关于附着体应用的力学及临床研究
作者：冯海兰
单位：北京大学口腔医学院 副院长 修复科主任 主任医师 教授 北京 100081
关键词：附着体；力学
口腔颌面修复学杂志000426
中图号：R783 文献标识码：A
文章编号：1009-3761(2000)04-0233-03
附着体(attachment)是一种可以用于义齿修复的固位体形式。它是由阴阳两部分组成的精密嵌合体，其中一部分固定在口腔中的牙根、牙冠或种植体上，另一部分与人工修复体相连，两者之间靠不同的机械方式连接。应用附着体这种固位方式, 可以使牙列缺损的修复形式多样化。比如: 用于分段固定桥的连接, 可以减少固定桥长度, 减少不平行就位道的基牙的牙体预备; 用于可摘局部义齿, 可以比卡环式义齿大大提高其固位力; 用于固定义齿和可摘义齿之间的连接, 可以减少卡环暴露, 增加义齿的美观效果; 用于少数余留牙时的覆盖义齿, 可以保护基牙, 增加义齿的固位和稳定, 延缓牙槽嵴吸收; 同时它还可以作为种植义齿的上部结构。总之, 它是一种能结合铸造技术、烤瓷技术和种植技术的固定—活动联合修复方法。本文就附着体的发展、我院对附着体应用的生物力学研究和临床应用情况作一般介绍。
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一 附着体发展简述
附着体的早期使用可追溯到19世纪后期。20世纪初期又出现各种形形色色的半精密附着体, 即将支托凹根据需要预备成深浅不同的形状, 并制作与其吻合的有锁结作用或无锁结作用的各种栓体。Gillette(1923年)是早期报道者之一。Dolder和Dumer1978年报道应用杆关节义齿可以减少基牙松动度。Dr.Herman Chayes1988年报道了他发明的精密附着体(T type attachment)。发展至今, 在不同国家、不同厂商、不同销售公司中流行的各种附着体据推测可有上百种。应用附着体早已成为写入教科书的修复方法之一。Durrer D在他的杆式义齿专著中报道了在Zurch大学1950-1972年间, 有共1000例以上病人使用杆式附着体制作覆盖义齿的情况, 他认为这是提高咀嚼效能, 改善基牙受力, 延缓病人发展成无牙颌的最有效的方式。
然而随着时间的推移及临床问题的出现, 人们发现, 使用附着体有时操作烦琐, 且一旦有损坏, 在口内更换配件较难。
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在20世纪中期, 不少学者开始推崇使用双重冠固位体, 因为它操作比附着体简单, 且也有保留残根、残冠, 增加义齿固位, 减少卡环暴露等优点。Milletr(1958)最早报道一种套袖式(crown and sleeve-coping)修复体,Yalisove(1966)又将其改进为有特定生物外形并有牙周夹板作用的套筒冠式(Telescopic crowns)修复体。Korber(1969)等人认为锥形冠式(conical crown)修复体更合理。至今这种修复方法还普遍应用于欧洲、日本等发达国家。为了防止内外二层冠之间摩擦力减低, 人们还加用弹簧式附着体或“O”形环以增加固位。Molin M., Bergman B. and Ericson A等人(1993) 报道他们对57名病人作了60件锥型冠覆盖义齿, 观察4～76个月后的情况。在涉及248个基牙中, 8个(3.2%) 基牙已脱落。44名病人无任何异常发现, 其余有不同程度基牙龋坏及牙周炎发生, 他们认为这种修复方法适用于余留牙少时, 基牙有广泛龋坏时, 以及力分布不均匀时。
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到20世纪后期, 随着种植技术的逐渐成熟和广泛应用, 附着体被大大应用于种植体的上部结构。因为任何一种种植体, 均需要一种有效连接种植桩和义齿的上部结构, 而这就是各种早期附着体的改进。Rubenstein(1995)报道了在美国、加拿大, 瑞典等24个种植颌面修复中心使用附着体情况, 其中钳夹式(clip)附着体使用最多。
