Abstract
目的
探究纯莫氏锥度连接种植系统种植体与基台锁结力大小及基台下沉量的影响因素。
方法
参考Bicon种植体基台连接设计，制作不同型号的种植体试件及其对应型号的基台，种植体—基台锁结锥度统一为1.5°，锁结深度分别为1.0、2.0、3.0 mm，锁结柱直径分别为2.5、3.0、3.5 mm，种植体外壁厚度分别为0.15、0.30 mm，实验机加载力分别为200、300、400 N，每组至少10枚种植体—基台试件。所有试件均采用万能实验机进行同样的加载方式（指压+指定加载力5次），分别于指压前、指压后、实验机加压5次后测量种植体—基台总高度，计算基台下沉量，最后采用万能实验机拉开种植体与基台，观察并记录其锁结力。
结果
实验加载力、锁结深度、锁结柱直径对种植体—基台锁结力及基台下沉量均有影响，种植体—基台锁结力随实验加载力、锁结深度、锁结柱直径的增加而增加（R=0.963、R=0.607、R=0.372），其中实验加载力对种植体—基台锁结力的影响最为显著。基台下沉量随着实验加载力的增加而增加（R=0.645），随锁结深度、锁结柱直径的增加而减少（R=−0.807、R=−0.280），锁结深度对基台下沉量的影响最为明显。种植体外壁厚度与种植体—基台锁结力大小的变化无明显的相关性，但种植体外壁厚度的增加会减少基台的下沉量，两者呈反比关系。
结论
通过调整纯莫氏锥度连接种植体—基台连接设计，增加锁结深度及锁结柱直径，增加基台就位时的加载力大小及加载次数，可以增加种植体—基台锁结力，减少基台松动甚至脱落等问题。同时为防止基台下沉导致后期咬合关系的改变，建议基台就位时加载次数不少于5次，同时建议使用临时修复体及早期只行初步咬合调整，在使用一段时间后再行最终修复及最终的咬合调整。
Keywords: 牙种植体, 纯莫氏锥度连接, 种植体—基台锁结力, 基台下沉
Abstract
Objective
This test aimed to investigate the factors affecting the locking force between the implant and abutment and the amount of abutment subsidence in pure Morse taper connection implant systems.
Methods
With reference to the Bicon implant abutment connection design, different types of implant specimens and their corresponding types of abutments were fabricated. The implant-abutment locking taper was uniformly 1.5°. The locking depths were 1.0, 2.0, and 3.0 mm. The diameters of the locking column were 2.5, 3.0, and 3.5 mm. The thicknesses of the outer wall of the implant were 0.15 and 0.30 mm. The loading forces of the testing machine were 200, 300, and 400 N. At least 10 specimens of each group of implant-abutment were used. All specimens were loaded in the same manner using a universal testing machine (finger pressure + specified loading force, five times). The total height of the implant-abutment was measured before finger pressure, after finger pressure, and after the testing machine was loaded for five times to calculate the amount of sinking of the abutment. Finally, the implant and abutment were pulled apart using the universal testing machine, and the subluxation force was observed and recorded.
Results
The test loading force, locking depth, and locking post diameter had an effect on the implant-abutment locking force and abutment subsidence. The implant-abutment locking force increased with the increase in the test loading force, locking depth, and locking post diameter (R=0.963, 0.607, and 0.372, respectively), with the test loading force having the most significant effect. Abutment subsidence increased with the increase in test loading force (R=0.645) and decreased with the increase in locking depth and locking post diameter (R=−0.807 and −0.280, respectively), with locking depth having the most significant effect on abutment subsidence. No significant correlation was found between the thickness of the outer wall of the implant and the change in the magnitude of the implant-abutment locking force. However, an increase in the thickness of the outer wall of the implant decreased the amount of abutment subsidence, which was inversely correlated.
Conclusion
The locking force of the implant-abutment can be increased by adjusting the design of the pure Morse taper connection implant-abutment connection, increasing the locking depth and locking post diameter, and increasing the amount and number of times the abutment is loaded during seating. Problems, such as loosening or detachment of the abutment, can be reduced. The recommended abutment to be loaded should be no less than five times during seating to prevent the abutment from sinking and causing changes in the occlusal relationship in the later stages. Preliminary occlusal adjustments should only be conducted in the early stages of the use of temporary restorations, and final restorations and occlusal adjustments are recommended to be performed after using the abutment for a period of time.
