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作者：
钱印杰硕士
童子安硕士
作者对本文有同等贡献
浙江大学医学院附属口腔医院，浙江大学口腔医学院，浙江省口腔疾病临床医学研究中心，浙江省口腔生物医学研究重点实验室，浙江大学癌症研究所
蔡搏搏硕士
朱伟军硕士
浙江大学医学院附属口腔医院，浙江大学口腔医学院，浙江省口腔疾病临床医学研究中心，浙江省口腔生物医学研究重点实验室，浙江大学癌症研究所
姒蜜思博士
浙江大学医学院附属口腔医院，浙江大学口腔医学院，浙江省口腔疾病临床医学研究中心，浙江省口腔生物医学研究重点实验室，浙江大学癌症研究所
副主任医师
目的：评估不同去污方法的体外去污效果及其对临床失败的TiUnite种植体（诺保科，瑞士）表面理化性质的影响。
材料与方法：采用不同的去污方法对30例临床失败的TiUnite种植体进行处理。组1（对照组）采用生理盐水冲洗；组2采用赤糖醇粉末空气喷砂（AIR-FLOW Master Piezon， EMS Dental，瑞士）；组3 采用乙二胺四乙酸（EDTA，FILE-RITE PRC， 派丽登，美国)涂刷及赤藓糖醇粉末空气喷砂；组4采用聚醚醚酮(PEEK）工作尖超声刮治（EMS Dental）；组5采用PEEK工作尖超声刮治及EDTA涂刷；第6组采用PEEK工作尖超声刮治、赤藓糖醇粉末喷砂抛光和EDTA联合处理。通过相对污染面积减少和视觉模拟量表评分来量化表面去污效果，并评估去污后的表面粗糙度和化学性质。进一步比较去污方法在不同种植体表面（TiUnite和SLA（大颗粒喷砂酸蚀；士卓曼， 瑞士））的去污效果。
结果：组6获得了很大的相对污染面积减少量（体视显微镜83.92%，扫描电镜96.40%），最高的视觉模拟评分（2.83），很大的表面粗糙度减小值（螺纹底部- 0.78 μm，高级- 1.35 μm），同时，其碳元素占比下降很大（螺纹底部- 12.33%，高级- 8.77%），钛元素占比增加很大（螺纹底部13.71%，高级10.73%）。组4和组5去污后的种植体表面均观察到了PEEK残留，但其在组6的种植体表面不明显。本研究中的去污方法，其去污效果在TiUnite与SLA表面种植体中未发现显著性差异。
结论：受到本研究的局限性，我们发现，采用PEEK工作尖行超声刮治、赤藓糖醇粉末空气喷砂和乙二胺四乙酸（EDTA）涂刷相结合，获得了较好的去污效果。种植体的原始表面对本研究中采用的去污方法其去污效果无明显影响。
利益冲突声明：本文所有作者声明本研究无利益冲突。
关键词：空气喷砂，去污方法，乙二胺四乙酸，种植体表面，种植体周围炎
种植牙被广泛用于替换缺失的牙齿；然而，植入种植体数量增加的同时，其并发症的发生率也在逐年增长。种植体周围炎是一种以种植体周围黏膜炎症和支持骨的进行性吸收为特征的病理状态，是目前种植领域具有挑战性的生物学并发症之一，如果不及时治疗，最终会导致种植失败。
种植体表面去污，包括机械清创，联合使用或不使用化学试剂，是种植体周围炎治疗的基础。目前认为，很好的去污方法应该是在不破坏原始表面特征的情况下有效地去除表面污物。尽管传统器械（如金属刮治器）具有较强的去污效果，但它们会在种植体表面留下划痕，这可能会对种植体的再次骨结合产生影响。空气喷砂和用改良的聚醚醚酮（PEEK）涂层的工作尖进行超声刮治对种植体表面可以产生更小的损伤，他们被认为是更具有发展前景的治疗方法。最近的研究发现，不论是光滑或经过酸蚀的的种植体表面，PEEK工作尖超声刮治和空气喷砂都可以去除其表面的生物膜。然而，研究也提出，由于种植体的螺纹结构会限制机械去污器械进入到螺纹底部，其去污效果仍十分有限。
