降至最低。

      抽象的

      背景

      已加工各种连接以改善牙科基台和种植体之间的配合。在体内,不精确配合的组件造成的不稳定性会导致软组织刺激和植入系统的细菌定植。本研究的目的是量化体外力应用下的基台稳定性。

      方法

      在施加旋转力、垂直力和水平力后定量测量基台稳定性和贴合度。

      发现

      通过摩擦保持的基台连接 (Friction-Fit) 是唯一具有 0° 角旋转的组。与所有其他实验组相比,需要显着更大的垂直力才能将基台从种植体中拉出以进行摩擦配合连接。与所有其他连接相比,由具有四个凹槽的机械锁定摩擦配合 (CrossFit) 和摩擦配合保持的基台连接显示出显着较低的横向移动。评估的其余连接包括两个六边形连接,依靠螺钉放置进行基台安装(锥形 + 六角形 #1 和锥形 + 六角形 #2),一种带有突出槽以与种植体内的凹槽对齐的连接(锥形 + 6 个分度槽) ,以及允许每 120° 进行基台分度的内部连接(内部三通道)。

      解释

      内部连接几何形状影响了基台移动的程度。 Friction-Fit 和 CrossFit 连接表现出最低的旋转和水平运动。在施加垂直力后发现 Friction-Fit 和 CrossFit 之间存在显着差异,其中 Friction-Fit 需要显着更大的拉力才能将基台与种植体分开。

