采用模拟头模模型，定量分析在两种种植体周围缺损形态下，分别使用赤藓糖醇气流、碳酸氢钠喷砂或镍钛刷处理后残留染料的覆盖情况。所有处理方案均存在残留染料。在ⅠA类和ⅠB类缺损中，赤藓糖醇处理后的种植体表面残留覆盖面积均大于其他两种处理方案。
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摘要
摘要
种植体表面的机械清创受限于种植体的几何形态以及与缺损相关的操作通路限制。本研究在标准化的模拟头模模型中评估了三种机械清创方案治疗后残留染料覆盖情况，检验了原假设：在每种缺损类型中，不同清创方案之间的染料覆盖面积无差异。共使用60枚钛种植体，表面涂覆永久性染料，分别在模拟的1A类和1B类种植体周围缺损中接受赤藓糖醇气流喷砂、碳酸氢钠空气抛光或镍钛（Ni-Ti）刷器械处理（每组n = 10）。通过每种植体表面三个摄影投影图像，使用ImageJ软件量化残留染料覆盖面积，并以残留染料覆盖的可评估种植体投影面积百分比表示，以单个种植体作为实验单位。治疗前染料覆盖面积通过标准化操作实现一致，但未进行定量测量；因此，结果反映的是治疗后残留染料覆盖情况，而非去除的污染物量。采用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDS）进行表面特征的描述性分析。所有种植体表面均残留有染料。在1A类缺损中，不同处理方案间的种植体水平染料覆盖存在差异（p < 0.001），赤藓糖醇的覆盖范围大于碳酸氢钠（校正后 p < 0.001）以及镍钛（调整 p = 0.014）。覆盖范围在1B类缺陷内部也存在差异（p < 0.001），赤藓糖醇再次超过碳酸氢钠（经调整后） p = 0.018）以及 Ni-Ti（调整后 p < 0.001）。碳酸氢钠与Ni-Ti在两种构型中均无差异（经调整后 p = 0.143 和 0.383）。在1B类缺损的远中表面，Ni-Ti的覆盖度低于两者（经调整后 p = 0.003 和 0.005）。在1B类缺损中，每种方案内的表面位点分布也存在差异（p ≤ 0.006）。对单个样品进行的探索性扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）观察显示，其表面形貌存在差异。在本研究的局限性范围内 体外 模型显示，不同方案的残留染料覆盖程度存在差异，且没有任何一种方案能够实现完全无染料的表面。
引言
种植体周围疾病是与显著发病率相关的高发性疾病，是当代种植牙科面临的主要临床挑战1。根据2017年牙周与种植体周围疾病及状况分类世界研讨会的定义，种植体周围炎是一种与菌斑相关的病理性状况，影响牙种植体周围的组织，其特征为种植体周围黏膜的炎症以及支持骨进行性丧失2,3。流行病学证据表明，近五分之一的患者（19%–22%）可能发展为种植体周围炎4,5。
由于细菌积聚是主要的病因因素，有效管理种植体周围炎依赖于彻底清除种植体表面的生态失衡生物膜，以终止炎症过程6。然而，由于种植体表面复杂的宏观和微观形貌，这一目标仍具挑战性。因此，在治疗严重的种植体周围骨缺损时，能够直接暴露种植体表面的外科方法被认为是最可靠的实现有效机械去污染的策略7,8。治疗效果还受到骨缺损形态以及去污染方法能否充分接触受累种植体表面的影响9,10。
已提出多种机械 去污策略，包括刮治器、超声器械、空气研磨系统和旋转钛刷11,12。尽管已有大量研究，但在种植体周围炎治疗中最有效的去污方式方面仍无共识13。理想的机械去污方法不仅应能有效清除生物膜和沉积物，还应避免对种植体表面造成明显的有害改变14,15。传统的机械 方法（如刮治器和超声设备）可能会导致表面损伤16 ，且通常难以恢复粗糙种植体表面的原有表面特性17。
喷砂系统用于清除牙齿和种植体表面的生物膜。尽管“空气抛光”这一术语传统上用于描述使用赤藓糖醇、甘氨酸、碳酸氢钠和碳酸钙等粉末进行生物膜清除的操作，但近期一项专家共识提出，当使用特定设备配合专门研发的14 µm赤藓糖醇粉末时，应采用“气流喷砂”作为更合适的术语18。因此，本研究中基于赤藓糖醇的干预措施称为赤藓糖醇气流喷砂，而基于碳酸氢钠的干预措施则称为碳酸氢钠空气抛光。
在新兴的机械方法中，气流研磨系统和旋转刷逐渐受到关注。系统评价 体外 研究表明，喷砂系统可实现显著的种植体表面去污染效果，但残留污染程度取决于粉末特性、种植体表面性质、设备参数及表面可及性19,20在外科模拟模型中，与传统的刮治器和超声设备等方法相比，气动喷砂系统和旋转钛刷已显示出更佳的清洁效果21,22,23,24,25,26多项研究评估的是旋转式钛刷，而非镍钛（Ni-Ti）合金刷；因此，其研究结果不应被解读为支持Ni-Ti合金刷使用的直接证据。目前针对Ni-Ti合金刷的专门研究仍较为有限，且仅限于 体外 评估生物膜清除效果及钛表面特性变化的研究27,28.
尽管已有这些进展，在同一标准化实验模型中，关于赤藓糖醇气流喷砂、碳酸氢钠空气抛光和镍钛刷清创的直接比较仍然有限，尤其是在包含手术通路受限和不同种植体周围骨缺损形态的条件下。重要的是，目前大部分证据来源于简化的实验室模型，未能充分模拟临床中的通路限制或缺损形态29。因此，有必要在研究设计中纳入这些临床挑战的实验模型。为弥补这一空白，本研究采用三维（3D）打印的种植体周围炎模型，模拟两种不同的缺损形态，并将其整合到牙科模拟头模中，以重现预设的通路限制条件。本研究旨在比较在每种缺损形态下，经碳酸氢钠空气抛光、赤藓糖醇气流喷砂和镍钛刷处理后，种植体表面残留染料覆盖面积的差异。此外，通过扫描电子显微镜和能谱分析对种植体表面形貌及取样区域的元素组成进行定性表征，作为探索性结局指标。本研究的无效假设为：在每种缺损形态内，三种清创方案在种植体水平的残留染料覆盖面积上无显著差异。
方案
本体模头颅体外研究的报告经参考牙科实验研究用《体外研究报告清单》（CRIS）进行审阅和结构化30。本研究已获得阿克德尼兹大学医学院临床研究伦理委员会的伦理批准（2025年3月6日；批准编号：TBAEK-282）。实验方案借鉴了既往 established 的方法学26，并根据后续文献29,31进一步优化，同时引入修改以重现标准化的入路限制条件。三种机械去污方法（赤藓糖醇气流喷砂、碳酸氢钠喷砂和镍钛刷）分别在两种种植体周围炎缺损构型（1A类和1B类）中独立评估，共形成六个实验组。整体实验流程和实验分组结构分别见图1和图2。所有材料和器械的商用名称、生产厂家及目录号均列于材料表中。
图1： 实验装置。（A）将3D打印的树脂模型整合到模拟头模中，以及（B）建立模拟临床条件的标准化实验装置。请点击此处查看此图的放大版本。
图2：研究设计与实验分组的示意图流程图。SB，碳酸氢钠。请点击此处查看该图的放大版本
预先使用 G*Power 3.1（方差分析：固定效应，整体检验，单因素）进行样本量计算。依据来自一项可比研究的数据 体外 研究31，假设效应量 f = 0.50。随着 α = 0.05，80% 检验效能，以及六个实验组的情况下，计算得出的最小总样本量为 58 个种植体。为使六个组间样本量均衡分配，将总样本量增加至 60 个种植体，每组 10 个种植体，在预设模型下估计检验效能约为 0.83。在主要分析中，针对每种骨缺损类型，分别对三种清创方案进行比较，每种方案包含 10 个种植体。基于相应的三组固定效应整体模型所进行的敏感性分析表明，总样本量为 30 个种植体时，在效应量约为 f = 0.60 或更大时可达到 80% 的检验效能 α = 0.05。探索性缺陷协议配置相互作用分析未用于原始样本量的确定。
体外三维种植体周围缺损模型制备
