YITI专栏|经典文献阅读—我们如何认识牙槽窝愈合

YITI

专栏

以下文章为“YITI专栏”第三期,由YITI成员王凤博士撰稿。

在当今牙科领域,拔牙后牙槽窝的愈合已成为牙科医生研究和讨论的一个重要主题。究其原因,主要是因为牙槽突在拔牙后会发生一系列改建,这些变化会给以修复为导向的种植带来困难和阻碍。此外,随着人们对牙科美学治疗期望值的增加,为获得长期、稳定的美学种植修复,是否能保留住足够量的牙槽嵴组织变得更加重要。因此,人们期望在拔牙创的愈合过程中能有更多的牙槽嵴骨量得以保留与形成,以获得理想的种植修复治疗效果。

牙齿作为人体组织,拔牙可以直接定义为组织摘除,可能会导致人体功能、心理、拔牙位点局部的变化。拔牙表面上来看仅仅是牙齿的缺失,事实上,拔牙后位点局部的变化会随之出现并加速硬、软组织的改变。拔牙后,机体为关闭创面同时恢复组织内稳态(tissue homeostasis)而发生局部变化的过程称为“牙槽窝愈合”。因此,本文所涉及的内容包括以下两方面:第一,牙槽窝愈合的过程;第二,讨论基于该愈合过程中,我们能得到哪些可能提升种植修复治疗效果的启示。

牙槽突

为了理解牙槽窝的愈合过程及对临床的影响,临床医生需要了解包括牙槽突在内的组织特点。

解剖要点

牙槽突(alveolar process)是指包绕在完全萌出牙齿牙根部分的骨组织,其形成与牙齿的发育和萌出相关 (图1)。牙槽突的范围:冠方是牙槽窝骨壁的边缘;根方以一条与牙根长轴垂直,经过牙槽窝底部的假想线为界。在根方分界线以上,是上下颌骨的基骨(basal bone)。

图1|CBCT成像,显示上颌侧切牙区牙槽突。牙槽突是围绕牙根的骨组织

牙槽突的形态学特征与以下几个因素有关:

(i)牙齿的大小和形态;

(ii)牙齿萌出的位点;

(iii)牙齿萌出的角度。

通常来说,牙齿会朝着基骨中心向外的位置萌出和倾斜。在一项最近的临床研究中,Januario等人对人类上颌前牙区牙槽突的形态学特征做了一些描述分析。作者纳入了250个牙周健康,年龄在17至66岁的受试者,拍摄了上颌前牙的CBCT。牙槽突厚度的测量是以颊侧牙槽嵴边缘下1mm、3mm 和5 mm三个不同位点进行。该项测量结果显示所有前牙绝大多数位点颊骨板厚度均≤1mm,其中接近50%的测量位点的厚度≤0.5mm。因此,上颌前牙区颊侧骨壁是非常菲薄的 (图2),这可能导致这一区域在拔牙后更多的骨丢失。

图2|人体头颅标本:中切牙区域的侧颊骨壁厚度十分有限

组织学要点

牙槽窝骨壁的内壁称为“固有牙槽骨” (alveolar bone proper) 或者束状骨(bundle bone)(组织学名词),其余的硬组织结构称为“牙槽骨” (alveolar bone)。束状骨是一种板层骨(lamellar bone),厚度在0.2-0.4mm,由环骨板组成;而牙槽骨也属于一类板层骨但由环骨板、间骨板和骨髓组成。在束状骨中,穿通纤维(Sharpey's fibers)穿插其中使得牙周膜(periodontal ligament)与牙槽骨相连接;同样的,在牙周膜的另一端,牙骨质和穿插其中的穿通纤维将牙周膜与牙本质相连。正如牙骨质和牙周韧带一样,束状骨属于牙齿的支持组织。在前牙区,束状骨和颊骨板常常表现出相同的厚度;因此,在这一区域,大多数菲薄的颊侧骨壁属于牙齿支持组织(图3)。

图3|颊侧骨壁位于牙槽嵴顶端(最冠方)的颊舌向切面图。颊侧骨壁主要由束状骨构成。偏振光。甲苯胺蓝染色;放大倍数x50

01

牙槽窝愈合

外形尺寸变化

人们通过运用临床、模型和影像学测量等不同方法,已经基本确认了人类拔牙后牙槽嵴发生的形态变化。在多牙拔除和全口可摘义齿修复后,牙槽嵴在垂直向和水平向均会出现明显的萎缩。在佩戴了全口义齿数年之后,患者可能会出现不同程度的牙槽嵴吸收,一些甚至表现为牙槽嵴的完全吸收。单牙拔除后,牙槽嵴表现为垂直向的有限的吸收和水平向的大量吸收。

