正畸工具-微螺钉种植体（种植支抗）

小猪丹

作为正畸的骨性支抗，微螺钉种植体在文献中一般称为mini-implants（或 miniscrews）。它比传统的牙种植体要小，并且只是在正畸治疗过程中起到临时作用，但其却在现代正畸的临床操作过程中有着不可替代的作用。
从2004年以后，微型种植体“mini-implant”的意义包括： 腭部种植体，微型螺纹钉microscrews， Intraoral extradental anchorage systems，临时种植系统temporary anchoragedevices ，以及其他作为临时支抗种植在骨内的小型种植体。
作为前缀，mini－以及micro－implant指的是同一种类型的种植体支抗，国内普遍翻译为“微型种植体支抗”。在希腊语中认为micro是指直径极微小以至需要在显微镜下观察，所以有学者提出使用miniscrow implant 来替代mini-implants, microimplants, miniscrews, and microscrews。笔者认为，用“微螺纹钉种植体”可以更为恰当。
1．微螺钉种植体的起源与发展
早在1945年，Gainsforth 和Higle 等[5]在实验狗上使用活合金（钴铬钼合金）螺钉内收尖牙实验，最早探索了以种植体作为支抗进行正畸治疗的可能，从而开创了种植体支抗的先河。此后，Brgnemark及其同事通过大量的动物实验和临床应用研究，发现钛合金钉可以和骨组织直接结合，而不引起排斥反应。他们证实该钛合金种植体表面和活性骨组织之间在结构和功能上能够达到直接结合，并就此提出了“骨整合”的概念。1965年以来，钛合金种植体应用于固定和活动义齿修复的长期随访研究获得了成功，这为种植钉支抗的临床使用提供了理论基础。最早有文献记录的临床应用种植钉是在1983年，Creekmore 等将钛合金钉植入患者鼻前棘治疗深覆颌，但使用微型螺纹钉作为种植支抗并没有立即被推广。此后，陆续有报道关于其他获得骨性支抗的方法，如钉状牙种植体（dental implant）、板块状支抗种植体（onplant,palatal implant）等。
直到1997年，Kanomi 提出专门用于正畸治疗的微型螺钉种植体。第二年，Costa 等设计了具有托槽样头部的螺纹钉并开始在临床上应用。此后，各种不同设计及细节的微型螺纹钉开始大量出现，并推动了临床应用的开展。尽管最近十年也有其他形式的骨性支抗被的应用报道，如zygoma圈、微型板等，但都远不及微螺钉种植体的发展速度和规模。
2．微螺钉种植体的分类
正畸的骨性支抗根据来源可分为两大类：第一类指源自骨结合的牙种植体，包括正畸微螺钉种植体，磨牙后区种植体，板块状种植体等；第二类指外科手术中使用的微螺钉。这两类主要的区别在于第二类的设计直径小、表面光滑，并且在植入后可即可加载。而Cope等则将目前的支抗材料分为生物相容性材料和生物活性材料两类。生物活性材料不但可与骨形成紧密结触，还会与骨组织进行分子交换嵌合成化学性的结合。而生物相容性材料则指临时支抗。此外，其又根据固位方式的不同分出两个亚类：骨结合固位类和机械力结合固位类。后来， Labanauskaite 等将正畸支抗的种植体作了更为详尽的分类。根据形状和大小，他们将种植体分为普通钉状（柱状）种植体（包括微螺钉种植体、腭侧种植体）和修复种植体（牙种植体，包括板块状种植体和骨膜下种植体）。而根据种植体与骨的关系，又分成骨结合种植体和非骨结合种植体两种。此外，根据种植体的目的分为仅作为正畸支抗（正畸种植体）及同时作为正畸支抗及修复作用（牙种植体或修复种植体）的种植体。
3．微螺钉种植体的设计与处理
3.1 种植钉的材料与表面处理
纯钛材料由于具有生物惰性，允许骨组织在表面沉积形成骨整合，从而成为目前应用最为广泛的材料。同时为了满足“自攻型”微螺钉高机械强度的要求，Kyung 等推荐使用加入其他金属元素的钛合金为原材料。
关于种植钉的表面处理，目前多数学者的意见并不一致。因为不仅需要螺纹钉具有一定的稳定性，又不能因过大结合力而导致拆除时折断的风险。Prosterman 等认为微螺钉种植体作为正畸支抗的基础是种植体与骨直接接触形成骨结合，表面可以采用酸蚀、喷砂、涂层等机械化学处理，以提高与骨组织的结合力，从而在正常正畸力作用下保持稳定。也有学者称过度强调骨结合将导致拆除的困难，建议表面制成光滑的，并且不做特殊的表面处理，以此来限制骨的附着与生长。
3.2 种植钉的大小和形状
