严重萎缩上颌后牙区行上颌窦挤压内提升术植骨与不植骨的临床疗效比较：1年前瞻性随机对照研究

　　Osteotome sinus floor elevation with and without grafting material in the severely atrophic maxilla. A 1-year prospective randomized controlled study

　　史俊宇 翻译；庄龙飞 审校

　　关键词：上颌骨萎缩，骨量增加，植骨，骨再生，边缘骨吸收，牙种植体，上颌窦内提升，不植骨，上颌窦骨挤压内提升术，上颌后牙区，前瞻性随机对照试验，上颌窦提升

　　摘要

　　目的：本研究的目的是(1)应用上颌窦挤压内提升术(OSFE)并随机选择植骨(对照组)或不植骨(试验组)后植入种植体，测量并比较上颌窦内骨高度水平；(2)评估锥柱状亲水性表面短种植体应用于严重萎缩上颌窦区OSFE的临床疗效；(3)揭示融合的皮质骨可能是发生并发症的风险因素。

　　材料与方法：在剩余骨高度(RBH)≤4 mm的牙槽骨位点，应用上颌窦挤压内提升术(OSFE)后植入TE® SLActive 8 mm短种植体(Straumann AG)。手术后10周进行上部结构修复。种植体植入后1年拍摄标准化根尖片测量边缘骨水平。

　　结果：12位患者共植入37颗种植体(17试验组，20对照组)，平均剩余骨高度(RBH)为2.4±0.9 mm。负载前，两颗对照组种植体失败(RBH=1.4和1.2 mm);在负载时，有两颗种植体稳定性差(加力时旋转)(试验组1颗：RBH=0.9 mm ；对照组1颗：RBH=1.5 mm)，延期3个月后成功负载。这些失败和并发症都发生在皮质骨融合的病例中。窦内骨增量为3.9±1.0 mm(试验组)和5.0±1.3 mm(对照组)(P=0.003)。种植体1年成功率为100%(试验组)和90%(对照组)(P=0.49)。

　　结论：虽然植骨可以获得更多的窦内成骨，但植骨可能并不是获得窦内成骨的必要条件。当RBH≤4 mm时，上颌窦挤压内提升术联合植骨或不植骨同样有效。双层皮质骨融合是风险因素。

　　上颌后牙区常由于骨质和骨量不理想导致该区种植困难，常需应用骨增量术。上颌窦侧壁开窗术是最常用的技术，但是操作复杂、创伤大、且手术时间长(Fugazzotto 2003; Brägger et al. 2004; Toffler 2004)。因此，许多研究都致力于简化萎缩的上颌后牙区骨增量手术(Deporter et al. 2000; Toffler 2004,2006; Nedir et al. 2006, 2009b)。

　　由Summers (1994a,b)介绍的上颌窦挤压内提升术能减小手术创伤、缩短手术时间，且能够减少患者的术后不适。然而，由于内提升所需的敲击力会引起一些并发症，如良性阵发性体位性眩晕(Di Girolamo et al. 2005; Penarrocha et al.2001)。上颌窦挤压内提升术能增加种植体初期稳定性促进骨-种植体接触(Zitzmann & Schärer 1998)。最新的meta分析提示该技术具有较高的近远期可预期性(Emmerich et al.2005; Shalabi et al. 2007; Tan et al.2008; Esposito et al. 2010)。一些研究报道当剩余骨高度较低时，种植体留存率降低，然而另一些研究报道了当剩余骨高度<5 mm时，短种植体亦能获得良好的临床效果(Nedir et al. 2006, 2009a)。因此，萎缩的上颌后牙区的种植可以通过使用短种植体(<10 mm)简化手术(Nedir et al. 2004)。

　　在严重萎缩的上颌，使用常规的柱形种植体很难获得初期稳定性，在此情况下选择使用密螺纹设计的锥形种植体可获得更佳的初期稳定性(Nedir et al.2009b)。此外，亲水性表面种植体，如SLActive表面，可以促进骨再生和缩短愈合时间(Buser et al. 2004; Ferguson et al. 2006; Oates et al. 2007)。

