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种植体如何防止细菌侵入牙周组织

作者:    时间:2019-08-18    浏览次数:0

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种植义齿已经成为牙列缺损或缺失患者的首选修复方案,种植体植入已经成为较为流行的口腔科治疗操作。但种植手术操作的过程中由于缺失牙位牙槽骨垂直距离、颊舌向宽度以及种植位置牙槽嵴形态凹陷等原因,种植体在植入时无法完全埋入骨水平以下,常出现植入体的一侧或两侧边缘位于骨水平以上的状况,有研究认为种植体表面可以与牙龈组织相结合,但很多医生并不认同此观点,认为种植体需完全植入骨水平以下才有良好的骨结合和牙龈组织封闭。有文献表示种植体可与牙龈粘膜以半桥粒形式相结合,这是防止细菌侵入牙周组织的重要屏障。




1.天然牙与牙龈结合方式




结合上皮呈领圈状附着于牙冠或牙根的表面,当牙完全萌出后,结合上皮应附着于釉牙骨质界处,它的冠端构成龈沟底。该上皮是靠基板和半桥粒与牙釉质相附着。这种有机的附着结构亦称为上皮性附着。结合上皮不仅天然生成,在口腔内也可以由牙龈上皮转化而来。在手术中切除结合上皮后,口腔牙龈组织可以与牙齿表面结合形成结合上皮。这就给种植体植入牙槽骨后,牙龈与植体之间形成新的结合上皮提供了生物学基础。




2.植体化学成分不同




早在70年代James首次用透射电镜观察到结合上皮对种植体的附着情况。但不同品牌种植体的主体化学成分不同,其表面化学成分必然有差异。有研究报道成纤维细胞在钛合金表面的附着及伸展比纯钛表面差,其原因可能是钛合金中钛含量太低,主要成分是镍和铬,此两种金属成分具有一定的细胞毒性,可刺激人单核细胞合成和释放肿瘤坏死因子,引起周围组织炎症。纯钛作为种植体材料已经成为业界共识,但纯钛表面处理的方式仍需进一步研究。




3.粗糙程度不同




有学者将小鼠上皮细胞分别接种于光滑纯钛表面(Ra0.12±0.03)μm和粗糙表面(Ra0.93±0.11)μm,并检测细胞的粘附情况,结果显示光滑组的细胞数目为喷砂组的4倍之多,说明粗糙的表面不利于上皮细胞的粘附。NaAn等通过体外实验检测上皮细胞增殖情况,光滑组细胞数量明显高于粗糙组(Ra1.2±0.04)μm,说明光滑表面更有利于上皮细胞的增殖。粗糙的表面也对细胞的形态有一定影响,扫描电镜观察发现,光滑表面上的上皮细胞为扁平伸展的多边形,而粗糙组的细胞可以观察到伪足样的结构,均匀的分布于种植体表面之上。




多数学者认为光滑的钛表面是上皮细胞粘附、扩展的理想表面但仍有研究表明钛表面通过喷沙、酸蚀、等离子喷涂等不同处理使表面粗糙、多孔后,有利于细胞的附着。Guy等通过人牙龈成纤维细胞附着于三种不同的种植体表面的定量研究得出结论:种植材料表面的几何性也会影响成纤维细胞的附着。




4.不同处理表面




即使种植体主体化学成分相同,经由不同的表面处理,也会影响种植体表面化学成分。各种种植体虽均由钛合金制成,但表面处理技术有差异,如金属种植体表面和周围环境相互作用,会形成与金属本身有差异的氧化膜,该膜具有强抗腐蚀性及良好的防氧渗透性。各种处理技术的优缺点并无统一的结论。孟维艳等,采用机械加工、电化学腐蚀、电化学腐蚀加酸蚀三种方法处理纯钛金属试件表面,研究这3种不同的表面形貌结构对人牙龈成纤维细胞的附着和胶原沉积的影响。




研究发现电化学腐蚀加酸蚀的钛表面有利于牙龈成纤维细胞附着,而机械法处理的利于胶原沉积,通过电化学方法处理得到的微米-纳米表面的种植体可明显改善牙龈软组织与种植体表面的黏附。Valente等对比酸化学处理的纯钛植体表面与机械处理表面在植入人造骨后拔出,观察植体表面的变化情况,结果显示表面酸处理的植体化学成分比机械加工种植体的表观变化更大,即表面酸处理的表观变化更大,种植体与基质接触面积越大,氧化层变化越大。




