2. 401120 重庆，口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室;
3. 401120 重庆，重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室
2. Chongqing Key Laboratory of Oral Diseases and Biomedical Sciences, Chongqing, 401120;
3. Chongqing Municipal Key Laboratory of Oral Biomedical Engineering of Higher Education, Chongqing, 401120, China
口腔种植已经发展成为修复患者缺失牙的常用治疗方法，为了改进口腔种植材料，提高种植技术，临床前的动物实验研究就显得尤为重要。鼠、猪、狗、羊是常用的口腔种植动物模型的研究对象，但是没有任何一种动物模型能够完全模拟人类颌骨的发展和重建[1]。在这些动物之中，猪在牙齿形态、骨密度、解剖结构和骨的重建率及愈合方面是最接近人类的[2]。但是猪也因为生长速度太快、过重、难控制性这些缺点而不作为动物模型的第一选择[3]。比格犬的颌骨在生理学和病理学上与人类颌骨有很多相似性，能够支持人类尺寸的种植体，是更为常用的口腔种植模型动物[1]。早在1975年CRANIN等[4]就尝试把种植体植入比格犬的下颌骨。鲍济波等[5]在2012年通过延期和即刻两种方式将种植体植入Beagle犬下颌骨，成功建立了口腔种植体比格犬动物模型。目前，比格犬模型在口腔种植的相关研究中应用广泛，包括口腔种植植骨替代材料、口腔种植时机选择、口腔种植即刻负重、上颌窦底提升术等众多方面[6]。
比格犬的下颌前磨牙区是研究口腔种植体最常用的植入区，其解剖特点是建立种植模型的前提，以规避手术风险，指导种植体的植入，获得较好的实验预期。刘雯等[7]研究认为犬下颌第2前磨牙至第1磨牙牙槽骨段骨质结构均匀，是种植钉植入的理想区段。在下颌前磨牙区，颏孔、尖牙、下颌神经管是可能影响种植的解剖结构，手术中应尽量避开，这些解剖结构在下颌骨中的定位也有待明确。
比格犬下颌骨前磨牙区种植模型可分为即刻种植模型和延期种植模型。对于即刻种植模型，本文通过对前磨牙牙根的大小进行测量，对即刻植入的种植体尺寸提供建议。延期种植模型的建立更加困难，随着拔牙创的愈合，比格犬下颌骨的解剖特点逐渐消失，拔牙窝会变成骨皮质的牙槽嵴顶，编织骨会被松质骨代替[8]，种植体难以准确植入“安全种植区”，即避开颏孔、尖牙根尖、下颌神经管的可利用的前磨牙颌骨段。因此，本文通过游标卡尺直接测量定位相关解剖结构来建立延期种植模型，以指导种植体的安全植入。
1 材料与方法 1.1 主要材料和设备实验动物：10只纯种雄性比格犬，年龄12~14个月，体质量10~12 kg，牙列完整，无牙周病，体格健康，由四川养麝研究所比格犬繁殖中心提供[许可证号：SCXK(川)2014-01]。以下全部动物实验均经过重庆医科大学附属口腔医院伦理委员会审批(审批号：CQHS-REC-2016-076)。硬组织切片机：德国EXAKT Vertriebs GmH公司，型号：E300CP/400CS；电子数显游标卡尺：哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，型号：605- 01/02/03；规格：0~200 mm；药品：戊巴比妥钠(德国Merck公司，规格：25 g)；陆眠宁注射液(吉林省华牧动物保健品有限公司，规格：2 mL/支)；阿替卡因肾上腺素注射液(法国碧兰公司，规格：7 mL/支，盐酸阿替卡因4%肾上腺素1/100 000)；兽用注射用青霉素钾(华畜有限公司，规格：2.5 g)；4%多聚甲醛(北京索莱宝科技有限公司，规格：250 mL)。