　　现有证据表明上颌窦提升术不植骨也能达到窦内成骨(Bruschi et al. 1998; Winter et al. 2003; Lundgren et al. 2004; Nedir et al. 2006, 2009b; Lai et al. 2008, 2010;Pjetursson et al. 2009a,b)，但是仍缺乏前瞻性随机对照研究比较植骨不植骨的临床效果及窦内成骨情况。因此，本研究旨在比较上颌窦挤压内提升术植骨与不植骨的1年临床疗效。本研究的目的为：(1)应用上颌窦挤压内提升术(OSFE)植骨或不植骨，测量影像学检查结果并比较上颌窦内骨高度水平及种植体周围骨吸收情况；(2)评估锥形亲水性表面短种植体应用于严重萎缩上颌窦区OSFE植骨与不植骨的成功率；(3)揭示融合的皮质骨可能是发生并发症的风险因素。

　　材料与方法

　　伦理委员会和患者纳入
　　本研究经瑞士洛桑大学医院和日内瓦大学医院的伦理委员会的批准，批号分别为06-089和245/06。每例患者纳入前均签署知情同意书。本研究遵循赫尔辛基宣言(2002)和伦理委员会的要求。在为期12个月内，在私人诊所(Ardentis Clinique Dentaire, Vevey, Switzerland)招募受试者。

　　评估患者的病史和牙科治疗史对患者按照纳入标准进行初筛(图1)。上颌后牙区剩余骨高度(RBH)≤4mm且需要1 － 2颗种植体修复的患者被纳入本研究。术前拍摄全景片确定剩余骨高度。

　　使用开放生成器(http://biostat. med.univ-tours.fr)生成随机序列。每个患者的上颌窦都随机对应一个单独准备的包含手术信息的信封，保证植骨组(对照组)和不植骨组(试验组)获得相同的分配概率。如果一个患者的两个上颌窦都符合纳入标准，则右侧的上颌窦使用随机序列产生手术方案，而另一侧则纳入另一组。

　　图1.　本研究纳入标准

　　由同一外科医生(RN)纳入患者并安排手术。

　　手术和修复步骤

　　术前一天使用预防性抗生素(Amoxi-Mepha，Mepha Pharma SA，Aesch Basel，Switzerland；750 mg，一 天3次，6天 ；若 青 霉 素 过 敏 用Dalacin C，Pfzer，Zurich，Switzerland；300 mg，一天3次，5天)。术中行牙槽嵴顶正中切口，不作附加垂直切口。使用球钻(直径1.4-3.1 mm)标记种植位点后，使用2.8 mm直径的骨挤压器(Straumann AG，Basel，Switzerland)，通过小锤轻敲将上颌窦底骨板推入上颌窦腔内提升上颌窦黏膜(Schneiderian membrane)。随后使用3.5 mm直径的骨挤压器扩大窝洞。应用直径2.1 mm的深度测量尺和捏鼻鼓气实验检查黏膜的完整度。将0.5 cm³(0.25g)Bio-oss®(Geistlich Pharma AG，Wolhusen，Switzerland ；颗粒尺寸0.25-1 mm)填入对照组的上颌窦，并植 入1-2颗TE®SLActive种 植 体(Straumann AG，Basel，Switzerland；Ø 4.1/4.8 mm，长度8 mm)，植入前不攻丝。试验组则直接植入种植体。种植体植入深度为近远中粗糙面均埋入骨面，种植体光滑颈部位于牙槽嵴之上。

　　植入后缝合粘骨膜瓣于种植体颈部周围，所有种植体均为穿龈愈合，整个愈合期内不进行临时修复。8周后使用手加力和RFA测量(Osstell® apparatus，Integration Diagnostics AB，Gothenburg，Sweden)评估种植体的稳定性。如果稳定性良好，则进行取模和常规的种植修复。术后10周，基台加力至15 Ncm，安装螺丝固位的贵金烤瓷单冠。种植体植入后1年再为修复体加力至35 Ncm。