通过移除下颌第一磨牙并用软质硅胶材料替代该区域，从而形成平坦的牙槽嵴，对下颌教学模型进行改造。使用实验室扫描仪对该模型进行数字化处理，将获得的STL数据导入牙科计算机辅助设计（CAD）软件中，用于虚拟缺损设计。根据Monje等人32报告的数据，数字化设计种植体周围缺损形态，以模拟临床上在种植体水平最常观察到的两种缺损类型：1A类和1B类。1A类代表颊侧骨开裂型缺损，而1B类代表合并的两壁至三壁骨内缺损。对于1A类缺损，颊侧缺损延伸5 mm，宽度为4.2 mm，与本研究中所用种植体的直径相对应。1B类缺损额外包含近中和远中部分，每个部分深度均为5 mm。最终的STL文件通过三维（3D）打印系统和模型树脂进行制作。打印完成后，模型按照推荐的处理流程在96%乙醇中清洗5–10分钟，并进行5分钟的后续固化。为实现稳定固定，每个模型均通过定制的固定系统安装至模拟头颅装置上。与模拟系统匹配的金属螺母被精确置于每个模型底部中央。粘接表面经轻微粗糙化处理以增强机械固位力，随后使用通用粘接剂固定金属部件，并 дополнительно采用流动型复合树脂加强固定，以最大限度减少操作过程中可能发生的微动。
种植体样本及模拟污染
共使用62个骨水平四级钛种植体（PrimeTaper EV），直径为4.2 mm，长度为11 mm。种植体的宏螺纹螺距为0.75 mm，微螺纹螺距为0.25 mm。这些种植体为螺钉状，表面经喷砂处理后，再用稀释的氢氟酸溶液处理形成特定表面。全部62个种植体均为无菌、工业生产、规格相同且来自同一批次（批号527590）的产品。其中两个种植体作为对照样本：一个为阳性对照，接受与实验组样本相同的模拟污染处理但不进行清创；另一个为无菌参考对照，既不污染也不进行任何操作。其余60个种植体按固定顺序分配至六个实验组（每组n = 10），而非通过正式生成的随机分配序列进行分组，且分组过程未设盲。
固定的分配顺序如下：前10个种植体被分配至1A类赤藓糖醇组，随后10个种植体分配至1B类赤藓糖醇组，10个至1A类碳酸氢钠组，10个至1B类碳酸氢钠组，10个至1A类镍钛（Ni-Ti）刷组，最后10个至1B类镍钛（Ni-Ti）刷组。处理流程的顺序同样是预先确定而非随机化的，依次为赤藓糖醇处理、碳酸氢钠处理，最后进行镍钛（Ni-Ti）刷器械处理。
模拟污染按照特定方案分批依次进行，每批包含20个种植体，分为Class 1A组和Class 1B组，分别对应相同的清创方案。在每次清创操作前一天，将相应批次的20个种植体浸入红色永久性染料中15秒，随后倒置在室温下空气中干燥24小时。24小时干燥期结束后，执行相应的清创方案。该流程首先在赤藓糖醇组中完成，随后进行碳酸氢钠组，最后进行Ni-Ti刷组。因此，每个特定方案的批次均在连续的处理日中经历相同的染料浸渍、24小时干燥及后续清创流程。阳性对照种植体在所有清创操作完成后单独进行污染处理，采用相同的15秒染料浸渍和24小时干燥程序。该种植体不接受任何清创处理，用作完全污染且未经器械处理表面的外观参考。在整个样本制备过程中，种植体仅通过种植体扳手或印模柱进行操作，以最大限度减少意外的表面污染。所有实验种植体均由一名操作者（B.B.A.）植入3D打印模型中。使用外科电机以800 rpm转速预备种植窝，并使其方向与邻牙平行。每个种植体植入时，其6 mm的体部嵌入模型中，冠方5 mm暴露在外，从而模拟预设的种植体周围骨缺损范围。由于在操作过程中清创方案和缺损构型均清晰可见，因此无法实现操作者的盲法。该模型代表一种开放通路的操作条件，旨在模拟外科翻瓣暴露后的可及性33。未模拟软组织、出血、唾液及手术创面环境，且未进行实际的瓣膜切开操作。
机械清创方案
所有清创 操作均由同一名研究者（B.B.A.）在标准化的模拟头模条件下进行。评估了三种机械清创 方法：赤藓糖醇气流喷砂（E）、碳酸氢钠空气抛光（SB）和镍钛刷器械处理（Ni-Ti）。每种方案均在ⅠA类和ⅠB类缺损构型中进行评估。根据先前描述的实验方案31，总操作时间预先设定为：ⅠA类缺损2分钟，ⅠB类缺损3分钟；ⅠB类缺损治疗时间较长，以涵盖额外的近中和远中缺损部分。在ⅠA类缺损中，整个2分钟治疗时间均用于暴露的颊侧表面。在ⅠB类缺损中，3分钟治疗时间平均分配至三个暴露表面，即颊侧、近中和远中各分配60秒，使用秒表计时。该时间分配在所有三种清创方案中保持一致。由于总治疗时间根据缺损构型预先设定，而非为了使各个表面的暴露时间相等，因此ⅠA类与ⅠB类缺损之间各表面的实际暴露时间存在差异。因此，未在两种缺损构型之间直接比较种植体水平的结果；不同方案的比较在每种构型内部独立进行。
在赤藓醇气流处理方案中，使用黏膜下专用手柄以6 bar的固定工作压力输送14 µm的赤藓醇粉末。根据制造商对黏膜下应用的建议，功率设置保持在推荐范围5–10之间，水流设置调至最大值（10）。喷嘴沿暴露的种植体表面持续进行垂直移动，操作过程中不保持静止。每个种植体均使用新的黏膜下喷头（图3A）。
图3： 三种机械清创方案的应用。（A）使用龈下喷砂手柄进行赤藓糖醇喷砂，图示为ⅠA类缺损；（B）使用龈上喷砂手柄进行碳酸氢钠喷砂，图示为ⅠB类缺损；以及（C）镍钛刷器械处理，图示为ⅠB类缺损。 请点击此处查看该图的放大版本
对于碳酸氢钠喷砂处理方案，使用龈上喷嘴以固定的4 bar工作压力输送粒径约为40 µm的碳酸氢钠粉末。根据制造商的使用建议，功率设置保持在2–6范围内，水流设置调至最大值（10），工作距离保持在2–5 mm，喷嘴与种植体表面的夹角为15°–80°。在操作过程中，在此角度范围内持续调整喷嘴角度，同时进行半圆形扫动操作，且喷嘴不得保持静止不动（图3B）。
对于镍钛刷处理方案，使用外科反角手机以900 rpm的转速操作旋转式镍钛刷系统，该转速处于制造商推荐的600–1,200 rpm运行范围内。整个预备过程中，根据制造商说明持续使用无菌生理盐水冲洗。预备操作采用制造商推荐的“接触-回撤”技术，通过轻柔的接触-撤回动作，以控制刷头与种植体表面的接触。刷头的选择在预备前即已确定，依据为制造商及产品说明中描述的各刷头设计特性以及相应缺损区域的进入路径几何形态；同一缺损形态下的所有种植体均采用相同的预设选择，预备过程中不进行临时选刷。
Pocket Short 刷头用于颊侧表面，旨在便于后牙/磨牙区域的进入。Omega 刷头设计用于在深部且空间受限的区域中改善操作，额外分配至近中和远中表面，以改善狭窄邻面缺损解剖结构内的器械操作。Nano 刷头具有狭窄的锥形尖端，适用于精准进入，用于所有操作表面的颈周微螺纹区域及螺纹间凹陷处。在 1A 类缺损中，Pocket Short 刷头和 Nano 刷头各使用 1 分钟，标准化总操作时间为 2 分钟。在 1B 类缺损中，颊侧、近中和远中表面各分配 1 分钟：颊侧表面先用 Pocket Short 刷头操作 30 秒，随后用 Nano 刷头操作 30 秒；每个邻面表面先用 Omega 刷头操作 30 秒，随后用 Nano 刷头操作 30 秒，从而使 1B 类缺损的标准化总操作时间达到 3 分钟。每完成五颗种植体后更换一套新的刷头（图 3C）。
摄影记录与图像分析
清创后立即从模型上取下种植体，轻轻吹干10秒，然后置于标准化的定制丙烯酸摄影支架中22,25,26,34使用数码相机配备微距镜头，在固定参数下采集图像：ISO 160，光圈 f/16，快门速度 1/250 s，相机与种植体距离为 15 cm。照片从正面视角获取0°)，垂直于植入物的长轴，并从大约 30° 冠状面和根尖方向的倾斜角度，与先前研究一致 体外 实验方案23,24,26,31对于1A类缺陷，每个植入物采集三张标准化图像 在预设的角度下（图4）。对于1B类缺陷，每个种植体获取九幅图像，分别对应三个角度（图5共纳入360张高分辨率图像进行分析。
图4： 1A类缺损组在清创后种植体表面的代表性宏观图像。（A）赤藓醇，（B）碳酸氢钠，以及（C）镍钛合金。请点击此处查看该图的放大版本。
图5： 1B类缺损组中颊侧种植体表面清创后的代表性宏观图像。（A）赤藓醇，（B）碳酸氢钠，以及（C）镍钛合金。请点击此处查看该图的放大版本。
每种表面均在定制夹具中以三种角度进行拍摄。这三种拍摄角度被整合为测量程序的互补组成部分，而非作为独立的实验观察。由于微螺纹和宏螺纹结构的冠向和根向形态无法通过单一的正面投照完全显示，因此采用正面、冠向和根向视图来互补呈现每种被评估表面的特征。因此，从同一表面获得的三个特定投照方向的测量值被视为该表面的重复测量，不进行独立的推断性比较。
