植牙半年假牙就晃:體外十萬次斜向循環負載後,一款植體系統的拆卸扭矩降低 36% 到 52%,另一款低於 25%

2007 年 10 月,有人在 PTT 牙齒沙龍板問:下排臼齒植牙才半年,假牙用手就能搖,醫師說植體沒事,是假牙裡的「轉接頭」螺絲鬆了,「為什麼才半年多就鬆了呢?」。2025 年首爾大學牙醫院的 Lee 等人做了一組體外試驗:兩款植體系統的支台螺絲各鎖 20 到 40 Ncm,加上十萬次斜向循環負載,其中一款的拆卸扭矩少了 36.5% 到 51.8%,另一款都在 25% 以下。這一頁只談螺絲的機械機制,不是醫療建議;假牙會晃,請找你的牙醫。閱讀約 10 分鐘。

兩組植體、支台與支台螺絲的剖面:左邊支台與植體貼合,右邊接合面出現紅色縫隙(示意)。

2007 年的那個問題

提問出自 PTT teeth_salon 板一篇 2007 年 10 月 24 日的回覆文〈Re: [問題] 為什麼 植牙 會搖?〉,回覆的牙醫逐段引用了原 po 的問題。 原 po 約半年前在下排臼齒完成植牙,最近發現用手搖會左右傾斜約 15 度。看診時醫師判斷植體沒有問題,是假牙裡的「轉接頭」螺絲鬆了, 把假牙拆下、螺絲鎖緊就好。原 po 問了很多,主要是三個:不照 X 光怎麼判斷不是植體的問題,螺絲為什麼會鬆,才半年就鬆正不正常。

回覆的牙醫說,螺絲有扭進去的應力,應力慢慢釋放,加上牙齦推擠、咬合力或舌頭推擠,螺絲就可能鬆動; 為什麼才半年,原因很多,他沒辦法給確切答案,除了上述原因,也和植體本身的設計有關。原 po 只有一邊鬆,問是不是和習慣用那邊咀嚼有關, 回答是可能有關,醫師可能要調整假牙的咬合。回覆最後建議找原本的醫師處理。

這段回答裡有三個可以量的東西:鎖進去的應力會不會自己釋放,反覆咬合會讓它掉多少,植體設計有沒有差。 十八年後有一篇論文把後兩件放進同一個試驗。

轉接頭螺絲夾住的是什麼

原 po 說的「轉接頭」,論文的用語是支台(abutment)。常見的植牙結構由下往上是三層:埋在骨頭裡的植體、接在植體上的支台、套在支台上的牙冠(這是一般結構說明,不是論文的內容;兩篇論文的試件只有植體、支台與螺絲,沒有牙冠)。 支台螺絲(abutment screw)從支台中間穿下去,鎖進植體內部的螺紋。Lee 等人的說法是:預力提供夾緊力,讓支台與植體保持緊密接觸。

植牙剖面:骨塊中的植體、上方的支台與牙冠,紅色支台螺絲從支台中間鎖進植體;接合處兩側有紅色對向箭頭,牙冠右上方有一支斜向黑色箭頭。
常見植牙結構的三層:植體、支台、牙冠。支台螺絲穿過支台鎖進植體,預力把兩者夾緊,斜向的咬合力想把接合撬開。示意,未按比例。

螺絲鎖緊時被拉長,回彈的力把支台和植體夾在一起,這個夾緊力叫預力(preload)。咬合力想把支台撬開,預力負責頂住。 Lee 等人的前言引述其他文獻:施加的扭矩只有約 8% 到 10% 轉成預力,其餘消耗在螺絲頭與支台之間、以及螺紋上的摩擦。 Sagheb 等人在背景段寫的是機械工程的通則:約 90% 的扭矩用來克服摩擦,螺絲頭約 50%、螺紋約 40%。 所以摩擦稍有變化,同一個扭矩換到的預力就跟著變。