　　成功标准

　　术后1周、8周(取模时)、10周(上部结构修复时)、12周和种植术后1年评估种植体。采用Buser et al. (1997)和Cochran et al. (2002)提出的成功标准：1)种植体没有临床动度；2)没有疼痛或其它主诉；3)没有种植体周围反复感染；4)种植体周围没有连续透射影。

　　影像学分析

　　所有影像学分析都由一位不参与手术阶段的研究者进行。种植术后即刻、8周和1年拍摄标准化根尖片。标准化摄片应用统一的底片夹和平行投照技术。为了保证可重复性，摄片时卸下种植体的上部结构，使用印模材料取邻牙咬合面形态，并在底片夹周围放少许材料制成一个性化咬合块，从而增加摄片位置的可重复性。基线数据为种植体植入即刻。通过测量三个螺纹间距(2.4 mm)进行内部校正。对种植体近远中的数据进行记录 ：突入上颌窦的种植体长度，窦内成骨水平，植骨患者种植体根方的植骨高度，以及边缘骨水平。影像学的标志点见图2。

　　图2.　影像学测量。边缘骨吸收：A线为从种植体最根尖螺纹至最冠方骨结合处且平行于种植体长轴的连线长度，近远中侧分别测量，取平均值。术后即刻A线长度减去1年随访时的A线长度即为边缘骨吸收。窦内成骨：B线为种植体冠方参考螺纹至最根尖骨结合处且平行于种植体长轴的连线长度，近远中侧分别测量，取平均值。 1年随访时的B线长度减去术后即刻的即为窦内成骨。突入上颌窦内长度：D线长度，近远中侧分别测量，取平均值，术后即刻和1年随访时分别测量。根方植骨高度: E线长度，在对照组中平行于种植体长轴的E线，术后即刻和1年随访时分别测量。 1年可用骨高度 ：近远中侧分别测量，取平均值。在试验组中该数值为1年随访时的C ；在对照组中该数值为C+E。

　　统计学分析

　　以种植体为单位进行统计学分析。建立并检验以下假设 ：

　　1. 种植体植入1年后，植骨患者的窦内成骨高度至少与不植骨患者的相同。

　　2.种植体植入1年后，所有的患者都能在X片上观察到窦内成骨。

　　3. 种植体植入1年后，种植体支持的单冠至少有90%能维持稳定的功能负载。

　　4. 牙槽骨皮质骨和上颌窦底皮质骨融合时会有并发症发生。

　　首要结果指标为对照组和试验组的窦内成骨。使用 网 计 算 器(http://www. dssresearch.com/KnowledgeCenter)进行样本量的计算。

　　之前的预试验显示不植骨种植体的1年窦内成骨为2.5±1.7 mm (Nedir et al. 2009b)，植骨种植体的窦内成骨为3-4 mm (Nkenke et al. 2002; Brägger et al. 2004;Toffler 2004)。在计算样本量时，对照组的数值按3.5±2mm计算。因此，为了检测至少1.0 mm的两组差异，按80%效力计算，每组需要43颗种植体。若按每个患者的每个上颌窦需要1-2颗种植体计算，至少需要招募22名患者。

　　影像学测量获得的骨水平数据均包括种植体近中和远中。描述性统计报道均值、标准差、中位数和间距。因为一些患者有数个种植体，且每个种植体有近远中两个数据，因此这些数据是非独立的。对每个患者使用随机混合线性模型进行数据拟合，对每个治疗组使用固定效应模型分析。使用Fisher检验进行成功率的比较。统计学显著性差异设定为P<0.05。

　　结果

　　尽管将筛选期放宽到12-20个月(2007年6月-2009年2月)，招募速度仍然比预期的慢很多，因此最终纳入患者数量较原先方案少。 20个月后，12位患者(女性9人男性3人，平均年龄57.6±4.7岁)参与了研究，其中7位患者需要双侧上颌窦提升术而另5位患者只需单侧提升。共37个位点(32个磨牙位点，5个前磨牙位点，19个上颌窦)符合纳入标准，其剩余骨高度(RBH)≤4mm (平均值：2.4±0.9 mm，范围：0.9-4.0 mm)。