在进行机械清创时，常联合使用柠檬酸和过氧化氢等化学试剂，以提高去污效果。乙二胺四乙酸（EDTA）是一种强螯合剂，并在牙髓治疗过程中被广泛使用。本文作者之前的研究发现，空气喷砂结合EDTA涂刷可以更好地恢复原始表面的化学元素比例。因此，他们推测，EDTA可能可以有效地溶解种植体表面的“看不见的”污染物。同时，体外研究也发现，在使用EDTA和次氯酸钠进行去污后，大颗粒喷砂酸蚀的钛片表面的细菌残留更少。此外，Roccuzzo等人和Mercado等人在进行种植体周围炎的再生手术治疗中也使用了EDTA，术后1年和3年随访发现，EDTA的使用提高了其临床疗效。因此，EDTA可能是一种有效的表面去污辅助剂。
目前，对于种植体表面去污治疗的方案，还未达成明确共识。本文作者之前进行的一项研究评估了空气喷砂和PEEK工作尖超声刮治的去污效果，并发现不同的去污方法都有各自的优点；PEEK工作尖超声刮治可以更好的去除可见的大块的钙化污物，而空气喷砂结合EDTA涂刷则可以更好的恢复SLA种植体表面的原始化学元素比例。但两种去污方案均不能达到理想的去污效果。在之前的研究中，作者未能将不同的去污方法进行联合，以评估其是否能增强去污效果。因此，在本研究中，他们设计了一种新的组别，将PEEK工作尖超声刮治，空气喷砂和EDTA涂刷相结合，以期建立一种用于临床实践的很好去污方法组合。
此外，不同改性的种植体表面也可能会影响去污效果。Schmage等人对光滑或者酸蚀处理的钛片表面进行机械清创后，发现酸蚀处理的钛片表面细菌残留量更多。同时，一项体外研究也报道，与HA涂层种植体相比，使用或不使用辅助化学剂的超声刮治对光滑表面种植体的去污效果更好。因此，本研究对不同改性的种植体表面是否会对去污效果产生影响也进行了探究。
本文作者使用临床失败的TiUnite种植体（诺保科，瑞士）建立体外模型，定量评估了不同去污方法组合的去污效果及其对表面粗糙度和化学性质的影响，并将其与SLA种植体的去污效果进行了比较。本文作者认为，结合两种机械处理（PEEK工作尖超声刮治和赤四糖醇粉末空气喷砂）和辅助使用化学试剂（EDTA）可以达到更好的去污效果。
研究设计
患者与种植体的纳入
所有种植体均来自同一制造商，具有相同的原始TiUnite表面。
去污前准备与体外去污步骤
根据种植体的类型和表面的污染程度，将种植体分成六组。每组包含3枚NobelActive种植体和2枚NobelReplace种植体。在每组中，每个种植体的一侧采用不同的去污方法处理（实验侧），而另一侧不进行清创作为阴性对照（对照侧）。一枚干净的NobelActive种植体被用作空白对照。具体分组如下：
• 组1（n = 5，对照组）：生理盐水冲洗；
• 组2（n = 5）：赤藓糖醇粉末空气喷砂（AIR-FLOW Master Piezon， EMS Dental，瑞士）和生理盐水冲洗；
• 组3（n = 5）：赤藓糖醇粉末空气喷砂，EDTA （FILE-RITE PRC，派丽登，美国）涂刷和生理盐水灌洗；
• 组4（n = 5）：PEEK工作尖超声刮治（EMS Dental）和生理盐水冲洗；
• 组5（n = 5）：PEEK工作尖超声刮治，EDTA涂刷和生理盐水冲洗；
• 组6（n = 5）：PEEK工作尖超声刮治，赤藓糖醇粉末空气喷砂，EDTA涂刷和生理盐水冲洗。
与本文作者之前的研究不同的是，本研究新加入了组6，以用于评估两种机械处理结合使用辅助化学剂是否可以增强去污效果。表1详细列举了去污方法的详细步骤。所有去污操作均由经验丰富的临床医生（MS，具有5年以上种植体周围炎治疗临床经验的外科副主任医生）在固定的距离和角度、固定的时间内进行（图1）。
表1：去污方法的细节
NA，不适用
图1-e：去污程序和研究设计。（a）种植体体外模型；（b）赤藓糖醇粉末空气喷砂；（c） PEEK工作尖超声刮治；（d） EDTA涂刷；（e）实验设计流程图。
