研究背景:　　 种植义齿发展至今，以其固位力强、咀嚼效率高、美观舒适等优点，已成为口腔医学中不可缺少的修复方法。20世纪60年代，Br(a)nemark教授提出了骨整合理论，奠定了现代口腔种植学的生物学基础。现代牙种植学的研究目标是促进骨创口愈合，种植体具备良好的初期稳定性，可实现即刻或早期负荷。因此，学者们致力于研究如何获得最佳、稳定的种植体-骨结合界面，最大限度地保存周围骨质，以提高种植义齿的远期成功率。　　 现代口腔种植学的研究热点主要集中在种植体表面处理和种植体外形设计两个方面。种植体表面处理技术的发展已较为成熟，但笔者认为，种植体外形设计对周围骨质的影响仍非常重要。临床上可以观察到，种植体经过一年的非负荷状态，也会像负荷状态下的种植体一样，其颈部骨质有不同程度的吸收。虽然认为种植体负重后的第一年周围骨吸收小于2mm仍是成功的，但是颈部边缘骨皮质的保存是维持软组织稳定、获得美学修复的重要保证。种植体颈部骨吸收的原因有几个假说:手术“创伤”，生物学宽度假说，种植体颈部形态，微间隙假说，咬合负荷过大，种植体周围炎等。学者们试图从以上几个方面解决颈部皮质骨吸收的问题。研究表明，种植体颈部微螺纹结构可增大种植体与骨组织在应力集中的皮质骨边缘的接触面积，最大限度保存种植体颈部骨组织。例如Nobel Active种植体，AstraTech(@) Micro ThreadTM种植体。“platform switching”结构被认为可重建生物学宽度，使种植体颈部的应力集中区被有效转移，分散了颈部应力。但是被分散的应力大部分转移在基台和基台螺丝上，容易导致基台和基台螺丝的折断。故有学者希望通过改变种植体上段形状来尽可能保存种植体颈部骨皮质。　　 TM(tension more)种植体是一种力求获得较大界面张力的种植体，其根端直径较冠端大约1mm。这种缩窄颈部设计一方面是符合人体牙槽骨及颌骨的解剖形态，以保存牙槽嵴的骨皮质;另一方面是为种植体颈部实现良好的骨结合提供有利的骨愈合间隙。早期的研究发现，粗化的TM种植体表面有良好的骨引导性，能与周围骨质形成稳定的骨结合。本课题组经过三维有限元分析发现，种植体应力主要集中在种植体颈部，与种植体接触的皮质骨上缘和种植体底部。不同锥度变化的TM螺纹种植体在垂直和斜向荷载作用下，其周围密质骨应力分布大不相同。本研究实验组采用种植体上1/3呈锥度变化（锥度为5.44。）的TM种植体，一方面是便于工艺制作和观察种植体周围骨皮质的反应，另一方面是考虑到种植体全长或上1/2锥度缩窄的外形会产生过长的种植体-骨缺损线，不利于观察种植体与骨皮质的相互关系。　　 大量研究表明，粗糙的种植体表面有利于成骨。本课题组前期研究也证明，经粒径为200～300μm的Al203颗粒喷砂和H2S04/HCl双重酸蚀处理，然后储存于生理盐水中的中度粗糙纯钛表面可增大种植体-骨接触面积，利于成骨细胞的黏附与增殖。适度粗糙的种植体表面可形成稳定的种植体-骨结合界面，为TM种植体的研发提供可靠的表面处理方法。　　 目的:　　 本课题建立beagle犬实验动物模型，经显微CT扫描和组织学观察，于不同时间段观察实验组和对照组种植体植入动物体内后的骨愈合过程，比较骨愈合阶段中两种种植体-骨结合界面和种植体周围骨皮质的情况。　　 方法:　　 1.种植体制备　　 用医用纯钛钛棒加工出两组种植体:TM种植体和仿Straumann(ITI SLA)常规颈部标准种植体。经Al2O3颗粒喷砂粗化和H2S04/HCl双重酸蚀处理后超声清洗，生理盐水中储存，γ射线消毒后备用。　　 2.实验动物的选择和分组:　　 选用全身发育良好的雄性成年Beagle犬5只，犬龄19个月，体重13.0～14.8kg。Beagle犬的齿式为2(I3/3，Cl/1，Pm4/4，M2/3)，全口共42颗牙。按随机数字表将5只实验犬完全随机分为A(4周实验犬)、B（8周实验犬）、C（4周和8周实验犬）、D1（12周实验犬）、D2（12周实验犬）。