　　12位患者中的9位的缺牙原因是牙周病。通过随机分组，17颗种植体被分配到试验组(9位患者，9个上颌窦)，20 颗种植体被分配到对照组(10位患者，10个上颌窦)。试验组和对照组的平均剩余骨高度(RBH)分别为2.6±0.9 mm和2.2±0.8 mm(表1)。两组的剩余骨高度没有统计学差异(P=0.14)。

　　表1.　本研究的测量骨数据(均值，标准差，中位数和范围)

　　*P-value from mixed linear model including random effects for patients

　　手术中未发生上颌窦黏膜破裂，6位患者主诉术后不适的典型症状。术后8周，两颗对照组种植体有临床动度，根尖片显示种植体有冠向移位。这两个位点的剩余骨高度分别为1.2 mm和1.4 mm。种植体取出后，其中1个位点之后行补种，未行进一步的上颌窦提升。

　　术后10周，基台螺丝加力15 Ncm时，同一位患者的2颗种植体发生旋转(试验组1颗：RBH=0.9 mm，对照组1颗：RBH=1.5 mm)。延长3个月愈合期后，2颗种植体稳固且成功完成上部修复。这些副反应和并发症(种植体失败和旋转)都发生在皮质骨(单一皮质骨)融合的位点(P=0.021)。包括旋转的种植体在内，种植体的愈合期为2.6±0.9个月。 1年随访时，37颗种植体中的35颗保持稳定的功能负载(94.6%)。试验组和对照组的成功率分别为100%和90%，两者没有统计学差异(P=0.49)。图3显示了试验组和对照组手术前后和1年随访时修复体在位的临床和影像学资料。表1显示了骨水平数据。

　　图3.　试验组和对照组术前、术后和1年随访的临床和影像学资料

　　试验组的平均边缘骨吸收为0.6±0.8 mm，对照组为0.4±0.7 mm，差异无统计学意义(P=0.29)。在所有种植位点窦内骨高度均增加，术后即刻和1年随访的窦内骨高度比较都有统计学差异(P≤0.001)。试验组的平均骨增量为3.9±1.0 mm，对照组为5.0±1.3 mm，两组差异有统计学意义(P=0.003)。由于Bio-oss®和新生骨的叠加显影使对照组上颌窦内的骨密度显影更明显。对照组中13颗种植体(72.2%)完全被骨包绕，这13颗种植体根方骨增量平均值为1.2±0.8 mm。在试验组中，仅2颗种植体(11.8%)被完全包绕，其种植体根方骨增量平均值为0.9±0.7 mm。

　　在试验组中，相邻种植体之间的窦内骨增量为4.9±0.9 mm，外侧的窦内骨增量为3.1±1.2 mm，两者的差异有统计学意义(P<0.001)。在对照组中，相邻种植体之间及外侧的窦内骨增量分别为5.3±1.6 mm和4.7±1.4 mm，两者差异没有统计学意义(P=0.26)。

　　试验组中，术后即刻种植体突入上颌窦的平均长度为5.0±1.2 mm(范围：3.1-7.0mm)，1年随访时此数据降至1.0±0.8 mm(0.0-3.2 mm)。在对照组中，术后即刻的种植体根方的骨高度为1.4±1.0 mm，1年随访时降至0.9±0.9 mm(范围：0-2.7 mm)。 1年随访时试验组的窦内骨增量为6.5±1.0 mm(范围4.6-8.2 mm)(见图2C)，而对照组为8.2±1.5 mm(范围5.4-10.3 mm)(见图2C+E)，两者差异有统计学意义(P<0.001)。

