《Journal of Dentistry》：Mechanical properties of an implant titanium base abutment with a new biologically inspired design
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目的：基台在美学区的设计必须在维持足够机械强度的同时支撑种植体周围软组织。这项体外研究评估了两种商用钛基底（Ti-base）基台和两种采用仿生、软组织导向几何形态的定制钛基底基台的断裂抗力。方法：测试了四组：A组：商用钛基底（穿黏膜高度2.0 mm；粘接基座高
目的：基台在美学区的设计必须在维持足够机械强度的同时支撑种植体周围软组织。这项体外研究评估了两种商用钛基底（Ti-base）基台和两种采用仿生、软组织导向几何形态的定制钛基底基台的断裂抗力。方法：测试了四组：A组：商用钛基底（穿黏膜高度2.0 mm；粘接基座高度4.0 mm）；B组：具有更高粘接基座高度的商用钛基底（8.0 mm）；C组：具有解剖学轮廓边缘的定制钛基底（近中及远中区比前庭边缘高1.5 mm，腭侧区比前庭边缘高1.0 mm；穿黏膜高度2.5 mm；粘接基座高度4.0 mm）；D组：具有轮廓边缘和倾斜螺丝通道的定制钛基底（穿黏膜高度2.5 mm；粘接基座高度4.0 mm）。将基台拧紧到种植体模拟体上，并使用万能试验机（Instron）进行静态加载至断裂测试。采用单因素方差分析（One-way ANOVA）和Tukey事后检验（α = .05）。结果：各组间检测到统计学显著差异（p < 0.0001），但B组与D组之间未发现统计学显著差异（p = 0.0685）。平均断裂抗力值（N ± SD）为：A组，873.2 ± 18.2；B组，570.2 ± 34.3；C组，1068.5 ± 75.5；D组，631.6 ± 66.0。屈服点值为：A组，755 ± 17.6；B组，468.8 ± 31.8；C组，885.2 ± 28.1；D组，608.4 ± 85.9。结论：在此体外力学评估的局限性内，具有解剖学轮廓的定制钛基底显示出最高的断裂抗力。临床意义：采用具有解剖学扇形肩台（邻面升高1.5 mm，腭侧升高1.0 mm）的钛基底相比传统设计（873.2 N）表现出更优的力学性能（1068.5 N断裂载荷），提示在管理具有扇形薄龈表型的美学病例时具有潜在临床优势，同时维持高于生理性载荷（90-390 N）的断裂抗力。然而，在广泛采用前需要临床验证和疲劳测试。
论文解读文章
研究背景与问题：在牙种植修复中，美学区和功能性的成功标准已从单纯的种植体稳定性扩展到患者报告结果指标（PROMs）、种植体周围软组织健康、修复体美学等多维度评估。然而，拔牙后束状骨丧失和软组织形态改变带来临床挑战，尤其是邻间乳头完全填充依赖于邻牙骨嵴水平，而软组织生物型（厚/薄）对骨吸收和软组织退缩有重要影响。基台设计在美学区需支撑种植体周围软组织同时维持足够机械强度。现有商用钛基底（Ti-base）基台常无法匹配个体化软组织形态，尤其是在扇形薄龈表型和三角冠形态的病例中。此外，增加基台穿龈高度可降低定制氧化锆基台骨折风险，但关于基台形态对力学性能影响的证据有限。因此，研究人员基于Monaco等（2025）关于釉牙骨质界（CEJ）至骨嵴距离的研究，设计了两种具有仿生（biologically inspired）几何形态的定制钛基底基台，旨在模拟天然牙的扇形骨嵴和牙龈轮廓，并评估其断裂抗力。