使用 ImageJ 进行图像分析。对于每张清创后的图像，将与术中保持暴露的冠方 5 mm 相对应的整个种植体段定义为特定于该图像的分析区域。长度为 11 mm 的种植体的根尖 6 mm 部分（即嵌入缺损模型内的部分）被排除在外。在此可评估区域内，以像素为单位测量种植体的总投影面积以及残留红色染料覆盖的面积。每次投影的治疗后残留染料覆盖率计算方法为：将同一图像中残留染料覆盖的投影面积除以该图像内的总可评估投影面积，再乘以 100。由于绝对投影面积会因拍摄角度及样本构图的微小差异而变化，因此未在不同图像或实验组之间比较绝对像素面积；所有定量比较均基于单张图像内的残留染料覆盖率百分比。原始图像未进行任何数字增强处理。未对各个种植体的治疗前染料覆盖率进行定量测量，也未单独采集治疗前的摄影数据集。而是通过对所有样本采用相同的染料浸渍和干燥方案，从操作程序上标准化基线污染程度。因此，未对单个种植体进行治疗前与治疗后的推断性比较，定量结果仅定义为治疗后残留染料覆盖率，并不解释为从基线去除的污染量或去除百分比。
在进行图像分析之前，第一位研究者（B.B.A.）将原始样本编号（1.1–6.10）——其编码了实验分组信息——替换为非连续的四位数字代码。仅将重新编码后的图像文件提供给第二位研究者（K.U.），且在图像分析期间未向其透露数字代码与原始处理组及缺损类型之间的对应关系。由于第二位研究者未参与清创操作，因此其在对样本身份和分组信息设盲的情况下完成了全部图像测量工作。每幅图像均进行三次重复测量，并记录其平均值；不保留单次重复的测量数值。对于每个评估的表面，首先分别计算其在额面、冠状面和根尖面投照下的残留染料覆盖百分比。随后，将这三个特定投照方向的百分比数值进行等权重平均，从而为每个种植体生成一个单一的表面水平值。对于1A类缺损，种植体水平值即为颊侧表面水平值。对于1B类缺损，种植体水平值则通过颊侧、近中和远中三个表面水平值的平均值计算得出。在推论性分析中，实验单位定义为种植体，而非单个图像或摄影投照视图。
主要结局指标为种植体水平治疗后残留染料覆盖面积（%）。主要比较分别在每种骨缺损形态下评估三种清创方案之间的差异。作为次要结局指标，评估了1B类缺损颊侧、近中和远中表面的特定表面残留染料覆盖情况。由于1A类和1B类缺损的种植体水平数值来源于不同评估表面，且两种缺损形态的治疗持续时间不同，因此未对二者进行统计学比较。
通过扫描电镜和能谱分析进行表面探索性表征
表面表征在八种植入物上进行：来自六个实验组的各一个样本，以及两个对照样本——一个无菌参考对照和一个完全染料涂层的非器械处理植入物。在每个实验组内，样本通过抽签方式选择：将十个植入物编号，从不透明容器中随机抽取对应编号的纸条，选取与抽中编号相匹配的样本进行检查。样本选择在所有器械处理和摄影分析完成后进行。对照样本的检测区域和成像参数与实验样本保持一致且预先设定。由于每组单个样本不能代表整个组别，本研究的该部分属于定性与探索性质，研究结果以个体样本的观察结果报告，而非作为方案层面的效应。样本存放于无菌容器中，并使用导电碳胶带固定在样品 stub 上。为标准化成像方向，植入物在颈部区域预先标记。表面形貌在颊侧、近中和远侧区域以多种放大倍数进行观察，包括 ×100, ×250, ×500, ×1000，和 ×5000。额外的成像在 ×在需要进行详细评估时，采用10,000倍放大倍数。场发射扫描电子显微镜在10 kV至30 kV电压下进行，工作距离为12 mm。为标准化扫描电镜成像，所有样本均一致地观察预设区域。从种植体颈缘向根方计数，选取颈区微螺纹带内的第二个微螺纹，以及种植体主体内的第二个大螺纹。31. 分析集中于标准化的1 mm2 在上述两个区域的每个预设视野内进行观察。采用能量色散X射线光谱法（EDS）鉴定种植体表面所见沉积物的元素组成。在每个预定义的扫描电镜（SEM）视野内，根据可直观识别的表面沉积物的存在情况选择EDS检测位点。当无明显独立沉积物时，则在同一预定义视野内的暴露钛表面获取能谱。因此，在标准化视野内的位点选择是有针对性而非系统性的，所得元素比例描述的是单个沉积物的组成，不代表样本的平均表面成分、沉积程度或受累表面比例。各组之间未进行元素含量的定量比较。扫描电镜与能谱分析结果被视为探索性定性观察，未进行推论性统计分析。
统计分析
统计分析使用 IBM SPSS Statistics 25 进行。所有推断性分析均以种植体作为实验单位。采用 Shapiro-Wilk 检验评估分布假设。鉴于组样本量较小（n = 10），且部分处理-表面单元的数据呈现非正态分布，因此在确证性分析中始终采用非参数方法。描述性统计结果同时以均值 ± 标准差和中位数（四分位距）表示。在每种骨缺损形态内，采用 Kruskal-Wallis 检验对三种清创方案进行独立比较，当总体检验具有显著性时，进一步进行 Dunn 两两比较，并采用 Bonferroni 法校正。在 1B 类缺损中，还分别对颊侧、近中和远中表面进行不同方案间的独立比较。由于这些表面在同一种植体上重复测量，因此采用 Friedman 检验评估每种方案内不同表面位点之间的差异，并在总体检验显著时，进一步采用 Wilcoxon 符号秩检验进行两两比较，同时进行 Bonferroni 校正。作为探索性分析，仅在颊侧表面使用双因素方差分析评估清创方案、缺损形态及其交互作用的影响，因为颊侧是唯一在两种缺损形态中均采用相同测量结构进行评估的表面。通过残差诊断和 Levene 方差齐性检验评估模型假设。该分析被视为探索性分析。来自正位、冠状位和根尖位摄影角度的投影特异性测量值保留在补充表1中用于描述性报告，但未进行推断性比较，因为这些测量代表的是同一种植体表面的不同投影视角，而非独立的实验结局指标。效应量报告如下：Kruskal-Wallis 检验采用 η2H = (H − k + 1)/(n − k)，Friedman 检验采用 Kendall's W，Wilcoxon 符号秩检验的两两比较采用 r = |z|/√N（其中 N 表示配对观测数），探索性双因素方差分析采用部分 η2。此外，Cohen's d 作为描述性指标报告独立样本两两比较的标准化均数差。统计显著性水平设定为 p < 0.05。所有两两假设检验均为双侧检验，并根据上述方法对多重比较进行校正。
结果
治疗后残留染料覆盖情况及种植体水平方案比较
在每种缺损构型内，以种植体为实验单位，分别对清创方案进行了验证性比较。所有方案、缺损构型及表面位点的描述性数值见表1。在全部六个实验组的所有种植体上均检测到可测量的残留染料覆盖；清创术后无任何一个样本完全无残留染料。
在ⅠA类缺陷中，三种清创方案之间的种植体水平残留染料覆盖率存在显著差异（Kruskal-Wallis H = 23.28，p < 0.001，η2H = 0.79；表2）。使用赤藓糖醇方案后残留染料覆盖率最高（36.80% ± 2.45%；中位数为37.11%，四分位距IQR为35.10–38.77），而使用碳酸氢钠方案后最低（19.63% ± 4.44%；中位数为20.04%，IQR为15.46–23.12），镍钛刷方案的值介于两者之间（26.31% ± 3.04%；中位数为26.30%，IQR为23.91–28.21）。Dunn多重比较结果显示，赤藓糖醇方案的残留染料覆盖率显著高于碳酸氢钠方案（校正后p < 0.001，d = 4.79）和镍钛刷方案（校正后p = 0.014，d = 3.80）。碳酸氢钠方案与镍钛刷方案之间的差异无统计学意义（校正后p = 0.143）。
在1B类缺损中，种植体水平的总体值（以颊侧、近中和远侧表面水平值的均数计算）在不同方案间也存在差异（H = 18.71， p < 0.001, η2H = 0.62 表3残余染料覆盖率为39.91% ± 3.38%（中位数39.39%，四分位距38.11–42.71）用于赤藓糖醇方案，33.69% ± 3.52%（中位数为33.85%，四分位距为32.53–36.26）用于碳酸氢钠方案，以及30.75% ± 1.97%（中位数30.25%，IQR 29.64–31.10）用于Ni-Ti刷处理方案。残余染料覆盖率在赤藓糖醇组高于碳酸氢钠组（校正后） p = 0.018，d = 1.80）和Ni-Ti刷 (调整 p < 0.001，d = 3.31），而碳酸氢钠与镍钛刷之间差异无统计学意义（校正后 p = 0.383).