　　讨论

　　本研究的目的是比较上颌窦挤压内提升术(OSFE)植骨与不植骨应用于严重萎缩的上颌后牙区(RBH≤4mm)的1年临床疗效。虽然最终纳入的种植体数量没有达到预期值，但本研究的假设检验是有效的。两组的窦内成骨量的差异为1.1±1.3 mm，大于预期的1.0±2.0mm。因此本研究的事后检验效力为89.6%。这意味着本研究的样本量能够获得支持检验结论的效力。值得一提的是，即使极端的如下情况，试验组和对照组的种植体1年成功率很高：1)本研究的剩余骨高度(RBH)低于可接受OSFE的5-6 mm范围，而文献报道较低的剩余骨高度会降低种植体留存率(Jensen et al. 1998;Rosen et al. 1999; Toffler 2004)；2)上颌窦提升时不植骨，这仍是一种具有争议的做法(Esposito et al. 2010)；3)本文使用了8 mm短种植体，且短种植体被认为预后相对较差(Jemt & Lekholm 1995; Bahat 2000)；4)骨愈合期仅10周，而在此种剩余骨高度较低的情况下通常会延长愈合时间(Jensen et al. 1998; Cochran et al. 2002) ；5)未行临时修复进行渐进性负载；6)行单冠修复，而与联冠相比，一般认为单冠承担咀嚼力的预后较差(Guichet et al. 2002)。本研究与经典的上颌后牙区的推荐治疗原则不同，因此本研究的高种植体成功率可进行进一步的研究和讨论。

　　成功率方面，试验组的表现更好(100% vs 90%)。种植体失败和并发症与是否植骨无关，基于有限的样本量，研究结果发现不植骨不会降低OSFE的成功率。失败的两个种植体的RBH<1.5 mm，即牙槽嵴的皮质骨和上颌窦底的皮质骨融合，因此即使锥形种植体也无法获得足够的初期稳定性。若X线片能清晰显示两层皮质骨，即有两个区域提供骨支持提高种植体的初期稳定性和最终的成功率。本研究在RBH极低的情况下OSFE有很高的成功率的原因在于种植体的锥形形态能够获得足够的初期稳定性(Nedir et al. 2009b)。

　　本文的结果与之前的两个1年研究相似(表2)。第一项研究(Nedir et al. 2006)的RBH为5.4±2.3 mm，OSFE后植入柱形Straumann SLA种植体且不植骨，窦内成骨为2.5±1.2 mm。此标准种植体难以获得足够的初期稳定性，必须将种植体植入更深的位置使膨大的种植体颈部靠在牙槽骨上，但这会增加边缘骨吸收和减少骨净增量(Hämmerle et al. 1996)。第二项研究(Nedir et al. 2009b)，RBH更低为3.8±1.2 mm，植入锥柱状种植体以获得更好的初期稳定性。窦内成骨量为2.5±1.7mm，边缘骨吸收为较低的0.2±0.6 mm(由于种植体光滑/粗糙交界面位在牙槽嵴之上)，平均骨净增量更高为2.3±1.8 mm。在本随机对照研究中，试验组的RBH为2.2±0.9 mm，低于之前的报道，但平均窦内成骨更高为3.9±1.0 mm，边缘骨吸收更低，平均骨净增量为3.3±1.5 mm。之前也已证实种植体突入上颌窦的长度与窦内成骨量成正比，或可解释本研究中窦内成骨量更高的原因(Nedir et al. 2010)。 SLActive表面种植体的应用也是本研究窦内成骨量更高的可能原因。该表面可以优化和加速骨结合的进程(Oates et al. 2007;Schwarz et al. 2007, 2010a,b; Roccuzzo & Wilson 2009;Rossi et al. 2010)。

　　表2.　本研究、Nedir et al 2006,2009b的骨数据和种植体成功率数据。骨净增量=窦内成骨-边缘骨吸收。在RBH最低的情况下应用SLActive种植体，窦内成骨和骨净增量最高

