人类新鲜拔牙窝植骨后的牙槽嵴改变 ：一项随机临床试验

　　Ridge alterations following grafting of fresh extractionsockets in man. A randomized clinical trial

　　关键词：生物材料、骨形成、新鲜拔牙窝、植骨、人类、异种骨材料

　　摘要

　　目的：评估拔牙窝植入Bio-Oss® Collagen材料后牙槽嵴的尺寸变化。

　　材料和方法：纳入28名需要拔除上颌切牙、尖牙和前磨牙的患者。小心拔除牙齿后，患者被随机分配到实验组或对照组。试验组患者拔牙窝内植入BioOss® Collagen材料，而对照组患者拔牙窝内不植骨。拔牙并植骨后即刻进行影像学检查(锥束CT， CBCT)。愈合四个月后再次进行CBCT检查，检测如下指标：(1)牙槽突底部(根尖部)与颊、腭侧嵴顶的距离(mm) ； (2)勾画实验位点牙槽突的外形，并测量截面面积(mm²)。

　　结果：愈合4个月后，颊、腭侧牙槽骨板高度均有显著降低，腭侧降低程度略少。牙槽窝内植入生物材料并不能预防颊、腭侧骨板的吸收。对照组截面面积减少约25%，实验组截面面积减少3%。

　　结论：新鲜拔牙窝中植入异种骨材料显著抵抗缺牙区硬组织成分的减少。

　　牙槽突是一种依赖牙齿的结构(1986)，故牙齿拔除后牙槽突尺寸会明显减 小(e.g., Tallgren 1957,1966, 1972; Johnson 1963,1969;Carlsson et al. 1967; Atwood 1971)。Bergman和Carlsson (1985) 在一项针对无牙颌病例的研究中指出 ：拔牙后牙槽嵴中硬组织成分逐渐萎缩。全口牙拔除后21年，口腔中确实仅有小片的牙槽嵴剩余。但也有研究提出，不同病例之间存在个体差异，可能影响牙齿缺失后牙槽嵴的减少程度。

　　单颗牙齿拔除后，缺牙区也会同样经历牙槽骨改建和尺寸减小。水平向和垂直向尺寸都将会明显减小。在缺牙区，拔牙窝颊侧骨壁的吸收程度要大于相应的舌侧/腭侧骨 壁(Pietrokovski & Massler 1967;Schropp et al. 2003; 综述见Van derWeijden et al. 2009)。

　　Paolantonio等(2001)提出， 在新鲜拔牙窝内植入种植体能够抵抗拔牙后牙槽嵴的改变。但动物实验(Araujo et al. 2005, 2006)和 人 体 临床试验(Botticelli et al. 2004; Chen &Buser 2009, Sanz et al. 2010)结果均表明，所谓的“即刻种植”不能阻止颊、腭/舌侧骨壁的吸收。

　　为了维持拔牙后牙槽嵴尺寸，植骨材料和骨替代材料也被用于牙槽窝内(综述见Sahlin-Platt 2011; Vignoletti et al. 2012)。 Nevins等(2006)进行了一项人体试验，结果表明 ：与不植骨的对照牙槽窝相比，上颌前牙区新鲜拔牙窝内植入无机小牛骨能够减少牙槽嵴颊侧骨板的丧失。该结果与另两项犬类动物实验结 果 相 同(Araujo et al. 2008, 2010;Araujo & Lindhe 2009)。组织学切片测量结果显示牙槽窝内植入无机小牛骨能够极大程度上保存牙槽嵴的原始尺寸。在一项研究拔牙后牙槽嵴保存的系统综述中， Vignoletti等(2012)提出，牙槽窝内植入生物材料可能减少牙槽嵴顶垂直向和水平向收缩，但关于使用哪种类型的生物材料还没有足够的科学证据给出明确指南。