实验犬A、B、C和D1每侧各有4个种植体植入位点，实验犬D2每侧各有2个植入位点。　　 3.实验过程:　　 拔除双侧下颌第1～4前磨牙，拔牙创愈合3个月后按时间表开始手术建立动物模型，最终每组种植体各植入18枚。术后3天均予以肌注青霉素预防感染。于动物处死前第14、13天颈部皮下注射盐酸四环素（30mg/kg），处死前第4、3天颈部皮下注射钙黄绿素（10mg/kg）。按时间表处死实验犬，分离下颌骨，获取带种植体的骨标本，经显微CT扫描，三维重建和骨组织形态计量学分析后，将标本分割成2.0cm×2.0cm×1.0cm的大小，用乙醇梯度脱水，氯仿透明和甲基丙烯酸树脂包埋。采用Lecia SP1600硬组织切片机切成200～150μm厚的切片，在荧光显微镜下观察荧光效果和测量新骨矿化沉积率。然后手工磨片制作成厚度为70～50μm左右的骨磨片，亚甲基蓝-酸性品红染色，用倒置显微镜行组织学观察和测量种植体-骨结合率、种植体周围450μm范围内的骨皮质区面积。　　 结果:　　 1.大体观察　　 五只实验犬术后均健康，实验犬A在术后3天发现右下颌第3、4前磨牙区2枚种植体创口愈合不良，牙龈红肿，牙周溢脓，松动Ⅱ°，同侧其余种植体无松动，但牙龈红肿，予以局部冲洗消炎治疗。该2枚松动种植体于植入2周后脱落（实验组和对照组种植体各1枚），最终每组种植体各剩余17枚。其余各创口均愈合良好，牙龈健康，无红肿流脓。取材时截取下颌骨，分离软组织，可见种植体包埋于骨组织内部，无明显松动。　　 2.显微CT观察　　 Micro-CT扫描重建结果显示，随着时间的增长，种植体周围松质骨区骨小梁排列整齐、呈密集网状结构，种植体表面有一层不均匀的新生骨板包绕，部分区域与骨髓腔直接接触。4周时实验组部分种植体上1/3段与周围骨组织存在＜0.3mm的缝隙，而在8周实验组中可以看到， TM种植体上1/3段周围骨组织的缺损已得到良好修复，种植体与骨皮质紧密接触。12周时，实验组种植体周围骨皮质得到有效的保存，种植体-骨结合界面稳定;而对照组种植体骨皮质区有骨改建活动。　　 骨组织形态计量学结果经统计学分析后可知，4周时，实验组和对照组的BV/TV值、Tb.Sp值差异均有统计学意义（分别为P=0.024，P=0.001，P=0.049），实验组BV/TV、Tb.N值显著高于对照组，对照组Tb.Sp值显著高于实验组;Tb.Th值差异无统计学意义(P=0.058)。8周时，两组间的BV/TV值、Tb.Sp值、Tb.Th值差异均有统计学意义（分别为P＜0.001，P＜0.001，P=0.005），实验组BV/TV、Tb.Th值显著高于对照组，对照组Tb.Sp值显著高于实验组;Tb.N值组间差异无统计学意义(P=0.109)。12周时，BV/TV值、Tb.N值、Tb.Sp值、Tb.Th值组间差异均有统计学意义(P＜0.001)，实验组BV/TV值、Tb.N值、Tb.Th值显著高于对照组，对照组Tb.Sp值显著高于实验组。　　 随着时间的增长，4周和8周时实验组与对照组BIC值差异均无统计学意义(分别为P=0.110，P=0.400)。12周时实验组与对照组BIC值差异有统计学意义(P=0.001)，实验组BIC％(69.164±2.904)显著高于对照组（60.314士3.518）。　　 3.荧光标记观察　　 荧光显微镜下可见亮黄和亮绿两条荧光标记带。4周时可以观察到荧光带主要位于种植体表面和近种植体的骨壁边缘，呈线状平行排列。实验组种植体上1/3段周围间隙的成骨方向是双向的，一是间隙根方骨组织与种植体接触，不断向冠方分泌新骨;另一方向是周围骨壁向种植体表面成骨。两螺纹间距内的近种植体区新骨矿化沉积率与远种植体区无显著统计学意义(F=0.015，P=0.904)。8周时可观察到大面积双荧光标记的骨组织相互交织成网状、片状，两荧光标记间距较4周时宽，新骨形成活跃，实验组种植体上1/3段与骨皮质紧密接触。