由于1A类和1B类缺损构型的种植体水平数值来源于不同组别的评估表面，且两种构型之间的治疗持续时间不同，因此未对这两类构型之间的种植体水平数值进行统计学比较。
1B 类缺损内不同表面特异性方案的比较
在 1B 类缺损中，分别对颊侧、近中和远中表面进行不同方案间的比较（表 3）。
在颊面，三种方案之间的残留染料覆盖程度存在显著差异（H = 18.36， p < 0.001, η2H = 0.61）。平均残留染料覆盖率为 35.48% ± 赤藓醇为6.51%，21.35 ± 5.70% 用于碳酸氢钠，以及 21.74% ± 2.23%（Ni-Ti 刷）。在赤藓糖醇处理方案后，残留染料覆盖面积高于碳酸氢钠处理方案（校正后） p < 0.001 ，d = 2.31）或Ni-Ti刷法（调整后 p = 0.001， d = 2.83），而碳酸氢钠与Ni-Ti刷处理方案之间差异无统计学意义（校正后p = 1.000).
在近中面，不同处理方案之间的残留染料覆盖率也存在显著差异（H = 8.28，p = 0.016，η2H = 0.23）。赤藓糖醇组的平均残留染料覆盖率为 43.25% ± 2.86%，碳酸氢钠组为 40.10% ± 6.28%，Ni-Ti 刷组为 38.69% ± 2.47%。经多重比较校正后，赤藓糖醇方案的残留染料覆盖率显著高于 Ni-Ti 刷方案（校正后 p = 0.014，d = 1.71）。赤藓糖醇与碳酸氢钠之间（p = 0.170）以及碳酸氢钠与 Ni-Ti 刷之间（p = 1.000）的差异均无统计学意义。
在远中面，不同方案之间的残留染料覆盖率存在显著差异（H = 14.02，p = 0.001，η2H = 0.45）。赤藓糖醇组的平均残留染料覆盖率为 41.00% ± 4.39%，碳酸氢钠组为 39.61% ± 2.97%，Ni-Ti 刷组为 31.84% ± 4.58%。Ni-Ti 刷方案的残留染料覆盖率显著低于赤藓糖醇方案（校正后 p = 0.003，d = 2.04）和碳酸氢钠方案（校正后 p = 0.005，d = 2.01），而赤藓糖醇方案与碳酸氢钠方案之间无显著差异（校正后 p = 1.000）。
1B类缺陷内不同表面位点的残留染料覆盖分布
由于在同一种植体上评估了颊侧、近中和远中表面，因此使用Friedman检验在每种方案内部单独评估了各表面位点之间的差异（表4）。三种方案中，不同表面位点的残留染料覆盖均存在显著差异：赤藓糖醇（χ2 = 10.40，p = 0.006，Kendall's W = 0.52）、碳酸氢钠（χ2 = 15.20，p < 0.001，W = 0.76）和镍钛刷（χ2 = 16.20，p < 0.001，W = 0.81）。
按照赤藓糖醇方案，颊面的染料残留覆盖率低于近中面（中位数差异为-8.10个百分点，校正后p = 0.018，r = 0.87），而颊-远中面与近中-远中面的比较差异无统计学意义（校正后p = 0.193和p = 0.697， respectively）。按照碳酸氢钠方案，颊面的染料残留覆盖率低于近中面（中位数差异为-17.78个百分点，校正后p = 0.006，r = 0.98）和远中面（-18.47个百分点，校正后p = 0.006，r = 0.98），而近中面与远中面之间的差异无统计学意义（校正后p = 1.000）。按照镍钛刷方案，颊面的染料残留覆盖率低于近中面（-17.24个百分点，校正后p = 0.006，r = 0.98）和远中面（-11.19个百分点，校正后p = 0.012，r = 0.91），且远中面的染料残留覆盖率低于近中面（+6.56个百分点，校正后p = 0.018，r = 0.87）。
基于缺损构型的探索性方案分析
对颊面残留染料覆盖度进行了探索性的双向方差分析，该指标是两种缺损构型中唯一采用相同测量方法评估的结局指标。结果显示去污方案的主效应显著（F(2,54) = 70.48，p < 0.001，偏η2 = 0.723）。缺损构型的主效应（F(1,54) = 1.51，p = 0.224，偏η2 = 0.027）以及方案与缺损构型之间的交互效应（F(2,54) = 2.59，p = 0.084，偏η2 = 0.088）均无统计学意义。该分析属于探索性分析，因为原始样本量的确定并未基于检测交互项效应，因此本研究无法排除存在较小交互效应的可能性。
探索性定性扫描电镜-能谱分析观察
扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）结果报告为来自单个样本的探索性描述性观察，样本包括每个实验组中的一种植入体（n = 1/10）以及两个对照组植入体，未进行推论性统计分析。在赤藓醇处理的样本上，所检查的微螺纹和大螺纹区域显示出基本保持的形态，且表面外观相对均一，与无菌对照植入体相比无明显变化。碳酸氢钠处理的样本在螺纹结构内显示出局部颗粒状不规则区域以及类似晶体的沉积物。镍钛刷处理的样本表现出类似磨损的表面改变，包括划痕、类似微裂纹的特征以及螺纹峰的钝化，这些特征在较高放大倍数下（×5,000；图6、图7 和 图8）尤为明显。这些观察结果仅为描述性记录，未被解释为组别层面的处理效应。
图6： 1A类骨缺损中微螺纹与大螺纹表面的扫描电镜图像。（A）微螺纹和（B）大螺纹表面在×100、×250、×500、×1000和×5000放大倍数下的扫描电镜图像，比较未经处理的对照组与经器械处理的种植体表面。请点击此处查看该图的高清版本。
图7： 1B类缺损组颊侧微螺纹与大螺纹表面的扫描电镜图像。（A）微螺纹和（B）大螺纹表面在×100、×250、×500、×1000和×5000放大倍数下的图像，比较未经处理的对照组与经器械处理的种植体表面。请点击此处查看该图的高清版本。
图8： 1A类缺损组试样在×10,000倍下的扫描电镜图像。图像显示了碳酸氢钠（NaHCO₃）颗粒在（A）微螺纹和（B）大螺纹表面形成的特征性针状晶体结构。请点击此处查看该图的放大版本。
EDS 结果在采样位点层面进行描述性解释，而非作为整个表面元素组成的定量估计。在无菌对照植入物上，分析谱中仅检测到钛元素。染料涂层的非处理对照组显示出明显的碳和氧信号（补充图 1）。在赤藓糖醇处理的样本上，检查区域内未发现明确的沉积物，所分析的暴露表面主要由钛组成。在碳酸氢钠处理的样本上，在呈晶体状的沉积物处检测到钠和氧信号，与碳酸氢钠处理方案中含钠残留物相符。在镍钛（Ni-Ti）刷处理的样本上，从可见沉积物获取的谱图显示碳和氧为主要检测元素（补充图 2）。对于含碳谱图需谨慎解读，因为碳信号可能受到表面污染和样本制备过程的影响。
在该模型头颅内 体外 模型分析显示，在两种缺损构型中，三种清创方案的治疗后残留染料覆盖面积差异显著，主要结局指标否定了各方案间无差异的零假设。在种植体水平上，无论是在1A类还是1B类缺损中，赤藓糖醇气流喷砂方案的残留染料覆盖面积均高于碳酸氢钠空气抛光和镍钛刷处理方案，而碳酸氢钠空气抛光与镍钛刷处理方案在两种缺损构型内均无显著差异。在1B类缺损中，镍钛刷处理方案在远中面的残留染料覆盖面积低于赤藓糖醇和碳酸氢钠方案，且各方案内部不同表面位点间的残留染料分布差异显著。所有种植体在接受每种清创方案处理后均有残留染料存在。方案与缺损构型的交互分析为探索性分析，而扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）结果采用描述性解释；所检测样本在表面形貌及取样元素组成方面表现出差异。
数据可用性：
支持本研究发现的数据，包括原始定量数据集以及原始的扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）文件，均可在补充材料中获取（补充文件1）。
| 方案 | 缺陷类型 | 表面 | n | 均值 ± 标准差 | 中位数 [四分位距] | 范围 |
| Erythritol | Class 1A | Buccal (implant-level) | 10 | 36.80 ± 2.45 | 37.11 [35.10–38.77] | 32.59–39.99 |
| Erythritol | Class 1B | Buccal | 10 | 35.48 ± 6.51 | 35.12 [32.69–35.87] | 26.14–50.76 |