      关键词

      1. 介绍

      由种植体和基台组成的两件式种植体系统广泛用于牙齿修复。与一体式种植体系统相比,它的优势在于它允许在骨愈合阶段卸载种植体,并根据选择的基台(倾斜或直线)调整假体角度,以放置在种植体上。两件式种植体系统的一个缺点是,当基台位于种植体上并通过基台螺钉连接时,沿种植体-基台界面会产生微间隙或空间。在加载条件下,这些空间允许基台旋转和微动,并可能导致螺钉预紧力降低、螺钉松动、弯曲或断裂。
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      不同循环载荷条件下锥形种植体-基台连接的机械性能。
      )。已经使用扫描电子显微镜和微渗漏研究证明了微间隙的存在。
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      种植体-基台界面细菌微渗漏研究的新实验设计:一项体外研究。
      )。已证明微渗漏和螺钉松动之间存在相关性,因为螺钉松动会扩大微间隙。
      • 沙欣 C.
      • Ayyildiz S.
      种植体-基台连接处微渗漏与螺钉松动的相关性。
      )。因此,微间隙会导致机械故障。
      微间隙还为来自缝隙液和唾液的细菌、体液和大分子提供了空间。据报道,当位于种植体上时,基台微动会产生泵送效应,使细菌迁移和大分子通过种植体-基台连接处流到种植体系统的内部。
      • 阿尔维斯 D.C.C.
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      循环载荷下种植体-基台接合部的密封能力:甲苯胺蓝体外研究。
      )。据报道,种植体基台接合处的平均微间隙为 1 至 49 微米(
      • 米斯拉 S.K.
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      • 奎里宁 M.
      • 范斯汀伯格 D.
      两阶段植入物内部的细菌定植,一项体内研究。
      ),而细菌的平均大小是宽度为 0.2 至 1.5 微米,长度为 1 至 10 微米,具体取决于形状(
      • 埃尔哈达 E.
      • 詹尼 A.B.
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      更换锥形连接 Nobel Biocare® 种植体系统的种植体基台泄漏。微生物从外部环境渗透到种植体基台空间的体外研究。
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      )。局部细菌定植启动炎症细胞的募集。随后的炎症反应影响种植体周围软硬组织形成的维持。
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      • 科克伦 D.L.
      种植体设计的后果。
      )。在极端情况下,细菌定植会导致种植体周围炎,其特征是严重的软组织炎症、骨吸收和种植体整合的丧失。
      • 埃尔哈达 E.
      • 詹尼 A.B.
      • 曼奇尼
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      更换锥形连接 Nobel Biocare® 种植体系统的种植体基台泄漏。微生物从外部环境渗透到种植体基台空间的体外研究。
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      种植体-基台界面的微动:测量、原因和后果。
      )。因此,连接的设计和加工旨在最大限度地减少微间隙区域,因为这些区域会导致生物和机械故障。
      为了限制微间隙和增加基台稳定性,已经制造了多种连接设计。第一个是 Brånemark 外部连接。在这种设计中,连接特征延伸到植入物的冠状部分之上。由于基台位于外部连接部件上,因此它相对于种植体具有较高的旋转中心,并且螺钉是固定基台的唯一组件。常见的外部连接形状包括六边形、八边形和花键,其中最常见的是外六边形。这种设计的优点是可以获得长期随访数据,并且多个种植体系统之间存在兼容性。外六角连接已被证明具有 3 到 10° 范围内的旋转失配,而需要小于 2° 的旋转失配才能提供稳定的螺钉接头,以限制螺钉松动(
      • 比尼恩P.P.
      样条植入:设计、工程和评估。
      )。因此,外六角连接的缺点包括螺钉松动的发生率较高,范围从 6% 到 48%(
      • 莱文 R.A.
      • 克莱姆三世,D.S.
      • 小威尔逊,T.G.
      • 希金博顿 F.
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      用于单牙置换的 ITI 种植体系统的多中心回顾性分析:加载 6 个月或更长时间的初步结果。
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      • 蒙特罗 J。
      单个种植体支持修复体动态疲劳后基台螺钉的预紧力损失。系统性审查。
      ),旋转失配的发生率较高,美学效果较差,并且通常微生物密封不足。设计修改以提高基台稳定性和配合并限制旋转错配已应用于外六边形的高度和宽度。外六边形目前的高度范围为 0.7 至 1.2 毫米,宽度范围为 2.0 至 3.4 毫米。加深基台螺钉接合限制了基台上的倾斜力并减少了螺钉松动的发生率。其他修改包括在六角平面上加工 1.5° 锥度,从而在基台和种植体之间形成摩擦配合。在基台六边形的角部还添加了微型止动块,以接合种植体六边形并限制错配。基台螺钉材料和设计也进行了修改,包括柄、螺纹数量、直径、长度、螺纹设计和扭矩应用(
      • 比尼恩P.P.
      外六角接口和螺钉接头稳定性:种植牙学中螺纹紧固件的入门。
      )。研究表明使用金合金螺钉的平均预紧力大于钛合金螺钉;更大的预紧力将最大限度地减少螺钉松动的发生率(
      • 比尼恩P.P.
      外六角接口和螺钉接头稳定性:种植牙学中螺纹紧固件的入门。
      ).
      内部连接具有低于植入体冠部的连接特征,冠部位于植入体体内。连接可以是对接接头(90°,平对平)、滑动配合或被动接头,其中沿种植体 - 基台连接处存在间隙,或摩擦配合或主动接头,其中存在物理组件之间的接触(
      • 萨法拉兹 H.
      • 保罗斯 A.
      • Shenoy K.K.
      • 侯赛因 A。
      被动和摩擦配合种植体基台界面的三维有限元分析以及咬合台尺寸对种植体和周围骨骼应力分布模式的影响。
      )。内部连接以多种形状存在,包括但不限于六边形、八边形、花键、锥形螺杆、圆柱六角、三通道和凸轮管。与外六角连接相比,内部连接有几个优点。将连接件置于种植体内部可降低旋转中心并通过抵抗横向载荷提供更大的基台稳定性。总体而言,与外部连接相比,内部连接的螺钉松动较少,提供更好的美学效果,提供改进的微生物密封,提供更好的连接强度并提供更多的平台切换选项。 Porter、Lazzara 和 Gardner 引入了平台切换的概念,通过该概念,较大直径的种植体与较窄的基台相结合,导致种植体-基台间隙远离种植体肩部。
      • 萨拉曼卡 E.
      • 林俊杰
      • 蔡青云
      • 许亦生
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      • 滕恩华
      • 王品德
      • 冯世伟
      • 陈美生
      • 张伟杰
      牙种植体周围边缘骨水平评估:平台转换与平台匹配 - 一年回顾性研究。
      )。结果,从种植体颈部到基台界面中心的负载力发生了变化,并阻止了炎症细胞浸润。
      • 许P.F.
      • 姚凯天
      • 高慧聪
      • 许美林
      轴向载荷对硬质合金种植体锥形连接基台拔出力的影响。
      )。平台转换的临床益处包括平台转换种植体的边缘骨吸收比平台匹配种植体少。由于力分布发生在种植体壁的深处,并向外分布到骨骼,而不是在基台螺钉上,因此螺钉松动的发生率已降低至 3.7%(
      • 莱文 R.A.
      • 克莱姆三世,D.S.
      • 小威尔逊,T.G.
      • 希金博顿 F.
      • 桑德斯 S.L.
      用于单牙置换的 ITI 种植体系统的多中心回顾性分析:加载 6 个月或更长时间的初步结果。
      )。内部连接的一个缺点是轴环处的植入物壁较薄,因此较弱,以便为连接留出空间。作为较新的设计理念,与外部连接相比,内部连接的历史数据也较少。
      锥形连接是基于两种结构的机器锥度的一种特定类型的内部连接。真正的锥形连接是莫氏锥度连接,它压配合在一起,两个部件之间存在显着摩擦,导致冷焊。莫氏锥角是根据每种材料的力学性能确定的(
      • 马塞多 J.P.
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      Morse 锥形牙种植体和平台转换:口腔种植学的新范式。
      )。压缩力可能会导致基台更深地沉降到锥形连接的种植体主体中,从而最大限度地减少微间隙并允许 2 件式系统作为一个整体(
      • 鹤田K。
      • 鲇川Y
      • 松崎 T.
      • 木原M。
      • 小矢野K。
      种植体-基台连接对螺钉松动和微渗漏的影响。
      ;
      • 姚凯天
      • 高慧聪
      • 郑志凯
      • 方华伟
      • 黄春华
      • 许美林
      不同循环载荷条件下锥形种植体-基台连接的机械性能。
      )。该连接可以通过冷焊摩擦配合形成防止微生物侵入和抗旋转的气密密封。它对弯曲和旋转扭矩具有很高的抵抗力,与其他连接相比,这减少了螺钉松动或螺钉断裂的可能性。这是因为与平行壁连接相比,锥形连接中种植体-基台界面的表面积更大,有助于减少微渗漏和螺钉松动的测量。
      • 鹤田K。
      • 鲇川Y
      • 松崎 T.
      • 木原M。
      • 小矢野K。
      种植体-基台连接对螺钉松动和微渗漏的影响。
      )。与外部和其他内部连接相比,Morse Taper(锥形连接)几何结构中的微渗漏更少,提供更好的稳定性、边缘骨丢失、软组织解剖尺寸的维持和美学。
      • 马塞多 J.P.
      • 佩雷拉·J。
      • 瓦希 B.R.
      • 恩里克斯 B.
      • 本法蒂 C.A.
      • 马吉尼 R.S.
      • López-López J.
      • 苏扎J.C.
      Morse 锥形牙种植体和平台转换:口腔种植学的新范式。
      )。还可以支持平台切换。
      在真正的锥形连接中,配合与锥度和连接面积有关。抗扭转能力取决于锥体内的摩擦阻力大于扭转运动(
      • 姚凯天
      • 高慧聪
      • 郑志凯
      • 方华伟
      • 黄春华
      • 许美林
      锥形种植体-基台连接的潜在风险:cowell 种植体系统的抗旋转能力。
      ;
      • 姚凯天
      • 高慧聪
      • 郑志凯
      • 方华伟
      • 黄春华
      • 许美林
      不同循环载荷条件下锥形种植体-基台连接的机械性能。
      )。鉴于高咬合力,这在临床上通常难以维持,因此混合连接通常设计为包含自锁机制,可以减轻基台旋转和可能影响修复成功的微运动。锥形连接的一个缺点是存在垂直差异的可能性,其范围为 22.6 至 62.2μm,当基台未完全固定在种植体上时会导致这种差异(
      • 茨格T。
      • 萩原Y
      • 松村H.
      具有内部抗旋转配置的种植体-基台界面的边缘配合和微间隙。
      )。这种不匹配将导致抗旋转特征的接合减少、抗弯曲特征的接合减少以及基台稳定性的损失。
      由于存在微间隙,咀嚼时的咀嚼力会导致基台和种植体之间发生微动。微动的尺寸范围从1.52μm到94.00μm(
      • 卡尔·M。
      • 泰勒 T.D.
      决定种植体-基台界面微动的参数。
      )。由于小幅度的振荡运动,这种运动导致材料发生微动或材料磨损,这已被证明会扩大微间隙并随后增加微动。
      • 姚凯天
      • 高慧聪
      • 郑志凯
      • 方华伟
      • 黄春华
      • 许美林
      不同循环载荷条件下锥形种植体-基台连接的机械性能。
      )。因此,种植体基台系统需要足够的机械特性来抵抗功能性咬合负荷。本研究首次系统地评估了六种市售内部连接中的基台微动。咀嚼的动力会导致基台在垂直、水平或旋转方向上的微动。测试方法在垂直、水平或旋转方向上对种植体组件施加力,并量化错配量。零假设是各种内部连接在响应垂直、水平和旋转力的应用的测量方面不会显示出显着差异。

