制作牙種植體的材料需要滿足以下要求：必須選用生物相容性較好的材料；必須能夠維持原有的機械性能，以來抵抗口頜系統范圍內預期的力；必須能明顯地承受咀嚼力，且能在機體異常負重的情況下能夠承擔咀嚼力，如磨牙癥能產生較與正常咬合力更長時間、更大的咬合力。

由于骨結合最早報道于Ⅰ型工業純鈦種植體，且這些種植體在長達15年時間內應用得很好，所以假定Ⅰ型工業純鈦種植體的力學特性常規適合有良好骨結合的骨內種植體是符合邏輯的。其他Ⅱ~Ⅳ型工業純鈦種植體顯示出與Ⅰ型種植體一樣或者更好的力學性能。鈦合金也通常表現出比工業純鈦種植體更好的力學性能。

骨內種植體可用多種不同的材料來制作。大多數種植體采用工業純鈦或者鈦鋁釩合金。牙種植體可以用工業純鈦的任何4種形式來制作，大部分是99%的純鈦，只是鐵和氧的含量稍有差別。傳統意義上用來制作牙種植體的材料是工業純鈦，因為有關工業純鈦研究的文章要比其他任何一種材料發表得多，通過了最高水平的科學審查。鈦和鈦合金的強度足以用來滿足種植體支持機制。

4 種形式商業性純鈦的屈變力從1 7 0 M P a 到480MPa不等，彈性系數（MOE）接近114GPa。一般來講，級別或類型越低，彈性系數、屈變力和疲勞折斷抵抗力就越低（表5.2）。鈦的微結構可以假定是相的混合，α、β或α-β。晶體晶格的β形式比α形式要更強大，在合金熱處理時有更強的抗變形性能。在鈦晶體中加入特定的元素（鐵，釩和鉻）形成β相，使其在熱處理更理想。

表5.2 多種種植體材料的抗彎強度

含鈦（90%）、鋁（6%）和釩（4%）的合金，通常被稱為Ti-6Al-4V，是眾多擁有相對高屈變力的鈦合金的一種（900MPa），但它的彈性系數與工業純鈦相似。它可以在承受高強度周期性彈性變形時始終保持其完整性。對Ti-6Al-4V合金的熱處理同樣可以形成能在一定程度上抵抗可塑變形的細紋微結構。盡管Ti-6Al-4V和其他工業純鈦種植體在形成骨結合方面未發現有不同，但釋放的前列腺素、白介素和腫瘤壞死因子上卻有差異，提示在骨喪失方面的微小不同。一般來講，工業純鈦和鈦合金都有很好的生物相容性，有相同程度的成功率或留存率。盡管沒有研究報道Ti-6Al-4V加工的種植體的疲勞斷裂，但口內環境對種植體的影響經常要比材料本身的行為表現更受關注。

一般種植體的外形

種植體的外形一直在研究中，保證傳遞給骨的是壓應力負荷。從生物力學方面來看，骨可以承受壓力但不承受剪切力和張力。現代種植體的生物力學設計是使其承受最大限度的壓力而不是剪切力。三維有孔表面種植體的引進提高了種植體傳遞到骨結合處壓力的同時也成功提高了骨/金屬的剪切力和種植體傳遞到骨的力的分布，最終減少了對種植體的作用力。

當種植體植入松質骨和當承重非軸向的力時，考慮種植體螺紋寬度和高度顯得尤為重要。有限元分析顯示，當高度在0.34～0.5mm，寬度在0.18～0.30mm時壓力減小[12]，但有關螺紋抗折理想尺寸的長期效果還不清楚。雖然動力學設計顯示有良好的性能，但只有臨床試驗才能證實這些假說。

抵抗折斷的一個首要因素是種植體直徑，因為抗折力會隨著種植體半徑的增大而成比例增加4倍。但隨著種植體直徑的增加，向周圍骨組織分散的力也會適當減小，這有可能導致應力保護，產生不利的骨反應。同時，小直徑種植體會向骨組織傳遞較大的力，增加種植體折斷的危險。此現象貌似合乎邏輯，但除了病例報告，僅有少量文獻報道了窄種植體折斷，但也可能是他們在口腔前牙區應用窄直徑種植體的原因。

手術植入

因種植體裝置界面的扭矩可能會使平臺連接出現潛在的變形，故應注意使該扭矩最小化。Ⅳ類骨植入種植體時要優先在骨上敲打擠壓而不是依靠種植體來擠壓骨洞。許多廠家會提醒不要超過手術操作時推薦的扭矩，以減小折斷的可能性（圖5.3a～c）。

圖5.3 （a）Ⅰ類骨中的種植體內連接和界面破損的影像學表現。（b）取出種植體，發現沿著種植體平臺的損壞。（c）在重新放置的種植體上行聯冠修復完成2年后的影像學表現。

種植體周圍骨的保存與種植體基臺連接設計理論接近。盡管沒有充足證據證明，將基臺平面連接于種植體外表面的內側以使炎癥最小化已成為常見的典范。研究邁向了所謂的種植體平臺轉移，但種植體平臺處力的集中可能導致更高的種植體折斷風險，其長期意義至今還未見報道。

種植體在Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類骨上形成骨結合的成功率與Ⅳ類骨有所不同（采用Leckholm和Zarb’s分類方法）。同樣，種植體跨牙弓放置時將會因骨密度的差異而獲得不同的力傳導。種植體在皮質骨內時，在種植體和骨接觸領圈處傳遞非軸向或側向力，而在松質骨內時，種植體則在根尖區傳遞側向力，這在某種程度上依賴于螺紋結構。當種植體置于下頜后牙區且結合牢固時，則需考慮下頜骨的彎曲度。下頜開閉口時的側向力可能會對種植修復體的連接產生剪切力。一個解決方式是分段設計修復體，使其獨立或避免參與最遠中種植體的受力。