单牙拔牙后牙槽嵴吸收规律包括:

(i)原牙槽嵴宽度吸收达到50%;

(ii)颊侧面的骨吸收量会大于其对应的舌/腭侧面;

(iii)磨牙区的拔牙位点会出现牙槽骨骨量的大量减少。

临床观测中,牙槽窝愈合过程的止点表现为拔牙创面的关闭,这需要稳固的上皮组织覆盖和/或影像学上新生骨充满牙槽窝。在不同个体中,牙槽窝愈合需要的时间可能有很大的差异。拔牙创面的关闭可能在10-20周之间,影像学上骨充满可能在拔牙后3-6个月。虽然包括与牙槽窝愈合相关的大多数外形变化发生在拔牙后前3个月内,但牙槽嵴的重建可能会持续到拔牙后1年。可以这样说,牙槽窝的愈合受多种因素影响,其中有个体间的生物学差异,牙槽窝大小和拔牙过程中的手术创伤。

组织学改变

通过人类和犬类研究,人们对拔牙后发生的一系列变化进行了描述分析。在人类研究中,仅仅能将处于愈合中的牙槽窝的边缘或中央部分的活体组织用于研究,但在动物研究(犬类模型)中,能将整个牙槽窝活体组织用以进行组织学分析。尽管犬类的骨塑建和骨重建过程比人类快3-5倍,但研究中犬和人的牙槽窝愈合在总体上表现出了组织学相似性。因此,牙槽窝的愈合过程可分成以下三段连续的、重叠的时期:

1. 炎症期(inflammatory phase);

2. 增殖期(proliferative phase);

3. 塑建/重建期 (bone modeling and remodeling phase)。

1. 炎症期

炎症期可再被细分成两部分:血凝块形成和炎症细胞迁移。牙齿被拔出后,血液随即充满牙槽窝,形成的血凝块闭塞了断裂的血管使出血停止。2至3天内,大量的炎症细胞迁移至伤口处,以在新组织开始形成之前“清理”该位点。浸润的炎症细胞、新生的毛细血管芽和未成熟的成纤维细胞混合形成了肉芽组织。当该位点细菌被清理后,肉芽组织逐渐被富含胶原纤维和细胞的暂时性结缔组织基质(connective tissue matrix)所取代,进入增殖期。

2. 增殖期

增殖期也可分为两部分:纤维组织增殖(fibroplasia)和编织骨(woven bone formation)形成,并以大量、快速的组织形成为特点。纤维组织增殖包括了暂时性基质的快速沉积。随后,一些血管和骨形成细胞穿入暂时性基质,手指样的编织骨分布在血管周围。最终,这些编织骨完全包绕住血管,形成原发性骨单位(primary osteons)。原发性骨单位有时会被平行纤维骨组织(parallel-fibered bone)加强。在拔牙后的2周即可在牙槽窝中观察到编织骨,这种组织类型并可保留数周。编织骨是一种没有承载能力的暂时性的骨类型,因此需要被成熟的骨类型所取代(板层骨和骨髓)。

3. 骨塑建和骨重建期

骨塑建和骨重建是牙槽窝愈合的第三个也是最后一个时期。骨塑建定义为骨形态和结构的改变,而骨重建定义为不伴有形态和结构变化的骨改变。简单的说,骨塑建的结果是牙槽窝骨壁的吸收导致牙槽嵴的形态改变,而骨重建指编织骨被板层骨或骨髓取代,不伴有牙槽嵴形态体积的变化。人体的骨重建可能要花费数月的时间,并存在较大的个体间差异。在一项最近的研究中,Lindhe等人从36个受试者的上颌后牙区愈合期超过16周的牙槽窝内取活组织进行检测,显示约有60%-65%的组织为成熟的骨组织即板层骨和骨髓结构。因此,从编织骨到板层骨和骨髓的完全重建需要花费数月到数年的时间。

关于牙槽窝骨壁的吸收,通过研究人类和一系列犬类的组织发现:拔牙后数周,在颊侧、腭侧牙槽窝骨壁顶端的内、外部分(束状骨)均可发现破骨细胞(图4)。骨塑建在颊、腭侧骨壁均可发生,但由于舌侧骨壁常常厚于颊侧骨壁,塑建在较薄的颊侧骨板会导致相对舌侧壁更多的垂直向骨吸收。另外,骨塑建早于骨重建发生,因此约2/3的塑建过程发生于牙槽窝愈合的前3个月。总之,牙槽窝愈合期发生的骨塑建和骨重建过程会使该无牙位点发生质变和量变,最终导致牙槽嵴形态的萎缩。

