錢世康 醫師
汐止蒔美院長／板橋蒔美主治醫師
大家都知道植牙醫師的專業與技術很重要，但對於植體的品質與設計，了解又有多少呢？事實上，人工植牙療程就像建構房子，不但要有好的建築師，也要有好的建材，才能相輔相成，成就好的治療。
在先前的幾篇文章，我們已經討論過植體材質與表面處理技術的演進與重要性。
從植體設計演進了解植牙治療、植體設計如何促成更快速的植牙方案 ，接下來我們要將討論的重點移往人工牙根的主體外形與螺紋設計。
這兩項設計元素雖然顯而易見，不代表其重要性可以被忽視，事實上，他們直接影響應力的分佈、骨頭與植體的連結性、接觸介面的穩定性，日後植體邊緣骨吸收的情形........
雖然，植體設計上必須注意的細節繁瑣而眾多，但每一個環節對於臨床成功都至關重要，而各元素之間是否能搭配得宜，相互支持，都是成就良好穩定性與成功治療所不可或缺的。
從植體的幾何外型談起
好的身形設計必須增加植體與骨細胞的接觸與受力面積、並提升兩者的機械嵌合能力，提供有效的骨傳導與良好的抗扭力，以避免過大的外力造成骨組織的傷害。
目前，人工牙根的幾何外形已發展的相當多樣化，不過大致上可分為兩大型態：1.呈柱狀體的圓柱型(cylindricn implant) 2.呈圓錐狀的錐狀型(tapered implant)。無論是何種身形，基本上都是以模仿自然牙根的外形加以設計。至於兩種身形設計具備哪些差異性，臨床表現如何，我們可以藉由以下幾份學者的研究有基本的了解。
▲錐狀形植體（圖片來源：1）
▲圓柱形植體（圖片來源：1）
2015年，Dr. Kan所發表的這份文獻，追蹤了171顆植體與112名植牙病患，皆為在前牙美觀區進行立即植牙、立即負載的案例，目的在於了解錐狀形與圓柱形植體，兩種身形設計與初期穩定性的關係。結果顯示，錐狀形植體的不穩定機率僅1.1%，明顯低於圓柱形植體的20.5%。作者提醒，植體的初期穩定度與植體成功率有高度正相關，對於立即植牙，立即負載、齒槽骨質量條件較差的案例來說，尤其重要，是在評估植體時的一大考量因素。[1]
另一份文獻，則發表於國際知名期刊《International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery》，這份研究比較了六種不同身形與螺紋設計的植體(註一)。結果指出，錐狀形植體能降低各個接觸面的骨頭壓力，皮骨質降低最多可達32%，而骨小梁可達17%，相較於其他身形設計有更好的表現。[2]
而這一篇，則探討了下顎臼齒區的植體設計，對生物力學的影響，亦得出類似的結論:「錐體狀設計具有降低緻密骨與疏鬆骨最高應力值，有助於降低周圍骨質流失的可能性。」[3]
▲圓柱形植體的不穩定機率20.5%，錐狀形植體的不穩定機率為1.1%。
▲錐狀形植體能降低各個接觸面的骨頭壓力，皮骨質降低最多可達32%，而骨小梁可達17%。
這些文獻結果與我們臨床上的經驗不謀而和。圓柱形植體很大的缺點在於不容易獲得初期穩定性，手術備孔過程，易發生植體與齒槽骨密合度不佳的情況。而錐狀形植體，只需鑽較小的窩洞就可置入，其倒三角狀讓植體置入時更輕鬆穿過骨頭，有助於抑制骨應力，獲得較好的初期穩定度。
▲蒔美植牙全口重建中心採Straumann®BLX採錐形設計。研究顯示，比起其他身形設計，錐形植體能提供較好的初期穩定度。而Straumann®BLX植體，結合設計上的各項特性，為「早期負重」與「立即負重」的治療方式，提供長期穩定成功的有利條件，適合期待術後能早點裝上假牙，盡快恢復美觀的患者。
螺紋設計有利於植體表現
植體表面加上螺紋的設計為目前市場上的主流方式，就像日常生活中螺絲釘運用螺紋的原理一樣，可使植體牢牢鎖進齒槽骨裡。而螺紋更是使咬合力傳導到齒槽骨最重要的結構。
加上螺紋的輔助，可提升植體生物力學上的表現，達到更好的應力分布，提升骨與植體接觸面積，促進初級穩定度。
許多文獻皆有談到螺紋設計對於植體表現的重要影響：
•本篇指出，使用不同螺紋的植體，具有降低人工牙根與骨質間之表面應力的能力。[3]
•另一篇則認為，增加螺紋設計，雖無法降低骨應力最高值，但可提升植體與齒槽骨的接觸面積(BIC,Bone to Implant Contac)，以降低接觸介面的骨應力。[2]
不過，螺紋設計上須考量的面向眾多。光是根據Abuhussein的研究，螺紋的型態就可以粗分為四大類：
V形螺紋(V-shaped)、方形螺紋 (Square)、偏梯形螺紋(Buttress)、逆偏梯形螺紋(Reverse buttress)。
而其他面向，還包括螺距(Pitch)、螺紋角度(Thread angle)、螺紋深度(Depth)與寬度(Width)等，各種元素，都會影響植體的切削功能、錨定效果、骨接觸與應力。[5]
這幾份論文指出，比較小的螺距，與骨頭的接觸面積較大，有利於植體的初期穩定度(但過大或過小反而不利)。而螺紋的深度亦會影響初期穩定度，越深的螺紋越能增加骨與植體的接觸率，提升穩定度並降低介面的剪切力與頸部應力集中的情形。而helix angle（螺旋角）太大反而不好，不利於垂直附載力的分布。[5-7]
事實上，植體發展至今，已有近六十年的歷史，設計漸趨複雜化，已經沒有所謂舉世通用的「最標準」設計。市面上各大廠牌，不同的產品線，都有不同的設計理念，主要適合的族群也可能有所差異。患者在選擇合適的植體時，最好能對植體相關知識先有基本的認識，再透過植牙醫師的說明進一步思索，該植體的設計理念能否合乎科學邏輯，並留心是否有實證科學與臨床研究佐證。從各個面向切入了解，方能找到適合自己，並能長期穩定使用的植體系統。