      2. 方法

      2.1 种植体和基台

      表格1 列出了本研究中评估的种植体/基台组合,并包括通用连接术语、关键特征、商品名称和制造商。每次施力测试(详见下文)都涉及使用五个独立的种植体和基台复制品(n = 5).
      表格1实验组。
      联系主要特点描述制造商、地点
      摩擦配合
      • 滑动配合锥形部分
      • 六角部分的 1° 锥度提供摩擦配合
      4.1mmD Tapered Screw-Vent® 种植体 + 直基台美利坚合众国 Zimmer Biomet
      交叉配合®
      • 15° 的内部锥体为假肢治疗提供了灵活性
      • 15° 锥形-圆柱形连接采用机械锁定摩擦配合,带有四个内部凹槽,可在负载下提供稳定性
      4.1mmD Roxolid® SLActive® 种植体 + RC Anatomic 基台瑞士施特劳曼
      锥形 + 六角 #1
      • 1.5 毫米六角平面提供防旋转功能
      • 种植体和基台的连接依赖于利用 Spiralock® 技术的螺钉
      3.8mmD 锥形内部激光 Lok 种植体 + 直线美学基台Biohorizo​​ns®,美国
      锥形 + 6 个分度槽
      • 5 个对称放置的槽和一个位于种植体颈圈最高点的额外槽,允许仅在一个位置放置所有索引组件和无索引放置一件式基台
      • 滑动配合锥形部分
      • 种植体和基台的连接依赖于螺钉
      4.2mmD OsseoSpeed® EV 种植体 + TiDesign™ EV 基台Astra Tech, 瑞典
      锥形 + 六角 #2
      • 六边形提供防旋转功能,并允许每 60° 进行一次假肢索引
      • 六角平面提供防旋转
      4.3mmD NobelActive® 内部 RP 种植体 + 美观基台锥形连接 RPNobel Biocare®,瑞士
      内部三通道
      • 有限的插入路径使其易于恢复
      • 每 120° 分度的内部连接
      • 种植体和基台的连接依赖于螺钉
      4.0mmD NobelReplace® Straight Groovy 种植体 + Snappy 基台Nobel Biocare®,瑞士
      注意:所有商标和产品名称均为其各自所有者的财产。