图4|拔牙后2个月的牙槽窝骨壁顶端的颊舌向切面图,骨组织表面覆盖着破骨细胞。HE染色;放大倍数x100

刺激因素

伤口的初始愈合反应受到信号分子的调控(即生长因子和细胞分子),比如血小板源生长因子(platelet-derived growth factor)、胰岛素样生长因子(insulinlike growth factors)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β)和成纤维细胞生长因子(fibroblastic growth factors)。它们以高度有序的时空顺序进行相互作用,启动了细胞的迁移、分化和增殖。这些生长因子在骨愈合的早期作为细胞分裂和血管生成信号发挥作用。生长因子一旦被激活,将通过配体-受体作用启动一系列事件,包括信号转导、基因转录、mRNA介导的蛋白质合成和翻译后的蛋白质分泌。

只有很少的文章探讨了生长因子和细胞因子在牙槽窝愈合中的作用。Fisher等人评估了兔子模型中牙槽窝愈合的生长因子表达。作者们发现:

(i)成纤维细胞生长因子-2在早期表达程度更高,之后回到更低的水平;

(ii)血管内皮生长因子表达水平在愈合期保持稳定;

(iii)血小板源生长因子-A表达水平在牙槽窝愈合的前数天内升高;(iv)转化生长因子-β1在早期的时间点中表达水平有小小的升高;

(v)骨形态发生蛋白-2在成骨细胞前体积累、增殖时被检测到。Trombelli等人研究了人的拔牙窝位点的骨塑建和骨重建,并检测了愈合期间骨形态发生蛋白-7的表达。实验结果证实了在愈合的早期和中期骨形态发生蛋白-7表达水平升高,骨塑建和骨重建更加活跃,使得暂时性基质中有编织骨沉积。总的来说,生长因子参与了多重生理活动,活动间通常互相重叠,去简单地描述它们的影响是不可能、也是不恰当的。

02

我们能学到什么?

从对拔牙后局部变化的一系列研究报告中,我们可以得到一些经验启示。愈合的牙槽窝最终会被新形成的骨充满,但同时伴有牙槽骨的萎缩。牙槽骨的萎缩在后牙区表现得更为显著,但因为美观方面的要求在前牙区显得更为重要。上颌前牙区的牙槽窝骨壁非常薄,常常仅由束状骨组成。而束状骨属于牙齿支持组织,会随着牙齿拔除而逐渐吸收。拔牙后的牙槽嵴吸收可能与多个因素有关,包括手术创伤、缺乏对牙槽骨的功能性刺激、束状骨和牙周膜的缺失以及个体的遗传。

拔牙是一种创伤性操作,在拔牙的过程中,软组织受到破坏,牙周膜的血管组织受到损伤或毁坏,牙周膜的主要纤维也被撕裂。在牙科文献中普遍认为:拔牙时为了更好暴露术区而采用的全厚瓣翻瓣,可能会造成薄骨壁的吸收。但是,不同的动物和临床研究并不能支持“不翻瓣拔牙能阻止牙槽嵴吸收”这一观点。这些研究认为,拔牙本身造成的创伤可以覆盖掉全厚瓣翻瓣造成的影响。

拔牙造成的手术创伤可以通过尽量采用微创操作得到控制。这些操作的目标在于阻止拔牙窝的扩大,而后者可能造成临近菲薄骨壁的骨折。为了达到这一目标,不建议使用牙钳对牙槽窝的颊/舌侧骨板为支点施力来使牙齿脱位。同样,因为牙根的横截面很少是圆形的,也应避免进行旋转的动作。目前有市售的微创拔牙器械,其中以牙周膜切割刀和垂直拔牙系统最为常用。牙周膜切割刀用于切断牙槽窝近中和远中面的牙周膜,这将提高和改善根挺的使用效率。垂直拔牙系统可以垂直向地拔出牙根,可以避免对牙槽窝骨壁造成任何损伤。上述的两种技术均不会对颊侧牙槽窝骨壁造成任何压力,但这些技术只适用于圆锥形或直的牙根。

如果天然牙齿由菲薄的骨壁支持,当骨壁厚度低于某一阈值时,骨开窗和骨开裂就会自然而然地出现了。而种植体周围则建议确保有约1到2mm厚的颊、舌侧骨壁,旨在维持稳定的骨高度。为什么天然牙齿可以仅有菲薄的骨壁支持而种植体似乎不能,原因尚不明确。牙齿周围束状骨和牙周膜的存在可能是一种解释。相比牙槽骨或基骨,束状骨能以更薄的形态存在,这是因为牙周膜能为之提供功能性刺激、营养和细胞来源,这些均有助于束状骨的维持。

