種植修複螺絲的機械原理與正確使用

       螺絲是沿著傾斜平（píng）麵的螺旋結構（gòu），是非常高效的機械，已有數百年（nián）的曆史。種（zhǒng）植體最初的外形設（shè）計就是螺絲的形態，可（kě）以初步（bù）固定在骨組織內，骨結合後進行負荷。螺絲也用來（lái）連接基（jī）台和種植體。還可以（yǐ）用螺絲將修複體固定在基台或種植體上。基台（tái）和修複體螺絲鬆（sōng）動是種植修複（fù）最常見的並發症之一。因此，醫生應該了解種植螺絲的機械原理。有報道（dào）表明，上頜修複螺絲第（dì）一年（nián）鬆動率為6%～20%。修複結構中螺絲通常是最薄弱的（de）環節（jiē）。任（rèn）何咬合（hé）問題、製（zhì）作誤差或應力可能導致咬合時修複體的晃動，螺絲是最薄弱或受力最大的位置，往往發（fā）生（shēng）鬆動或折斷（duàn）。咬（yǎo）合麵的螺絲通道導致崩瓷的（de）風險增高。Nissan 等的研究表明（míng），平（píng）均負荷5 年後，螺絲固位修複體崩瓷率為38%，粘接固位修複體崩瓷率為（wéi）4%。

      螺絲（sī）是高效的力放大器。一個20 Ncm 的力矩加載到螺絲上，可以移動平台上的兩列火車。有（yǒu）幾個因素可能與螺絲鬆動的風險相關，主要因素（sù）是預負荷。另外，還包括零件匹配度，基台-種植體連接的高度（dù）（或深（shēn）度）和平台直徑。施加在螺（luó）絲上的扭矩會同時影響螺紋和螺絲頭的（de）壓力。施加在螺絲上（shàng）的力矩也（yě）會在螺絲的陽性（xìng）部件內產生拉力。扭力產生的壓力和拉力通過螺絲（sī）部件的斜麵而放大（圖（tú）1）。當扭矩足夠大時（shí），螺絲在拉力的（de）作用下延長。螺絲的應變也與（yǔ）扭矩的（de）大小直接相關。力越大，應變越大。扭力過大時， 引起材料的可塑性喪失或永久形變（biàn）。此時螺絲（sī）無法取出，再加力時（shí）折斷。也就是說，過（guò）大的扭力導致螺絲折（shé）斷或（huò）螺紋分離。推薦的預負荷扭矩是（shì）螺絲（sī）發生（shēng）永久形變受力的75%，以保證螺絲連接的安全。

       加（jiā）載到螺絲的預負荷（hé）應（yīng）該是持續的，而且足以引（yǐn）起螺絲螺紋的形變。最開（kāi）始的螺絲係（xì）統，如Nobel係統（1980-1990 年），隻（zhī）是采用手動螺絲刀旋緊螺絲，無法達到足夠的扭矩。根據Misch 的（de）研究，136 名牙醫用手動螺絲刀，平（píng）均（jun1）隻產生11 Ncm 的扭（niǔ）矩，範圍為5～21 Ncm。所以（yǐ）基台螺絲鬆動在那（nà）個時期（qī）的發生率高（gāo）達50%。20 世紀90 年代早期，醫生開（kāi）始采（cǎi）用扭力矩扳手獲得足夠（gòu）的夾緊力。扭矩扳手利用杠杆力。扳手的杠杆可以使扭矩（jǔ）放大到100 Ncm，超越材料彈性的極限。因此（cǐ），扳手都有（yǒu）一個安全值限製。扳手（shǒu）產生的高扭矩會旋（xuán）緊螺絲。這種方法使螺絲鬆動在第一年的發生率（lǜ）小於16%。扭矩扳手應該可以獲得一致的（de）扭力。但是有研究表明，經過反複（fù）高溫高壓（yā）消毒後，扳手會發生（shēng）腐蝕，使得扭矩偏大。因此，扳手消毒時應處於鬆開（kāi）的狀態，醫生使用扳手前要確（què）保各配件沒有在鎖死的位置（圖2）。種（zhǒng）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（yào）注意，旋緊的扭力會傳（chuán）遞至種植體- 骨界麵（圖3）。骨組織對剪切力的抵抗較（jiào）弱，隻有垂直（zhí）受力的65%。這與種植體的設計、表麵處理和骨密（mì）度相關。骨質偏軟的情況下，能承受的扭（niǔ）矩小於20Ncm。因此，推薦采用對抗扭（niǔ）矩的旋緊螺絲方（fāng）式。由於螺絲（sī）和種植體部件之間的摩擦，逐（zhú）漸會降（jiàng）低夾緊力。因此，每隔幾年可以重（chóng）新旋緊螺絲，特別是有過大咬合（hé）力的患者。

      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（ér）損失。螺絲（sī）頭直徑大於螺絲（sī），可以（yǐ）是平頭或為（wéi）斜麵。在牙科領域之外，螺絲頭（tóu）為30～45°的錐度，幫助在有加工誤差的情況下，有（yǒu）助於把不同組件固定在一起。螺絲鎖緊就位時，螺絲頭的斜麵（miàn）可（kě）以抵消組件間（jiān）的（de）誤差。螺絲頭斜麵減少了夾緊力（lì），降低了螺紋的拉力。大部分（fèn）的力加載到了螺絲上（shàng）而不是螺（luó）絲固定的部件之間。如果以20 Ncm 的扭矩（jǔ）旋緊螺絲，15 Ncm 的扭矩分散到螺絲斜麵，5 Ncm 的扭（niǔ）矩加（jiā）載到螺紋上。種植修複使用的螺絲應盡量避免帶斜麵的螺絲，應使（shǐ）用平（píng）頭螺絲。

      金屬成分是（shì）另一個影響螺絲特（tè）性的因素。主（zhǔ）要會（huì）影響螺絲加載預負荷後的應變量，以及發生折斷的（de）點，從而（ér）決定了（le）安全的預負荷範圍。當其（qí）他因素類似的時候，螺絲的材料和屈服強度（dù）差異巨大（ 金螺絲12.4 N， 鈦螺絲（sī）83.8 N）。螺絲材料（liào）不同，修複螺絲的折（shé）斷扭矩在16.5 Ncm -40 Ncm 之間。關於螺絲表麵性質的爭論呈兩極（jí）化。有學者認（rèn）為：粗糙表麵可以幫助螺絲獲得更大的摩擦力從而降低螺絲鬆動的風險；另一部分學者倡導使用減少摩擦力（lì）的表麵塗層可以增（zēng）加預負荷（hé），認為這是一種增加螺絲夾緊力的有效方法。螺絲直徑（jìng）主要影響螺絲在（zài）發生形（xíng）變前被加載的（de）預負荷。螺絲直徑越（yuè）大，用（yòng）於旋緊螺絲的預負荷可以更大，這（zhè）樣（yàng）可獲得更大夾緊力。不同種植係統的（de）基（jī）台（tái）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（luó）絲（材質也可能不同）。材料的強度與（yǔ）直徑的四次方（fāng）呈正相關。所（suǒ）以，直徑減半的螺絲強度（dù）變為1/16。