　　本临床研究的目的在于评估拔牙后愈合4个月期间牙槽位点尺寸的变化，并且对比牙槽窝植入Bio-Oss®Collagen和空白对照之间的差异。

　　材料与方法

　　本试验设计和试验步骤符合赫尔辛基宣言中的伦理标准，并经过巴西Maringa州立大学人类伦理委员会审核。

　　本研究纳入28名前来巴西Maringa州立大学牙科就诊、计划行上颌牙齿拔除并行种植修复的患者。患者年龄介于21~54岁之间、无系统性疾病、不曾服用影响骨代谢的药物。每位患者贡献一个拔牙区域作为试验位点。拔牙原因包括龋齿和牙折裂。此外，有周围骨吸收(骨水平距离釉牙骨质界≥3mm)和/或急性根尖周炎的牙齿被排除。所有试验样本共含13个上颌切牙和尖牙，以及15个上颌前磨牙。

　　使用牙周膜刀和牙挺进行不翻瓣拔牙，注意不破坏颊、腭侧骨壁。使用精密剪刀小心剪除牙龈内侧壁。刮除牙槽窝内软组织。使用随机量表对实验组和对照组患者进行平衡分配。患者的随机编号置于信封中，由一名不参与研究的合作者封存、递送和打开。

　　实验组患者使用Bio-Oss® Collagen(Geistlich Pharma, Wolhusen, Switzerland)植骨材料植入新鲜的拔牙窝(图1a-c)，并使用软组织移植物覆盖。该软组织移植物约2mm厚，取自前磨牙区腭侧黏膜。使用牙龈环切刀切取软组织样本，并修剪样本使其尺寸能够覆盖牙槽窝创口。使用单纯间断缝合法固定软组织移植物(图2)。10天后拆线。对照组患者拔牙窝创口不植入任何软硬组织移植物。手术后一周使用系统性抗生素治疗(阿莫 西 林500 mg ； Amoxil® GlaxoSmithKline; Sao Paulo,Brazil)，每日三次。此外，嘱咐患者术后两周避免机械清洁牙齿，但使用0.12%氯己定液(Periogard®, Colgate Palmolive Industria e Comercio LTDA, Sao Paulo,Brazil)漱口，一日两次。

    

　　拔牙和植骨后即刻进行影像学检查，并在愈合4个月后再次检查。进行影像学检查时，患者头部使用固定器固定。使用iCAT®设备(Imaging Sciences International Inc., Hatfeld, PA, USA)进行锥束CT(CBCT)扫描，并通过iCAT®软件和计算机进行图像处理和输出。依照iCAT®断层摄影图像获取方案，使用图像获取时间为40s(容积窗尺寸为6×17cm)。体素大小0.2mm，灰度14比特，焦点0.5mm，图像探测器为非晶硅平板探测器，图像获取方式为单向361度旋转。

　　影像处理时，标记出新鲜拔牙窝(近远中向)的中心位置，获取颊腭向(CBCT)截面图像(图3)。与基骨结构相连续的的皮质骨阻射线代表了颊腭侧牙槽窝骨壁。 iCAT®设备生成的DICOM®数据转入容积图像处理软件(InVivoDental 5.0, Anatomage, San Jose, CA, USA)进行图像处理。

　　在图像中进行以下标记(图4) ：

　　1. 牙槽嵴根尖位置 ：在牙槽窝底部绘制经过根尖点的a线，并与牙槽窝影像颊、腭侧区域平分线(BIS)垂直。

　　2.牙槽嵴冠方位置：颊、腭侧牙槽嵴顶连线(BC-PC连线)