表面去污效果
图像收集
VAS评分表示实验侧相比于对照侧的相对清洁度。VAS分析程序与前面描述的类似。两名研究人员（YQ和ZT）在定义的标准下主观地从0到10打分，其中完全脏的一面打0分，完全干净的一面打10分。两位研究人员对30枚种植体，实验侧和对照侧的6张图像（附录2至7，可在http：//ijoi. quintessenzs .de上获得）独立进行评分，每个图像被赋予一个特定的分数，然后计算六个分数的平均值。六张图片的详细情况如下：
• 整个种植体的两张图像：一张由SM拍摄，另一张由SEM拍摄（放大倍数为×17）；
• 种植体颈部的一张图像：由SEM拍摄（放大倍数为×35）；
• 种植体螺纹的三张图像：由SEM拍摄的螺纹高级、斜度和底部（放大倍数为×250）。
VAS的计算公式为：实验侧平均评分-对照侧平均评分。分数越高，表明对可见污染物的去污效果越好。
表面粗糙度
表面化学元素组成
与SLA植体的比较
统计学分析
患者与植体分布
表2：患者和种植体分布
CC，锥形连接；DF 牙钳；F，女性；IRK，种植体移除工具；M，男性；NP窄平台；PMC，部分机械颈圈；RP，常规平台
*，轻度污染；**，中度污染；***，重度污染。
表面清洁效果
图2a-h：组4的用来分析RCAR的代表性SM和SEM图像。（a ~ d）SM图像：实验侧（a）、对照侧（c）及其标记图像（b，d）；（e至h） SEM全景图（放大倍数×17）：实验侧（e），对照侧（g）及其标记图像（f和h）。
图3a-c：螺纹底部的代表性SEM图像（放大倍数×250）。（a）原始NobelActive种植体；（b）组6的对照侧，红色箭头表示污染物；（c）组6实验侧。
表3：TiUnite种植体的RCAR和VAS评分分析。所有数据以均数±标准差和中位数（IQR）表示，每组包含5个种植体
*P < 0.05； **P < 0.01； ***P < 0.001。
NA，不适用。
使用Kruskal-Wallis检验比较RCAR（SEM)，使用单因素方差分析（ANOVA）和Tukey事后检验比较RCAR（SM）和VAS评分。
种植体表面粗糙度
图4a-b：表面粗糙度分析。所有数据均以均数±标准差表示。虚线表示原始NobelActive种植体的表面粗糙度。* p<0.05，差异有统计学意义（Tukey检验，与组1比较）。NA，不适用。
种植体表面化学组成
在种植体两侧表面均检测到碳、氮、氧、磷、钛、钠、镁等多种元素。原始干净的种植体表面，其元素比例分别为碳（3.16%）、钛（47.73%）、氧（41.49%）、氮（1.28%）、磷（6.34%）。各组对照侧碳比例均高于原始干净的种植体表面，去污后碳比例下降。同时，钛在实验侧的比例增加。
组6碳元素比例下降幅度很大，钛元素比例增加幅度很大，差异具有统计学意义（钛元素比例变化：螺纹底部P = 0.045，螺纹高级P = 0.005；Tukey检验，与组1比较）（图5）。组2、3钛元素比例的变化也有统计学意义（组2：螺纹底部P = 0.048，螺纹高级P = 0.004；组3：螺纹底部P = 0.043，螺纹高级P = 0.017；Tukey检验，与组1相比）。碳元素比例变化只有组2有显著性差异（螺纹底部P = 0.022，螺纹高级P = 0.047；Tukey检验，与组1相比）。其他元素（氮、氧、磷）间无显著差异（附录8，可在http：//ijoi.quintessenz.de上找到）。螺纹底部和螺纹顶端的元素比例变化趋势相似。
图5a-d：表面化学性质分析。所有数据均以均数±标准差表示。虚线表示原始NobelActive种植体表面元素的比例。* p<0.05（Tukey检验，与组1比较）；†P <0.01（Tukey检验。与组1比较）。NA，不适用。
