種植修複螺絲的機械原理與正確使用

       螺絲是（shì）沿著傾斜平麵的螺旋結構，是（shì）非常高效（xiào）的機械，已有數百年的曆史（shǐ）。種植體最初的外形設計就是螺絲的形態，可以初步固定在骨組織內，骨結合後（hòu）進行負（fù）荷。螺絲也用來連接基（jī）台和種植體。還可以用螺絲將修複體固定在基台或種植（zhí）體上。基台和修複體（tǐ）螺絲鬆動是（shì）種植修複最常見的並（bìng）發症（zhèng）之一。因此（cǐ），醫生應該了解種植螺絲的機械原理。有報道表明，上頜修複螺（luó）絲第一年鬆動率為6%～20%。修複結構中螺絲（sī）通常是最薄弱的環節。任何咬合問題、製作誤差或應力可能導致咬合時修複（fù）體的晃（huǎng）動，螺絲是最薄弱或受（shòu）力最大的位置，往往發生鬆動或（huò）折（shé）斷。咬合麵的螺絲通道導致（zhì）崩瓷（cí）的風險增高。Nissan 等的研究表明（míng），平均負荷5 年後（hòu），螺絲（sī）固位修複體崩瓷率（lǜ）為38%，粘接固位（wèi）修複體崩瓷率為4%。

      螺絲是高效的力放大器。一個20 Ncm 的（de）力（lì）矩加載到螺絲上（shàng），可以移動平台上的兩列火車。有幾（jǐ）個因素可能與螺絲鬆動的風險相關，主要因素是預負荷。另外，還包括零件匹配度，基台-種植體連接的高度（或深度）和平台直（zhí）徑。施加在螺絲上的扭矩會同時影響螺紋和螺絲頭的壓力。施加在（zài）螺絲上（shàng）的力矩也會（huì）在螺絲的陽性（xìng）部件內產生（shēng）拉力。扭力產生的壓（yā）力和拉力通過螺絲部件的斜麵而放大（圖1）。當扭矩足夠大時，螺（luó）絲在拉力的作用下延長。螺絲的（de）應變也與扭矩的大（dà）小直接相關。力越大，應變越大。扭（niǔ）力過大時， 引起材料的（de）可塑性喪失或永久形變。此時螺絲無法取出，再加力時折斷。也就是（shì）說，過大的扭力導致螺絲折斷或螺紋（wén）分離。推薦的預負荷扭矩是螺絲發生永久形變受力的75%，以保證螺絲連接的（de）安全。

       加載到螺絲的（de）預負荷應該是持續的，而且足以（yǐ）引起螺絲螺紋的（de）形變。最開始的螺絲係統，如Nobel係統（1980-1990 年），隻是采用手（shǒu）動螺絲刀旋緊螺絲，無（wú）法達到（dào）足夠的扭矩。根據Misch 的（de）研究，136 名牙（yá）醫用手動螺絲刀，平均隻產生11 Ncm 的扭矩，範圍（wéi）為5～21 Ncm。所以基台螺絲（sī）鬆動在那個時期的發生（shēng）率高達50%。20 世紀90 年代早期，醫生開始采用扭力矩扳手獲得足夠的夾緊力。扭矩扳手利用杠杆（gǎn）力。扳手的杠杆可以使扭矩放大到100 Ncm，超越材料（liào）彈性的極（jí）限。因此，扳（bān）手都有一個（gè）安全（quán）值限製。扳手產生的高扭矩會（huì）旋緊螺絲。這種方法使螺絲鬆動在第一年的發生率小（xiǎo）於16%。扭矩（jǔ）扳手應該可以獲得（dé）一致的扭力。但是有研究表明，經過反複高溫高壓消毒後，扳手會發生（shēng）腐蝕，使得扭（niǔ）矩偏大（dà）。因此，扳手消毒時應處於鬆開的狀態（tài），醫生使用扳手前要確保各配件沒有在鎖死的位置（圖2）。種植體公司及製造商應定期對扭矩扳手進行校準。

       醫生在旋緊螺絲時還要注意，旋（xuán）緊的扭力會傳遞至種植體- 骨界麵（圖3）。骨組織對剪切力的抵抗（kàng）較弱，隻有垂直受力的65%。這與（yǔ）種植體的（de）設計、表麵（miàn）處理和（hé）骨密（mì）度相關（guān）。骨質偏軟（ruǎn）的情況下，能承受的扭矩小於20Ncm。因此，推薦（jiàn）采用對抗扭（niǔ）矩的旋緊螺絲方（fāng）式。由於螺絲和種（zhǒng）植（zhí）體（tǐ）部（bù）件之間的摩擦，逐漸會降低（dī）夾（jiá）緊力。因此，每（měi）隔幾（jǐ）年可以重新旋緊（jǐn）螺絲，特別是有過大咬合力（lì）的（de）患者。

      為了減少臨床並發症，可通過改進螺絲設計增加預負荷，減少旋入扭矩因摩擦力而損失。螺絲頭（tóu）直徑大（dà）於螺絲（sī），可以是平（píng）頭或為斜（xié）麵。在牙科領域之外，螺（luó）絲頭為30～45°的錐度，幫助在有加工誤差的（de）情況下，有助於把不同組件（jiàn）固定在一起。螺絲鎖緊就位（wèi）時，螺（luó）絲頭的（de）斜（xié）麵可以抵消組件間的誤差。螺絲頭斜麵減少了夾緊力，降（jiàng）低了螺（luó）紋的拉力（lì）。大部分的力加載到了螺絲上而不是螺絲固定的部件之間。如果以（yǐ）20 Ncm 的扭矩旋緊螺絲，15 Ncm 的扭矩分散到螺絲斜麵，5 Ncm 的（de）扭（niǔ）矩加載到螺紋上。種植修複使用的（de）螺絲應盡量避免帶斜麵的螺絲，應使用平頭螺絲。

      金屬（shǔ）成分是另一個影響螺絲特性的因（yīn）素。主要會影響（xiǎng）螺絲加載預負（fù）荷（hé）後的應變量，以及發生折斷的點，從而決（jué）定了安全的預負荷範圍。當其他因素（sù）類似（sì）的時候，螺絲的材料和屈服強度差異巨大（ 金螺絲12.4 N， 鈦螺絲83.8 N）。螺絲材料（liào）不同，修複螺絲的折斷扭矩在16.5 Ncm -40 Ncm 之間。關於（yú）螺絲表麵性質（zhì）的（de）爭論呈兩極化。有學者認為：粗糙表（biǎo）麵可以幫助螺絲獲得更大的摩擦（cā）力從而降低螺絲（sī）鬆動的風險；另一部分學者（zhě）倡導使用減少摩擦力的表麵塗層可以增加預負荷，認為這是一種增加螺（luó）絲夾緊力的有效方法。螺絲直徑主要影響螺絲在發生形變前被加載的預負荷。螺絲直徑越大，用於旋（xuán）緊螺絲的預負荷可以（yǐ）更大，這樣可獲得更大夾緊力。不同種植係統的基台螺絲尺寸都很相似；但印模帽和修複螺絲直徑往往小於基台螺絲（材質也可能（néng）不（bú）同）。材料的強度（dù）與直徑的四次方呈正相關。所以，直徑減半的螺絲（sī）強度（dù）變為1/16。