這種螺絲很小。Sagheb 等人用電子顯微鏡量了他們那款螺絲的幾何:螺紋節徑 1.74 mm,座面外徑 2.5 mm。 兩篇論文用的鎖緊扭矩在 20 到 40 Ncm(0.2 到 0.4 N·m)之間。本站在眼鏡螺絲那一頁談過 M3 到 M6 鋼製小螺絲在 0.1 到 1 N·m 的鎖緊與振動鬆脫, 這裡的螺絲材料是鈦合金,負載是斜向的反覆咬合,數字不能互相搬。

十萬次循環負載之後

Lee 等人比的是同一家廠商(Osstem)的兩款系統。論文描述 TSIII 用傳統的支台螺絲,KSIII 的螺絲頭徑較小、螺紋輪廓較窄、公稱長度較長。 兩款都用 Ø4.0 × 10 mm 的植體與直支台,植體是 Grade 4 純鈦,支台與螺絲是 Ti-6Al-4V 鈦合金。

試驗程序(Lee 等 2025,§2.2–2.5)
步驟做法
分組2 系統 × 5 個鎖緊扭矩(20、25、30、35、40 Ncm),每組 5 組試件,共 50 組
鎖緊校正過的數位扭力計,約 1 rpm 等速鎖到指定扭矩
T1鎖完 5 分鐘,量第一次拆卸扭矩,用來看鎖完後的沉陷(settling)
重鎖量完 T1 後再鎖回同一扭矩,論文說是為了恢復初始預力
循環負載懸臂疲勞試驗,150 N、14 Hz、100,000 次,與植體長軸夾 30°,依 ISO 14801
T2負載結束立即量拆卸扭矩;損失率 = 100 ×(T1 − T2)÷ T1
五格由左到右的流程圖:夾具上的螺絲以起子順時針鎖緊;時鐘圖示旁逆時針轉開;虛線起子順時針再鎖;試件斜裝在治具上,斜上方有一排箭頭;最後再逆時針轉開。
Lee 等人的試驗順序:鎖緊、等待後量第一次拆卸扭矩 T1、重鎖、斜向循環負載、再量 T2。重鎖那一次沒有量(虛線)。依論文文字描述繪製;示意,未按比例。
拆卸扭矩與損失率(Lee 等 2025,表 1、表 2、§3.3;單位 Ncm,平均值)
鎖緊扭矩TSIII T1TSIII T2TSIII 損失率KSIII T1KSIII T2KSIII 損失率
2016.47.951.8%18.214.023.1%
2519.310.147.7%20.817.416.3%
3023.114.039.4%27.121.520.7%
3530.319.236.5%33.126.918.7%
4029.318.138.2%32.224.723.3%

TSIII 鎖得越緊流失越少,到 35 Ncm 最低,40 Ncm 又回升到 38.2%;20 與 35 Ncm 的差異達統計顯著(Tukey 檢定 p=0.008)。 KSIII 五個扭矩都在 25% 以下,彼此沒有顯著差異。同一個扭矩下,兩款的損失率每一格都有顯著差異(p<0.001)。

看絕對值更直接:TSIII 鎖 20 Ncm,十萬次後要拆開只需要 7.9 Ncm,不到鎖緊扭矩的四成(本站換算 39.5%)。 KSIII 鎖 35 Ncm,十萬次後還要 26.9 Ncm 才拆得開。

T1 那一欄也有訊息。鎖完才 5 分鐘、還沒受任何負載,拆卸扭矩就只有鎖緊扭矩的 73% 到 87%(TSIII)、81% 到 95%(KSIII,均為本站換算)。 Lee 等人把這段歸因於沉陷:接觸面上的微小凸起被壓平,預力隨即下降;他們在前言引述 Haack 等人的報告,鎖完幾分鐘內反轉扭矩可降 20% 到 30%。 要注意,拆卸扭矩本來就不必等於鎖緊扭矩,這個比例不能直接讀成預力少了多少。

