背景与目的近年来,牙列缺失的患病率随着中国老龄化进程加快而呈上升的趋势,种植固定义齿因其良好的咀嚼效率及美观性能已成为无牙颌患者的理想选择,如何有针对性地进行合理的种植及修复设计已成为口腔种植领域的研究热点。修复体在咀嚼过程中将咬合力产生的应力传递到种植体及种植体周围骨组织上,因此,合理的修复设计对种植治疗的成功至关重要。针对后牙区骨量不足的无牙颌患者,虽然可以通过外科手术或修复设计来弥补其劣势,但由于外科手术存在治疗周期长、风险高、创伤大等问题,目前多倾向于采用两种修复治疗方案:轴向植入伴悬臂修复和倾斜植入以消除悬臂。然而,关于两种设计的优劣仍存在许多争议。一方面,非悬臂设计的种植体支持式固定修复相对于悬臂修复可以较好地分散种植体及周围组织应力,且倾斜植入远中种植体来消除悬臂的治疗可以取得较高的中长期成功率。另一方面,倾斜植入远端种植体后力的传递也会因此变为非轴向,周围骨的应力也随之增加,而悬臂经过合理的设计后也能取得可靠稳定的临床疗效。此外,种植体数目、骨密度及修复材料也会影响种植体及周围骨组织的应力及应变分布。然而,目前关于种植体支持式固定修复治疗中悬臂修复与非悬臂修复的综合对比研究较少,而植体数目、骨质类型及修复材料等在其中所发挥的作用尚未清晰。因此,本研究旨在综合对比悬臂与非悬臂修复在无牙下颌固定种植修复中的临床效果及生物力学特点,以期为无牙颌患者的临床治疗设计提供循证依据,从而为无牙颌患者实现稳定的治疗效果和舒适的治疗体验。材料与方法1.临床病例的纳入与资料收集在获取患者知情同意后,本研究纳入2016年1月至2021年12月期间于山东大学口腔医院种植科就诊的完成无牙下颌种植治疗的悬臂修复与非悬臂修复患者共21人,其中行悬臂修复9人,行非悬臂修复12人。收集患者年龄、性别、吸烟史等基本资料后参照Lekholm和Zarb分类法通过锥形束计算机断层扫描（cone-beam computerized tomography,CBCT）对各植入位点牙槽骨进行骨质分类。2.临床回顾性分析记录两组患者种植体累计存留率及机械并发症发生率,分别于负荷当天及负荷一、二、三年时对两组患者种植体边缘骨水平及种植体周围四个区域骨密度进行测量,并计算三个时间点的边缘骨丢失（marginal bone loss,MBL）和种植体颈部、中部、根部及根尖部的骨密度丢失（bonedensityloss,BDL）,综合分析数据的差异及意义,探究不同修复设计及骨质类型对无牙下颌固定种植修复治疗的影响。3.三维有限元分析分别构建无牙下颌骨模型、轴向及倾斜种植体简化模型以及一体式修复体模型并装配为四种设计:由四颗种植体支持的悬臂修复模型（All-on-4 with cantilever,C4）、由四颗种植体支持的非悬臂修复模型（All-on-4,A4）、由六颗种植体支持的悬臂修复模型（All-on-6 withcantilever,C6）和由六颗种植体支持的非悬臂修复模型（All-on-6,A6）,对这些模型分别进行四类骨质、两种修复材料属性赋值并模拟咀嚼肌力及力加载。综合对比分析轴向植入的悬臂修复与非悬臂修复、增加植体数目的悬臂修复与倾斜植入消除悬臂的修复、四类松质骨密度和两种修复材料下的种植体von Mises应力（von Mises stress,VMS）、周围骨组织最大主应变（maximumprincipalstrain,MPS）及修复体位移分布规律,探究最佳生物力学效益的设计与搭配。结果1.临床病例的纳入与资料收集21名患者均于术后0-14个月完成修复并负荷,其中四名患者因影像学资料缺失被排除在研究外。