Zastosowanie łączników cyrkonowych w leczeniu implantoprotetycznym. Część I przegląd piśmiennictwa

Transkrypt

1 PROTET. STOMATOL., 2013, LXIII, 6, Zastosowanie łączników cyrkonowych w leczeniu implantoprotetycznym. Część I przegląd piśmiennictwa Implementation of zirconia-based implant abutments in implant prosthodontics treatment. Part 1. A systematic review Adam Piosik, Przemysław Gajdus, Wiesław Hędzelek Katedra i Klinika Protetyki Stomatologicznej Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. W. Hędzelek HASŁA INDEKSOWE: implantoprotetyka, łączniki ceramiczne, łączniki cyrkonowe KEY WORDS: implant prosthodontics, ceramic abutments, zirconia abutments Streszczenie Naukowo i klinicznie udokumentowany sukces terapeutyczny osiągany w leczeniu implantoprotetycznym potwierdza celowość stosowania tego typu rehabilitacji w odtwarzaniu braków uzębienia u pacjentów. Rutynowo stosowane łączniki tytanowe są biokompatybilne i wytrzymałe mechanicznie, ale ich metaliczny kolor może powodować przebarwienia tkanek miękkich okołowszczepowych czy zmianę koloru pełnoceramicznych koron protetycznych. Od czasu wprowadzenia do rehabilitacji implantoprotetycznej pierwszych łączników ceramicznych aluminowych dokonała się swoista ewolucja dotycząca projektu architektonicznego, stosowanych materiałów oraz wskazań klinicznych. Aktualnie stosowane hybrydowe łączniki tytanowo-cyrkonowe spełniają oczekiwania wytrzymałościowe i estetyczne oraz zapewniają najwyższą jakość leczenia dzięki zastosowaniu technologii CAD/CAM. Summary Successful long-term scientific and clinical results of dental implants confirm functionality of their application in implant prosthodontic treatment. Standard titanium abutments are biocompatible and mechanically durable, however, their metallic color may cause dark discoloration of the surrounding soft tissue or full ceramic crown restorations. Since the time of the implementation of first alumina ceramic abutments into implant prosthodontic rehabilitation, there was a huge evolution due to design, materials and clinical indications. Present hybrid titanium-zirconia abutments fullfil durability and esthetic expectations. Furthermore, newest CAD/CAM technology guarantees the best quality of treatment. 459