對照原文時對不上的四處

這篇論文的表格是完整的,所以可以用它自己的數字回頭驗算。本站驗算後有四處和文字敘述對不上。

本站查核(依 Lee 等 2025 全文)
論文的說法用論文自己的數字看
摘要與 §3.3:TSIII 的損失平均約為 KSIII 的 2.5 到 3.0 倍五個扭矩的比值是 2.24、2.93、1.90、1.95、1.64;五格平均 42.7% 對 20.4%,約 2.1 倍。只有 25 Ncm 落在 2.5 到 3.0 之間(本站換算)
結論 (2):兩個系統都是 35 Ncm 流失最小只有 TSIII 如此。KSIII 最低是 25 Ncm 的 16.3%,且論文自己說 KSIII 各扭矩之間沒有顯著差異
標題把差異歸給支台螺絲設計§2.1 先說兩款螺絲設計不同,同一節又寫兩款唯一的差別在植體與支台的連接幾何。差異來自螺絲還是連接,從論文無法分開
損失率以 T1 為分母T1 量完後螺絲被重鎖才上疲勞機,T2 的起點是第二次鎖緊,論文沒有量這一次鎖到的拆卸扭矩

第四點會影響怎麼讀「循環後流失」這個數字。下一節的 Sagheb 等人在另一款碳塗層螺絲上量到,同一支螺絲第二次鎖緊的平均預力比第一次低。 如果第二次鎖到的預力比第一次低,T1 到 T2 之間的差距就有一部分來自重鎖,不全是十萬次循環負載造成的。論文沒有把兩者分開,這是本站的推論。

另外兩點是量測本身的限制。第一,Lee 等人量的是拆卸扭矩,沒有量預力;拆卸扭矩同時受摩擦影響,摩擦變了,它也會變。 第二,表 2 的說明寫的是「修正後的結果」,論文沒有交代修正了什麼,本頁照現行全文引用。

這款塗層螺絲鎖第二次,平均預力已低於第一次

Sagheb 等人 2023 年在德國美因茲大學醫學中心做的試驗沒有循環負載,只做一件事:同一支螺絲反覆鎖放,每次都直接量預力。

重複鎖緊的預力與摩擦(Sagheb 等 2023)
項目結果
試件25 組未用過的植體、暫時支台與碳塗層鈦合金支台螺絲(Nobel Biocare),乾燥、不潤滑
程序每支鎖到 25 Ncm、保持 60 秒再放開,共 10 次;兩個荷重元分別量預力與螺紋摩擦分量
預力第 1 次 329.9 ± 33.3 N → 第 10 次 253.7 ± 36.8 N(p<0.0001)
逐次差異第 1 到第 2 次平均少 17.4 N,第 2 到第 3 次少 13.8 N;之後相鄰兩次沒有顯著差異,整體單調下降
摩擦係數由預力反算(依 VDI 2230 第 1 部),0.33 ± 0.04 → 0.44 ± 0.07
螺紋摩擦分量10 次之間沒有趨勢,無顯著差異(p=0.3005)

十次之後,同一個 25 Ncm 換到的預力少了 23.1%(本站換算)。第一次鎖的時候各試件之間就差很多,255.7 到 383.9 N。

摩擦增加在哪裡?螺紋那一份在十次之間沒有觀察到明確趨勢,各次之間也沒有顯著差異,作者因此推定增加的是螺絲頭座面的摩擦。十次後每一支螺絲在頭部與桿部交界處都看得到表面變化, 50 倍電子顯微鏡下座面有磨痕。作者的結論是:試戴時用過的螺絲,再拿來做最終鎖緊,可能達不到最佳預力。 作者也提醒,磨耗形態取決於螺絲頭與支台接觸面的形狀,換一種連接或換一個支台,結果可能不同。