      2.2 内部连接图片

      使用扫描电子显微镜(型号:6440;JOEL USA, Inc., Pleasanton, California, USA)在 20keV 下对每个植入物的内部连接进行成像,以查看每个连接的特征内部特征(Fig. 1a-f)。这 摩擦配合 内部连接经过机械加工以在联轴器的锥形部分提供滑动配合,并在六角部分提供 1° 的锥度以提供摩擦配合(Fig. 1一种)。引入斜面连接比平面“对接”连接更好地降低了水平应力(
      • 比尼恩P.P.
      两种干涉配合种植体接口的演变和评估。
      ;
      • 卡尔·M。
      • 泰勒 T.D.
      决定种植体-基台界面微动的参数。
      )。这 交叉配合 连接采用 15° 圆锥-圆柱连接,采用机械锁定摩擦配合和四个内部凹槽,以提供负载下的稳定性(Fig. 1b)。这  + Hex #1 有 1.5 毫米六角平面 (Fig. 1C)。连接依赖于标准螺栓技术,其中种植体和基台通过螺钉连接。称为 Spiralock® 技术,基台螺钉必须拧紧到适当的扭矩,以增加连接强度并减少基台螺钉松动的可能性。这  + 6 个索引槽 有五个对称放置的槽和一个位于种植体颈圈最高点的额外槽(Fig. 1d)。这种连接允许仅在一个位置放置所有分度组件和无分度地放置一件式基台。这  + Hex #2 是一个带有六边形部分的内部锥形连接,允许每 60° 进行假肢分度(Fig. 1e)。这 内部三通道 是一个内部连接,允许每 120°(Fig. 1f).
      Fig. 1
      Fig. 1内部锥形连接评估。获得每个内部锥形连接的扫描电子显微照片。 [a] 该 摩擦配合 内部连接被加工成在六角形部分中提供摩擦配合,在联轴器的锥形部分中提供滑动配合。基台六角平面加工成 1° 锥度,以与种植体壁形成摩擦配合。 [b] 该 交叉配合 连接具有四个用于定位假肢的内部凹槽和一个具有 15° 内锥度的滑动配合锥形部分。 [c] 该 锥形 + 六角 #1 有 1.5 毫米六角平面。 [d] 该 锥形 + 6 个分度槽 有一个滑动配合锥形部分。 [e] 该 锥形 + 六角 #2 具有带有六边形部分的内部锥形连接,允许每 60° 进行假肢索引。 [f] 该 内部三通道 是一个内部连接,允许每 120° 进行假肢索引。

      2.3 基台角旋转 (AAR)

      AAR (n =5) 测量为引起的顺时针和逆时针基台运动之间的绝对差异(
      • 比尼恩P.P.
      两种干涉配合种植体接口的演变和评估。
      ;
      • 尼科尔斯 J.I.
      • 巴斯滕 C.H.
      四种种植体设计的三种机械性能的比较。
      )。简而言之,将基台放置在种植体上,并使用数字扭矩计(BGI Mark-10 型;Wagner Instruments, Copiague, New York, USA)将螺钉拧紧至制造商推荐的值。将基台螺钉反向拧紧并卸下。接下来,将植入系统倒置并固定在夹头中。基台下降到预先加热的低熔点金属容器中。根据勾股定理制作水平度数标尺,并将设备放置在距标尺固定距离的位置。固化后,位于结构下方的激光指示器允许组件以 0°(Fig. 2一种 )。为了测量相对角运动,沿顺时针方向轻轻旋转基台并松开。记录所得角度。通过将组件居中于 0° 并沿逆时针方向轻轻旋转基台来重复该过程。记录所得的角度测量值。
      Fig. 2
      Fig. 2设备说明。 [a] 基台角度旋转 (AAR) 设备用于测量基台在安装在种植体上时能够承受的顺时针和逆时针旋转度数。 Instron E3000 材料测试系统用于测量 [b] 基台拉力 (APF) 和 [c] 基台微动 (AMM)。 [d] 对于 AMM 测量,在与种植体轴向成 30° 角的基台上施加力,同时激光检测基台运动。

      2.4 基台拉力 (APF)

      APF (n =5) 测量分离基台和种植体所需的力 (
      • 许P.F.
      • 姚凯天
      • 高慧聪
      • 许美林
      轴向载荷对硬质合金种植体锥形连接基台拔出力的影响。
      )。简而言之,将基台放置在种植体上,并使用数字扭矩计将螺钉拧紧至制造商的推荐值。将基台螺钉反向拧紧并卸下。接下来,将植入物倒置。两个组件之间没有保留特征的基台 - 种植体连接立即分离。这些基台完全依靠先前卸下的螺钉来保持基台,拉力记录为零牛顿。保持连接的基台-种植体结构将种植体倒置固定在夹头中。保留的基台被降低到预先加热的低熔点金属容器中。固化后,使用 Instron 材料测试系统(型号:E3000;Instron,Norwood,Massachusetts,USA)记录分离种植体和基台所需的力(Fig. 2b) 十字头速度为 5.0 毫米/分钟。

      2.5 基台 MicroMotion (AMM)

      在循环载荷下,AMM (n =5) 测量基台底部相对于固定种植体的基台微动长度(
      • 卡尔·M。
      • 泰勒 T.D.
      决定种植体-基台界面微动的参数。
      )。简而言之,将植入物压缩安装在酚醛树脂(Buehler,Lake Bluff,Illinois,USA)的骨水平上,模拟 0 毫米的临床牙槽骨骨吸收。使用 Bridgeport 铣床(型号:F537A;Hardinge Inc., Elmira, New York, USA)将每个基台铣削至 4 毫米高度。这是在测试期间防止基台螺钉干扰的最小切割高度。基台高度的标准化使负载下的基台弯矩标准化,并最大限度地减少了支柱的挠度。将相应的基台放置在种植体上,并使用数字扭矩计将螺钉拧紧至制造商推荐的值。使用 Instron E3000 材料测试系统,种植体组件在与种植体轴向成 30° 角的情况下承受 200N 的力,持续 1000 次循环(
      • 齐普里希 H.
      • 魏格尔P。
      • 兰格 B.
      • 劳尔H.C.
      种植体-基台界面的微动:测量、原因和后果。
      )。这些测试参数被选择为后牙合力范围高达 200N,峰值力作用在与种植体轴线成 30° 的角度 [ISO 14801](
      • 姚凯天
      • 高慧聪
      • 郑志凯
      • 方华伟
      • 黄春华
      • 许美林
      不同循环载荷条件下锥形种植体-基台连接的机械性能。
      )。使用连接到数据采集系统(型号:OMS LaserPoint LP01;Optical Measurement Systems, Laguna Hills, California, USA)的激光多普勒测振仪检测基台底部的微动(Fig. 2c 和 d)。