Keywords: dental implants, pure Morse taper connection, implant-abutment locking force, abutment subsidence
种植修复是一种安全有效的治疗方法，已广泛用于解决部分或全部的上下颌牙齿缺失问题。目前已有大量研究[1]–[2]证实，种植体在长期内也显示出很高的存活率。随着种植技术的不断深入研究，种植体与基台的连接方式对种植的长期影响也受到了越来越多医师和学者的关注。种植体与基台的连接可分为外连接和内连接两类；外连接指种植体上端平面向外突出1~2 mm，与基台下端平面相应内凹部分连接；内连接则指种植体上端平面向内凹入与基台下端平面外突部分连接。其中内连接种植体临床更为常见，内连接包括内六角、内八角、齿合状和圆锥状连接等，圆锥状连接又可称为莫氏锥度连接[3]。莫氏锥度连接相比其他连接方式具有稳定性更高[4]–[5]、连接面密合性更佳[6]、牙槽骨吸收较少[7]等特点，且多方面性能较优越，因此逐渐引起临床重视。
常见的具有莫氏锥度连接结构的种植体系统有Bicon（1.5°）、Ankylos（5.7°）、ITI（6°~8°）和Astra Tech（11°）等，其中Bicon种植系统为常见的纯莫氏锥度连接，无螺丝辅助固位[8]。目前纯莫氏锥度连接种植体主要应用在后牙区，其原因是后牙区
力方向与种植体—基台固位方向一致，基台很少脱落。而对于前牙区，尤其是上前牙区，修复体的受力是以剪切力为主，当受到的力过大时其基台就容易出现旋转或基台松动脱位等问题。并且纯莫氏锥度连接的基台受到外力后会产生楔效应，基台会产生一定的下沉配合，导致后期修复体咬合的改变，咬合降低。本团队在临床上使用纯莫氏锥度连接的种植系统近十余年的时间里，观察发现纯莫氏锥度连接种植体在后牙区存在基台下沉的问题，许多患者在后期的随访复查时检查发现咬合偏低，患者自觉牙齿无咬合接触，咀嚼无力及食物嵌塞等问题。对于纯莫氏锥度连接种植体在前牙区（尤其是上前牙区）的应用，观察发现相对于后牙区，前牙区上部修复结构更容易出现松动甚至脱落等问题[9]。
目前关于纯莫氏锥度连接种植体的研究较少，而关于纯莫氏锥度连接种植体与基台固位力及基台下沉量的研究则更为罕见，因此本文旨在探究实验加载力、锁结深度、锁结柱直径、种植体外壁厚度对纯莫氏锥度连接种植系统基台与种植体锁结力大小及基台下沉量的影响，以期为临床口腔种植修复提供一定的建议。
1. 材料和方法
1.1. 试件制备
参考Bicon种植体的连接方式设计图纸，采用BO205-Ⅲ型精密自动车床（TSUGAMI公司，日本）使用TA4G材料制作120枚不同锁结柱直径、锁结深度、种植体外壁厚度的种植体试件及其相对应型号的基台，共分为12种类型，每种试件各10枚，试件的具体数据见表1，种植体—基台试件外形设计见图1。所有种植体试件及其基台采取统一的方式进行清洗、抛光、精度检测（精度要求：±0.2 mm），符合标准者纳入实验。种植体试件及基台试件直径均为5.00 mm，锁结锥度统一为1.5°，种植体试件总高度为8.50 mm，基台试件总高度为15.00 mm。
表 1. 种植体及其对应基台试件的分组情况.
Tab 1 Grouping of implant and its corresponding abutment specimens
| 锁结柱直径/mm | 外壁厚0.15 mm |
外壁厚0.30 mm |
合计 | ||||
| 锁结深度/mm |
锁结深度/mm |
||||||
| 1.0 | 2.0 | 3.0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | ||
| 2.5 | 10 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 30 |
| 3.0 | 10 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 30 |
| 3.5 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 60 |
|
| |||||||
| 合计 | 30 | 30 | 30 | 10 | 10 | 10 | 120 |
n
图 1. 种植体—基台试件外形设计.
Fig 1 Implant-abutment specimen profile
A：种植体正面图；B：种植体剖面图；C：基台正面图；D：种植体—基台正面图。
1.2. 实验仪器
XBD4504型微机控制电子万能实验机（上海馨标检测仪器有限公司），magnescale高度计（SONY公司，日本）等。
1.3. 实验方法
1.3.1. 组装种植体—基台
将基台无压力地安放在其相对应的种植体上，使用magnescale高度计测量种植体—基台总高度，所得高度为初始高度H0（图2A、B）。
图 2. 实验流程.