本站另外兩頁引用的是別的試驗(不在本頁的來源內),方向相同:眼鏡螺絲那一頁的 M5 未熱處理品再鎖一次,扭力係數變大; 同一支螺栓鎖二十次那一頁的原裝 M8 螺栓,預力隨次數往下走(也有上了機油反而往上的組)。 三份試驗的材料、尺寸與潤滑都不同,數字不能互相套用;能一起說的只有:在各自受測的那款螺絲上,拆過再鎖,同一個扭矩值換到的夾緊力會變。

把兩篇放回那個問題

回覆那位牙醫說的「應力慢慢釋放」,在這兩篇裡對得上兩段。鎖完幾分鐘內的沉陷,是 Lee 等人用 T1 想抓的那一段;反覆受力之後的流失,是 T1 到 T2。 「跟植體設計有關」也對得上:同樣的程序,兩款系統的損失率差了一倍左右。

但拆卸扭矩變小,不等於螺絲已經往回轉(這是本站的看法,兩篇論文沒有這樣區分)。本站在螺絲為什麼會鬆把「鬆」拆成兩件事:螺絲往回轉了,或螺絲沒動、夾持力自己不見了。 Lee 等人只量了試驗結束時的拆卸扭矩,看不出是哪一種,也看不出十萬次之中流失是怎麼分布的。 輪栓那一頁的論文說初始軸力不夠時,軸力在最初幾圈就掉;支台螺絲是不是也集中在前段,這篇沒有中間量測,不能推。

原 po 的假牙是半年後才晃。Lee 等人說十萬次大約模擬一到兩個月的咀嚼,沒有寫這個換算的依據;他們自己在限制段也說十萬次只相當於很短的使用期間。 半年後會怎樣,這篇論文沒有數據。

實際怎麼做

下面分兩種讀者。這一頁不是醫療建議;要不要拆、要不要換螺絲、鎖多少扭矩、選哪一個系統,都是牙醫依你的口腔狀況判斷的事。

植牙的假牙會晃的人

  1. 找原本做植牙的牙醫。PTT 那位回覆的牙醫也是這樣建議:植牙是自費療程,原本的醫師最了解你植體的狀況。假牙會晃可能是螺絲,也可能是別的原因,判斷要由牙醫來做。
  2. 帶著紀錄去。從什麼時候開始晃、晃的方向、是不是只有一側、那一側是不是常用來咀嚼、晃之前有沒有咬到硬的東西。原 po 在提問裡提到的也是這幾項,事先記下來比較好說明。
  3. 知道論文能回答什麼。論文說明的是在體外反覆斜向負載下,螺絲會失去拆卸扭矩,而且在這個試驗裡兩款系統差了一倍左右;它沒有告訴你你的那一顆該怎麼處理。

設計或驗證小螺絲接合的工程師

  1. 把重鎖和循環負載分開量。Lee 等人的程序是鎖、量 T1、重鎖、加負載、量 T2,重鎖那一次沒有量。做自己的驗證時,在重鎖後補量一次,才分得出哪一段是負載造成的。
  2. 能量預力就量預力。拆卸扭矩方便量,但它跟著摩擦變;Sagheb 等人用荷重元直接量預力,才看得出摩擦在螺絲頭而不在螺紋。
  3. 比較設計時,每個扭矩都要比。TSIII 的損失率隨扭矩從 51.8% 走到 36.5%,KSIII 幾乎不隨扭矩變。只挑一個扭矩比,會漏掉「對扭矩敏感」這個差別。
  4. 先驗證試裝螺絲能不能重用。Sagheb 等人的結論只針對受測的碳塗層植體螺絲:試戴時用過的螺絲再用,可能不利於取得最佳預力。延伸到一般小螺絲是本站的工程建議,論文沒有驗證:預力穩定性重要的接合,先試驗試裝鎖過的螺絲再用時預力掉多少,再決定最終組裝是否規定用新品,並寫進維修手冊。
  5. 負載方向照實際。Lee 等人的負載與植體長軸夾 30°,用來模擬偏軸的咬合力。實際接合若承受偏軸負載,驗證程序也應納入相應的角度;不過該研究沒有比較純軸向與偏軸負載的結果。