与此同时，研磨装置(Milling Machine)的出现为附着体的精确应用和发展提供有效途径。研磨装置不仅可以准确安装各种成品附着体，而且可以根据不同模型的具体情况研磨导平面、舌侧导板、双重冠内冠外壁的共同就位道、以及与双重冠共用的栓道轴沟等，为高精度的修复开辟了更有前景的领域。
国外情况近年也逐渐越来越多地引起我国修复工作者的关注。冯海兰等人首先在国内报道在临床使用附着体的情况(1995)，他们对临床应用杆式附着体覆盖义齿已有了长达11年的观察。他们还相继报道了有关生物力学研究。贾安琦(1993), 张德贵(1994), 骆小平(1996)等人先后在他们的研究论文中评价了某些附着体修复的生物力学特性。张富强等人系统报道了双重冠修复的实验及临床结果。 赵铱民、俞伟等分别报道过用磁性固位体作颌面缺损修复的情况。自1997年以来，我国口腔修复工作者参加了亚洲地区国家应用磁性附着体(Magfit磁性附着体Aichi Steel Co. Japan)的研究协作组，已取得了初步的研究和应用结果。
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二 关于附着体的生物力学研究
我院近年就附着体用于覆盖义齿中存在的问题作了生物力学方面的研究。可以用于覆盖义齿的附着体有杆式附着体、根帽附着体、双重冠、磁性附着体等。其中存在的问题是：对于少数余留牙，是联合应用还是分开应用好？有牙槽骨吸收的基牙其使用的最低限度是多少？在有限的侧向力作用下磁性固位体对基牙的影响等。
1 双重冠及杆式附着体下颌覆盖义齿的比较研究
采用三维有限元法对双重冠覆盖义齿及杆式附着体覆盖义齿这两类设计，在基牙周围牙槽骨高度正常及牙槽骨丧失达根长1/2的情况下，基牙牙周组织内产生的应力进行了定量的计算机分析。模拟义齿在行使咀嚼功能时的受力情况，设计前牙加载和后牙双侧及单侧加载三种加载条件。得到以下结论：
(1) 双重冠与杆式附着体覆盖义齿比较，前牙加载，后者基牙牙根周围牙槽骨内应力值较高，应力集中于牙根舌侧，而前者应力值较低，应力分布较均匀；后牙加载时，两种不同结构间牙槽骨内应力值无明显区别。因此从牙槽骨内应力的角度看，双重冠覆盖义齿优于杆式附着体覆盖义齿。
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(2) 下颌覆盖义齿基牙牙槽骨降低1/2时，根周应力值较正常时增高小于30%，且应力分布较均匀，因而可以用作基牙。
(3) 对于两种不同结构，在各种加载情况下，覆盖义齿基牙舌侧都可见较明显的应力集中。
2 不同牙根长度对双重冠覆盖义齿基牙受力的影响
用三维有限元分析法分析不同牙根长度对双重冠覆盖义齿基牙受力的影响。比较分析三种基牙根周牙槽骨高度(正常高度、1/2根长、1/3根长)时的应力分布，结果发现，随着牙根周围牙槽骨高度下降，基牙根周骨内最大压应力值增加，应力集中范围增大；但在牙槽骨吸收至根尖1/3的范围内，应力值均小于正常情况下牙周膜可耐受的最大压应力值。因此，下颌根周牙槽骨吸收至根尖1/3(根长约4-5毫米)的尖牙，在行截冠术和完善的牙体治疗后，如能保持合理的冠根比，即可用作覆盖义齿的基牙。
3 侧向载荷下磁性固位的下颌全口覆盖义齿基牙支持组织的应力分布
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通过力学分析方法求出Magfit EX-600磁性附着体固位的下颌全口覆盖义齿基牙所受侧向力值范围为254-414克。用三维有限元法计算和分析侧向载荷为450克时Magfit EX-600磁性固位的下颌全口覆盖义齿基牙支持组织的应力分布，得到以下结论：磁性附着体基牙所受的侧向力值与其固位力呈正相关；在侧向载荷下，基牙根周牙槽骨内各个层面的应力值较小，且主要为压应力，表明磁性附着体用于下颌全口覆盖义齿，可有效地避免可能对基牙造成损伤的侧向力，对基牙具有保护作用；在相同的侧向载荷下，基牙牙根长度不同对基牙根周牙槽骨内的应力分布情况和最大压应力值无明显影响，因此，对于牙槽骨高度吸收至根长的2/3甚至1/3时，只要在修复后能保持较好的冠根比，仍可用作磁性附着体的基牙。