1.2 方法 1.2.1 适应性喂养全部比格犬均单笼饲养，温度20~26 ℃，湿度30%~60%，全营养饲料喂养。术前对比格犬口腔进行常规洁刮治治疗，维持口腔卫生。
1.2.2 拔除前磨牙3%戊巴比妥钠溶液合并陆眠宁注射液臀大肌注射全身麻醉；术区阿替卡因注射液局部麻醉，金刚砂车针切割牙体分根，微创挺挺松牙根，完整微创拔除第1到第4前磨牙(P1~P4)；生理盐水冲洗拔牙窝，定向缝合，术后连续3 d给予青霉素肌注预防感染。手术过程见图 1。
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| A:拔牙术前；B:分根微创拔牙；C: 3个月愈合期后口内照；D:制取下颌骨 图 1 微创拔牙术及拔牙创愈合后制取样本过程大体观察 |
1.2.3 样本准备
拔除的前磨牙用双氧水清洗干净后干燥保存待测；拔牙后3个月牙槽窝骨改建基本完成，比格犬过量注射戊巴比妥钠安乐死，从颞下颌关节处游离双侧下颌骨，锐性分离软组织，获取下颌骨样本共20个，4%多聚甲醛固定待用。大体观察并测量颏孔的位置，用打磨机磨除尖牙牙根颊侧皮质骨暴露尖牙牙根及根尖，准确定位并测量尖牙根尖；确定前磨牙区延期种植的安全区域；然后用硬组织切片机按照解剖测量示意图(图 2)中虚线(种植体植入点)的位置纵向切割下颌骨暴露颌骨剖面，待测量植入点的管嵴距和牙槽嵴顶宽度。
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| A为第一磨牙近中牙槽嵴顶点；B为尖牙远中牙槽嵴顶点；C为尖牙根尖；C’为C在AB连线上的投影；E为颏孔远中点；E’为E在AB连线上的投影；颏孔定位Pm=AE’(D2)/AB(D1)；尖牙根尖定位Pc=AC’(D3)/AB(D1)；蓝色区域(A到E'的颌骨段)为种植安全区，等分为3段S1、S2、S3；3条虚线为安全区植入位点，即纵剖位点 图 2 颏孔和尖牙根尖定位测量示意图 |
1.2.4 大体观察
观察离体的前磨牙，记录单双根情况及牙根和根柱的形态；观察固定后的下颌骨样本，从颊面、舌面、牙合面分别观察下颌骨的形态以及解剖标志；观察硬组织切片机切割后的组织面、皮质骨和松质骨的厚薄及下颌神经管的形态。
1.2.5 解剖测量 1.2.5.1 前磨牙长度及直径的测量长度测量：根尖到釉牙骨质界的长度；P2~P4分近远中根分别测长度；直径测量：P1单根直接于近远中釉牙骨质界处测量颊舌径；P2~P4分近远中根，于釉牙骨质界处分别测量近远中根颊舌径。
1.2.5.2 愈合后的前磨牙区解剖测量固定后的下颌骨：测量项目为颏孔的定位。纵剖后的下颌骨：测量项目包括尖牙根尖定位、安全种植区中3个植入位点的管嵴距和牙槽嵴顶宽度(牙槽嵴顶线下1 mm测量)。测量工具为电子游标卡尺，测量项目如测量示意图(图 2、3)所示。
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| 图 3 安全区种植位点管嵴顶宽度测量示意图 |