Fig 2 Test procedure
A、B：测量种植体—基台高度；C：用手指的力量按压种植体—基台；D~F：采用万能实验机对种植体—基台施加指定力；G~I：采用万能实验机将种植体—基台分离。
1.3.2. 种植体—基台不同加载情况下的数据测量
120枚种植体—基台分为12种类型，每组试件各10枚，所有试件均先测量施力后的试件高度，再测量拉伸后的锁结力。
采用“指压1次+指定加载力施加5次”的施力方式，首先用手指的力量模拟临床操作，按压种植体—基台使其锁结在一起（图2C），按压完成后测量其高度，所得高度为指压后高度H1，该过程由同一人员完成；然后采用电子万能实验机的压缩模式，先对种植体—基台施加第一个指定加载力（200 N）的压力，加力速度为10 N/s，位移速度为2.0 mm/min，保持时间0.2 s，加压完成后根据Test Fast软件记录其加载力峰值（图2D~F），5次加压完成后，测量种植体—基台高度，所得高度为机压后高度H2。施力完成后再采用万能实验机的拉伸模式将种植体和基台分别固定在上下夹持臂上，位移速度为2.0 mm/min，缓慢拉开种植体和基台，直到种植体和基台完全分离后停止，根据Test Fast软件将实验力峰值记为种植体—基台锁结力（图2G~I）。之后采用电子万能实验机的压缩模式，将加载力设定为300、400 N，重复上述步骤。
1.3.3. 测定种植体—基台锁结力的变化幅度
为了解实验加载力、锁结深度、锁结柱直径对种植体—基台锁结力的影响程度，计算各组锁结力的变化幅度，锁结力变化幅度=（最大锁结力−最小锁结力）/最大锁结力×100%。
1.3.4. 计算基台下沉量及其变化幅度
根据施力前后试件的高度变化测量基台下沉量及变化幅度，基台下沉量分为指压下沉量S1、机压下沉量S2、总下沉量S0。指压下沉量：手指按压基台后其下沉量，S1=H0−H1；机压下沉量：指定加载力施加5次后基台下沉量，S2=H1−H2；总下沉量：手指按压+指定加载力施加5次后基台下沉量，S0=H0−H2=S1+S2。同时为了解实验加载力、锁结深度、锁结柱直径对基台下沉量的影响程度，计算各组基台下沉量的变化幅度，下沉量变化幅度=（最大下沉量−最小下沉量）/最大下沉量×100%。
1.4. 统计分析
采用SPSS 26.0统计软件对数据进行分析，对各样本加压方式、种植体—基台锁结力和基台下沉量结果进行正态分布检验及方差齐性分析，显著性水准α定为0.05。若样本均数服从正态分布且组间方差齐性，则使用多样本均数比较的单因素方差分析及Tukey's Honestly Significant Difference（Tukey HSD）检验进行组间差异的显著性比较，显著性水准α定为0.05。采用配对t检验进行组内差异性比较，显著性水准α定为0.05。最后采用Pearson相关系数分析实验加载力、锁结深度、锁结柱直径与种植体—基台锁结力及基台下沉量的相关性，R>0表示正相关、R<0表示负相关。
2. 结果
2.1. 种植体—基台的锁结力及基台下沉量
研究综合分析发现：不同的实验加载力、锁结深度、锁结柱直径及种植体外壁厚度对种植体基台锁结力大小及基台下沉量均有影响，种植体基台锁结力大小及基台下沉量发生一定程度的改变。整个实验中，种植体—基台锁结力大小范围为164.55~406.15 N，平均锁结力为271.11 N；基台总下沉量范围为0.20~0.47 mm，平均总下沉量为0.32 mm，其中指压下沉量范围为0.06~0.15 mm，平均指压下沉量为0.10 mm。
2.2. 实验加载力、锁结深度、锁结柱直径对种植体—基台的锁结力的影响
在不同的加载力组中，所有型号的种植体—基台锁结力的差异均有统计学意义（P<0.05），且锁结力随加载力的增加而增加（R=0.963），见表2。
表 2. 不同加载力下种植体—基台的锁结力及其变化幅度.