研究开展与结论：本研究通过静态载荷测试比较了两种商用钛基底基台和两种定制钛基底基台的断裂抗力。结果显示，具有解剖学轮廓边缘（近远中面比前庭面高1.5 mm，腭侧面高1.0 mm）的定制钛基底（C组）表现出最高的断裂载荷（1068.5 N）和屈服点（885.2 N），显著高于其他组（p < 0.0001）。而具有倾斜螺丝通道窗口的定制钛基底（D组）和增加粘接基座高度的商用基台（B组）性能下降。研究还通过Weibull分析揭示了不同设计在失效模式和可靠性上的差异。论文发表在《Journal of Dentistry》。该研究的意义在于，首次将仿生骨嵴形态整合到钛基底基台设计中，证明了其力学可行性，为美学区种植修复提供了更优的界面匹配方案，同时保持了高于生理性咬合力（90-390 N）的断裂抗力，但需进一步临床验证和疲劳测试。
主要关键技术方法：研究人员使用了CAD/CAM软件（Exocad）设计两种定制钛基底基台，参数来源于Monaco等（2025）对206颗健康牙CEJ至骨嵴距离的影像学分析。所有基台由5级钛（Ti6Al4V）通过工业原型制造工艺生产，未修改现有Ti-base制造流程。样本量经先验功效分析确定为每组10个，共40个。静态载荷测试采用万能试验机（Instron 4301），试样以45°角固定于青铜支架，模拟135°切牙间角，加载速度0.5 mm/min，记录最大断裂载荷和屈服点。通过单因素方差分析（One-way ANOVA）和Tukey事后检验比较组间差异，并使用双参数Weibull模型进行可靠性分析（参数估计采用最大似然估计MLE，95%置信区间通过非参数bootstrap法获得）。
研究结果：
- 静态载荷测试结果：各组间断裂载荷和屈服点均存在统计学显著差异（p < 0.0001，效应量极大）。C组（解剖学轮廓定制钛基底）断裂载荷最高（1068.5 ± 75.5 N），屈服点最高（885.2 ± 26.1 N）。B组（高粘接基座商用基台）和D组（带窗口定制钛基底）断裂载荷显著低于A组（商用基台，873.2 N），但B与D间无显著差异（p = 0.0685）。屈服点方面，所有四组间均有显著差异，D组屈服点最低（608.4 N）。
- 失效模式分析：宏观上观察到三种断裂类型：1型（水平断裂，位于腭侧第一螺纹处）、2型（垂直侧向断裂）、3型（1型与2型共存）。C组是唯一出现2型（60%）和3型（40%）断裂的组，而A、B、D组均仅出现1型断裂。这表明C组在更高载荷下经历了更复杂的失效模式。
- Weibull分析：C组特征强度（η）最高（1103.0 N），但其Weibull模量（β）较低（16.1），95%置信区间宽（9-30），反映了多种失效机制导致的变异性。A组虽断裂载荷略低（η=882.0 N），但β最高（63.9），提示制造一致性高、缺陷分散小。B组和D组η较低，β中等。各组的β置信区间重叠较大，表明对Weibull模量的解释需谨慎，而η估计更稳健。
讨论总结与结论翻译：讨论部分指出，C组仿生设计的解剖学肩台（近远中面高1.5 mm、腭侧面高1.0 mm）增加了穿黏膜部分在邻间区的发育，提高了系统刚度，从而改善了力学性能。D组因腭侧窗口导致应力集中，断裂抗力降低约40%，但前牙区咬合力（90-390 N）仍远低于其断裂载荷，临床急性风险低，但需在疲劳测试中进一步验证。A组与B组的比较表明，单纯增加粘接基座高度而不改变穿龈形态反而因杠杆效应降低了性能，这与有限元研究一致。研究还强调，该实验采用刚性Ergal支撑模拟标准化边界条件，旨在隔离基台力学响应，而非模拟骨组织。结论部分翻译：尽管存在此体外研究的局限性，但通过静态载荷测试支持了具有仿生设计的钛基底基台的力学可行性。与数字工作流程（如STL和DICOM文件叠加）的整合，可帮助临床医生在美学挑战病例中根据骨嵴高度和种植体周围软组织形状选择最佳匹配的修复体固定件。