① 尖牙根尖定位：尖牙远中牙槽嵴顶点(B)和第一磨牙近中牙槽嵴顶点(A)之间的距离为D1；尖牙根尖点(C)在D1上的投影点(C’)，(C’)到(B)的距离为D2，尖牙根尖的定位Pc=D2/D1；②颏孔的定位：颏孔远中点(E)在D1上的投影点(E’)，(E’)到(B)的距离为D3，颏孔的定位Pm=D3/D1；③安全种植区：安全种植区为避开颏孔、尖牙根尖、下颌神经管的颌骨区，将安全种植区D4(即A到E’的颌骨段，示意图中的蓝色区域)等分为3段S1、S2、S3，每一段的中点(图 2虚线)处为植入位点，在3个植入位点处用硬组织切片机垂直于牙槽嵴顶线切开，暴露下颌神经管，切面为感兴趣区(ROI)，测量切面上的管嵴距和牙槽嵴顶宽度(牙槽嵴顶下1 mm测量)，管嵴距记为H1、H2、H3，牙槽嵴顶宽度记为W1、W2、W3。
1.3 统计学处理各组测量数据均以x±s表示, 采用SPSS22.0软件(SPSS Inc, Chicago, IL, USA)进行数据处理。
2 结果 2.1 大体观察肉眼观察第1前磨牙(P1)到第4前磨牙(P4)，P1为单根，牙根较短而直，P2~P4为双根，根柱较短，牙根较P1长，牙根均较直；观察所有下颌骨标本的颊侧，下颌骨前磨牙区颊面有两个颏孔，偏近中的较大颏孔为“主颏孔”，偏远中的较小颏孔为“副颏孔”；较大的颏孔内出现较大的骨质缺损，可能影响种植体的骨结合。较小的颏孔骨质缺损浅表，仅影响皮质骨，本研究将较大颏孔记为种植安全区的影响因子，忽略较小颏孔，不记其影响。观察下颌骨舌侧，在下颌升支内侧可见下颌神经孔；合面观察牙槽嵴顶线，从P1~P4逐渐向颊侧倾斜，第1磨牙处牙槽嵴顶线又回到正中，牙槽嵴顶相对较窄，颌骨较薄；观察所有切面，比格犬下颌骨前磨牙区牙槽嵴骨质为Ⅱ类骨，即为较厚的皮质骨和致密的松质骨，下颌神经血管组织及脂肪组织占据了下颌骨下颌缘处大部分空间，形成较大的骨质缺损，与人类相比，下颌神经管不够清晰且较大，见图 4。
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| A: P1~P4前磨牙；B:下颌骨颊面观；C:下颌骨牙合面观；D:下颌骨舌面观；E:暴露尖牙根尖及切割颌骨；F:植入点颌骨切面观 图 4 拔除的前磨牙牙根和愈合后的下颌骨大体观察 |
2.2 前磨牙根长和牙根颈部颊舌径
20组离体比格犬下颌前磨牙样本中，P1~P4牙根长度依次递增，双根牙P2、P3、P4的远中根直径略大于近中根，近中根长度略长于远中根，测量数据见表 1。
| 牙位 | 颈部颊舌径/mm | 根长/mm | |||
| 近中根(Mφ) | 远中根(Dφ) | 近中根(ML) | 远中根(DL) | ||
| 第一前磨牙(P1) | 2.67±0.27 | 7.65±0.39 | |||
| 第二前磨牙(P2) | 2.72±0.23 | 3.02±0.20 | 8.78±0.34 | 8.44±0.62 | |
| 第三前磨牙(P3) | 3.10±0.18 | 3.34±0.24 | 9.18±0.26 | 8.67±0.45 | |
| 第四前磨牙(P4) | 4.13±0.20 | 4.53±0.26 | 11.18±0.42 | 10.90±0.37 | |
| 10只比格犬取下双侧下颌前磨牙共20组样本，测量单根牙P1的牙根颈部颊舌径及根长，分别测量双根牙P2~P4近中根、远中根颈部颊舌径和根长 | |||||
2.3 尖牙根尖和颏孔的定位
20组离体比格犬下颌骨样本中，尖牙根尖和颏孔在比格犬下颌前磨牙区段的定位Pc(D2/D1)和Pm(D3/D1)较稳定，颏孔在尖牙根尖偏远中。测量结果见表 2。
| D1/mm | D2/mm | D3/mm | Pc/% | Pm/% |
| 41.40±1.64 | 11.63±1.12 | 14.36±1.02 | 28.00±2.81 | 34.80±2.75 |
2.4 安全种植区管嵴距和牙槽嵴顶宽度