与SLA植体对比
图6a-b：不同改性的表面对去污效果的影响：TiUnite和SLA种植体的比较（SLA种植体的数据来自作者之前的研究）。（a）SEM的RCAR。组2、3和5采用独立样本t检验进行分析，组1和4采用Wilcoxon Mann-Whitney检验进行评估；（b） VAS评分。所有数据均采用独立样本t检验进行分析。* p<0.01。
种植体周围炎病因治疗的重点是控制种植体周围炎症和促进组织再生。种植体表面去污是种植体周围炎治疗中具有挑战性和最基本的阶段之一，其目的是清除表面污染物以有利于后续的再生性治疗。本研究评估了不同去污方法的去污效果及其对种植体表面理化性质的影响。研究采用RCAR和VAS评分对种植体表面去污效果进行量化，同时，通过Sa和EDS分析评价了种植体表面理化性质。
本研究设计了几种不同的去污组合，包括赤藓糖醇粉末空气喷砂、PEEK工作尖超声刮治和EDTA涂刷。组6是在本作者之前的研究基础上添加的，目的是评估两种机械处理（PEEK工作尖超声刮治和赤藓糖醇粉末空气喷砂）和辅助化学剂（EDTA）的组合是否可以增强去污效果并恢复原始表面形貌。本研究的结果显示，组6在各方面均表现出较好的疗效。
首先，组6获得了最高的RCAR和VAS评分，表明其具有较好的去污效果。临床失败的种植体表面残留有肉眼可见钙化沉积物和一些更细微的“肉眼不可见的污染物”（例如菌斑生物膜等）。先前的体外研究使用红墨水模拟种植体表面的生物膜，并认为空气喷砂比超声刮治更有效；然而，这些研究忽略了失败种植体表面肉眼可见的更难去除的的钙化沉积物。本文作者先前的研究发现，用PEEK工作尖进行超声刮治可以更有效地去除可见的钙化污染物，而空气喷砂则可以更有效地去除“看不见的污染物”。在本研究中也观察到同样的现象，组4和组5 SEM的RCAR高于组2 和组3，而组2和组3的EDS分析的结果更好。因此，结合两种机械处理可以合并两者的优势，并有助于实现更好的去污效果。
其次，空气喷砂能够去除PEEK残留物。PEEK工作尖是一种由高分子PEEK聚醚醚酮材料包裹不锈钢芯制成的改良工作尖。尽管研究报道，用PEEK工作尖进行超声刮治可以有效地去除种植体表面污染物，但去污后留在种植体表面的PEEK残留物仍是其面临的一个重大问题，这些残留物可以诱导快速的菌斑生物膜的重新粘附或引发机体的免疫反应；然而，以往的研究并未有去除PEEK残留物的方法。在本作者之前的研究中，在组4和组5中发现了PEEK残留物，而经EDTA涂刷后的残留物几乎没有发生改变。同样，在本研究中也观察到同样的现象，表明EDTA涂刷不足以去除PEEK残留物。在进行组6的去污方案设计时，我们先采用了PEEK工作尖超声刮治，随后进行空气喷砂。结果发现，组6在喷砂抛光后PEEK残留物明显减少，这证明了空气喷砂具有去除PEEK残留物的能力。
此外，组6也获得了几乎很大的碳元素的比例下降幅度和钛元素比例上升幅度，说明其具有恢复原始种植体表面元素比例的能力。各化学元素比例的变化代表了原始表面的暴露程度，因此，能谱分析也可以认为是在在分子和原子水平对去污效果进行的评价。碳是非生物（比如有机物和钙化物）的关键元素，而钛是TiUnite表面上的固有元素。组6中碳元素比例的很大下降和钛元素比例的很大增加证明了其可以更好的去除“看不见的污染物”。同时，我们也观察到组3和组6碳元素比例下降值低于组2，这与本作者之前的研究结果相反。Kotsakis等人也发现EDTA冲刷后钛片上碳元素比例的增加，并将此现象归因于表面EDTA的残留。因此，组3和组6碳的比例减少较小可能是由于EDTA的残留。这一现象也提示我们，在临床使用化学药剂时应谨慎，务必要进行大量且足量的生理盐水冲洗，以去除化学试剂的残留。