      2.6 统计分析

      数据表示为平均值 (SD)。统计分析使用单向方差分析来确定统计显着性 (α=0.05) 的存在,并使用 Tukey 事后检验来确定哪些组有显着差异。

      3. 结果

      各种内部连接的定量测试提供了特定设计特征的指示,这些特征可能有助于临床植入物植入后的成功结果。

      3.1 基台角度旋转

      AAR 测量值用于显示基台旋转自由度。较低的测量值表示抗旋转和更高的基台稳定性。 AAR 测量值 (Fig. 3) 证明了摩擦配合的存在,提供了 0° 的角旋转自由度。带滑动配合的混合锥形-六边形连接 ( + Hex #1 and  + Hex #2) 在种植体-基台连接处有一个间隙,与在连接的六角部分结合摩擦配合的类似连接相比,该间隙允许更大程度的旋转。没有基台螺钉,Spiralock 技术  + Hex #1 无法参与。滑动配合和非分度连接表现出最大的角度旋转自由度,范围从 2° 到 5°。广场 交叉配合 连接显示与相比没有显着差异 摩擦配合 connection.
      Fig. 3
      Fig. 3基台角旋转 (ARR) 测量。较低的旋转测量值表明基台和种植体之间的配合更紧密。每个 摩擦配合 连接的角度旋转测量值为 0°。 * 表示与 内部三通道. † 表示与  + Hex #2. γ 表示与  + 6 个索引槽, ψ 表示与  + Hex #1. (α=0.05)。

      3.2 基台拉力

      基台和种植体之间的配合越紧密,将基台从种植体上拉出所需的力就越大。 APF (Fig. 4) 证明在应用基台螺钉扭矩期间在连接中产生的更多静摩擦需要最强的力将基台与种植体分开。将基台与种植体分离所需的力明显更大 摩擦配合 与所有其他连接设计相比。倒置时,滑动配合基台连接 ( + Hex #1,  + 6 个索引槽, 和 内部三通道) 独立与种植体分离,证明基台螺钉是这些系统中将基台连接到种植体的唯一特征。
      Fig. 4
      Fig. 4基台拉力 (APF) 测量。通过使用更大的力将基台与种植体分离,可以证明基台和种植体之间的配合更紧密。统计分析表明,需要明显更大的基台拉力才能将基台与种植体分开。 摩擦配合 与所有其他实验组相比。 (α=0.05)。

      3.3 基台微动

      AMM 测量动态加载下的横向基台移动。这 摩擦配合 and 交叉配合 与连接相比,连接表现出明显更少的水平微动  + 6 个索引槽 and  + Hex #2 connections (Fig. 5)。这 内部三通道 与连接相比,连接显示出显着更少的微动  + 6 个索引槽 connection.
      Fig. 5
      Fig. 5基台微动 (AMM) 测量。体内种植体和基台之间的位移会产生微间隙,从而使细菌侵入。测量量化了循环载荷下的基台微动。 * 表示与 摩擦配合; † 表示与 交叉配合; γ 表示与 内部三通道. (α=0.05)。