| Erythritol | Class 1B | Mesial | 10 | 43.25 ± 2.86 | 44.12 [43.22–44.45] | 36.37–46.56 |
| Erythritol | Class 1B | Distal | 10 | 41.00 ± 4.39 | 39.60 [37.81–42.59] | 37.22–50.50 |
| Erythritol | Class 1B | Implant-level | 10 | 39.91 ± 3.38 | 39.39 [38.11–42.71] | 34.84–45.14 |
| Sodium bicarbonate | Class 1A | Buccal (implant-level) | 10 | 19.63 ± 4.44 | 20.04 [15.46–23.12] | 13.77–25.93 |
| Sodium bicarbonate | Class 1B | Buccal | 10 | 21.35 ± 5.70 | 19.76 [16.73–24.65] | 14.72–30.75 |
| Sodium bicarbonate | Class 1B | Mesial | 10 | 40.10 ± 6.28 | 41.28 [34.11–43.56] | 32.03–51.57 |
| Sodium bicarbonate | Class 1B | Distal | 10 | 39.61 ± 2.97 | 39.61 [38.12–40.84] | 34.03–44.31 |
| Sodium bicarbonate | Class 1B | Implant-level | 10 | 33.69 ± 3.52 | 33.85 [32.53–36.26] | 27.28–38.15 |
| Ni–Ti brush | Class 1A | Buccal (implant-level) | 10 | 26.31 ± 3.04 | 26.30 [23.91–28.21] | 22.13–31.28 |
| Ni–Ti brush | Class 1B | Buccal | 10 | 21.74 ± 2.23 | 21.36 [20.16–22.62] | 18.98–26.03 |
| Ni–Ti brush | Class 1B | Mesial | 10 | 38.69 ± 2.47 | 38.82 [38.02–40.25] | 34.13–42.24 |
| Ni–Ti brush | Class 1B | Distal | 10 | 31.84 ± 4.58 | 31.39 [28.85–33.60] | 24.71–40.79 |
| Ni–Ti brush | Class 1B | Implant-level | 10 | 30.75 ± 1.97 | 30.25 [29.64–31.10] | 28.44–34.58 |
表1：按处理方案、缺损类型和表面位点分类的治疗后残留染料覆盖率。残留染料覆盖率表示为残留染料覆盖的像素数占同一图像中可评估种植体投影总面积的百分比。每个表面值为颊侧、冠状面和根尖面投影的平均值；种植体水平的值为所评估各表面值的平均值。仅提供描述性统计结果；不同处理方案之间的比较见表2和表3。在1A类缺损中，仅颊侧表面可进行器械操作和评估，因此种植体水平的值与颊侧表面值相同。在1B类缺损中，种植体水平的值为同一种植体的颊侧、近中和远中表面值的平均值。治疗前各种植体的染料覆盖率未进行定量测量。所有样本均采用相同的染料浸渍和干燥程序以标准化基线污染程度。因此，这些数值仅解释为治疗后残留染料覆盖率，而非去除污染量或去除率。1A类缺损的处理时间为2分钟，1B类缺损为3分钟。由于1A类和1B类缺损的种植体水平值来源于不同的评估表面，故未进行统计学比较。
| 实验方案 | 均值 ± 标准差 | 中位数 [四分位距] | H | p | η²H |
| 赤藓糖醇 | 36.80 ± 2.45 | 37.11 [35.10–38.77] | 23.28 | < 0.001 | 0.79 |
| 碳酸氢钠 | 19.63 ± 4.44 | 20.04 [15.46–23.12] | |||
| Ni–Ti 刷 | 26.31 ± 3.04 | 26.30 [23.91–28.21] | |||
| 两两比较（Dunn 检验，Bonferroni 校正） | |||||
| 比较组 | z | p | Cohen's d | ||
| 赤藓糖醇 vs. 碳酸氢钠 | 4.80 | < 0.001 | 4.79 | ||
| 赤藓糖醇 vs. Ni–Ti 刷 | 2.82 | 0.014 | 3.80 | ||
| 碳酸氢钠 vs. Ni–Ti 刷 | 1.98 | 0.143 | −1.76 | ||
表2：1A类缺损内清创方案的比较。种植体水平治疗后残留染料覆盖面积（%）；在此配置中，种植体水平的数值对应于颊侧表面。种植体为实验单位；每个数值为三个角度测量值的平均值。每组n = 10。采用Kruskal-Wallis检验，随后进行Dunn两两比较，当整体检验具有显著性时，采用Bonferroni校正。η2H = (H − k + 1)/(n − k)。在此配置中，三种方案的治疗时间均为2分钟。Cohen's d为正值表示前者命名的方案具有更高的残留染料覆盖面积。
| 水平 / 统计量 | 赤藓糖醇 | 碳酸氢钠 | Ni–Ti 刷 | H | p | η²H |
| 整体种植体水平（主要） | ||||||
| 均值 ± 标准差 | 39.91 ± 3.38 | 33.69 ± 3.52 | 30.75 ± 1.97 | 18.71 | < 0.001 | 0.62 |
| 中位数 [IQR] | 39.39 [38.11–42.71] | 33.85 [32.53–36.26] | 30.25 [29.64–31.10] | |||
| 颊侧表面 | ||||||
| 均值 ± 标准差 | 35.48 ± 6.51 | 21.35 ± 5.70 | 21.74 ± 2.23 | 18.36 | < 0.001 | 0.61 |
| 中位数 [IQR] | 35.12 [32.69–35.87] | 19.76 [16.73–24.65] | 21.36 [20.16–22.62] | |||
| 近中表面 | ||||||
| 均值 ± 标准差 | 43.25 ± 2.86 | 40.10 ± 6.28 | 38.69 ± 2.47 | 8.28 | 0.016 | 0.23 |
| 中位数 [IQR] | 44.12 [43.22–44.45] | 41.28 [34.11–43.56] | 38.82 [38.02–40.25] | |||
| 远中表面 | ||||||
| 均值 ± 标准差 | 41.00 ± 4.39 | 39.61 ± 2.97 | 31.84 ± 4.58 | 14.02 | 0.001 | 0.45 |
| 中位数 [IQR] | 39.60 [37.81–42.59] | 39.61 [38.12–40.84] | 31.39 [28.85–33.60] | |||
| 两两比较（Dunn 检验，Bonferroni 校正） | ||||||
| 水平 | 比较 | z | p | Cohen's d | ||
| 整体种植体水平 | 赤藓糖醇 vs. 碳酸氢钠 | 2.74 | 0.018 | 1.80 | ||
| 整体种植体水平 | 赤藓糖醇 vs. Ni–Ti 刷 | 4.27 | < 0.001 | 3.31 | ||
| 整体种植体水平 | 碳酸氢钠 vs. Ni–Ti 刷 | 1.52 | 0.383 | 1.03 | ||
| 颊侧 | 赤藓糖醇 vs. 碳酸氢钠 | 3.89 | < 0.001 | 2.31 | ||
| 颊侧 | 赤藓糖醇 vs. Ni–Ti 刷 | 3.51 | 0.001 | 2.83 | ||
| 颊侧 | 碳酸氢钠 vs. Ni–Ti 刷 | 0.38 | 1.000 | −0.09 | ||