Tab 2 Implant-abutment locking forces and their magnitude of change under different loading forces
| 锁结柱直径/mm | 锁结深度/mm | 锁结力/N |
P值 | 锁结力变化幅度/% | 相关系数R | ||
| 加载200 N | 加载300 N | 加载400 N | |||||
| 2.5 | 1.0 | 182.15±10.60* | 220.67±10.14* | 312.45±21.72* | 0.000 | 41.70 | 0.941 |
| 2.0 | 190.14±14.16* | 286.44±16.81* | 343.94±23.33* | 0.000 | 44.72 | 0.954 | |
| 3.0 | 187.50±14.42* | 295.10±12.68* | 353.96±14.71* | 0.000 | 47.03 | 0.968 | |
| 3.0 | 1.0 | 164.55±15.25* | 247.06±30.59* | 316.00±14.74* | 0.000 | 47.93 | 0.949 |
| 2.0 | 192.60±9.87* | 289.30±20.84* | 367.80±27.22* | 0.000 | 47.63 | 0.963 | |
| 3.0 | 189.75±18.99* | 262.60±34.84* | 380.22±9.20* | 0.000 | 50.10 | 0.953 | |
| 3.5 | 1.0 | 186.06±11.94* | 252.00±15.77* | 316.00±14.74* | 0.000 | 41.12 | 0.969 |
| 2.0 | 199.28±17.15* | 289.17±19.00* | 367.80±27.22* | 0.000 | 45.82 | 0.977 | |
| 3.0 | 206.30±10.70* | 315.05±7.20* | 406.15±14.84* | 0.000 | 49.21 | 0.990 | |
注：P<0.05，差异有统计学意义；*表示该值与组内另外两个数值比较差异均具有统计学意义，a<0.05。
在不同的锁结深度组中，除加载力为200 N、锁结柱直径为2.5 mm组外，其余组种植体—基台锁结力的差异均有统计学意义（P<0.05），且锁结力随着锁结深度的增加而增加（R=0.607），见表3。
表 3. 不同锁结深度下种植体—基台的锁结力及其变化幅度.
Tab 3 Implant-abutment locking force and its magnitude of change at different locking depths
| 实验机加载力/N | 锁结柱直径/mm | 锁结力/N |
P值 | 锁结力变化幅度/% | 相关系数R | ||
| 锁结深1.0 mm | 锁结深2.0 mm | 锁结深3.0 mm | |||||
| 200 | 2.5 | 182.15±10.60 | 190.14±14.16 | 187.50±14.42 | 0.398 | 4.20 | 0.169 |
| 3.0 | 164.55±15.25* | 192.60±9.87* | 189.75±18.99* | 0.000 | 14.56 | 0.538 | |
| 3.5 | 186.06±11.94* | 199.28±17.15 | 206.30±10.70 | 0.008 | 9.81 | 0.538 | |
| 300 | 2.5 | 220.67±10.14* | 286.44±16.81 | 295.10±12.68 | 0.000 | 25.22 | 0.853 |
| 3.0 | 247.06±30.59* | 289.30±20.84 | 262.60±34.84 | 0.011 | 14.60 | 0.193 | |
| 3.5 | 252.00±15.77* | 289.17±19.00* | 315.05±7.20* | 0.000 | 20.65 | 0.874 | |
| 400 | 2.5 | 312.45±21.72* | 343.94±23.33 | 353.96±14.71 | 0.000 | 11.73 | 0.649 |
| 3.0 | 316.00±14.74* | 367.80±27.22 | 380.22±9.20 | 0.000 | 16.89 | 0.795 | |
| 3.5 | 316.00±14.74* | 367.80±27.22* | 406.15±14.84* | 0.000 | 22.20 | 0.854 | |
注：P<0.05，差异有统计学意义；*表示该值与组内另外两个数值比较差异均具有统计学意义，a<0.05。
在不同锁结柱直径组中，除锁结深度1.0 mm、加载力400 N组及锁结深度2.0 mm、加载力200 N/300 N组外，其余组种植体—基台锁结力大小的差异均具有统计学意义（P<0.05），且随着锁结柱直径的增加锁结力有小范围的增加（R=0.372），见表4。
表 4. 不同锁结柱直径下种植体—基台锁结力及其变化幅度.
Tab 4 Implant-abutment locking force and its variation with different locking post diameters
| 锁结深度/mm | 实验机加载力/N | 锁结力/N |
P值 | 锁结力变化幅度/% | 相关系数R | ||
| 锁结柱直径2.5 mm | 锁结柱直径3.0 mm | 锁结柱直径3.5 mm | |||||
| 1.0 | 200 | 182.15±10.60 | 164.55±15.25* | 186.06±11.94 | 0.002 | 11.56 | 0.104 |
| 300 | 220.67±10.14* | 247.06±30.59 | 252.00±15.77 | 0.005 | 12.43 | 0.533 | |
| 400 | 312.45±21.72 | 316.00±14.74 | 316.00±14.74 | 0.871 | 1.13 | 0.087 | |
| 2.0 | 200 | 190.14±14.16 | 192.60±9.87 | 199.28±17.15 | 0.337 | 4.59 | 0.269 |
| 300 | 286.44±16.81 | 289.30±20.84 | 289.17±19.00 | 0.930 | 0.99 | 0.062 | |
| 400 | 343.94±23.33* | 367.80±27.22 | 367.80±27.22 | 0.000 | 6.49 | 0.698 | |
| 3.0 | 200 | 187.50±14.42 | 189.75±18.99 | 206.30±10.70* | 0.019 | 9.11 | 0.463 |
| 300 | 295.10±12.68 | 262.60±34.84* | 315.05±7.20 | 0.000 | 16.65 | 0.272 | |
| 400 | 353.96±14.71* | 380.22±9.20* | 406.15±14.84* | 0.000 | 12.85 | 0.862 | |
注：P<0.05，差异有统计学意义；*表示该值与组内另外两个数值比较差异均具有统计学意义，a<0.05。
实验加载力、锁结深度、锁结柱直径与种植体—基台锁结力的关系见图3。
图 3. 实验加载力、锁结深度、锁结柱直径与种植体—基台锁结力的关系图.