修復體設計

一旦意識到種植體會發生折斷，臨床醫生有責任采用設計好的部件來避免這類并發癥的發生。同樣，抵抗種植體折斷的另一重要手段是修復體的設計。最后，在長期的臨床隨訪中發現種植體折斷的危險因素也至關重要。

另外，必須監視固定或活動修復體上力的傳遞。無論是無牙頜或牙列缺損患者，牙齒的狀態也可能影響支持種植體間力的分配。

無論固定或活動修復體修復的患者，其力的矢量會因為材料、種植體的分布和整體設計的不同而不同。種植體上力的應用不會受修復體材料的影響，施加在一個金屬修復體、陶瓷修復體或樹脂修復體上100N的力時，都會傳到下方種植體上同樣的100N的力。施加到種植體上的力的分布可能會因材質不同而不同，但在種植體支持系統上的總力卻是一樣的。盡管如此，材料卻對施加的力的損耗有不同表現。硬的材料，如陶瓷，會更快地把力傳遞到種植體，而對于有彈性的材料，如樹脂，傳遞力則較慢，有時稱為力的抑制。

其他還未充分研究的因素包括材料的應用，如作為種植體基臺的高強度陶瓷。材料不同程度的磨損潛能會導致功能狀態下種植體平臺有不同的粗糙度，但它會不會影響整個種植體平臺還有待研究。鈦在超長時間重復力的負重條件下會形成切面，這有可能是修復并發癥的一個預警器，反復的修復并發癥又是種植體折斷的一個預警器。因此，種植體平臺的改變和種植體折斷之間可能存在某種聯系。

盡管早期報道了力抑制材料在種植體方面上的優勢，但沒有一致的證據說明一種修復材料的應用在種植體留存或抵抗折斷方面優于其他材料。材料的磨損、斷裂或美觀可能與材料在臨床中的不同表現相關，但這些因素與種植體折斷的危險改變無關。

修復方案

種植體修復時，需要考慮以下因素。男女性別差異。傳統觀點認為男性咬合力比女性高

30%～40%。在準備治療時需要考慮該因素以獲得均勻分布的力。因性別不同，修復設計、種植體直徑、牙弓位置、種植體數目和咬合形態在治療中要有不同的考慮。另外，種植體植入時也需要考慮放置策略，以便傳遞適當的力，從而能最大限度地增加功能狀態下負重種植體的抵抗力。當用多顆鄰近種植體修復時需要考慮它們的空間位置關系，如錯位放置可能比直線式排列更能抵抗非軸向直接的力。然而當骨受限或原有牙齒的位置或美學需要直線排列時，則不需考慮。

骨內種植體的直徑很難和需要替換的天然牙的最大直徑相匹配，尤其是磨牙。在這些病例中需要考慮咬合接觸以便力集中在修復體并直接沿著種植體的長軸傳遞。如果不能如此，則需要降低解剖學牙尖斜度以減少食物對修復體面的側向力。

我們治療的目標是采用合適的材料制作適當直徑的種植體，并采用合適的穿齦基臺及合適的基臺螺紋設計，以及在考慮到預期應力和患者口腔行為等相關因素下完成的修復體。在所有這些因素均被考慮到時，種植體折斷的幾率就很小了。

咬合過載

后牙區的最大咬合力潛能在600～800N之間。單純從力學角度來看，應用的力越接近顳下頜關節，該力越大。這種情況與頜骨中的三級系統有關，這增加了后牙種植體的高危險性。盡管沒有臨床研究表明后牙區種植體折斷的高風險性，但這個統計學異常與種植體整體折斷率低有關。

正頜外科和顱頜面分類對力也有影響。長面型或正頜外科分類為Ⅱ類關系的患者，與其他短頭顱或者Ⅲ類關系的患者相比力的潛能較小。這種可能的影響有時與純力學及更能有效傳遞力的力矢量有關。影響力的其他因素還有性別和種族，男性有更大的咬合力潛能，最多可以超出女性30%～40%。這些區別已經被充分證明，在制定治療計劃時需要考慮。

似乎沒有證據來指導種植修復時做出任何特定的計劃。但有些實際的因素會影響種植支持式修復體牙合關系。其中一個是種植支持式修復體是機械固位。機械固位是通過螺絲固位或粘結固位來完成的，但即便粘結固位修復，也有螺絲固位的穿齦部件即基臺。螺絲固位部件上的側方力可以松解夾持力，導致螺絲松動。為了減少這種情況的發生，應盡力避免或最小化種植體上的側向力，當使用3顆或更多種植體時可通過最大化種植體補償來實現，即降低解剖牙尖、集中咬合接觸、減少各個方向的懸臂和調整種植體到牙合面的垂直距離。

因此，通過適當的咬合調整，可以在松動發生時消除側向力，以此看解決螺絲松動似乎是合乎邏輯的。

當多個種植體相互支持時可考慮對沒有鄰牙的種植修復體采用前牙引導建立臨床路徑，完成最終修復體前用臨時修復體對它進行檢測。但在許多病例中，該方案仍存在許多問題并能產生對種植體不利的力。盡管多數種植體折斷發生在后牙區，與鄰牙相接觸的前牙引導也要注意。

種植體放置時需要按照廠家說明和臨床醫生的經驗兩方面結合。