关于微螺钉稳定性和其大小的研究目前报道较多，Goodacre 等在对种植体临床并发症的回顾性研究中发现，种植体的长度与种植的成败关系密切，短的种植体失败率较高。而Lum 等研究认为，在水平力的作用下，种植体的长度超过12 mm后，再增加其长度，应力降低也不明显。另外，也有学者认为其稳定性与长度无关，而与其直径有关。Mailath等用有限元法对不同直径的种植体进行生物力学分析，结果认为直径大的种植体产生有利的应力分布效果。Costa等对20位病人口腔种植部位软硬组织的测量，发现4至6 mm长的种植钉适合觉大部分区域的种植，但是也有部分病人的骨量不足而不适合该数据。相反，Dhert 和 Block 等学者认为种植体的直径对骨界面的应力分布几乎没有影响。因此，目前大多数微螺钉种植钉体部直径在1.2 mm～2.0 mm 范围内，长度在4.0mm～12.0 mm之间，但也有长度在14.0mm～17.0mm范围，甚至达21.0 mm的种植钉。
多数微螺钉种植钉体系为直接或间接支抗提供不同的头部设计，并且要考虑到避免软组织反应，故多数采用的是按钮式、半球式和六边形设计。Kyung发展了一种细小的微型钛种植体（Absoancho），该种植体头部呈按钮状，上有供结扎丝牵引的小孔，根部呈柱状或尖形。而Maino等也报告了用微型种植体（splder screw）来治疗正畸的病例，他们所应用的微种植体是一种自攻螺丝，有三种长度：7mm、9mm和11mm，头部有三种高度以适应不同的软组织高度。此外，其它的微螺钉系统如Aarhus Anchorage System, the Dual-Top Anchor System 等也都有各种不同设计。
4．微螺钉种植体的植入部位
关于微螺钉的植入部位，许多学者研究认为上下颌骨是较理想的植入范围。但总体来讲，微型钛螺钉植入的部位几乎没有限制，甚至有学者建议将微型钛螺钉植入两牙之间的牙槽嵴上以获得支抗。有报道植入微螺纹种植钉的位置在上颌包括前鼻棘、上颚（颚中缝或侧颚部）、上颌节结以及牙槽嵴的颊舌侧；而下颌植入区包括缺牙区，牙槽嵴颊舌侧和磨牙的后垫。近年运用断层扫描体积测量技术发现，上颌最安全的植入部位是上颌的前上部分，而上颌节结的骨量是最低的，所以该区域不适合植入种植钉。腭部作为微螺钉植入区至少有着20多年的临床应用历史。Wehrbein 等采用小型种植体(骨内长度4-6 mm，直径约3.3 mm) ，并以腭骨中部作为种植区，其所治疗的12 例病人均未发生鼻腔穿通，推测原因是由于腭中部有足够的骨质支持。
5．微螺钉种植体的应用
一般来说，在患者支抗牙数量不足或无法承受正畸力的情况下需要选择种植钉支抗。前牙内收舌侧矫治的支抗，可改善尖磨牙Ⅱ类错颌，包括改善深覆颌，关闭拔牙间隙，校正颌平面，对齐中缝，推尖牙向外，推磨牙向后，上颌扩弓，排齐上颌第三磨牙等等。微螺钉在作为正畸临时支抗的应用方面越来越多样化，一些新型用法也层出不穷。
5.1 压低后牙矫治开颌，替代正颌手术
对于成年骨性开合患者而言，传统矫治无法控制后牙垂直高度，只能选择正颌手术。而使用种植钉可以有效压低后牙，甚至轻度旋转咬颌面。Umemori M 等在1 例19 岁男性骨性开牙合病例中，将纯钛小型板和螺钉种植在下颌第一磨牙颊侧，每个小型板用2 个螺钉固定，全口牙粘方丝弓矫治器。5个月后患者下颌第一磨牙被压低3.5 mm，牙合平面反时钟旋转4. 2度，开牙合畸形则被完全矫正。另外，Park Y使用微型钛螺钉成功治疗了2 例上颌磨牙升长的患者。
5．2 快速扩弓
上颌牙弓狭窄，后牙反合是正畸常见的错牙合畸形，一般需要对上颌进行扩大牙弓。其基本原理是腭中缝的分离以及牙齿的位移、牙槽骨的倾斜和变形，最早由Angle 等于1860年提出。Gray等认为4～25岁甚至30岁的患者都可以用此方法扩大牙弓。目前较常用螺旋扩弓器进行上颌快速扩弓，效果显著，但会造成支抗牙倾斜。Majourau 等认为螺旋扩弓还会造成开合，下面高变长。而Christ 等利用种植钉植入上颌腭部来扩大上颌牙弓，取得成功。国内沈焕等将微种植体植入犬上颌骨作为支抗，将扩弓螺旋的作用力直接传递于上颌骨进行上颌牙弓的扩大，成功扩弓并且避免了支抗牙倾斜。
5．3 推磨牙向后
轻度拥挤和采用不拔牙技术矫正安氏Ⅱ类错合常需推磨牙向后并采用最大支抗，利用腭部种植体作为正畸支抗是一个崭新领域。在利用摆式矫治器推第1磨牙及第2磨牙向后时，Byloef 等在腭部种植了4颗微型种植钉作为其支抗，在植入后2周即开始加力，不但成功地移动了第1磨牙和第2磨牙，而且还大大改善了以往摆式矫治器推磨牙向后时前牙支抗的大量丢失。此外，Straumann 公司生产的专门正畸种植系统种植体长度仅4～6 mm，种植体骨内段的涂层与酸蚀面能提供良好的骨-种植体结合，适合于腭部的种植。
6．微螺钉种植体的前景与展望
总而言之，种植支抗作为一种特殊的支抗，扩展了种植体的用途，也成为正畸学的发展提供了一种新思路和新工具，尤其在成人正畸方面显示出其独特的优势。然而，这种种植体的研究和应用的时间还比较短，也有部分报道认为它的稳定性还不够理想，抗扭转的能力较差。因此，对于微螺钉种植体的设计组织学研究、正畸力对种植体界面变化的影响等都有待进一步的研究。尤其是在提高临床成功率、普及应用、积累经验和争取患者的理解与接受等方面还有许多问题需要解决，有待于进一步的研究和观察。但从目前国内外对于它的关注度以及使用度的情况来看，微螺钉种植体的应用将成为口腔正畸种植支抗的主流趋势。