| 近中 | 赤藓糖醇 vs. 碳酸氢钠 | 1.91 | 0.170 | 0.65 | ||
| 近中 | 赤藓糖醇 vs. Ni–Ti 刷 | 2.82 | 0.014 | 1.71 | ||
| 近中 | 碳酸氢钠 vs. Ni–Ti 刷 | 0.91 | 1.000 | 0.30 | ||
| 远中 | 赤藓糖醇 vs. 碳酸氢钠 | 0.18 | 1.000 | 0.37 | ||
| 远中 | 赤藓糖醇 vs. Ni–Ti 刷 | 3.33 | 0.003 | 2.04 | ||
| 远中 | 碳酸氢钠 vs. Ni–Ti 刷 | 3.15 | 0.005 | 2.01 | ||
表3：1B类缺损内、种植体水平及不同表面位点的清创方案比较。治疗后残留染料覆盖面积（%）。种植体水平的比较是本实验设计的主要分析；位点特异性比较为次要分析。同一种植体上的不同表面位点被分别评估并独立分析。每组 n = 10。采用Kruskal-Wallis检验，随后进行Dunn两两比较（当总体检验具有显著性时），并进行Bonferroni校正。本实验设计中，三种方案的治疗时间均为3分钟。无显著性差异的两两比较结果不应被解读为等效性证据。Cohen's d值为正表示前者命名的方案具有更高的残留染料覆盖面积。
| 方案 / 统计量 | 颊侧 | 近中侧 | 远中侧 | χ² | p | Kendall's W |
| 赤藓糖醇 | ||||||
| 均值 ± 标准差 | 35.48 ± 6.51 | 43.25 ± 2.86 | 41.00 ± 4.39 | 10.40 | 0.006 | 0.52 |
| 中位数 [IQR] | 35.12 [32.69–35.87] | 44.12 [43.22–44.45] | 39.60 [37.81–42.59] | |||
| 碳酸氢钠 | ||||||
| 均值 ± 标准差 | 21.35 ± 5.70 | 40.10 ± 6.28 | 39.61 ± 2.97 | 15.20 | < 0.001 | 0.76 |
| 中位数 [IQR] | 19.76 [16.73–24.65] | 41.28 [34.11–43.56] | 39.61 [38.12–40.84] | |||
| Ni–Ti 刷 | ||||||
| 均值 ± 标准差 | 21.74 ± 2.23 | 38.69 ± 2.47 | 31.84 ± 4.58 | 16.20 | < 0.001 | 0.81 |
| 中位数 [IQR] | 21.36 [20.16–22.62] | 38.82 [38.02–40.25] | 31.39 [28.85–33.60] | |||
| 成对比较（Wilcoxon 符号秩检验，Bonferroni 校正） | ||||||
| 方案 | 比较 | 中位数差异 | p | r | ||
| 赤藓糖醇 | 颊侧 vs. 近中侧 | −8.10 | 0.018 | 0.87 | ||
| 赤藓糖醇 | 颊侧 vs. 远中侧 | −5.36 | 0.193 | 0.58 | ||
| 赤藓糖醇 | 近中侧 vs. 远中侧 | +3.82 | 0.697 | 0.38 | ||
| 碳酸氢钠 | 颊侧 vs. 近中侧 | −17.78 | 0.006 | 0.98 | ||
| 碳酸氢钠 | 颊侧 vs. 远中侧 | −18.47 | 0.006 | 0.98 | ||
| 碳酸氢钠 | 近中侧 vs. 远中侧 | −1.72 | 1.000 | 0.00 | ||
| Ni–Ti 刷 | 颊侧 vs. 近中侧 | −17.24 | 0.006 | 0.98 | ||
| Ni–Ti 刷 | 颊侧 vs. 远中侧 | −11.19 | 0.012 | 0.91 | ||
| Ni–Ti 刷 | 近中侧 vs. 远中侧 | +6.56 | 0.018 | 0.87 | ||
表4：1B类缺损内各表面位点治疗后残留染料覆盖范围的分布。同一种植体的颊侧、近中和远中表面均进行了评估，并视为种植体内的重复测量。每个数值均为根面、冠状面和根尖面投影的平均值；每种方案n = 10个种植体。采用Friedman检验，随后进行Wilcoxon符号秩检验的成对比较，并进行Bonferroni校正。Kendall's W为整体检验的效应量；成对比较的效应量r = |z|/√n。中位数差值为负表示前者所述表面的残留染料覆盖范围较低。所有三种方案的治疗时间均为3分钟。仅在1B类缺损中进行，因为在1A类配置中无法接触到邻面。
补充图1： 无菌对照种植体表面与染料污染未处理种植体表面的EDS分析。（A）无菌对照种植体表面和（B）染料污染未处理种植体表面。 请点击此处下载该文件。
补充图 2： 清创后种植体表面的能谱分析。（A）赤藓醇，（B）碳酸氢钠，以及（C）镍钛合金。 请点击此处下载该文件。
补充表 1：根据摄影角度（描述性）的投影特异性残留染料覆盖率。 报告三种摄影投影各自的残留染料覆盖率（%），以提高透明度。这些数值未进行推论性比较：前位、冠状位和心尖位视图是对同一植入物表面的互补投影，而非独立的实验结果，所有分析中使用的表面水平数值均为这三个投影的等权重均值。每种方案和配置包含 n = 10 个植入物。数值为对应投影下植入物水平的均值。未报告 p 值。投影特异性测量仅具描述性。 请点击此处下载该文件。
补充文件 1：原始数据.zip。 请点击此处下载该文件。
讨论
目前 体外 研究在标准化的模拟头模框架内，比较了赤藓糖醇气流、碳酸氢钠喷砂以及镍钛刷器械处理两种种植体周围缺损形态的效果。该模型的一个重要特征是纳入了与缺损几何形状及邻近牙齿相关的进入限制。此前 体外 研究21,22,25,26,34 经常通过水平、环周或其他更易接近的缺损形态来评估机械 instrumentation 效果。而本文所采用的 1A 类和 1B 类缺损形态则代表了 Monje 等人报道的两种常见的种植体水平缺损模式。32，以及 Khan 等人29，以及 Ozgu 等人31同样采用三维缺损模型来研究机械清创。本研究将这些缺损模型整合至牙科模拟头颅中，通过引入与邻近牙齿结构及操作者体位相关的额外限制条件，进一步拓展了该方法的应用。因此，所观察到的差异应结合该模拟头颅模型的背景进行解读，而不能作为生物学去污染效果或临床治疗有效性的证据。主要定量结果表明，在两种缺损构型中，赤藓糖空气喷砂在种植体水平的残留染料覆盖率均显著高于碳酸氢钠空气抛光和镍钛刷清创；而碳酸氢钠空气抛光与镍钛刷清创在种植体水平的残留染料覆盖率之间无显著差异。赤藓糖空气喷砂与碳酸氢钠空气抛光之间的差异应从完整测试方案的层面进行解读。既往系统综述显示，空气研磨系统的性能表现存在显著变异性，其效果受种植体表面特性、粉末性质、操作通路条件及器械参数等多种因素影响。19,20在本实验中，两种空气研磨技术的差异不仅体现在粉末成分和颗粒大小上，还涉及喷嘴设计、工作压力、工作距离、角度以及喷射模式。因此，碳酸氢钠组观察到的较低残留染料覆盖无法明确归因于其约40-µm 颗粒大小相对于14-µm 赤藓糖醇粉末。粉末特性可能会影响其与表面的机械相互作用，但其作用无法与特定实验方案中的其他参数完全分离。这一解释得到了实验室研究的支持，这些研究表明，在不同实验条件下，赤藓糖醇和碳酸氢钠可能产生不同或相似的效果；此外，近期证据显示，喷砂手柄设计、功率设置、气压、工作距离以及种植体表面特性均会显著影响气雾喷砂方案的性能。35,36. 在另一组 体外 生物膜模型，Pujarern 等37 报道称赤藓糖醇与碳酸氢钠之间无显著差异。该研究与本研究结果之间的差异可能源于实验模型及特定实验方案操作条件的不同，但由于测量结果和实验条件并不相同，直接比较受到限制。