拔牙后,牙槽嵴顶向基骨长轴方向移动。颌骨的外形似乎回到了牙槽突随牙齿萌出发育之前的形状;对骨功能性刺激的缺乏,和由个体本身基因型决定的失牙后牙槽形态变化,可能可以解释这种改变。

使用不同的骨移植材料和机械屏障,可阻止继发于骨塑建的牙槽嵴萎缩。现有的临床研究评估了不同的手术方案。这些研究的结果显示:当结合使用了牙槽骨移植材料和/或机械屏障,可以减少拔牙后的牙槽嵴萎缩。在犬类模型上已经证实了在新鲜的牙槽窝内放置骨替代物并不能抑制骨壁内骨塑建和骨重建的过程。但作者们也发现,移植材料将支持硬组织的新生,特别是在拔牙位点的骨皮质区域;且牙槽嵴的外形和大小可以得到更好的保留。研究者最终得出结论:在牙槽窝放置生物材料可以对骨塑建过程进行修饰并对颊侧骨丢失进行补偿。最近的一项随机对照试验通过影像学评估了在牙槽窝内移植无机牛骨材料后牙槽嵴大小的变化,证实了上述组织学观察结果。作者们发现,经过4月的愈合后,在骨移植的牙槽窝位点的颊侧骨壁的高度显著减小。但另一方面,骨移植区域的横截面面积较最初的尺寸大小仅减小3%,但在未骨移植的区域,相应的减小量可达25%。

图5| 拔牙前CBCT 显示唇侧菲薄的骨板

图6|拔牙同时进行牙槽窝位点保存

图7|术后6个月CBCT显示牙槽嵴的外形和大小得到了很好的保留

图8|翻瓣证实了CBCT的结果:牙槽嵴外形通过拔牙同期放置移植骨材料得到了最大程度的保存

文献已广泛证实,在新鲜拔牙窝位点即刻植入种植体不能阻止骨塑建的发生及保持牙槽嵴的原有形态。已经有不同的临床和实验性文章评估了应用硬、软组织移植物并结合即刻种植对阻止牙槽嵴吸收的作用。在这些研究中,硬组织移植物(主要是骨替代材料)被放置在种植体表面和颊侧骨壁内面之间;而软组织移植物被应用于颊侧骨壁的外表面。这些研究发现证实了组织移植结合种植体植入,可能可以阻止拔牙后的牙槽嵴改变。

总之,从目前的知识中可以得到牙槽窝愈合过程的三个基本要点。第一:上颌前牙区牙槽窝有着相对较薄的颊侧骨壁。这样的菲薄骨壁提供了牙槽突颊侧面的外形框架。第二:这些颊侧骨壁在拔牙后最终会被吸收。颊侧骨吸收后,软组织塌陷进入牙槽窝,产生该位点的牙槽嵴缺陷。第三:即刻种植和各种用于拔牙创的组织移植生物材料均不能阻止颊侧骨的吸收;但是,组织移植后的牙槽窝限制了软组织向其中塌陷,同时支持新骨的形成。因此,牙槽嵴保存可看作是人为对拔牙后颊侧骨丢失的一种补偿方式。拔牙曾被认为是一项简单的手术操作,但目前,临床医生应该对随之出现的牙槽嵴萎缩有所认识后再进行操作;考虑到针对拔除牙的远期修复或替代治疗,需要有更多的临床步骤去补偿牙槽嵴的这一变化。

原文

Araujo MG, Silva CO, Misawa M, Sukekava F. Alveolar socket healing: what can we learn? Periodontology 2000, 2015,68:122-134.

作者简介

王凤 博士

上海交通大学医学院第九人民医院口腔种植科,医学博士、副主任医师、硕士研究生导师。‪2012-2013‬ ITI奖学金获得者(美国密歇根大学牙学院牙周病科)。多年来一直从事口腔种植修复的临床、科研和教学工作。主持、参与了多项国家级、市级课题。发表或录用SCI 期刊论文40余篇,其中第一作者和通信作者论文20余篇。参编中英文论著6部,主译论著1部。目前为中华口腔医学会口腔种植专业委员会青年委员,上海口腔医学会口腔种植专业委员会常委、秘书长。

编辑:ITI中国分会行政支持张姗姗

校对:ITI中国分会宣传部温波主任

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