三 临床应用情况
自1989年以来我们开始尝试在临床使用半精密附着体，对应用杆式附着体修复的覆盖义齿的病人已有了长达11年的观察。在临床工作方面作了如下工作：开发附着体半成品预成件；开展多种类型的附着体应用；总结临床经验。
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1 开发附着体半成品预成件
1994年我院与北京立方科技公司合作开发四种附着体预成件(塑料铸型): 水平杆式附着体；垂直柱型附着体；栓道式附着体；根帽附着体。并连续7年举办全国继续教育学习班推广应用。目前，累计20余家兄弟单位使用我们的附着体和技术，在临床取得很好效果。为在国内开展应用附着体的修复工作起了积极的推动作用。
2 应用多种类型的附着体
将根帽式附着体、杆式附着体、双重冠、磁性附着体应用于覆盖义齿；将栓道式附着体用于固定活动联合修复及长固定桥的应力中断处。
3 临床经验总结
1995年在国内首次报道了临床应用情况。报道了在北医大口腔医院自1992年11月至1995年4月的2年半时间对32个病人的52颗基牙分别使用杆式附着体, 按扣式附着体, 栓道式附着体, 双重冠等固位方式的临床情况, 发现用这种修复方法, 患者感觉舒适, 咀嚼效能高于普通可摘义齿患者。同时, 能切实有效地保留残根、残冠, 其中有些患者义齿修复前基牙松动达II—III°, 但作截冠处理, 利用附着体的牙周夹板作用, 不仅使义齿功能增多, 而且基牙松动度降低为0—I°, 追踪观察, 普遍未发现牙周骨组织吸收, 然而他们认为定期随访及牙周监控是基牙存留的关键。
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1998年报道了临床使用磁性附着体制作下颌覆盖义齿的情况。通过对10名患者(含15颗基牙)在粘固磁体前后测量义齿固位力和咀嚼效率的对比研究中发现，粘固磁体后即刻义齿固位力和患者的咀嚼效率就有明显提高(双基牙义齿好于单基牙义齿)，使用三个月后较粘固磁体时又有明显提高，而使用六个月的结果与使用三个月的结果相同。说明磁性附着体改善覆盖义齿的固位和功能，使用三个月后达到最好结果。同时还发现基牙松动度在观察的半年至1年后有明显改善，原15颗基牙中有13颗基牙有1-3度松动，戴牙6个月后，10颗基牙没有松动，5颗基牙有1度松动。
2000年2月在亚洲地区会议上报道了关于磁性附着体义齿使用后的问题及分析。共观察了26例患者(男14，女12)年龄60-90岁(平均68.8)。其中6例作全口义齿(仅下颌覆盖义齿)；半口义齿12例(11例下颌，1例上颌); 部分义齿8例。其中13例用一对磁体，13例用两对磁体。观察两年以上的13例；一年以上的8例；三个月以上的5例。绝大多数患者使用磁性附着体覆盖义齿后，效果很好。主要问题是磁体从义齿中脱落或根帽从根面脱落，这种情况如发生在3个月内，多与操作不当有关。有2例患者发生于使用2年以后，分析原因主要为塑料人工牙面磨损后发生咬合不平衡，使磁体与支撑板间接触不均匀，以致磁体或根帽脱落。因此提出，要严格按照操作要求粘固，并注意义齿使用后的复查，及时调整咬合出现的问题，尽量采用硬质塑料牙。
实践证明，附着体是改善牙列缺损修复效果的一种固位形式，可使传统的卡环式义齿功能提高，尤其在一般修复效果不好时。同时还利于保护基牙及剩余组织。随着现代修复技术的普及，附着体的应用将越来越广泛。