Fig 3 Relationship between test loading force, locking depth and locking post diameter on implant-abutment locking force
根据各组种植体—基台锁结力变化幅度的结果分析发现，随着实验加载力的逐渐增加，种植体—基台锁结力增加幅度平均为46.14%；随着锁结深度的逐渐增加，种植体—基台锁结力的增加幅度平均为15.54%；随着锁结柱直径的逐渐增加，种植体—基台锁结力的增加幅度平均为8.42%；与锁结深度、锁结柱直径相比，种植体—基台的锁结力受实验加载力的影响更大。
2.3. 实验加载力、锁结深度、锁结柱直径对基台下沉量的影响
在不同的加载力中，除锁结柱直径为3.0 mm、锁结深度为3.0 mm组外，其余组基台下沉量的差异均有统计学意义（P<0.05），且下沉量随加载力的增加而增加（R=0.645），见表5。
表 5. 不同实验加载力下基台下沉量及其变化幅度.
Tab 5 Abutment subsidence and its magnitude of change under different test loading forces
| 锁结柱直径/mm | 锁结深度/mm | 基台下沉量/mm |
P值 | 下沉量变化幅度/% | 相关系数R | ||
| 加载200 N | 加载300 N | 加载400 N | |||||
| 2.5 | 1.0 | 0.36±0.04 | 0.38±0.05 | 0.47±0.02* | 0.000 | 23.40 | 0.757 |
| 2.0 | 0.31±0.03* | 0.33±0.02* | 0.41±0.02* | 0.000 | 24.39 | 0.857 | |
| 3.0 | 0.22±0.02* | 0.24±0.01* | 0.30±0.02* | 0.000 | 26.67 | 0.872 | |
| 3.0 | 1.0 | 0.36±0.04 | 0.38±0.06 | 0.42±0.02* | 0.015 | 19.05 | 0.505 |
| 2.0 | 0.32±0.03 | 0.31±0.02 | 0.37±0.02* | 0.000 | 13.51 | 0.611 | |
| 3.0 | 0.24±0.02 | 0.29±0.11 | 0.30±0.02 | 0.181 | 20.00 | 0.041 | |
| 3.5 | 1.0 | 0.33±0.03* | 0.38±0.05* | 0.43±0.05* | 0.000 | 23.26 | 0.724 |
| 2.0 | 0.26±0.04* | 0.29±0.02* | 0.34±0.03* | 0.000 | 14.71 | 0.738 | |
| 3.0 | 0.20±0.03* | 0.27±0.05 | 0.30±0.04 | 0.000 | 33.33 | 0.701 | |
注：P<0.05，差异有统计学意义；*表示该值与组内另外两个数值比较差异均具有统计学意义，a<0.05。
在不同锁结深度组中，所有种植体—基台型号基台下沉量的差异均有统计学意义（P<0.05），且随着锁结深度的增加，基台下沉量不断减少（R=−0.807），见表6。
表 6. 不同锁结深度下基台下沉量及其变化幅度.