在种植体水平上，无论在何种缺损类型中，Ni-Ti刷处理与碳酸氢钠喷砂在效果上均无显著差异。然而，在1B类缺损中，Ni-Ti刷处理在远中表面的残留染料覆盖率低于赤藓糖醇气流喷砂和碳酸氢钠喷砂。这一针对特定表面的结果不应被泛化为Ni-Ti器械在复杂缺损类型中整体更优的证据。种植体水平的结果与一项 体外 空气研磨系统与旋转刷对染料污染种植体表面清洁效果相当的报告24然而，该研究评估的是钛刷而非镍钛（Ni-Ti）刷，因此仅为本研究结果提供了间接的参考背景。在1B类缺损中的表面特异性结果进一步强调了进入路径几何形态的重要性。三种处理方案在颊侧、近中和远中表面的染料残留分布均存在差异，但分布模式并不完全相同：经赤藓糖醇喷砂处理后，颊侧覆盖量低于近中覆盖量；而在碳酸氢钠喷砂和镍钛（Ni–Ti）刷处理后，颊侧覆盖量则低于近中和远中覆盖量。这些结果与既往模拟种植体周围缺损的研究一致，表明难以到达的表面区域、种植体几何形态以及缺损结构可能影响机械处理后种植体表面残留物质的量和分布。21,24在两种缺损构型之间进行种植体水平的直接比较不可行：1A类数值仅来源于颊侧表面，而1B类种植体水平数值则综合了颊侧、近中和远中表面的数据，且两种构型的治疗时长也不同。仅限于颊侧表面的探索性分析——该表面是两种构型中唯一相同的测量结构——显示存在显著的方案效应，但缺损构型效应或方案与缺损之间的交互作用均无统计学意义。因此，当前数据不支持缺损构型会改变三种处理方案相对疗效的说法。该探索性交互作用分析的检验效能不足以检测此类效应，故不能排除存在较小交互作用的可能性。镍钛刷的结果同样需要结合具体位点进行解读。在1B类缺损中，镍钛刷清创在远中表面的残留染料覆盖率低于两种空气研磨方案，在近中表面的覆盖率亦低于赤藓糖醇气流处理。这些特定表面的差异不应被泛化为镍钛刷在复杂缺损中具有整体优势的证据。远中表面的结果可能反映了预设的Omega和Nano刷序列在受限的邻接解剖结构中提供的直接机械作用。然而，刷头几何形状在实验前已按表面位点预先分配：邻接表面使用Omega和Nano刷，颊侧表面则使用Pocket Short和Nano刷。因此，刷头类型与表面位点存在混杂，所观察到的远中差异无法独立归因于镍钛器械本身、刷头几何形状或进入条件。
扫描电镜-能谱（SEM-EDS）组件可提供额外的描述性信息，但必须与定量的残留染料分析分开解读。每组选取一个种植体进行定性SEM-EDS评估，并根据可见沉积物的存在，在预设区域内选定EDS采集位点。因此，这些观察结果表征的是各个样本及其采样位置，而非估算每种处理方案中表面改变的发生频率或程度。在每个样本中，采用分级放大倍数的观察方案，而非仅依赖孤立的高倍视野，从而可同时检查整体螺纹形态和局部表面特征。这种方法减少了对单一视野的依赖，但并未克服每组仅分析一个样本的局限性。在上述限制条件下，赤藓糖醇处理组样本在所检查的微螺纹和宏螺纹区域中，其表面形貌与无菌对照组相对相似（图6、图7、补充图1A 和 补充图2A）。碳酸氢钠处理组样本则显示局部存在类似晶体的沉积物，并在这些位点检测到钠和氧元素（图8 和 补充图2B）。这些结果与碳酸氢钠喷砂后残留含钠物质的情况相符。相比之下，镍钛（Ni-Ti）处理组样本表现出类似磨损的表面改变，包括划痕、类似微裂纹的结构以及螺纹峰的钝化（图6 和 图7）。这些样本层面的观察结果与已有实验证据一致，表明镍钛合金和钛制刷头可改变粗糙钛表面的形态和形貌，且其影响因表面类型而异38。对于以碳为主的EDS谱图需谨慎解读，因为碳信号可能受到表面偶然污染和样本制备过程的影响（补充图2C）。由于未进行诸如轮廓仪测量等定量形貌分析，SEM观察无法确定所见表面改变的程度，也无法判断这些改变是否在其余种植体上一致出现。刷头磨损及金属颗粒释放的可能性也值得考虑。在操作后可观察到镍钛刷头出现可见的劣化现象，并已通过照片记录（图3C）。然而，刷头在使用前后并未系统地进行检查，磨损程度、刷丝变形或材料损失均未量化。因此，尽管观察到的劣化现象提示在操作过程中可能存在镍钛颗粒释放，但本实验无法确定此类颗粒是否实际释放或沉积于种植体表面。同样，在EDS采样位点未检测到明显的镍信号，并不能排除在种植体其他部位发生释放，或释放量低于当前EDS检测方法的空间分辨率或分析灵敏度极限。这一问题对镍钛器械尤为重要，因为含镍合金会引发特定材料安全性方面的担忧，涉及可能的离子或颗粒释放，尤其是考虑到镍已知的致敏潜力。目前的数据尚不足以对镍的释放、腐蚀行为或生物学效应得出结论。因此，未来的研究应结合对镍钛刷头使用前后的系统性表征，并辅以定量颗粒分析及表面敏感技术（如X射线光电子能谱，XPS），以评估表面化学可能的变化，以及钛氧化物钝化层的组成或氧化状态的改变。XPS已被用于表征金属刷处理后的表面化学变化，包括Lollobrigida等人对钛刷处理的研究39，并最近与SEM、EDX和轮廓仪联用，用于表征镍钛刷处理对表面化学的影响38。
本研究的一个重要方法学特征是将预设的进入限制整合到标准化的模拟头模装置中。1A类和1B类缺损构型通过数字化设计并采用3D打印技术制作，保留邻近牙齿结构，种植体暴露长度标准化为冠方5 mm，并由同一名操作者在预设的特定方案条件下进行操作。根据既往方法学23,24，使用定制的丙烯酸模块从正面、30°冠状向和根尖向角度获取影像（图4 和 图5）。摄影评估也进行了结构化设计，使正面、冠状向和根尖向投照视图作为同一表面的互补观察，而非独立的实验观测。采用这三个视图等权重的平均值获得单一的表面水平数值，并以种植体作为实验单位。此外，在分析前对图像文件使用非连续的数字编号进行重新编码，使执行ImageJ测量的检查者对治疗分组和种植体身份保持盲态。这些设计特征在维持模拟头模所创建的进入限制的同时，减少了多种测量和分析变异的来源。
还应考虑若干其他局限性。首先，分组分配和方案顺序遵循固定序列，而非随机化，且模拟污染是在连续治疗日按方案特异性批次进行的。所有样本均为无菌、工业制造、规格完全相同且来自同一批次的产品，这限制了样本层面的变异性；尽管如此，由于每个实验样本均保持相同的15秒染料浸渍和24小时干燥间隔，方案仍与治疗日和批次存在混杂。该设计可能引入了无法通过统计方法与处理效应分离的系统性差异。分配过程未设盲，且操作者无法设盲，因为在治疗过程中仪器和缺损构型在视觉上明显可辨；由于所有操作均由单一操作者完成，因此不能排除操作偏倚。第二，残留染料在ImageJ中通过人工识别。每张图像测量三次并取均值，但未保留单次重复测量的数据；因此，无法回溯计算检查者内部的重复性和组内相关系数。虽然对图像文件进行盲法编码降低了因知晓处理方式而导致评估偏倚的可能性，但并未消除手动分割中的主观成分；此外，由于1B类图像包含1A类图像中不存在的近中面，因此仍可从图像内容推断出缺损构型。评估基于二维图像：尽管采用三个角度拍摄以捕捉单个投影视野中不可见的表面，但最深螺纹凹槽内的残留染料无法通过摄影分辨，报告的数值可能低估了三维种植体表面真实的残留染料覆盖情况。第三，尽管在每种缺损构型内已预先设定器械使用时间和刷头顺序，但不同Ni-Ti刷头几何形状被有意分配至不同表面。因此，Ni-Ti干预应被理解为执行完整的预设刷头方案的效果，而非刷头材料或任一单独刷头设计的独立效应。此外，尽管制造商建议单次使用，每套刷头仍用于五个种植体。观察到Ni-Ti刷头在使用后出现可见的磨损，并已通过照片记录；然而，未对磨损程度、刷毛变形或材料损失进行量化。因此，不能排除刷头逐渐劣化对器械处理性能的影响。第四，1A类和1B类在治疗持续时间以及贡献于种植体层面结果的表面方面均存在差异；因此，有意避免对这两种构型进行直接的统计学比较。第五，样本量计算支持预先设定的主要比较，但本研究对较小效应的敏感性有限，特别是针对特定表面的差异以及探索性的方案与缺损交互作用。因此，无统计学意义的比较结果不应被解释为等效性的证据。第六，仅评估了一种四级钛种植体设计和一种确定的粗糙表面。研究结果可能因其他种植体宏观几何结构、螺纹设计、表面处理方式或材料的不同而有所差异。最后，扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）基于每实验组一个种植体，并进行目标性EDS取样，未结合定量轮廓分析、X射线光电子能谱（XPS）或系统的颗粒分析。因此，这些观察结果不能推广为方案层面的表面效应。然而，永久性染料模型为结果解释设定了重要边界。本研究量化了治疗后可评估的种植体投影表面中被残留红色染料覆盖的比例。永久性染料提供了标准化的视觉对比度，使得可在不同样本间应用相同的图像分析程序，正如此前多个实验性种植体清洁模型所采用的方法14,21,24。然而，干燥染料并不能再现自然形成的种植体周围生物膜的结构组织、细胞外基质、黏附特性、微生物活性或宿主相互作用，因此研究结果不应外推至生物膜清除或生物学及临床结局。此外，尽管染料应用通过相同的浸渍和干燥程序进行了操作标准化，但未获取独立的治疗前摄影数据集，也未对每个种植体的初始染料覆盖情况进行量化。因此，无法计算单个种植体内的变化值，所得结果仅代表治疗后的残留染料覆盖情况。本研究结果因而无法确定从基线起被清除的染料绝对量或百分比，也无法确定细菌杀灭、生物膜破坏或表面生物相容性的恢复情况。结果应仅被解释为治疗后残留染料覆盖的相对比较。此外，模拟头模模型与种植体周围炎治疗的实际生物学和操作环境仍存在显著差异。该模型仅再现了部分机械通路限制，未包含软组织、真实的黏骨膜瓣、出血、唾液、唾液薄膜、牙石、自然形成的多物种生物膜、宿主炎症反应、愈合过程或患者相关因素。因此，当前研究结果无法预测临床疾病的缓解、骨再整合、治疗预后或三种操作的相对临床有效性。机械性表面清创应被视为种植体周围炎管理的一个组成部分，而非独立策略；有效的管理还需持续控制种植体周围生物膜，并维持或重建稳定的种植体周围软组织屏障40,41。因此，当前结果应被视为在特定通路条件下残留染料分布的临床前证据，不应作为推荐任一方案用于临床治疗的依据。