20组离体比格犬下颌骨样本中，管嵴距(H1、H2、H3)从颏孔到第1磨牙逐渐增加，牙槽嵴顶宽度(W1、W2、W3)从颏孔到第1磨牙逐渐略微增宽。测量结果见表 3。
| 参数 | 解剖测量值/mm |
| H1 | 7.22±0.70 |
| H2 | 8.19±0.73 |
| H3 | 9.16±0.67 |
| W1 | 5.33±0.50 |
| W2 | 5.83±0.57 |
| W3 | 6.39±0.57 |
| 10只比格犬取下双侧颌骨共20个样本，安全种植区为避开颏孔、尖牙根尖、下颌神经管的颌骨区，将安全种植区D4等分为3段S1、S2、S3，每一段的中点处为植入位点，测量植入位点颌骨切面上的管嵴距H1、H2、H3和牙槽嵴顶宽度(牙槽嵴顶下1 mm测量)W1、W2、W3 | |
3 讨论
本实验选择12~14月龄，12~15 kg的比格犬，文献表明这个年龄段的比格犬牙列完全萌出，下颌骨发育成熟，相对年轻的比格犬表现出更好的愈合能力，是研究种植体植入的理想动物模型[9]。比格犬作为最常用的口腔种植体植入动物模型对象，其颌骨种植区的解剖特点是建立种植模型的前提。同样，在了解了比格犬下颌骨的解剖之后再进行术前CBCT扫描更为可靠。但是比格犬术前CBCT并不是一项容易实施的操作，因为比格犬不能配合，即使是进行全身麻醉，其体型与人类差异大，很难将麻醉后肌肉松弛的比格犬安放于CBCT椅子上固定，同时全身麻醉也可能增加伤害比格犬的风险及麻醉意外[10]。基于上述原因，比格犬下颌骨前磨牙区的直接解剖测量显得尤为重要。
比格犬下颌前磨牙区即刻种植植入的深度由于需补偿远期颈部骨吸收，还需考虑种植体的即刻植入深度，根据不同的实验目的植入种植体颈部平牙槽嵴顶还是位于牙槽嵴顶下1~2 mm，或者更深的骨下水平。扣除植入深度，方可选择更安全的种植体长度。即刻骨内种植可能导致P1不是一个理想的种植位点，原因是P1邻牙尖牙向远中弯曲的粗大牙根局限了种植体的长度，同时P1区颊侧牙龈带有强大肌肉附着的系带影响该区手术伤口的愈合和软组织封闭效果，如果必须植入建议选择“超短种植体”，即长度≤6 mm[11]。成年犬的前磨牙为双根，牙根平均直径为3.4~4.5 mm[12]，与本研究的数据比较接近。吕影涛等[13]在研究中对比格犬下颌前磨牙进行了大体观察，第1前磨牙为单根牙且牙体较小，第2、3、4前磨牙和牙冠均较扁呈“山”字形，牙根均为近、远中2根。测量结果表明，比格犬下颌P1~P4牙根长度依次递增，双根牙P2、P3、P4的远中根直径略大于近中根，近中根长度略长于远中根，可选择近中或者远中根的窝洞植入种植体。鲍济波等[5]在实验中拔除第4前磨牙后立即进行种植窝的预备，在远中拔牙窝植入种植体，成功建立即刻种植模型。由于根尖距离下牙槽神经管的距离较近，建议即刻种植选择种植体的长度和直径不超过植入区牙根的长度和牙根颈部的颊舌向最大径。
颏孔、尖牙、下颌神经管是本文主要考虑的口腔种植比格犬模型的重要解剖风险因素，颏孔和尖牙根尖区外靠远中的范围是前磨牙区延期种植的安全植入区域。比格犬每一侧下颌骨前磨牙区存在两个颏孔，近中较大的颏孔(“主颏孔”)被认为是影响种植的重要解剖结构，种植体植入其中造成种植体周围较大范围的骨质缺损，同时破坏了颏神经对种植体的骨结合亦可能造成潜在的不利影响，具体可影响种植体植入结果评价中的种植体-骨结合率(BIC值)，micro-CT和CBCT均可实现骨组织计量学检测[14]；远中较小颏孔(“副颏孔”)造成的骨质缺损微小且表浅，本研究认为其影响可忽略。从测量结果看，尖牙根尖位于近中较大颏孔稍前方，且尖牙根尖和颏孔的定位都较稳定。