Tab 6 Abutment subsidence and its magnitude at different locking depths
| 实验机加载力/N | 锁结柱直径/mm | 基台下沉量/mm |
P值 | 下沉量变化幅度/% | 相关系数R | ||
| 锁结深1.0 mm | 锁结深2.0 mm | 锁结深3.0 mm | |||||
| 200 | 2.5 | 0.36±0.04* | 0.31±0.03* | 0.22±0.02* | 0.000 | 38.89 | −0.871 |
| 3.0 | 0.36±0.04* | 0.32±0.03* | 0.24±0.02* | 0.000 | 33.33 | −0.406 | |
| 3.5 | 0.33±0.03* | 0.26±0.04* | 0.20±0.03* | 0.000 | 39.39 | −0.856 | |
| 300 | 2.5 | 0.38±0.05* | 0.33±0.02* | 0.24±0.01* | 0.000 | 36.84 | −0.864 |
| 3.0 | 0.38±0.06* | 0.31±0.02 | 0.29±0.11 | 0.029 | 23.68 | −0.845 | |
| 3.5 | 0.38±0.05* | 0.29±0.02 | 0.27±0.05 | 0.000 | 28.95 | −0.742 | |
| 400 | 2.5 | 0.47±0.02* | 0.41±0.02* | 0.30±0.02* | 0.000 | 36.17 | −0.963 |
| 3.0 | 0.42±0.02* | 0.37±0.02* | 0.30±0.02* | 0.000 | 28.57 | −0.928 | |
| 3.5 | 0.43±0.05* | 0.34±0.03* | 0.30±0.04* | 0.000 | 30.23 | −0.787 | |
注：P<0.05，差异有统计学意义；*表示该值与组内另外2个数值比较差异均具有统计学意义，a<0.05。
在不同锁结柱直径组中，除锁结深度1.0 mm、加载力200 N/300 N组及锁结深度3.0 mm、加载力300 N/400 N组外，其余组基台下沉量的差异均具有统计学意义（P<0.05），且随着锁结柱直径的增加基台下沉量有减少的趋势（R=−0.280），见表7。
表 7. 不同锁结柱直径下基台下沉量及其变化幅度.
Tab 7 Abutment subsidence and its magnitude of change for different locking column diameters
| 锁结深度/mm | 实验机加载力/N | 基台下沉量/mm |
P值 | 下沉量变化幅度/% | 相关系数R | ||
| 锁结柱直径2.5 mm | 锁结柱直径3.0 mm | 锁结柱直径3.5 mm | |||||
| 1.0 | 200 | 0.36±0.04 | 0.36±0.04 | 0.33±0.03 | 0.115 | 8.33 | −0.294 |
| 300 | 0.38±0.05 | 0.38±0.06 | 0.38±0.05 | 0.974 | 0.00 | −0.042 | |
| 400 | 0.47±0.02* | 0.42±0.02 | 0.43±0.05 | 0.004 | 10.64 | −0.421 | |
| 2.0 | 200 | 0.31±0.03 | 0.32±0.03 | 0.26±0.04* | 0.003 | 18.75 | −0.474 |
| 300 | 0.33±0.02* | 0.31±0.02 | 0.29±0.02 | 0.001 | 12.12 | −0.616 | |
| 400 | 0.41±0.02* | 0.37±0.02* | 0.34±0.03* | 0.000 | 17.07 | −0.777 | |
| 3.0 | 200 | 0.22±0.02 | 0.24±0.02 | 0.20±0.03* | 0.004 | 16.67 | −0.145 |
| 300 | 0.24±0.01 | 0.29±0.11 | 0.27±0.05 | 0.382 | 17.24 | 0.291 | |
| 400 | 0.30±0.02 | 0.30±0.02 | 0.30±0.04 | 0.747 | 0.00 | −0.043 | |
注：P<0.05，差异有统计学意义；*表示该值与组内另外两个数值比较差异均具有统计学意义，a<0.05。
实验加载力、锁结深度、锁结柱直径与基台下沉量的关系见图4。
图 4. 实验加载力、锁结深度、锁结柱直径与基台下沉量的关系图.
Fig 4 Relationship between test loading force, locking depth and locking post diameter on abutment subsidence
根据各组基台下沉量变化幅度结果分析发现，随着实验加载力的逐渐增加，基台下沉量增加幅度平均为22.04%；随着锁结深度的逐渐增加，基台下沉量减少幅度平均为32.89%；随着锁结柱直径的逐渐增加，基台下沉量减少幅度平均为11.20%；由此可见，基台的下沉量受锁结深度的影响更大，受实验加载力的影响次之，受锁结柱直径的影响最小。
2.4. 种植体外壁厚度对种植体—基台锁结力及基台下沉量的影响
在同一加载力及锁结深度下，种植体外壁厚0.15 mm和0.30 mm间，种植体—基台锁结力的差异不是每组均具有统计学意义，只有加载力为300 N、锁结深度为1.0、3.0 mm组和加载力为400 N、锁结深度为1.0、2.0、3.0 mm组中，这2种植体外壁厚度间锁结力的差异具有统计学意义，但这2种厚度对种植体—基台锁结力的影响无明显的线性关系，见表8、图5A。
表 8. 不同种植体外壁厚度下种植体—基台锁结力及基台下沉量.