　　对以下尺寸进行测量 ：

　　3. 颊、腭侧骨壁高度：BC点和PC点到a线的垂直距离。

　　4. 用鼠标光标描绘出牙槽突(嵴)的外形 ：实验组包括植骨部分，并计算截面面积(mm²)。

　　牙槽窝愈合4个月后，按照以上拍摄和测量方法再次进行影像学检查和图像处理。

　　由一名对治疗分组不知情的口腔影像学专科医师(JS)进行测量。

　　计算两组每项测量值的均值和标准差(SD)。两组间差异使用Wilcoxon秩和检验。

　　(基线期和愈合4个月后)线性测量数据和截面测量数据的固有误差由影像专科医师(JS)对三名患者的CBCT影像进行重复(3次)测量来计算。 (1)线性测量数据的标准差为0.3mm ； (2)截面测量数据的标准差为3.0mm²。

　　使用愈合4个月后截面面积的均值(SD)来计算样本量。选择本研究最先纳入的18名患者的数据，设统计学检验效能为80%、 α=0.05，并使用BioEstat 5.3软件 (Instituto de Desenvolvimento Sustentavel Mamiraua,Tefe, Brazil)进行样本量计算。

　　结果

　　实验组共计7个上颌切牙/尖牙位点和7个上颌前磨牙位点。对照组共计6个上颌切牙/尖牙位点和8个上颌前磨牙位点。除一名患者外，其余患者拔牙后创口愈合良好。拆线时，实验组一名患者出现软组织移植物坏死，并予以清创移除。使用氯己定(Periogard®, Colgate Palmolive, Sao Paulo, Brazil)冲洗暴露的创面。 10天后其余27例患者的创口均被微炎黏膜覆盖。

　　牙槽窝愈合4个月后，全部28例患者的拔牙窝均被非炎症角化黏膜覆盖。实验组大部分但非全部患者均可观察到软组织移植物的边缘。

　　影像学图像观察

　　愈合期间，实验组和对照组患者的骨壁高度均显著降低。与基线期相比，实验组牙槽嵴截面面积的整体尺寸在愈合4个月后基本维持原状。但对照组则不然。图3和图5显示了实验组基线期和愈合4个月后的CBCT图像。

　　影像学图像测量

　　颊、腭侧骨壁(板)

　　基线期(表1)，实验组颊、腭侧骨壁高度分别为9.8±2.1mm和9.6±1.9mm。对照组相应数据为9.4±1.6mm (颊侧)和9.3±2.6mm (腭侧)。牙槽窝骨壁高度在实验组和对照组间无统计学显著性差异。

　　愈合4个月后，实验组和对照组颊侧骨壁均有显著吸收(表1)。在该时间点，实验组颊侧骨壁高度为5.6±2.6mm，对照组为5.8±2.2mm。换而言之，从基线期到愈合后4个月，颊侧骨壁高度降低分别为41%(实验组)和36%(对照组)。两个时间点间的颊侧骨壁高度变化在组内分别有统计学显著性(实验组：P=0.0004 ；对照组 ：P=0.0003)。但颊侧骨壁高度的减少量在实验组和对照组之间无明显差异。

　　从所有样本数据的测量结果看(实验组和对照组数据混合)，颊侧骨板高度在前牙区减少了4.9±3.1mm、在前磨牙区减少了3.1±3.2mm。相应的腭侧骨板高度减少量为1.6±2.0mm(前牙区)和1.3±2.4mm(前磨牙区)。

　　愈合4个月后，腭侧骨板高度为7.9±1.9mm(实验组)和7.9±2.4mm(对照组)。从基线期到愈合后4个月，腭侧骨壁高度在实验组和对照组均降低约13%。两个时间点间数据差异无统计学显著性。

　　截面面积

　　基线期，新鲜拔牙窝的牙槽突截面面积为78.5±18.7mm²(实验组)和80.8±31.8mm²(对照组)。实验组和对照组之间差异无统计学显著性。

　　愈合4个月后，相应的截面面积数据为75.6±16.4mm² (实验组)和58.3±21.2mm²(对照组)。这意味着两个时间点之间，实验组截面面积减少量为3%，而对照组则为25%。两组之间差异具有统计学显著性(P=0.0244)。