      4. 讨论

      先前的工作表明,制造过程中加工公差的更大尺寸变化会产生更不对称的连接(
      • 比尼恩P.P.
      两种干涉配合种植体接口的演变和评估。
      ;
      • 尼科尔 R.J.
      • 孙A
      • 哈尼S。
      • 土耳其尔马兹 I.
      三个种植体系统的种植体印模顶盖和种植体仿品对之间的配合精度。
      )。据文献报道,种植牙的加工公差范围为 1 至 120μm(
      • 做纳西门托 C.
      • Miani P.K.
      • 佩德拉齐 V.
      • 贡萨尔维斯 R.B.
      • 里贝罗 R.F.
      • 法利亚A.C.
      • 马塞多 A.P.
      • de 小阿尔伯克基,R.F.
      唾液通过种植体-基台界面泄漏:三种不同种植体连接在空载和加载条件下的体外评估。
      ;
      • 马涛
      • 尼科尔斯 J.I.
      • 鲁宾斯坦 J.E.
      各种植入物组件的公差测量。
      ;
      • 尼科尔 R.J.
      • 孙A
      • 哈尼S。
      • 土耳其尔马兹 I.
      三个种植体系统的种植体印模顶盖和种植体仿品对之间的配合精度。
      ),代表了广泛的可变性,影响了假体组件的配合和整个种植体系统的机械稳定性 (
      • 比尼恩P.P.
      两种干涉配合种植体接口的演变和评估。
      ;
      • 尼科尔 R.J.
      • 孙A
      • 哈尼S。
      • 土耳其尔马兹 I.
      三个种植体系统的种植体印模顶盖和种植体仿品对之间的配合精度。
      )。为了了解负载对种植体系统的影响,内部连接种植体系统受到旋转、垂直和水平力的影响。
      与外部或其他内部连接相比,内部锥形连接改善了负载的分散并降低了旋松和/或基台螺钉断裂的风险(
      • 卡里卡苏洛 R.
      • 马尔基迪·L。
      • 根西P。
      • 范托齐 G.
      • 库奇 A.
      种植体-基台连接对种植体周围骨质流失的影响:系统评价和荟萃分析。
      )。临床上,在咬合负荷期间,基台旋转会在螺钉连接中产生张力,从而导致螺钉松动和螺钉连接失败。
      • 比尼恩P.P.
      种植体/基台六角错配对螺钉接头稳定性的影响。
      ;
      • 齐普里希 H.
      • 魏格尔P。
      • 兰格 B.
      • 劳尔H.C.
      种植体-基台界面的微动:测量、原因和后果。
      )。内部连接的旋转自由度小于外部连接 (
      • 西亚达特 H.
      • 贝亚巴纳基 E.
      • 穆萨维·N。
      • 阿里哈西 M.
      用于内部三通道和外部六角种植体连接的氧化锆和钛基台的配合精度和扭矩保持的比较。
      )。这 交叉配合 连接展示了 0° 到 1.25° 的旋转自由度,这证实了先前报告的旋转测量值,在没有基台螺钉的情况下获得的平均 1.21°(SD 0.236°)(
      • 吉甘代特 M。
      • 比格林 G。
      • 法罗 F.
      • 布尔金 W.
      • 布雷格 U.
      具有原始和非原始基台连接的种植体。
      )。 Gigandet 等人。报告了最大的旋转失配 内部三通道 平均 3.50° (SD 0.285°) (
      • 吉甘代特 M。
      • 比格林 G。
      • 法罗 F.
      • 布尔金 W.
      • 布雷格 U.
      具有原始和非原始基台连接的种植体。
      )。当前研究的结果还证明了最大的旋转自由度 内部三通道 平均 5.10° (SD 0.29°) 处的连接。种植体-基台连接,用基台螺钉固定,旋转自由度大于 5°,据报道极易发生螺钉松动,发生在 1.1 到 250 万个动态载荷循环之间。
      • 比尼恩P.P.
      两种干涉配合种植体接口的演变和评估。
      )。种植体-基台连接与基台螺钉连接,旋转自由度小于 2°,具有最大的螺钉松动阻力,平均完成 670 万次动态加载循环(
      • 比尼恩P.P.
      两种干涉配合种植体接口的演变和评估。
      ;
      • 比尼恩P.P.
      种植体/基台六角错配对螺钉接头稳定性的影响。
      )。旋转自由度大于 2° 的连接会导致功能加载期间部件之间的振动和微动,从而降低夹紧力,直到发生螺纹接头故障(
      • 比尼恩P.P.
      两种干涉配合种植体接口的演变和评估。
      ;
      • 比尼恩P.P.
      种植体/基台六角错配对螺钉接头稳定性的影响。
      )。自锁是用于定义旋转阻力的术语;自锁效应是由基台和种植体表面之间产生的静摩擦或机加工的旋转锁引起的(
      • 齐普里希 H.
      • 魏格尔P。
      • 兰格 B.
      • 劳尔H.C.
      种植体-基台界面的微动:测量、原因和后果。
      )。在这里展示的结果中, 摩擦配合 是唯一能够完全抵抗角旋转的连接。这归功于专有的基台六角平面,其加工成 1° 锥度,以在种植体和基台之间提供紧密的摩擦配合。 Binion 之前曾报道过,旋转错配的程度可能与种植体六边形与其相应的基台六边形凹槽的平面到平面尺寸之间的尺寸差异直接相关。
      • 比尼恩P.P.
      两种干涉配合种植体接口的演变和评估。
      ),这与制造时的加工公差和质量控制有关。
      APF 测试通过将螺钉拧紧至制造商的推荐值来测量在基台螺钉完全固定在种植体上后克服连接中产生的静摩擦力所需的垂直力。在测试之前移除基台螺钉。 APF 结果表明 摩擦配合 与所有其他测试连接相比,连接需要更大的力才能将基台与种植体分开。这 交叉配合 and  + Hex #2 测量值的范围分别为 0 到 66.6N 和 0 到 68.6N,这表明在一些(但不是全部)样本中没有摩擦力。卡尔等人。之前注意到稳定功能偶尔会出现故障(