這一頁不能下的結論

兩篇都是體外試驗。Lee 等人只比了一家廠商的兩款系統,每組 5 組試件,負載只有十萬次,沒有溫度循環、口腔的濕度環境或微生物,也沒有做表面觀察; 量的是拆卸扭矩,不是預力;損失率的分母是重鎖之前的 T1。KSIII 比較好,是在這個程序下的拆卸扭矩比較好,不能讀成臨床上鬆脫比較少,作者自己也說需要臨床試驗確認。 35 Ncm 是 TSIII 在這五個扭矩裡流失最少的一格,不是給任何人的鎖緊建議,植牙螺絲該鎖多少依廠商與牙醫。 Sagheb 等人只用一個廠牌的碳塗層螺絲與暫時支台,乾燥不潤滑,量測時支台與植體之間刻意留 0.10 mm 間隙,本站推論這和兩者實際接觸的狀態不同。作者也指出磨耗形態取決於螺絲頭與支台接觸面的形狀,換用其他連接方式或支台,結果可能不同。 本頁的比值、百分比與 T1 對鎖緊扭矩的比例是本站換算;「重鎖可能混進循環流失」是本站推論,兩篇論文都沒有直接測試。 PTT 案例的原因,論文無法回答;那位回覆的牙醫說得對,原因很多。

這一篇不屬於六步中的任何一步。它橫跨各步,或者發生在組裝之後。導致它的那些決定是在哪裡做的,見指定一顆螺絲,那篇寫的是順序,以及為什麼順序做反了是重工。

常見問題

植牙的支台螺絲在咬合負載下會流失多少扭矩?

Lee 等人 2025 年的體外試驗,把兩款系統的支台螺絲鎖 20 到 40 Ncm,加 150 N、14 Hz、十萬次、30° 斜向循環負載。TSIII 的拆卸扭矩少了 36.5% 到 51.8%,KSIII 都在 25% 以下。這是拆卸扭矩,不是預力,也不是臨床數據。

支台螺絲鎖越緊越不容易鬆嗎?

在 Lee 等人的 TSIII 上,20 到 35 Ncm 之間鎖越緊損失率越低,但 40 Ncm 又回升到 38.2%;KSIII 五個扭矩之間沒有顯著差異。植牙螺絲該鎖多少要依廠商規定與牙醫判斷,這篇論文不是鎖緊建議。

同一支支台螺絲重複鎖緊會怎樣?

Sagheb 等人 2023 年把 25 支碳塗層鈦合金支台螺絲各鎖 25 Ncm 十次,預力從平均 329.9 N 降到 253.7 N,反算的摩擦係數從 0.33 升到 0.44;螺紋摩擦分量沒有觀察到明確趨勢、各次之間也沒有顯著差異,作者推定增加的是螺絲頭座面的摩擦。

植牙的假牙會晃,可以照這篇自己處理嗎?

不行。這一頁只說明螺絲的機械機制,不是醫療建議。假牙會晃的原因不只螺絲,請回原本做植牙的牙醫檢查,並帶上開始晃的時間、哪一側、咀嚼習慣等紀錄。

參考資料

兩篇論文的全文(Europe PMC,CC BY)由本站讀過,表格數值逐格轉錄,並以 Lee 等人的表 1、表 2 重算損失率(35 Ncm 的 TSIII 重算為 36.6%,論文寫 36.5%;可能是表中 T1、T2 均值已先四捨五入,論文未說明差異原因)。兩系統損失率比值、T1 對鎖緊扭矩的比例、Sagheb 等人的 23.1% 為本站換算。「沉陷」「8%–10%」「Haack 等人 20%–30%」為 Lee 等人前言引述的他人文獻,本站未讀原文。本頁不是醫療建議。

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