　　有趣的是，相邻种植体之间的窦内成骨量高于非相邻的外侧成骨量，可能的原因是上颌窦黏膜的局部帐篷效应。

　　Sul et al. (2008)认为不植骨的骨增量不会超过3.2mm。在本研究中，种植体突入上颌窦的平均长度为5.0±1.2 mm(术后即刻)，一年后降低到1.0±0.8 mm。此时，锚着种植体的平均骨高度为6.4±1.0 mm，结果亦提示此高度足以承担单冠修复的功能负荷。根据之前的3年和5年的研究报道，新生的骨量不会随着时间的推移而逐渐下降(Nedir et al. 2009a, 2010)。相反，在植骨组，种植体根方的骨高度从术后即刻的1.4±1.0 mm下降到1年随访时的0.9±0.8 mm，与之前的研究结论相似 (Brägger et al. 2004; Hatano et al. 2004; Zijderveld et al. 2009)。在植骨组，平均骨高度为8.2±1.5 mm，大多数8 mm的种植体被完全包绕在骨内。但是，在上颌窦提升术中植骨将种植体完全包绕在骨内的有效性仍受到质疑。首先，没有证据显示种植体部分包绕于骨内与种植体失败之间存在相关性(Peleg et al. 1999; Hatanoet al. 2004) ；其次，一年随访时不植骨组的骨结合长度(6.4 mm)可能足以承担后牙区的咀嚼功能 ；此外，种植体根方的骨与种植体骨结合无关，仅与种植体表面直接接触的骨才在种植体骨结合过程中起作用。

　　本研究中，种植体的愈合期为2.6±0.9个月，在RBH极低的情况下此愈合期已足够。这比之前RBH更高的两个研究愈合期(3.1±0.4和4.2±6月)要短(Nedir et al. 2006, 2009b)。仅当RBH<2.5 mm，12周时有种植体发生旋转，这并不会对种植体功能产生进一步的影响(Roccuzzo et al. 2001; Cochran et al. 2002)。然而，为了避免在RBH如此低的情况下发生此不良事件，可以将愈合期延长到至少4个月。相较于侧壁开窗提升术联合自体骨移植所需的4-6月的一期植骨愈合期(Jensen et al.1998)，加上种植体骨结合所需的3-4个月(整个治疗需要7-10个月)，所需的愈合期仍大大缩短。

　　多数情况下，当RBH≤4 mm时，推荐使用侧壁开窗提升术和延期种植体植入术(Jensen et al. 1998,Davarpanah et al. 2008)。 Wallace & Froum (2003)的 系统性回顾报道侧壁开窗提升术的平均种植体留存率为91.8%(范 围：61.7%-100%)。 Pjetursson et al. (2008)报道了使用相似治疗方法的种植体3年留存率为90.1%，年失败率为3.5%。这些报道的结论为 ：上颌窦提升植骨的种植体留存率优于不植骨组。但是此方法费用高疗程长，患者很可能拒绝此治疗。本研究的平均种植体留存率为94.6%，与经典方法的上颌窦提升术的结果相近。但是，由于手术创伤小、疗程短以及手术费用低，这种简化的上颌窦内提升术会提高患者对种植治疗的接受度。

　　综上所述，本研究是首个比较上颌窦挤压内提升术植骨与不植骨的临床疗效的前瞻性随机对照研究。在1年随访期内，两种手术方法在RBH≤4 mm的严重萎缩的上颌后牙区都是有效的，结果仍需要长期数据的进一步确认。双层皮质骨融合是风险因素。种植体成功率为94.6%，试验组无种植体失败。本研究的数据证实即使不植骨亦能获得上颌窦内新生骨，1年平均骨增量达到3.9±1.0 mm。植骨组的骨增量更多，大多数植骨组的种植体被完全包绕在骨内。但是至少在1年回访期试验组的种植体成功率很高，证明种植体完全被骨包绕并不是必须的。未来若有更多更长期的类似研究数据，可能将证实上颌窦挤压内提升术同期种植在严重萎缩的上颌后牙区(尽管技术要求较高)的应用是可预期的，能有效代替上颌窦开窗提升的手术方式。该技术具有微创、疗程短和费用低等优势。

　　致谢

　　感谢ITI Foundation(grant No. 428/2005)对本研究的资助。