近、远种植体区的骨矿化沉积率有显著差异(F=15.369，P=0.001)，远种植体区MAR（3.891士0.282）大于近种植体区（3.304士0.380）。12周时种植体表面与大片的骨组织紧密接触，荧光分布无规律，黄绿荧光相互重叠。新骨形成明显减弱，实验组种植体-骨皮质界面骨改建不活跃。近、远种植体区的骨矿化沉积率有显著差异(F=6.343，P=0.021)，远种植体区MAR（2.408士0.348）高于近种植体区(1.971士0.425)。　　 4.组织学观察　　 亚甲基蓝-酸性品红染色片镜下可见，种植体植入4周时，对照组种植体与周围骨皮质紧密接触，新生骨主要是编织骨。实验组中，部分TM种植体上段与骨组织存在倒楔形间隙，间隙底部新骨沿着种植体缩窄上部的表面向冠方沉积、矿化，周围骨壁的新骨向种植体缩窄表面生长。松质骨区部分种植体表面被一层薄薄的骨组织包绕，新旧骨之间有明显绛紫红色的矿化前缘带。两组间的种植体-骨结合率差异有统计学意义(F=20.437，P＜0.001)，对照组BIC％（47.867±2.393）显著高于实验组（41.785士3.518）。两组间种植体上段450μm范围内骨皮质的面积(BA)差异有统计学意义(F=22.993，P＜0.001)，对照组BA（79.558士4.526）显著高于实验组（70.720士3.672）。8周时对照组种植体与骨皮质紧密结合，新骨组织改建成板层骨。实验组种植体-骨皮质界面不断有新骨沉积，形成骨结合。松质骨区新骨不断沉积矿化，骨板连续性较好。两组间的BIC％差异无统计学意义(F=0.033，P=0.859)。两组间的BA差异有统计学意义(F=17.024，P=0.001)，对照组BA（89.084士1.700）显著高于实验组（83.890士3.599）。12周时，对照组种植体-骨皮质界面的骨密度开始下降;实验组种植体与骨皮质紧密结合，种植体周围骨组织成熟，可见板层骨和哈弗斯系统。两组间的BIC％差异有统计学意义(F=8.397，P=0.010)，实验组BIC％（67.640±5.027）显著高于对照组（62.182士3.195）。两组间的BA差异有统计学意义(F=10.133，P=0.005)，实验组骨皮质区种植体上段450μm范围内骨面积BA（88.685士3.848）显著高于对照组(82.673士4.567)。　　 结论:　　 1.本实验选择合适的动物建立的动物模型，最大限度的模拟临床操作。同时需要充分考虑实验犬的牙槽骨骨量、骨质，手术创伤和咬合特点，于合适位点植入种植体。　　 2.Micro-CT能在不破坏样品的情况下，对带种植体的骨标本进行高分辨率X线成像，可任意角度观察三维图像和任意帧数观测断层图像，定义感兴趣区后可定量分析骨小梁结构和种植体-骨结合面积。　　 3.Micro-CT结果显示，TM种植体上1/3缩窄部分周围存在的倒楔形间隙能完全骨修复，这一部分与周围骨组织的接触面积比对照组的接触面积大，所以TM种植体周围骨体积分数(BV/TV)比对照组高。　　 4.Micro-CT检测发现表面经喷砂酸蚀处理后储存于生理盐水的种植体（modSAA）其种植体.骨结合率达60％～67％;组织学观察结果显示该modSAA表面处理的种植体-骨结合率达62％～68％。这均提示modSAA种植体与周围骨组织形成良好的骨结合，有利于维护种植体的远期效果。　　 5.组织学观察发现，该喷砂酸蚀处理后的种植体表面具有良好的生物相容性和骨引导性;双荧光标记提示，4～8周时新骨形成活跃，种植体周围骨壁的新骨矿化沉积率MAR高于种植体螺纹间距内的MAR。　　 6.组织学观察发现，在骨愈合早期（4～8周）时实验组TM种植体上1/3缩窄部分与周围骨壁间的间隙能完全骨修复，其成骨方向是双向的，间隙底部新骨向冠方沉积，周围骨壁向种植体表面生长。12周时，实验组TM种植体骨皮质区骨量和BIC值显著高于对照组。