随着我国人民生活水平提高, 要求保留牙齿的意识逐渐增强, 要求义齿有良好的固位和功能几乎成了每一位需义齿修复患者的愿望。因此, 加速引进国外先进技术, 开展高质量的修复方法是我国修复工作者的责任。我们可以结合我国国情,一方面需推广介绍正确使用附着体的方法, 另一方面则需在有条件的单位, 选择合适病例, 切合实际地开展临床工作, 使这种修复方法能造福于广大患者。
(收稿日期：2000-8-28), http://www.100md.com
单位：北京大学口腔医学院 副院长 修复科主任 主任医师 教授 北京 100081
关键词：附着体；力学
口腔颌面修复学杂志000426
中图号：R783 文献标识码：A
文章编号：1009-3761(2000)04-0233-03
附着体(attachment)是一种可以用于义齿修复的固位体形式。它是由阴阳两部分组成的精密嵌合体，其中一部分固定在口腔中的牙根、牙冠或种植体上，另一部分与人工修复体相连，两者之间靠不同的机械方式连接。应用附着体这种固位方式, 可以使牙列缺损的修复形式多样化。比如: 用于分段固定桥的连接, 可以减少固定桥长度, 减少不平行就位道的基牙的牙体预备; 用于可摘局部义齿, 可以比卡环式义齿大大提高其固位力; 用于固定义齿和可摘义齿之间的连接, 可以减少卡环暴露, 增加义齿的美观效果; 用于少数余留牙时的覆盖义齿, 可以保护基牙, 增加义齿的固位和稳定, 延缓牙槽嵴吸收; 同时它还可以作为种植义齿的上部结构。总之, 它是一种能结合铸造技术、烤瓷技术和种植技术的固定—活动联合修复方法。本文就附着体的发展、我院对附着体应用的生物力学研究和临床应用情况作一般介绍。
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附着体的早期使用可追溯到19世纪后期。20世纪初期又出现各种形形色色的半精密附着体, 即将支托凹根据需要预备成深浅不同的形状, 并制作与其吻合的有锁结作用或无锁结作用的各种栓体。Gillette(1923年)是早期报道者之一。Dolder和Dumer1978年报道应用杆关节义齿可以减少基牙松动度。Dr.Herman Chayes1988年报道了他发明的精密附着体(T type attachment)。发展至今, 在不同国家、不同厂商、不同销售公司中流行的各种附着体据推测可有上百种。应用附着体早已成为写入教科书的修复方法之一。Durrer D在他的杆式义齿专著中报道了在Zurch大学1950-1972年间, 有共1000例以上病人使用杆式附着体制作覆盖义齿的情况, 他认为这是提高咀嚼效能, 改善基牙受力, 延缓病人发展成无牙颌的最有效的方式。
然而随着时间的推移及临床问题的出现, 人们发现, 使用附着体有时操作烦琐, 且一旦有损坏, 在口内更换配件较难。
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在20世纪中期, 不少学者开始推崇使用双重冠固位体, 因为它操作比附着体简单, 且也有保留残根、残冠, 增加义齿固位, 减少卡环暴露等优点。Milletr(1958)最早报道一种套袖式(crown and sleeve-coping)修复体,Yalisove(1966)又将其改进为有特定生物外形并有牙周夹板作用的套筒冠式(Telescopic crowns)修复体。Korber(1969)等人认为锥形冠式(conical crown)修复体更合理。至今这种修复方法还普遍应用于欧洲、日本等发达国家。为了防止内外二层冠之间摩擦力减低, 人们还加用弹簧式附着体或“O”形环以增加固位。Molin M., Bergman B. and Ericson A等人(1993) 报道他们对57名病人作了60件锥型冠覆盖义齿, 观察4～76个月后的情况。在涉及248个基牙中, 8个(3.2%) 基牙已脱落。44名病人无任何异常发现, 其余有不同程度基牙龋坏及牙周炎发生, 他们认为这种修复方法适用于余留牙少时, 基牙有广泛龋坏时, 以及力分布不均匀时。