　　表2显示了4个月愈合期间截面面积增加或减少的变化量。在不植骨的对照组，仅有1例患者截面面积有所增加。而在实验组，截面面积增加的患者为4例。愈合期间实验组有6个位点、对照组有3个位点牙槽嵴尺寸减少量<10%。实验组和对照组各有1个位点牙槽嵴尺寸减少量≥20%<30%。 4个月愈合期内对照组有6个位点截面面积减少量≥30%。

　　讨论

　　本研究结果表明在不翻瓣拔牙后的愈合过程中，缺牙区硬组织尺寸将会有所减少。特别是颊侧骨板高度吸收尤其明显。腭侧骨板高度也有少量吸收。深入分析所得数据后发现，颊侧骨板的吸收在前牙区较前磨牙区明显。此外，对照组拔牙后牙槽嵴截面面积减少量明显大于实验组。

　　本研究结果与先前研究报道的数据完全吻合。比如Sanz等(2010)和Tomasi等(2010)的研究表明，颊侧牙槽嵴的根向收缩在前牙区较后牙区明显。且牙槽嵴吸收量取决于颊/腭侧骨壁的厚度。上颌切牙和尖牙处的颊侧骨板明显比前磨牙处薄。提及这个主题，必须说到Januario等(2011)的一项影像学研究，该研究报道了上颌切牙和尖牙区颊侧骨壁厚度平均仅宽0.6mm，且在约50%的位点，牙颈部(5mm)区域骨壁厚度<0.5mm。其他许多研究，如Huynh-Ba等(2010)、 Braut等(2011)和Ghassemian等(2012)也报道了相似结果，均认为上颌前牙区颊侧骨板菲薄。

　　骨壁吸收量

　　牙槽嵴吸收是牙槽窝壁内(束状骨)外表面破骨活动的结果(Araujo & Lindhe 2005)。牙槽骨壁“水平向”厚度的吸收伴随着牙槽嵴顶高度的减少。本研究中得出的牙槽嵴骨吸收量(颊侧： 3.6~4.2mm，腭侧： 1.4~1.7mm)与Nevins等(2006)的研究结果一致，但较其他报道较低吸收量的研究数据略高一些，比如Fiorellini等(2005)和Jung等(2013)的研究，以及Vignoletti等的综述(2012)。 Nevins等(2006)研究了拔牙后1~3个月上颌前牙区颊侧骨壁的尺寸变化，结果显示在此愈合期内颊侧骨壁较原始尺寸吸收约5.24mm(约30%)。不同研究报道的牙槽嵴吸收量有差异，大多是因为研究位点的选择不同(上颌-下颌，前牙区-后牙区 ；拔牙前组织丧失的程度)。在本研究和Nevins等的研究中，颊侧骨板往往是完整的。但在Fiorellini等(2005)和Jung等(2013)的研究中，颊侧骨板已经显著缺损甚至完全缺失。此外，值得注意的是，本研究中牙颈部骨板(壁)是通过CBCT图像上的皮质骨阻射线描绘而成。但众所周知，牙槽窝骨壁不仅仅包括皮质骨，还可能存在X线阻射程度比较低的骨小梁(Schroeder 1986)。这意味着在愈合4个月后，影像上观察到的牙槽窝皮质骨高度降低，但骨壁中的松质骨并未改变或部分被编织骨替代。但这些松质骨/编织骨部分并没有体现在影像学测量所得的牙槽骨吸收上。

