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美齒與科技：人類的第三副牙齒–人工植牙

94/10/13 34933

張文輝｜牙醫師

人類的第三副牙齒

人類有兩套牙齒，第一套是乳牙，最晚在3歲之前就會長成，共有20顆。第二套是恆牙，除了智齒之外，大約在12歲之前會完成換牙。正常人類的恆牙有32顆，其中包含了4顆智齒。當恆牙因外傷或蛀牙被拔除之後，就不會再長出新的牙齒，因此為了恢復咀嚼及發音的功能，就必須做牙齒的重建。

牙齒的重建包括假牙的製作、支台齒的設計、以及滿足美觀的要求等。由於牙齒重建的最大限制在於支台齒數目的不足，為了解決這一困境，最常使用的方法就是在缺牙的齒槽骨上植入人工牙根，做為假牙的支撐，因此人工植牙是現階段牙科治療必須具備的技術。

自從布萊瑪克等人在1977年提出有關人工植牙的骨整合理論至今，人工牙根的發展漸趨成熟。所謂人工植牙，就是把人工的牙根以手術的方式植入齒槽骨內，以代替自然的牙齒，由於牙根表面及材質的適當處理，使得骨頭與牙根會緊密結合，而可以承受咬合的力量。它是結合醫療技術與現代科技的治療，知識涵蓋的範圍很廣，以下分為幾個方向介紹。

人工牙根

目前人工牙根表面的處理都以鈦合金為主體，除了以機械研磨的方式之外，最主要的處理方法就是以外加或內減的方式處理牙根表面。外加的方式是以噴漿的方法把融熔鈦金屬噴到牙根表面，也有少數是外加氫氧磷灰石結晶於人工牙根表面。內減的方式是以噴砂或合併酸蝕的方法把人工牙根表面粗糙化，這些材質與我們的身體組織相容，不會產生排斥。

人工牙根植入牙床骨骼後就像自然牙齒一樣，由於造骨細胞在初期成長時，喜歡附著在粗糙的表面上，這就是目前人工牙根的表面常被處理為粗糙狀的原因。人工牙根常見的外型，以圓柱型、牙根型或是這兩種合併螺旋型為主。至於螺旋型人工牙根的設計，不同的廠商有不同的螺距與螺紋深度的設計，目的是為了增加初期牙根的穩定度，就像平常使用的螺絲釘一樣，螺紋的設計可以把人工牙根緊緊地鎖在骨頭上。

在牙根植入時，初期的穩定度有助於人工牙根的成功率。1993年布朗斯基就提出，人工植體植入後在骨質中的微量移動若超過100微米，就會導致骨整合的失敗，也就是說減少人工牙根植入的微量移動，是植牙成功的重要因素。目前很多的實驗顯示，粗糙的表面加上螺紋設計的機械力量，只要沒有巨量移動或超過100微米的微量移動，手術後即刻負荷的植牙體與骨細胞間的骨整合會持續進行，這就是何以在植入人工牙根後，不用等待4至6個月的癒合期，就能立即做假牙的原因。

人工植牙的生物觀點

在了解人工牙根表面構造之後，我們再來看看人工植牙與自然牙齒有何不同。一般而言，人工植牙與周圍組織的接觸面與自然牙相同，可分成上皮組織、結締組織及骨頭。上皮組織與結締組織是防止細菌入侵的第一道防線，在人工植牙周圍有類似與自然牙齒交接的牙齦構造。

1981年修洛德的研究發現，人工植牙周圍結締組織的內層細胞含量較少、血管較少、膠原較豐富，類似結疤組織。人工植牙也有一定的生物寬度（biologic width），與自然的牙齒相同，這種生物寬度大約3毫米。人工植牙與骨頭的結合稱為骨整合現象，在光學顯微鏡下骨頭與人工牙根是直接接觸的，鈦金屬一旦接觸到空氣，表面就會形成一層約15～50微米具有生物相容性及抗腐蝕性的二氧化鈦層，在二氧化鈦層外形成一層蛋白醣體與骨組織結合。