在该模型头颅内 体外 模型显示，在两种缺损类型中，三种清创方案在治疗后残留染料覆盖程度上存在差异。在1A类和1B类缺损中，赤藓糖醇气流处理在种植体层面的残留染料覆盖均高于碳酸氢钠喷砂和镍钛刷处理；而碳酸氢钠喷砂与镍钛刷处理在两种缺损类型中的种植体层面残留覆盖程度无显著差异。在1B类缺损中，残留染料的分布因表面位置而异，镍钛刷处理在远中面的残留染料覆盖低于其他两种方案。所有方案处理后均有染料残留，与既往实验结果一致20,22,25,26,34探索性扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）观察进一步表明，不同样本在表面形貌及采样沉积物成分上存在差异，但这些观察结果尚需在具备充分组别样本量和定量表面表征的研究中加以验证。未来的研究应采用生物污染模型评估这些方案，包括随机化处理顺序、前瞻性评估图像分割过程中检查者内部与检查者间的一致性、使用一次性镍钛器械并进行系统性磨损与颗粒分析，以及采用能够量化表面形貌和化学变化的表面表征方法。
披露
作者声明本研究不存在任何利益冲突。本研究部分由作者及其所属机构自筹资金完成。提供研究材料的公司未参与本研究的设计、实施、数据分析、结果解读或研究报告的撰写。
致谢
作者感谢登士柏西诺德公司提供本研究中使用的种植体。作者还感谢EMS公司提供实验过程中使用的粉末和龈下喷嘴头。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 3D打印系统 | DentaFab, 伊斯坦布尔, 土耳其 | https://www.dentafab.com/ | 用于使用模型树脂制造最终的3D种植体周围缺损模型的STL文件。 |
| 亚克力摄影固定装置 | 定制 | 定制 | 用于在去污后图像采集过程中标准化种植体定位。 |
| Air-Flow Classic Comfort (40 µm) | EMS, 尼永, 瑞士 | https://www.ems-dental.com/en-us/products/airflow-comfort | 碳酸氢钠粉末 (40 µm)；用于碳酸氢钠喷砂去污。 |
| Airflow Max | EMS, 尼永, 瑞士 | https://www.ems-dental.com/en-us/products/airflow-max | 喷砂手柄，龈上使用；与碳酸氢钠粉末配合使用，压力为4 bar，保持2-5 mm距离，最大喷水设置下以15°–80°角度操作，并采用制造商推荐的功率。 |
| CAD软件 | Exocad GmbH, 达姆施塔特, 德国 | 未指定 | 用于导入STL数据并数字化设计种植体周围炎缺损构型。 |
| Canon EOS 70D | 佳能公司, 日本 | 未指定 | 数码相机；用于在固定相机设置下进行标准化高分辨率摄影记录。 |
| EDGE实验室扫描仪 | DOF公司, 首尔, 韩国 | 未指定 | 用于对修改后的下颌模型进行数字化，并生成STL数据。 |
| 教学用牙科模型 | Frasaco, 特特南, 德国 | https://www.frasaco.de/ | 通过移除下颌第一磨牙并用软硅胶材料替代该位置，以形成平坦的牙槽嵴。 |
| 能量色散X射线光谱系统 | 与SEM集成的EDS单元, FEI公司 | 未指定 | 用于选定样品，以确定表面残留物的元素组成。 |
| 赤藓糖醇粉末 | Air-Flow PLUS, 14 µm, EMS, 瑞士 | 未指定 | 用于赤藓糖醇气流去污。 |
| ImageJ v1.54g | 美国国立卫生研究院 (NIH), 美国 | 版本 v1.54g | 图像分析软件；用于量化表面残留污染。RRID: SCR_003070。 |
| 种植体驱动器或印模柱 | Dentsply Sirona, 德国 | https://www.dentsplysirona.com/en-us/shop/BP-1000191388/implant-driver-ev.html | 用于在污染和实验操作过程中操控种植体，避免直接接触种植体表面。 |
| KaVo Dental SURGmatic S201 XL Pro | KaVo Dental Excellence, 德国 | https://www.kavo.com/en/surgmatic-s201-xll-pro | 外科弯角手机；用于以900 rpm转速操作镍钛刷系统。 |
| 微距镜头 | EF 100 mm f/2.8L Macro IS USM, 佳能公司, 日本 | 未指定 | 与数码相机配合使用，用于种植体表面的标准化微距摄影。 |
| 金属螺母 | DIN 934-I6I(A2K) SW7-M4; Würth | 未指定 | 作为定制固定系统的一部分，用于将3D打印模型安装到模型头单元上。 |
| 模型树脂 | Alias, 伊斯坦布尔, 土耳其 | 未指定 | 用于制造3D打印的种植体周围炎缺损模型。 |
| NiTi刷套装 | Hans Korea Co. Ltd., 韩国 | GMDN代码: 57955 | 包含Omega、Pocket short、Pocket和Nano型刷头；在持续生理盐水冲洗下以900 rpm运行。 |
| Perioflow | EMS, 尼永, 瑞士 | https://www.ems-dental.com/en-us/products/perioflow-max | 气流手柄，龈下使用；与14 µm赤藓糖醇粉末配合使用，压力为6 bar，最大喷水设置，并采用制造商推荐的功率。 |
| PrimeTaper EV种植体 | OsseoSpeed, Dentsply Sirona, 德国 | 68011099 | 牙科种植体；商业纯钛，4级；颈部直径4.2 mm；长度11 mm；大螺纹螺距0.75 mm；微螺纹螺距0.25 mm。生产批次号：527590 |
| QUANTA FEG 250 | FEI Technologies Inc., 俄勒冈州, 美国 | 未指定 | 扫描电子显微镜；用于在10-30 kV电压和12 mm工作距离下进行表面定性表征。 |
| 红色永久染料 | Edding Permanent Lumocolor, 纽伦堡, 德国 | https://www.edding.com/ | 用作模拟生物膜替代物；种植体浸入15秒后空气干燥24小时。 |
| SPSS Statistics 25 | IBM SPSS Statistics 25, SPSS公司, 美国 | 版本25 | 统计分析软件；用于统计分析。RRID: SCR_016479。 |
| 外科电机 | Dentsply Sirona, 夏洛特, 美国 | https://www.dentsplysirona.com/en-us | 用于以800 rpm制备与邻牙平行的骨窝。 |
| Tokuyama Universal Bond | Tokuyama Universal Bond, Tokuyama Dental, 日本 | 未指定 | 通用粘接剂；用于将金属螺母固定在每个3D打印模型的基部。 |
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