　　本研究的观察结果证实了拔牙后在牙槽窝内即刻植入生物材料不能够预防牙槽嵴的吸收。这一结论与Barone等(2008)的临床研究所得结果不完全一致。该研究中20个拔牙位点不植骨，而另20个拔牙位点使用异种骨材料(猪骨)填入牙槽窝并使用胶原膜覆盖保护。7个月后再次翻开创口，对牙槽骨颊侧正中和腭侧正中处的垂直高度进行测量。结果显示，与植骨组(0.7和0.4mm)相比，不植骨组牙槽骨吸收量(3.6和3mm)更大。本研究结果与Barone等(2008)研究数据不同，可能是由于牙槽嵴硬组织的测量方法不同导致。 Barone等使用原位探查法对牙槽嵴进行测量，不能够区分植骨材料和原有组织(旧骨或新生骨)。但在本研究使用影像学方法(CBCT扫描)进行测量，能够区别生物材料和牙槽窝原本的皮质骨。因此，愈合4个月后，我们可以观察到植骨位点的硬组织轮廓并未见明显减小，只是在影像学上与皮质骨图像表现不同(图5)。这与先前动物实验研究所得一致(Araujo et al. 2008)。然而，在那篇论文中提及生物材料能够显著促进硬组织再生(尤其在牙槽窝的边缘位置)，因此能保持硬组织壁的原始尺寸不变。

　　牙槽嵴缩小

　　本研究中从基线期到愈合后4个月，对照组牙槽嵴截面面积减少约25%。这与Nevins等(2006)和Jung等(2013)发表的临床病例报道结果一致，表明单个牙拔除后牙槽嵴也会经历明显萎缩。然而本研究结果还揭示了，在新鲜拔牙窝内使用Bio-Oss® Collagen能够一定程度上预防牙槽嵴缩小(表2)。这一发现与临床试验(e.g., Nevins et al. 2006; Barone et al. 2008; Mardas etal. 2010; Jung et al. 2013)和犬类动物研究(Araujo et al.2008; Araujo & Lindhe 2009)数据吻合。

　　然而，也需注意的是，本研究中无论实验组还是对照组，不同拔牙窝的牙槽嵴变化量略有不同(表2)。所以，尽管进行植骨的实验组截面面积减少量较小(约3%)，但14个位点中有10个位点牙槽嵴尺寸确实有所减小(表2)。在不植骨的对照组位点，牙槽骨缩小量较实验组大。事实上，仅有1个位点牙槽嵴面积有所增加(<10%)，其余13个位点牙槽嵴面积减小，且7个位点的减少量≥20%。

　　在对照组，前牙区和双尖牙区拔牙位点愈合后牙槽嵴均有所收缩。后牙区牙槽嵴减少量为-18%。而前牙区牙槽嵴减少量为-34%，是后牙区的两倍。在实验组，如前所述，牙槽嵴减少量并不那么明显。后牙区牙槽嵴截面面积平均增加1%，而前牙区减少6%。将上述两组数据放在一起看，愈合期后牙区牙槽嵴收缩与前牙区相比并不明显。这继而说明了，相比前牙区牙槽窝而言，前磨牙区牙槽窝周围硬组织壁封闭更好(4壁骨缺损)，故能更有效的与植骨材料融合。

　　另需注意的是，本实验中牙槽嵴萎缩的数据仅能代表上颌切牙和前磨牙区。故若拔牙后牙槽窝尺寸比本研究中的大或者小都可能造成与本实验结果不同的组织吸收量，植骨后的效果也可能不同。

　　植骨位点的组织

　　本研究未对牙槽窝内新生组织成分进行分析。Lindhe等(2013)进行了一项人体研究，发现在拔牙窝内植入Bio-Oss® Collagen后6个月，植骨材料颗粒周围被富含血管的过渡组织和新生编织骨包围。上述结果与先前的人体研究(Carmagnola et al. 2003)和犬类动物研究(Araujo et al. 2008, 2010; Araujo & Lindhe 2009)结果一致 ：在创口愈合过程中， Bio-Oss®颗粒(1)与新生自体骨相融合， (2)但形态仍然完整。故使用植骨材料能够维持拔牙后硬组织量。这也许能够解释为什么虽然本研究中颊、腭侧骨壁高度有所吸收，但实验组牙槽嵴尺寸却变化很小。