      • 卡尔·M。
      • 泰勒 T.D.
      决定种植体-基台界面微动的参数。
      )。这  + Hex #1,  + 6 个索引槽, 和 内部三通道 连接证明需要 0N 来分离每个测试样本的种植体和基台。这些特殊的连接,在机械方面,被认为是非自锁的(
      • 齐普里希 H.
      • 魏格尔P。
      • 兰格 B.
      • 劳尔H.C.
      种植体-基台界面的微动:测量、原因和后果。
      )。这 摩擦配合 连接 APF 范围从 81.8 到 150.6N。因此, 摩擦配合 是持续接合并有助于基台稳定性的唯一连接。
      AMM 测试测量了循环载荷下的水平桥台位移。当前的结果与先前的微动测试一致,该测试表明连接的内部几何形状会影响微动的程度(
      • 卡尔·M。
      • 泰勒 T.D.
      决定种植体-基台界面微动的参数。
      )。最小的微动量是在 摩擦配合 and 交叉配合 连接。齐普里奇等人。在动态加载基台和种植体之间测量到 4-8μm 的微动 内部三通道 connection (
      • 齐普里希 H.
      • 魏格尔P。
      • 兰格 B.
      • 劳尔H.C.
      种植体-基台界面的微动:测量、原因和后果。
      )。这些结果与微动测量结果一致 内部三通道 平均 6.9μm (SD 3.7μm) 处的连接。
      微动的测量表明存在微间隙。其他研究使用泄漏测试评估种植体-基台连接处微间隙的存在。种植体-基台连接处的泄漏取决于基台和种植体之间的配合、组件之间的微动程度以及用于连接它们的扭矩力。文献中报道的泄漏检测表明,2 件式种植体系统在种植体和基台之间可能存在间隙(
      • 阿卜杜勒哈迈德·M.I.
      • 加利 J.D.
      • 贝利 M.T.
      • 约翰斯顿
      • 霍洛威J。
      • 麦格伦菲 E.
      • Leblebicioglu B.
      氧化锆和钛基台微渗漏的比较。
      ;
      • 阿尔维斯 D.C.C.
      • 德卡瓦略 P.S.P.
      • 埃利亚斯 C.N.
      • 维多瓦托 E.
      • 马丁内斯 E.F.
      机械循环后锥形植入物微生物密封的体外分析。
      ;
      • Cavusoglu Y.
      • 阿卡 K.
      • Gürbüz R.
      • 切雷利 M.C.
      锆或钛基台/钛种植体界面关节稳定性的初步研究。
      ;
      • 德洛 A.G.
      • 德里森 C.H.
      • 内尔·H.J.
      四种牙种植体系统互换组件的界面配合的扫描电子显微镜评估。
      ;
      • D'Ercole S.
      • 三叶草 D.
      • 马佐·G。
      • 贝尔纳迪 S。
      • Continenza M.A.
      • 皮亚特利 A.
      • 亚库利 F.
      • 穆莫罗 S。
      不同种植体-基台组件中细菌的微渗漏:一项体外研究。
      ;
      • 费尔南德斯 M.
      • 德尔加多 L。
      • 莫尔梅纽 M。
      • 加西亚 D.
      • 罗德里格斯 D.
      分析使用三种制造工艺制成的牙种植体支持假体的失配情况。
      ;
      • 奎里宁 M.
      • 范斯汀伯格 D.
      两阶段植入物内部的细菌定植,一项体内研究。
      ;
      • 斯卡拉诺 A.
      • 瓦尔博内蒂 L.
      • 德吉迪 M。
      • 佩奇·R。
      • 皮亚特利 A.
      • 德奥利维拉
      • 佩罗蒂 V.
      在 3 维 X 射线显微断层扫描下,种植体-基台接触面和不同种植体连接的微间隙测量。
      ;
      • 扎纳尔迪
      • 科斯塔 B.
      • 斯特根 R.C.
      • 塞斯马 N。
      • 森·M。
      • 拉加纳 D.C.
      使用扫描电子显微镜将互换的修复基台连接到不同牙种植体的准确性。
      )。微间隙为细菌及其代谢物的积累提供了一个潜在的场所,并允许微泵效应使细菌在植入物的内部定居。这可能会导致种植体-基台界面周围软组织周围的炎症细胞水平升高、组织发红、肿胀、恶臭和出血。
      • 阿隆索-佩雷斯 R.
      • 巴托洛梅 J.F.
      • 费雷罗 A.
      • 萨利多 M.P.
      • 普拉迪斯 G.
      评估库存和激光烧结种植体基台的机械性能和边际精度。
      ;
      • 总 M。
      • 阿布拉莫维奇一世
      • Weiss E.I.
      骨整合种植体基台-种植体界面的微渗漏:一项比较研究。
      )。先前的研究表明,细菌渗漏可能发生在种植体-基台连接处以及沿基台螺钉通道,导致恶臭或种植体周围疾病。
      • 拉布·P。
      • 阿拉马诺斯 C.
      • 哈内尔 S。
      • 帕帕瓦西利欧 D.
      • 贝尔 M。
      • 罗森特里特 M。
      牙科材料及其在种植体支持修复体中螺钉通路管理的性能。
      )。做 Nascimento 等。在人类唾液中培养内六角、外六角和莫尔斯锥连接的标本 7 天(
      • 做纳西门托 C.
      • Miani P.K.
      • 佩德拉齐 V.
      • 贡萨尔维斯 R.B.
      • 里贝罗 R.F.
      • 法利亚A.C.
      • 马塞多 A.P.