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到20世纪后期, 随着种植技术的逐渐成熟和广泛应用, 附着体被大大应用于种植体的上部结构。因为任何一种种植体, 均需要一种有效连接种植桩和义齿的上部结构, 而这就是各种早期附着体的改进。Rubenstein(1995)报道了在美国、加拿大, 瑞典等24个种植颌面修复中心使用附着体情况, 其中钳夹式(clip)附着体使用最多。
与此同时，研磨装置(Milling Machine)的出现为附着体的精确应用和发展提供有效途径。研磨装置不仅可以准确安装各种成品附着体，而且可以根据不同模型的具体情况研磨导平面、舌侧导板、双重冠内冠外壁的共同就位道、以及与双重冠共用的栓道轴沟等，为高精度的修复开辟了更有前景的领域。
国外情况近年也逐渐越来越多地引起我国修复工作者的关注。冯海兰等人首先在国内报道在临床使用附着体的情况(1995)，他们对临床应用杆式附着体覆盖义齿已有了长达11年的观察。他们还相继报道了有关生物力学研究。贾安琦(1993), 张德贵(1994), 骆小平(1996)等人先后在他们的研究论文中评价了某些附着体修复的生物力学特性。张富强等人系统报道了双重冠修复的实验及临床结果。 赵铱民、俞伟等分别报道过用磁性固位体作颌面缺损修复的情况。自1997年以来，我国口腔修复工作者参加了亚洲地区国家应用磁性附着体(Magfit磁性附着体Aichi Steel Co. Japan)的研究协作组，已取得了初步的研究和应用结果。
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二 关于附着体的生物力学研究
我院近年就附着体用于覆盖义齿中存在的问题作了生物力学方面的研究。可以用于覆盖义齿的附着体有杆式附着体、根帽附着体、双重冠、磁性附着体等。其中存在的问题是：对于少数余留牙，是联合应用还是分开应用好？有牙槽骨吸收的基牙其使用的最低限度是多少？在有限的侧向力作用下磁性固位体对基牙的影响等。
1 双重冠及杆式附着体下颌覆盖义齿的比较研究
采用三维有限元法对双重冠覆盖义齿及杆式附着体覆盖义齿这两类设计，在基牙周围牙槽骨高度正常及牙槽骨丧失达根长1/2的情况下，基牙牙周组织内产生的应力进行了定量的计算机分析。模拟义齿在行使咀嚼功能时的受力情况，设计前牙加载和后牙双侧及单侧加载三种加载条件。得到以下结论：
(1) 双重冠与杆式附着体覆盖义齿比较，前牙加载，后者基牙牙根周围牙槽骨内应力值较高，应力集中于牙根舌侧，而前者应力值较低，应力分布较均匀；后牙加载时，两种不同结构间牙槽骨内应力值无明显区别。因此从牙槽骨内应力的角度看，双重冠覆盖义齿优于杆式附着体覆盖义齿。
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(2) 下颌覆盖义齿基牙牙槽骨降低1/2时，根周应力值较正常时增高小于30%，且应力分布较均匀，因而可以用作基牙。
(3) 对于两种不同结构，在各种加载情况下，覆盖义齿基牙舌侧都可见较明显的应力集中。
2 不同牙根长度对双重冠覆盖义齿基牙受力的影响
用三维有限元分析法分析不同牙根长度对双重冠覆盖义齿基牙受力的影响。比较分析三种基牙根周牙槽骨高度(正常高度、1/2根长、1/3根长)时的应力分布，结果发现，随着牙根周围牙槽骨高度下降，基牙根周骨内最大压应力值增加，应力集中范围增大；但在牙槽骨吸收至根尖1/3的范围内，应力值均小于正常情况下牙周膜可耐受的最大压应力值。因此，下颌根周牙槽骨吸收至根尖1/3(根长约4-5毫米)的尖牙，在行截冠术和完善的牙体治疗后，如能保持合理的冠根比，即可用作覆盖义齿的基牙。
3 侧向载荷下磁性固位的下颌全口覆盖义齿基牙支持组织的应力分布