本研究最终纳入患者共17人,植入种植体共93颗,分为悬臂修复组（n=7）和非悬臂修复组（n=10）,种植体分别为34颗和59颗,两组患者在性别及年龄上无显著性差异。植入Ⅰ类骨和Ⅱ/Ⅲ类骨的植体数目分别为38颗和55颗。2.临床回顾性分析悬臂修复和非悬臂修复三年累计存留率分别为100.00%和98.31%,机械并发症发生率分别为14.29%和30%。机械并发症均为修复体相关并发症,分别为崩瓷（75%）和封孔树脂脱落（25%）。在负荷三年时,悬臂修复和非悬臂修复中的MBL分别为1.60±0.73 mm和0.55±1.04mm,两组数据差异具有统计学意义（P＜0.05）;Ⅰ类骨和Ⅱ/Ⅲ类骨中的MBL分别为 1.56±0.76 mm 和 0.49±1.04 mm（P＜0.05）。在负荷后的一至三年内,悬臂修复种植体周围大部分区域的BDL均较非悬臂修复要高,三个时期中以第一年变化最为显著,主要集中于颈部、根部及根尖部（P＜0.05）,其中又以根部最为显著（P＜0.01）。Ⅰ类骨种植体周围大部分区域的BDL较Ⅱ/Ⅲ类骨高,但差异均无统计学意义;Ⅰ类骨种植体周围不同区域间的BDL变差异不大,而Ⅱ/Ⅲ类骨种植体周围的BDL则主要发生于颈部。3.三维有限元分析就种植体的VMS值、骨组织的MPS值及修复体位移值而言,三者在不同治疗设计中由大到小的顺序均为C4＞A4＞C6＞A6,最佳设计为A6。在四类骨质中,它们的顺序均为Ⅳ类骨＞Ⅲ类骨＞Ⅱ类骨＞Ⅰ类骨,以松质骨密度最高的Ⅰ类骨为最佳,不同骨密度间的种植体VMS值差距较小,骨组织的MPS值及修复体位移值随松质骨密度增高而降低。在两种修复材料中,三者在氧化锆中的结果较聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate,PMMA）优,修复材料的选择对修复体位移值的影响最小。就种植体的VMS、骨组织的MPS及修复体位移的分布而言,悬臂修复设计C4及C6模型中的VMS主要集中于后牙区种植体与基台连接处的远中和前牙区种植体与基台连接处的近中,非悬臂修复设计A4及A6模型中的VMS则主要集中在种植体与基台连接的颊侧。通过倾斜植入消除悬臂的修复方案A4较C6而言具有更分散的植体应力和更为集中的骨组织应变。所有模型中的皮质骨MPS集中部位与VMS相一致,而松质骨MPS则集中于种植体颈部的远中。四种骨密度对于VMS、MPS及位移分布无显著影响,但骨密度越高其分散应变至周围骨组织的区域越大,有利于改善应力集中。远中悬臂的存在会导致邻近种植体周围的松质骨产生应变集中,不仅仅是颈部,还包括体部、根部及根尖部区域,但采用PMMA材料修复时可减轻此种集中。除了 PMMA悬臂修复中修复体位移集中于第一磨牙即悬臂的远中颊侧,其余所有模型的修复体位移分布规律均呈现为前牙区向后牙区逐渐减小的规律。结论1.在无牙下颌固定种植治疗中,采用悬臂修复及非悬臂修复均可获得良好的短期临床疗效。2.在完成种植修复治疗后的短期内,远中悬臂会造成邻近种植体及周围骨组织应力集中从而加剧种植体边缘骨丢失及周围骨密度降低。3.理想状态下,Ⅰ类骨具有较好生物力学特性,但临床结果显示Ⅰ类骨对于骨结合长期稳定性的维持作用欠佳。4.当无牙颌患者骨量充足时,由六颗植体支持的非悬臂修复方案在四种设计中具有最佳的生物力学效益;当后牙区骨量不足时,悬臂修复增加植体的方案更有利于边缘骨水平及骨密度的维持。5.骨密度的增加、刚性修复材料如氧化锆的选择更利于力的传导与分散。