      • de 小阿尔伯克基,R.F.
      唾液通过种植体-基台界面泄漏:三种不同种植体连接在空载和加载条件下的体外评估。
      )。唾液样本含有多种细菌,泄漏取决于细菌的大小和形状。对于内六角和外六角连接,与未加载的植入物相比,加载的植入物显示出更高的细菌计数和占据植入物内部的物种百分比。连接几何形状的差异也影响了泄漏。在加载和卸载条件下,莫尔斯锥连接显示出比内六角和外六角连接更低的细菌计数(
      • 卡里卡苏洛 R.
      • 马尔基迪·L。
      • 根西P。
      • 范托齐 G.
      • 库奇 A.
      种植体-基台连接对种植体周围骨质流失的影响:系统评价和荟萃分析。
      ).
      微间隙会导致假体不稳定并增加周围骨骼和植入物组件的应力状态。
      • 科埃略 P.G.
      • 苏达克 P。
      • 铃木M。
      • 库尔茨 K.S.
      • 罗曼诺斯 G.E.
      • 席尔瓦
      不同种植体系统种植体基台连接密封能力的体外评估。
      )。骨内种植体上增加的应力和应变水平会使种植体周围骨骼过载并加速边缘骨丢失。多项临床研究表明,外部连接测量到的临床种植体周围骨丢失水平更高,而内部连接和锥形连接的边缘骨丢失量最低。
      • 卡里卡苏洛 R.
      • 马尔基迪·L。
      • 根西P。
      • 范托齐 G.
      • 库奇 A.
      种植体-基台连接对种植体周围骨质流失的影响:系统评价和荟萃分析。
      ).
      有限元分析支持牙槽骨丢失的临床观察(
      • 全汉杰
      • 申海生
      • 韩春华
      • 李世华
      使用有限元分析在各种负载条件下种植体基台类型对骨应力分布的影响。
      ;
      • 萨法拉兹 H.
      • 保罗斯 A.
      • Shenoy K.K.
      • 侯赛因 A。
      被动和摩擦配合种植体基台界面的三维有限元分析以及咬合台尺寸对种植体和周围骨骼应力分布模式的影响。
      )。较新的种植体基台连接设计已经商业化,以减少边缘骨的应力集中。外部连接种植体-基台界面是种植体和边缘骨的冠状面。因此,产生的应力被转移并定位到边缘骨,导致牙槽骨丢失。内部连接的种植体基台界面更趋于根尖,因此应力分布更广,更深入种植体,远离边缘骨,与外部连接相比,减少了牙槽嵴骨质流失的数量。
      • 全汉杰
      • 申海生
      • 韩春华
      • 李世华
      使用有限元分析在各种负载条件下种植体基台类型对骨应力分布的影响。
      )。与采用被动滑动配合的锥形连接相比,在负载条件下采用主动摩擦配合的锥形连接在种植体上分布的应力更大,而分布在周围骨骼上的应力更小。
      • 萨法拉兹 H.
      • 保罗斯 A.
      • Shenoy K.K.
      • 侯赛因 A。
      被动和摩擦配合种植体基台界面的三维有限元分析以及咬合台尺寸对种植体和周围骨骼应力分布模式的影响。
      )。摩擦配合连接上的应力集中在种植体-基台界面和基台颈部。摩擦配合产生楔形效应,提高种植体-基台关节抵抗侧向力的稳定性,并将应力主要分布在种植体上。与被动配合锥形连接相比,摩擦配合还提供了在倾斜压缩载荷下更大的变形和断裂阻力。最终,当使用锥形摩擦配合连接时,这些特征减少了生物和机械并发症。由于被动配合连接中不会发生冷焊,因此种植体-基台界面处更可能存在间隙,这会导致微动并干扰足够的应力分布。骨 - 植入物界面的负载转移是一个复杂的现象。种植体-基台连接的种植体几何形状和设计会影响载荷传递,这也受载荷方案和咬合类型、种植体数量和位置以及周围骨骼的质量和数量的影响。
      • 萨法拉兹 H.
      • 保罗斯 A.
      • Shenoy K.K.
      • 侯赛因 A。
      被动和摩擦配合种植体基台界面的三维有限元分析以及咬合台尺寸对种植体和周围骨骼应力分布模式的影响。
      ).
      AMM 测试组件根据制造商的使用说明组装,并进行循环加载以模拟体内使用。在研究实施过程中,在 AAR 和 APF 测试之前移除基台螺钉意味着对临床前测试结果的解释是有限的,并且可能不代表临床性能。移除基台螺钉可以更直接地物理评估基台和种植体之间配合的紧密度和稳定性。角旋转通过手动操作杆间接施加到基台上。移动杠杆直到合理的力不能再推动杠杆;然而,尽管尽一切努力防止这种情况发生,但施加到每个基台上的力可能是可变的。结合控制部件旋转的机械方法将是对当前系统的改进。将基台螺钉拧紧并保持在适当位置的附加 AAR 测试可能会减少运动量,从而可能消除实验组之间的显着差异。最后,由于不存在普遍接受的用于测试基台稳定性和配合的方法,因此存在局限性。这使得很难在已发表的文献中根据不同的测试方法获得的结果之间进行直接比较。

      5. 结论

      牙种植体系统的临床成功需要可靠和稳定的种植体-基台连接。选择具有自锁特征的种植体连接件,可以抵抗因施加的力而产生的微动,在口腔环境中的生物力学负载下可能会提供更好的性能。我们的结果表明,结合抗旋转特征的连接,例如摩擦配合表面或机械加工的微止动件,在防止基台旋转、防止分离和抵抗微动方面表现最好。根据此处提供的结果, 摩擦配合 and 交叉配合 连接在限制旋转、垂直和水平方向上的运动方面整体表现最好。

      致谢

      作者要感谢 Jim Reams 的技术援助。作者还要感谢 Elnaz Ajami 博士和 Prabhu Gubbi 博士对手稿的审阅。
      资金来源的作用
      这项研究得到了 Zimmer Biomet 公司 Biomet 3i , LLC 的支持。

      利益冲突

      所有作者在进行这项研究时都是 Biomet 3i, LLC(一家 Zimmer Biomet 公司)的员工,并已获得报酬和其他补偿。

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