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通过力学分析方法求出Magfit EX-600磁性附着体固位的下颌全口覆盖义齿基牙所受侧向力值范围为254-414克。用三维有限元法计算和分析侧向载荷为450克时Magfit EX-600磁性固位的下颌全口覆盖义齿基牙支持组织的应力分布，得到以下结论：磁性附着体基牙所受的侧向力值与其固位力呈正相关；在侧向载荷下，基牙根周牙槽骨内各个层面的应力值较小，且主要为压应力，表明磁性附着体用于下颌全口覆盖义齿，可有效地避免可能对基牙造成损伤的侧向力，对基牙具有保护作用；在相同的侧向载荷下，基牙牙根长度不同对基牙根周牙槽骨内的应力分布情况和最大压应力值无明显影响，因此，对于牙槽骨高度吸收至根长的2/3甚至1/3时，只要在修复后能保持较好的冠根比，仍可用作磁性附着体的基牙。
三 临床应用情况
自1989年以来我们开始尝试在临床使用半精密附着体，对应用杆式附着体修复的覆盖义齿的病人已有了长达11年的观察。在临床工作方面作了如下工作：开发附着体半成品预成件；开展多种类型的附着体应用；总结临床经验。
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1 开发附着体半成品预成件
1994年我院与北京立方科技公司合作开发四种附着体预成件(塑料铸型): 水平杆式附着体；垂直柱型附着体；栓道式附着体；根帽附着体。并连续7年举办全国继续教育学习班推广应用。目前，累计20余家兄弟单位使用我们的附着体和技术，在临床取得很好效果。为在国内开展应用附着体的修复工作起了积极的推动作用。
2 应用多种类型的附着体
将根帽式附着体、杆式附着体、双重冠、磁性附着体应用于覆盖义齿；将栓道式附着体用于固定活动联合修复及长固定桥的应力中断处。
3 临床经验总结
1995年在国内首次报道了临床应用情况。报道了在北医大口腔医院自1992年11月至1995年4月的2年半时间对32个病人的52颗基牙分别使用杆式附着体, 按扣式附着体, 栓道式附着体, 双重冠等固位方式的临床情况, 发现用这种修复方法, 患者感觉舒适, 咀嚼效能高于普通可摘义齿患者。同时, 能切实有效地保留残根、残冠, 其中有些患者义齿修复前基牙松动达II—III°, 但作截冠处理, 利用附着体的牙周夹板作用, 不仅使义齿功能增多, 而且基牙松动度降低为0—I°, 追踪观察, 普遍未发现牙周骨组织吸收, 然而他们认为定期随访及牙周监控是基牙存留的关键。
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2000年2月在亚洲地区会议上报道了关于磁性附着体义齿使用后的问题及分析。共观察了26例患者(男14，女12)年龄60-90岁(平均68.8)。其中6例作全口义齿(仅下颌覆盖义齿)；半口义齿12例(11例下颌，1例上颌); 部分义齿8例。其中13例用一对磁体，13例用两对磁体。观察两年以上的13例；一年以上的8例；三个月以上的5例。绝大多数患者使用磁性附着体覆盖义齿后，效果很好。主要问题是磁体从义齿中脱落或根帽从根面脱落，这种情况如发生在3个月内，多与操作不当有关。有2例患者发生于使用2年以后，分析原因主要为塑料人工牙面磨损后发生咬合不平衡，使磁体与支撑板间接触不均匀，以致磁体或根帽脱落。因此提出，要严格按照操作要求粘固，并注意义齿使用后的复查，及时调整咬合出现的问题，尽量采用硬质塑料牙。
实践证明，附着体是改善牙列缺损修复效果的一种固位形式，可使传统的卡环式义齿功能提高，尤其在一般修复效果不好时。同时还利于保护基牙及剩余组织。随着现代修复技术的普及，附着体的应用将越来越广泛。
随着我国人民生活水平提高, 要求保留牙齿的意识逐渐增强, 要求义齿有良好的固位和功能几乎成了每一位需义齿修复患者的愿望。因此, 加速引进国外先进技术, 开展高质量的修复方法是我国修复工作者的责任。我们可以结合我国国情,一方面需推广介绍正确使用附着体的方法, 另一方面则需在有条件的单位, 选择合适病例, 切合实际地开展临床工作, 使这种修复方法能造福于广大患者。
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