植牙治療方案：Straumann®BLX身形與螺紋設計
在了解論文研究的結果後，現在我們實際來看看，這些理論如何實際運用於植體的設計上。我們以蒔美植牙中心選用的 「Straumann®BLX植體」為例，透過認識它在身形與螺紋設計上的特色，了解這些設計元素如何影響植體的穩定性與成功率：
1.倒錐形設計，提供良好的初級穩定度：
採倒錐形擴張，從底端穩定增加主體直徑，能在骨骼上逐步壓縮頜骨，提供良好的初級穩定性，即便是在骨頭較差的病例中，也能提供較好的穩定性。
2.窄內核設計，減少骨傷害:
錐狀體倒三角身形，使醫師只需鑽較小的窩洞便可置入植體，而窄內核設計，讓更多皮質骨被保留下來，減少骨傷害。
3.全身長溝槽，切削時保留更多骨頭：
溝槽從底部到頸部下方大範圍延伸，可讓被移除的骨屑有效被收集下來，保留更多骨骼，並使植體一置入，就開始擁有良好的骨接觸。
4.細螺紋漸進式設計，提升初級穩定度與植入扭力：
採細螺紋漸進式設計，從底部到頂端慢慢加大螺紋寬度，逐步壓縮水平骨質，即便在較軟的海綿骨區域也能達到良好穩定度。
5.深螺紋設計，增加骨與植體接觸面積：
從底部開始，即為深螺紋設計，使植體一置入便達到良好的錨定效果。深螺紋可增加植體與齒槽骨有效接觸與受力面積，降低植體頸部應立集中的情形，更適合骨質條件較差的植牙患者。
6.獨特旋切面設計，平穩快速植入：
為自攻型雙向旋切面設計[註二]，強化植入時切削骨頭的能力，減少骨頭阻力，提供醫師手術時穩定的扭力，快速、穩定、平順完成植入動作。
上述種種設計概念，目的皆在於獲得良好的初級穩定性，讓植牙醫師能處理更多複雜與困難的狀況，並提升療程的效率與品質。如今，透過這些尖端設計的不斷改良，讓骨質條件較差的患者也能獲得成功的植牙治療結果，並讓植牙手術後立即負載，早期負載的成功率隨之提升，患者術後能更快裝上假牙，解決過渡期美觀與功能上的困擾。
註一：Non-Thread Straight、Triangular Thread Straight、Squared Thread Straight、Non-Thread Stepped、Triangular Thread Stepped、Squared Tappered
註二：旋轉就位的植體分為自攻型與非自攻型。自攻型螺紋利用自身的螺紋旋轉即可攻入骨內。而非自攻型，則需先用攻絲設備在骨內攻上螺紋後才能旋入。
參考文獻：
[1] Kan JY, Roe P, Rungcharassaeng K. Effects of implant morphology on rotational stability during immediate implant placement in the esthetic zone. Int J Oral Maxillofac Implants. 2015 May-Jun;30(3):667-70. doi: 10.11607/jomi.3885. PMID: 26009918.
[2]Huang HL, Chang CH, Hsu JT, Fallgatter AM, Ko CC. Comparison of implant body designs and threaded designs of dental implants: a 3-dimensional finite element analysis. Int J Oral Maxillofac Implants. 2007 Jul-Aug;22(4):551-62. PMID: 17929515.
[3]黃恆立，下顎臼齒區之人工牙根設計與生物力學分析，博士論文，國立成功大學醫學工程研究所，台南，1995
[4]Raai G,Manimaran P,Kumar CD,Sadan DS,Abirami M: Comparative evaluation of implant designs:Influence of diameter,and taper on stress and strain in the mandibular segment—A three dimensional finite element analysis. J Pharm Bioallied Sci 2019;11(Suppl 2):S347-S354
[5]Ma P, Liu HC, Li DH, Lin S, Shi Z, Peng QJ. [Influence of helix angle and density on primary stability of immediately loaded dental implants: three-dimensional finite element analysis]. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi. 2007 Oct;42(10):618-21. Chinese. PMID: 18215373.
[6]Abuhussein H, Pagni G, Rebaudi A, Wang H-L. The effect of thread pattern upon implant osseointegration.Clin. Oral Impl. Res. 21, 2010; 129–136.doi: 10.1111/j.1600-0501.2009.01800.x
[7]黃彥彰，植牙贋復體咬合受力於邊緣骨吸收之探討，2020