Tab 8 Implant-abutment locking force and abutment subsidence at different implant wall thicknesses
| 实验机加载力/N | 锁结深度/mm | 锁结力/N |
P值 | 基台下沉量/mm |
P值 | ||
| 外壁厚0.15 mm | 外壁厚0.30 mm | 外壁厚0.15 mm | 外壁厚0.30 mm | ||||
| 200 | 1.0 | 182.60±17.00 | 189.50±12.61 | 0.316 | 0.33±0.03 | 0.24±0.03 | 0.000 |
| 2.0 | 199.28±17.15 | 207.85±14.65 | 0.245 | 0.26±0.04 | 0.19±0.03 | 0.000 | |
| 3.0 | 206.30±10.70 | 210.35±20.16 | 0.582 | 0.20±0.03 | 0.18±0.05 | 0.045 | |
| 300 | 1.0 | 252.00±15.77 | 271.85±12.87 | 0.006 | 0.38±0.05 | 0.28±0.04 | 0.000 |
| 2.0 | 289.17±19.00 | 280.40±8.63 | 0.201 | 0.29±0.02 | 0.25±0.03 | 0.001 | |
| 3.0 | 315.05±7.20 | 293.05±23.52 | 0.011 | 0.27±0.05 | 0.20±0.04 | 0.002 | |
| 400 | 1.0 | 316.00±14.74 | 345.04±18.95 | 0.001 | 0.43±0.05 | 0.30±0.05 | 0.000 |
| 2.0 | 396.35±17.73 | 369.85±21.16 | 0.007 | 0.34±0.03 | 0.30±0.04 | 0.019 | |
| 3.0 | 406.15±14.85 | 383.60±24.19 | 0.022 | 0.30±0.04 | 0.23±0.03 | 0.002 | |
图 5. 种植体外壁厚度与种植体—基台锁结力及基台下沉量的关系图.
Fig 5 Relationship between the thickness of the outer wall of the implant on the implant-abutment locking force and the amount of abutment subsidence
A：种植体—基台锁结力；B：基台下沉量。
但在同一加载力及锁结深度下，种植体外壁厚0.15 mm和0.30 mm间基台下沉量的差异均具有统计学意义（P<0.05），种植体外壁厚度的增加会一定程度地减少基台的下沉量，见表8、图5B。
3. 讨论
纯莫氏锥度连接种植系统，无螺丝辅助固位，完全依靠种植体—基台紧密连接所产生摩擦力固位。临床修复过程中，种植体与基台通过敲击就位，基台受到外力后产生楔效应，可使种植体—基台界面达到冷焊接的效果，研究[10]–[13]表明，其种植体—基台界面最冠方的微间隙不到0.5 µm。且种植体—基台连接具有稳定性高、微动小等特征，基台为柱状实心结构，机械强度高，因而很少出现机械并发症及生物学并发症，种植体长期存留率及边缘骨稳定性高。Ribeiro等[14]对锥度连接种植体进行了一项系统回顾和Mate分析发现，种植体5年后的生存率为99%，成功率为97%，其中生物学并发症和机械并发症分别为2.6%和2.9%。纯莫氏锥度连接种植系统在临床上有其独特的优势，但目前关于纯莫氏锥度连接种植体的研究较少，本实验依据团队在临床上使用纯莫氏锥度连接的种植系统近十余年的观察中发现的问题，设立实验研究，探究纯莫氏锥度连接种植系统基台与种植体锁结力大小及基台下沉量的影响因素，旨在进一步了解纯莫氏锥度连接种植体特点，以期为临床口腔种植修复提供一定的建议及参考依据。
有研究[15]–[16]表明，正常人的力为220~670 N，其中第一磨牙>第二磨牙>第二前磨牙>第一前磨牙>尖牙>中切牙>侧切牙。Ferrario等[17]研究发现，健康年轻人的单牙咬合力为98.33~306.07 N，其中侧切牙咬合力最小，第一磨牙咬合力最大，男性咬合力大于女性。Shoji等[18]研究发现，健康成人的咬合力范围为86.40~1 758.60 N；平均咬合力为（798.33±492.16）N。本研究在分析不同加载力对纯莫氏锥度连接种植系统基台与种植体锁结力大小及基台下沉量的影响时，依据人体牙齿咀嚼时咬合力的大小，分别采取200、300、400 N的加载力。此外咀嚼食物时，下颌运动有其一定的程序和重复性，此种程序和重复性称为咀嚼周期。一个咀嚼周期所需时间平均为0.875 s，其中，咬合接触时间平均为0.2 s，因此本研究设置实验机加载力保持时间为0.2 s。