尖牙远中的第1前磨牙P1正位于尖牙牙根上方，尖牙的牙根及其粗大且均向远中弯曲，占据了大部分颌骨空间，且P1离主颏孔较近，这导致第1前磨牙区不是一个理想的种植体植入位点，术中难以避免触及下方尖牙牙根或颏孔。MARTINEZ等[15]研究短头颅犬时得出结论：X线片显示下颌神经管的高度从颏孔到磨牙区逐渐降低。本研究在对比格犬缺牙区下颌骨不同位点的切面中可以得出与上述短头颅犬下颌神经管位置类似的变化趋势，在颌骨整体高度变化不大的前提下，下颌神经管的下降趋势导致管嵴距从颏孔到第1磨牙近中逐渐增加。从大体观察的结果可以看出，跟人类不同的是，比格犬下颌神经管壁不明显，脂肪组织较多，周围缺乏松质骨，颊舌侧为较厚的皮质骨壁。这样的解剖特点可能造成种植体下段容易进入缺乏骨质的神经管区域，种植体长度的选择就显得尤为重要。
根据解剖结构的定位可以得出，在水平方向上，主颏孔远中点到第1磨牙近中的颌骨段为理想的种植区域。在垂直方向上，需要避开下方的下颌神经管。本研究将这一段颌骨均分为3段，取每一段中点作为植入点，建立延期种植模型，研究植入点的管嵴距和牙槽嵴顶宽度。SANTOS等[16]用X线片研究了比格犬下颌第3前磨牙远中根和第4前磨牙近中根之间骨段的下颌骨高度，下颌神经管高度以及管嵴距，以期提供解剖数据支持手术的实施。但是文中提出更精确的方法应该是对尸体进行解剖测量相关数据，以及使用CBCT会获得比普通二维的X线片更准确。S1、S2、S3位点的管嵴距和牙槽嵴顶宽度如表所示。KILIC等[17]对49例人类尸体下颌骨进行解剖测量，得出结果人类下颌前磨牙区剩余牙槽嵴管嵴距均值为12.63 mm，比本文中比格犬下颌前磨牙区剩余牙槽嵴管嵴距高。种植体尺寸的选择必须与动物植入部位尺寸相适应，犬类动物实验所采用的种植体规格为直径3.25~4.10 mm、长度8~12 mm[12]。但这些结论缺乏对植入部位，犬的种类、年龄等情况的限定，也没有相关解剖数据的支持。基于本实验的结果，并根据AL-JOHANY等[11]提出的口腔种植体分类方案，在长度上，选择“短种植体”(6~10 mm)或“超短种植体”(≤6 mm)对于比格犬下颌前磨牙区延期种植模型是相对安全的，不建议植入“标准种植体”或“长种植体” (≥10 mm)；在直径上，选择“窄种植体”(3.0~3.75 mm)或“超窄种植体”(＜3.0 mm)是相对安全的，不推荐选择“标准”或“宽”种植体(≥3.75 mm)。
比格犬口腔种植模型与人体仍然存在一定差异，本研究结果表明，局部差异主要在于比格犬下颌骨宽度及管嵴距均比人类小，虽然支持用于人体的商用种植体的植入，但种植体大小需根据解剖结果选择，种植体形状可与人体同，也可根据实验目的进行个性化设计；全身差异在于比格犬代谢比人体快，每年全身骨小梁转换率远高于人类[18], 可能导致拔牙创的愈合以及种植体周围骨结合速率比人体快，这两方面差异均可能影响实验结果。本研究也存在一定的局限性，样本量不是很大，目前还需要后续实验验证此动物模型的有效性。综上所述，本研究认为第1前磨牙位点P1不是理想的即刻或者延期种植位点，延期种植安全区为颏孔远中点到第1磨牙的颌骨段，颏孔在前磨牙区段的定位为尖牙远中点到第1磨牙近中点距离的(34.8± 2.7)%。按照模型中的植入点植入，建议种植体长度选择“短”(6~10 mm)或“超短”(≤6 mm)，直径选择“窄”(3.0~3.75 mm)或“超窄”(＜3.0 mm)为宜，以保证植入种植体周围都能形成良好的骨结合，增加实验的可重复性和可对比性。
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