骨整合的生物學

1988年戴維斯提出，植體周圍骨的生成有兩種方式：距離骨形成及接觸骨形成，並可分成三個階段。第一階段稱為骨引導，造骨細胞會移動到植體表面固著。第二階段稱為重新骨形成，磷酸鈣結晶成長，膠原慢慢礦物質化。第三階段稱為骨塑形，骨頭會逐漸生長與鈣化沈積成熟。

1988年尤金等人對兔子的研究發現，0～2周是骨痂形成，2～6周骨痂形成可以達到承受力量的強度，6～18周骨痂開始骨重塑形，植體與骨的介面逐漸成熟，骨痂完全被吸收。在人體中這個過程大約需要兔子的3倍時間，這也就是為什麼人類在植入人工牙根之後，6～18周才建議承受咬合力量的原因。初期癒合階段，人工牙根在不受力的情況下，植體周圍的血塊會經由骨痂形成新的骨頭，同時受傷害的骨組織也會經由血管再生，礦物質化而癒合。

如果在植牙的過程中有過大的傷害、感染或植牙後錨定不足、過早受力等，會造成癒合不成功，這也是大多數植牙系統採用兩階段植牙方式的原因。如果能夠克服以上的問題，植入牙根後讓牙根頂端直接暴露於牙齦外面，就可以避免動第二次的手術，以進行下一個階段植牙膺復。當前許多的植牙系統也逐漸往這個方向設計。

人工植牙的假牙設計

人工植牙一般常分成兩個階段的治療，第一階段是植入牙根，第二階段是等癒合之後在上方製作假牙。由於上下顎骨骨密度的差異，第一階段植入人工牙根後等待癒合的時間，一般建議上顎骨約4～6個月，下顎骨約2～4個月。第二階段假牙的設計，則根據植入牙根數的多寡以及治療計畫的不同，有固定式及活動式兩種。舉例來說，如果下顎全口無牙，可以植入2～4根人工植牙來做覆蓋式的活動義齒，或植入8～10根人工植牙來做固定義齒。至於植入的人工牙根數目，則須考量病人的預算及齒槽骨的條件。

如果只缺損1顆牙齒，牙醫一般採用的方式是以兩邊自然牙齒為支台齒做傳統的牙橋，如果兩邊牙齒都是健康而且沒有蛀牙及牙周的問題，這時就可以選擇單顆人工植牙。採用後者的原因是，植入人工牙根可以增加支台齒的數目，提升咬合的力量及假牙的舒適感。雖然人工植牙優點眾多，但需要經由手術方式實施且費用較高、時間較長，這也是一般民眾卻步的原因。

人工植牙的限制

很多人都會問：「我的條件適合人工植牙嗎？」、「人工植牙有條件上的限制嗎？」關於這些問題，可由以下幾點來做說明。

解剖學上的限制　並不是所有的人都適合人工植牙，除了身體狀況及金錢的限制外，還有人體解剖學上的限制。在上顎骨的前牙區常會出現牙根尖的齒槽骨凹陷，後牙區由於鼻竇氣室化的結果造成齒槽骨不足，下顎骨前牙區的齒槽骨通常較狹窄，後牙區在第二小臼齒至第二大臼齒的下方有下顎齒槽骨神經，這些問題都會造成植牙條件的不足，以致沒有適當的齒槽骨可以植入人工牙根。

如果要植入人工牙根，就得改善齒槽骨寬度與高度不足的問題。最常用的手術方式就是，在植入人工牙根時合併齒槽骨增寬及增高手術，或合併上顎鼻竇增高術。在齒槽骨寬度及高度極度惡劣的情況下，植入人工牙根無法得到初期的穩定性，則必須先實行齒槽骨增高及增寬手術，使齒槽骨條件改善後再植入人工牙根。這樣一來所花的時間就會增加，這也是人工植牙所常遇見的困擾。

年齡上的限制　人工植牙最好是在骨骼發育完成後再實施。因為骨骼尚在發育中的兒童植入人工植牙，人工植牙與齒槽骨骨整合之後，人工植牙的位置不會再改變，而自然牙齒會繼續萌出且顎骨會繼續變大，使得人工植牙與自然的齒列變得不調合，且人工植牙的牙齒會出現咬合不良的現象。所以一般建議，適合人工植牙的年齡，男性大於18歲，女性大於16歲。至於年老的患者，只要心肺功能良好沒有全身性或局部性疾病，或者這些疾病都得到良好的控制，就可以實行人工植牙手術。