最后，组6在去污后获得了最合适Sa值以及很大的Sa变化值，说明该去污方法具有恢复种植体原始表面粗糙度的能力。Sa是通过评估种植体表面各个点的高度变化来获得的。对照侧的污染物增加了Sa值并会加速菌斑生物膜的黏附。去污后各组实验侧的Sa值均下降，说明污染物减少。Cha等人发现，用PEEK工作尖进行超声刮治后，螺纹高级表面粗糙度的变化比底部更大，而空气喷砂后，螺纹高级和底部的降低量几乎相同。在本研究中也观察到同样的现象。造成这种差异的一个可能的原因是螺纹状的种植体设计，这使得PEEK工作尖很难到达螺纹底部。组6在螺纹高级和底部都能很大限度地减少Sa，说明两种去污方法结合使用可以扩大其去污的面积，从而提高去污效果。此外，据报道，适度粗糙的表面更有利于骨整合并进一步防止骨吸收。组6实验侧的Sa最接近原始种植体的Sa，并且是为数不多可以归类为中等粗糙的Sa。
Stein等人将不同的机械去污方法（金属工作尖超声刮治器、手用金属刮治器和甘氨酸粉末空气喷砂）与化学试剂聚维酮碘联合使用，并发现牙周袋探诊深度（PD）的减少和探诊出血率（BOP%）的显著下降。基于他们的研究和本研究的结果，在进行种植体周围炎表面去污时，结合两种机械处理（PEEK工作尖超声刮治和赤糖醇粉末空气喷砂）和辅助化学试剂（EDTA）可能是一种可行的选择。然而，尽管上述组合获得了更好的表面理化特征的恢复，并可能有利于后续的再生性治疗，但去污后暴露的种植体粗糙的表面可能会进一步导致生物膜快速黏附，并影响种植体周围炎治疗的长期结果，且实现再次骨整合和维持种植体周围健康所需的种植体表面类型尚不清楚。
最后，一些研究也报道，不同改性的种植体表面也可能影响去污效果。因此，为了研究种植体表面对去污效果的影响，本研究作者分别比较了不同去污方法（组1至组5）的RCAR（SEM）和VAS评分。本研究没有发现去污方法在SLA和TiUnite表面之间的显著差异，表明种植体的原始表面对去污效果无明显影响；然而，Keim等人评估了不同机械处理对油墨污染表面的清洁效果，并认为，与SLA表面相比，空气喷砂在TiUnite表面上的残留油墨量减少得更多。这些不一致的结果可能是由于使用了不同的仪器、不同颗粒大小的空气喷砂粉末和污染模型。还需要进一步的研究对种植体原始表面这一影响因素进行探索。
本研究采用临床失败的种植体代替钛片，形成体外模型，可以更可靠地反映临床的实际情况。本研究发现两种机械处理方法（PEEK工作尖超声刮治和赤藓糖醇粉末空气喷砂）和辅助化学试剂（EDTA）相结合，确实提高了去污效果；然而，本研究仍然存在一些局限性。失败的种植体表面存在微生物和钙化污染物，但本研究侧重于后者，未能对前者进行评估。同时，本研究中采用的种植体均为预后“无望”或“不良”，存在选择偏差。对于轻中度种植体周围炎的情况，由于其表面污染物更少，各组之间的差异可能更小。另外，不同的螺纹设计也会影响机械去污的效果。Sanz-Martín等人研究发现，进行去污处理后，具有较短螺纹宽度和较浅螺纹深度的种植体，其表面残留的染色污染物更少。虽然本研究中的种植体根据种植体类型和污染程度进行均匀分配，以尽量减少组间差异，但不同螺纹设计对清洁效果的影响不能完全避免。虽然本文作者设计了一个特定的角度来模拟口腔内入路方式，但它不能完全模拟复杂的口腔环境。未来应设计灵活的骨缺损诱导模型，以更好地模拟临床情况。最后，表面化学性质的观察仍然是一个主要的技术限制，因为EDS无法到达锥形种植体的相同深度的表面，进一步的研究应进行微生物谱、细胞粘附和增殖等生物学测量，以更各方面地评价去污效果。
本研究由国家自然科学基金（no. 82170992）资助。作者感谢浙江大学冷冻电镜中心（CCEM）提供的SEM技术支持。
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