近年来,许多研究者利用细胞学和分子生物学方法将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等有生物活性的分子固定在材料的表面,通过构建新一代的分子生物材料,以期增强软组织和种植体的结合强度,促进周围组织的早期黏附和愈合。MegumiNAGAI等学者将纯钛表面用胶原蛋白涂层处理,研究此种表面对人牙龈成纤维细胞附着的影响。电镜下观察发现在胶原涂层的钛或聚苯乙烯上出现许多瓣状足和丝状足,说明胶原蛋白涂层改善了人牙龈成纤维细胞的活性。




刘建平的实验结果表明,人牙周膜成纤维细胞在纯钛、钛75表面的生物性附着优于在钛表面氮化处理的钛金属表面,提示种植体表面处理方法不同影响体外牙周膜成纤维细胞的附着。在化学蚀刻不同的处理方法中,纯钛表面的细胞黏附能力也表现出不同,蒋滔等用兔的骨髓基质细胞作为纯钛表面黏附实验细胞,实验得出的结论是用HNO3蚀刻过的纯钛表面相比H2SO4/H2O2和H2SO2/HCl处理过的纯钛表面,细胞早期粘附伸展性更好。用不同方法处理过的纯钛表面细胞黏附和生长是有差别的,即便是同种处理方法,采用的处理药品和时间不同,对于细胞的生长也是有影响的。所以探求最好的纯钛种植体表面处理方法是非常有意义的。




5.种植体表面结构——纳米拓扑结构




XinchaoMiao等学者观察人牙龈上皮细胞、人牙龈纤维母细胞和人MG-63造骨细胞在三种不同纯钛表面的生长情况后做比较,分别是用纳米纤维及结构表面、抛光后的光滑表面以及喷砂和酸蚀处理过的微粗糙表面。实验结果表明,纳米钛表面有利于骨和软组织的结合,从而提高种植体植入的成功率。




6.结论与展望




综上所述,具有蚀刻的纳米级别的粗糙结构表面、胶原蛋白等生物涂层处理的纯钛种植体表面更有利于牙龈纤维的结合和生长。在临床中,这类种植体在种植过程中,由于牙槽骨表面不平或有弧线的原因,植体并不需要所有表面都埋入骨下,暴露于骨上的少许植体表面可以与牙龈形成生物性结合,同样得到良好的封闭作用。研究植体与牙龈的结合能力,不仅从以上几个方面去研究,有些学者正在关注植体的生物相容性问题,寻找新型材料的生物相容性标记物是至关重要的。




Veronika Pivodova等回顾1958年到2010年Pubmed和WebofScience数据库文献,寻找与植体相关组织细胞分泌的具有代表性标记物,例如整合蛋白、连接蛋白、黏附蛋白、碱性磷酸酶、I型胶原蛋白和炎症细胞因子。这些被判定为可能适合研究牙种植体生物相容性的标记物。也就这说,若植体表面可以供此类标记物生长,则说明具有良好的生物相容性。这为从分子水平探讨植体的生物相容性指明了研究方向。但罗列的相关标记物较多,有待后期研究者进一步实验验证和遴选。




另外,如果从牙龈纤维细胞、牙周韧带细胞和成骨细胞的外泌体中找到这三种细胞分裂黏附纯钛表面过程中有效的核糖核酸片段,从而找到细胞分泌的标记物与外泌体所携带的RNA之间的联系,就可以利用外泌体中转载的RNA片段,在植体表面促进三种细胞的增殖分裂和生长。




此外,上皮组织与纯钛种植体之间以半桥粒连接,但上皮细胞在形成半桥粒过程中的信号传导通路尚未明确。未来对形成此半桥粒的信号通路进行探索,或能找到使纯钛种植体具有更好生物相容性的方法,从而使种植体与牙龈结合更加紧密,这样就能让种植体在口腔中获得更好的上皮封闭以抵御外来细菌的侵袭。

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