不良習慣與疾病的限制　文獻指出抽煙會降低人工植牙成功率，吃檳榔會造成咬合傷害，使人工植牙受力不當及假牙過度磨耗。此外，患有糖尿病、骨質疏鬆症、副甲狀腺機能亢進等疾病，會影響傷口的癒合，心臟病及高血壓患者在未得到適當的控制下進行植牙，則會增加植牙手術的風險，這種風險與一般的手術相同。

人工植牙的成功率

一般而言，牙齒動搖度會影響牙齒治療的癒後，自然牙動搖不一定需要拔除，但是人工植牙如有動搖則表示沒有達成骨整合，也就表示人工植牙失敗。對全口無牙患者長期評估人工植牙的成功率，上顎約85％，下顎約90％，局部缺牙與單顆植牙的成功率也類似。

目前有些較高成功率的報告指出，上顎骨可大於90％，下顎骨大於95％，不過追蹤時間稍短，可能須進一步的評估。對人類自然牙做較易喪失的牙齒長期評估，依次是上顎第二大臼齒與下顎第二大臼齒，而根據2001年富加柔多的研究報告指出，單顆植體的失敗率最高也是這個區域。

目前人工植牙的成功率是依據布萊瑪克等人所提出的標準，即植入人工牙根後第一年內，齒槽骨吸收量小於1毫米，之後每年齒槽骨吸收量不得大於0.5毫米。平常也常用存活率來評估人工植牙，有人工植牙存在的齒槽骨中沒有發炎感染的症狀，且患者咬合沒有不舒適感，雖然齒槽骨吸收量可能已超過成功率的標準，這一植牙仍稱為存活。一般而言，存活率高於成功率。

立即植牙及早期負荷

大部分的人都期望植牙後能馬上有假牙可用，為了縮短治療過程及減少不舒適感，植牙後立即或早期負荷確實是一種可行的治療方式。立即負荷依據裝置贗復的時間及方式目前有以下幾類：立即功能性負荷（48小時內）、非功能性負荷（48小時內）、早期負荷（3周以內）、延遲性早期負荷（8～10周內）、延遲負荷（齒槽骨重新塑形後）。

前兩項都是在植入植體48小時內，就給予暫時性的假牙修復，唯一的差別是前者有咬合接觸，後者則無。目前雖有許多植牙後立即負荷的病例報告，但由於這種做法近年來才被提出，所以需要更長時間的追蹤觀察，才能客觀地評估其成功率。

如果要早期負荷，某些因素是需要特別考量的。在患者的條件上，要有良好的骨質及骨量，且沒有全身性疾病，在手術的考量上，則要有良好的初期穩定度，並且對組織的傷害盡可能減到最小。1983年愛力森等人的研究報告指出，若植牙過程溫度超過攝氏47度，持續1分鐘就會造成組織壞死。因此使用新的骨鑽針及大量的沖洗冷卻，可以減少手術中骨質溫度過高的問題發生。

在植體的選擇方面，建議以螺紋型的人工牙根，長度大於10毫米且有粗糙的植體表面為佳。在全口無牙患者的義齒設計方面，最好採跨牙弓固定裝置，且要有足夠的牙根數。如果對咬牙是全口義齒，有助於減少作用於人工植牙的力量，增加立即負荷的成功率。

良好習慣與定期檢查

由於科學的發展及基因工程技術的突破，目前已有類似牙齒結構的基因工程產物，但是距離臨床使用可能還有一段距離，現階段以鈦金屬為結構體的人工植牙，仍然是改善缺牙的最佳選擇。

人工植牙在臨床上已經有數十年的使用歷史，無論牙根型態的設計及表面處理的技術都日臻完善，種植的成功率也大幅提高。除了少數在美觀上具有較大的挑戰性之外，人工植牙在功能上都能滿足大多數人的需求。但是有一個觀念必須建立的就是，人工植牙雖有很高的成功率，但還是有失敗的時候，良好的清潔習慣與定期口腔檢查是維持人工植牙健康的不二法門。

資料來源

《科學發展》2005年10月，394期，28 ~ 33頁

植牙(5) 上皮組織(7) 科發月刊(5221)

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