对于加载力加载次数的确定，本研究在此之前做了实验力加载次数对种植体—基台锁结力及基台下沉量影响的预实验，采取200 N的加载力，对种植体—基台分别加载1、3、5、7次，结果发现，加载5次以上组种植体—基台锁结力及基台下沉量趋于稳定，锁结力大小为208.50 N，基台下沉量为0.38 mm。Moon等[19]在对纯莫氏锥度连接种植系统基台下沉量的研究中发现，纯莫氏锥度连接种植体系统的基台下沉量明显随着负荷的增加而增加，并且当200 N的载荷施加5次之后，基台下沉量明显趋于稳定，最终为（0.45±0.09）mm，与预实验结果相似。因此本实验为保证基台下沉量趋于稳定，统一设定实验机加载次数为5次。
本实验研究发现，实验加载力、锁结深度、锁结柱直径对种植体—基台锁结力及基台下沉量均有影响。种植体—基台锁结力范围为164.55~406.15 N，平均锁结力为271.11 N。Stenio Cardoso等[20]对Bicon种植体施加21 N的加载力4次，发现其锁结力为208 N，结果与本研究不同。而本研究发现基台总下沉量范围0.20~0.47 mm，平均总下沉量为0.32 mm，与Moon等[19]研究结果相近。种植体—基台锁结力随实验加载力、锁结深度、锁结柱直径增加而增加，与锁结深度、锁结柱直径相比，种植体与基台的锁结力受实验加载力的影响更大。基台下沉量随着实验加载力的增加而增加，随着锁结深度、锁结柱直径的增加而减少，并且基台的下沉量受锁结深度的影响更大，受实验加载力的影响次之，受锁结柱直径的影响最小。笔者认为其主要原因是随着加载力的增加，基台受到外力后产生的楔效应越明显，基台下沉量也随之增大，种植体—基台连接部分接触越紧密，压力越大，因此锁结力也随之增加。而锁结深度、锁结柱直径的增加，使种植体—基台连接部分的接触面积增加，导致其摩擦力增加，种植体—基台锁结力增加。同时研究发现，随着锁结深度、锁结柱直径的增加，锁结力越来越接近其加载力甚至超过加载力。相反，因为种植体—基台连接部分的接触面积增加，基台受到外力下沉时其阻力增加，因此基台下沉量随之减少。基台下沉量受锁结深度的影响比受锁结柱直径的影响大，其原因首先可能是锁结深度增加幅度为1 mm，而锁结柱直径增加幅度仅为0.5 mm，两者增量不同；其次基台下沉时的阻力变化，受种植体—基台连接部分接触面积的垂直向增量（锁结深度的增加）的影响大于水平向增量（锁结柱直径的增加）的影响。
在种植体外壁厚度对种植体—基台锁结力及基台下沉量的影响研究中发现，不同的种植体外壁厚度，与种植体—基台锁结力大小的变化并无明显的相关性，但种植体外壁厚度的增加会减少基台的下沉量，两者有明显的反比关系。其原因可能是随着种植体外壁厚度的增加，种植体外壁强度增加，基台受到外力时的形变量减少，进一步导致基台下沉量的减少，而基台形变量的变化与种植体—基台锁结力的变化则无明显关联。
因此，为增加种植体—基台的锁结力，减少纯莫氏锥度连接的种植系统基台松动甚至脱落等问题，可以通过调整种植体—基台连接设计，增加锁结深度及锁结柱直径，增加基台就位时的加载力及加载次数，建议加载次数不少于5次。同时为防止咀嚼运动导致的基台下沉引起咬合关系的改变，可通过以下方式进行调整，第一，建议加工厂在制作修复体时应保证基台锁结到位；第二，临床上，修复体初戴时医生可进行一定程度的咬合调整，但最终的咬合调整建议在患者咀嚼一段时间后进行；第三，采取临时冠修复，患者使用一段时间后，再进行基台水平印模制作最终修复体进行最终修复，嘱咐患者定期随访，检查并调整异常咬合。
同时研究结果发现，实验加载力、锁结深度、锁结柱直径、种植体外壁厚度对纯莫氏锥度连接种植系统基台与种植体锁结力大小及基台下沉量的影响并不是所有分组差异均具有统计学意义，甚至同一影响因素下每组间的变化趋势也有不同。本团队认为其原因可能与实验样本数目偏小，实验存在一定的误差，以及该因素与种植体锁结力大小及基台下沉量影响程度有关，影响程度越小，其变化量越小，实验误差对实验数据的影响相对就越大，从而导致实验数据出现偏差。
本实验研究的不足之处：第一，体外模拟实验，不能完全表示口内修复体的受力情况，且加载力仅为垂直的加载；第二，种植体—基台的锁结力及基台下沉量的影响因素众多，实验仅考虑实验加载力、锁结深度、锁结柱直径、种植体外壁厚度等4种，相对局限；第三，样本数量较少，存在一定的实验误差。
Footnotes
利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。
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