2 A. Piosik i inni Naukowo i klinicznie udokumentowany sukces terapeutyczny osiągany w leczeniu implantoprotetycznym potwierdza celowość stosowania tego typu rehabilitacji w odtwarzaniu braków uzębienia u pacjentów. Jednakże estetyczna rekonstrukcja utraconych zębów w odcinku przednim jest nadal dużym wyzwaniem, wymagająca właściwego połączenia diagnostyki, planowania, prawidłowego przebiegu zabiegu chirurgicznego oraz zastosowania odpowiednich materiałów i technik w odbudowie protetycznej (1-5). Większość systemów implantologicznych w celu połączenia wszczepu z koroną protetyczną wykorzystuje przezśluzówkowe łączniki protetyczne. Rutynowo stosowane łączniki tytanowe są biokompatybilne i wytrzymałe mechanicznie, ale ich metaliczny kolor może powodować przebarwienia tkanek miękkich okołowszczepowych czy zmianę koloru pełnoceramicznych koron protetycznych. Powyższy problem estetyczny nabiera na znaczeniu w określonych sytuacjach klinicznych, takich jak wysoka linia uśmiechu czy cienki fenotyp dziąsłowy. Zastosowanie łączników ceramicznych umożliwia osiągnięcie sukcesu terapeutycznego w trudnych przypadkach klinicznych. Od czasu wprowadzenia do rehabilitacji implantoprotetycznej pierwszych łączników ceramicznych, dokonała się swoista ewolucja dotycząca projektu architektonicznego, stosowanych materiałów oraz wskazań klinicznych (1-5). Celem pracy jest przedstawienie aktualnej wiedzy na temat łączników cyrkonowych stosowanych w leczeniu implantoprotetycznym, w świetle dotychczasowych badań laboratoryjnych i klinicznych. Wyróżnia się wiele typów łączników protetycznych: dedykowane dla protez stałych i ruchomych, odbudów protetycznych przykręcanych lub cementowanych, łączniki proste i kątowe oraz indywidualne i standardowe. Z kolei uwzględniając materiał, z którego są wykonane rozróżnia się łączniki tytanowe, z tlenku glinu, tlenku cyrkonu oraz hybrydowe (tytanowo-cyrkonowe). Do wytwarzania ceramicznych łączników protetycznych najpowszechniej wykorzystywany jest obecnie tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru (3% mol Y 2 O 3 ), na którym bazuje większość systemów implantologicznych. Charakteryzuje się on wytrzymałością na zginanie rzędu MPa, modułem Younga 200 GPa i gęstością 6 g/cm 3. Wszystkie ceramiki są twardymi, ale kruchymi ciałami stałymi. W efekcie obróbki powierzchni tlenku cyrkonu powstają rysy i pęknięcia, osłabiające wytrzymałość mechaniczną materiału. W trakcie powstawania mikropęknięć indukowana jest przemiana fazowa - tzw. transformacja wzmacniająca, charakteryzująca się powstawaniem naprężeń ściskających, związana ze zmianą formy tetragonalnej w jednoskośną, której towarzyszy wzrost objętości 3-5%. Tlenek cyrkonu jest podatny na starzenie się materiału, co obserwowane jest w zjawisku degradacji niskotemperaturowej, zależnej od wilgotnego środowiska jamy ustnej oraz spontanicznej przemiany stanu energetycznego wskutek upływającego czasu (1-5). Wprowadzenie łączników wykonanych z dwutlenku cyrkonu stabilizowanego itrem stanowi aktualną propozycję estetycznej odbudowy protetycznej wspartej na implantach. Łączniki cyrkonowe mają kolor zbliżony do tkanek zęba, są wytrzymałe, a także biozgodne. Zaobserwowano adhezję tkanki łącznej podobną do maszynowo opracowanej powierzchni tytanu, przy jednoczesnym ograniczonym formowaniu płytki bakteryjnej. Obserwowano także nieznacznie mniejszy zanik kości okołowszczepowej przy łącznikach cyrkonowych niż tytanowych. Kolejną zaletą łączników z tlenku cyrkonu jest brak występowania korozji elektrolitycznej, która może wystąpić przy zastosowaniu dentystycznych stopów metali. 460 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2013, LXIII, 6

3 Łączniki cyrkonowe Biozgodność tlenku cyrkonu została potwierdzona na przestrzeni lat, także w formie implantów śródkostnych (6-9). Nadrzędna wytrzymałość mechaniczna dotyczy odporności na ściskanie i zginanie, natomiast charakterystycznym słabym punktem ceramiki cyrkonowej jest możliwość pękania. W ceramice cyrkonowej pogłębianiu frontu pęknięcia przeciwstawia się wzmacniający mechanizm wewnętrznych naprężeń ściskających, dzięki czemu jest ona znacznie bardziej odporna w stosunku do pozostałych ceramik dentystycznych. Ze względu na niedostatek długookresowych wyników badań, wskazania dla łączników ceramicznych ogranicza się do odcinka przedniego łuku, gdzie występują mniejsze siły zgryzowe (10-13). Wszystkie typy łączników ceramicznych, tzn.: z tlenku aluminium (np. CerAdapt, Esthetic Alumina Abutment Nobel Biocare) czy tlenku cyrkonu (np. Esthetic Zirconia Abutment Nobel Biocare, ZirDesign - Astra Dentsply, Atlantis Zirconia, Zirkonabutments Sky - Bredent, łącznik MD-CR010 - MIS, Wohlwend Innovative), mają potencjał przetrwania w warunkach fizjologicznego obciążenia w jamie ustnej. Łączniki cyrkonowe wykazują statystycznie większą wytrzymałość na obciążenia, niż ceramiczne łączniki z tlenku glinu. W obrębie cyrkonowych łączników również istnieją różnice w wytrzymałości, zależne od typu jego połączenia z platformą implantu, czy projektem łącznika prosty, kątowy, o zmienionej grubości ścian po zindywidualizowaniu. Jednakże wytrzymałość łącznika tytanowego nadal pozostaje najwyższa, dwukrotnie większa niż łącznika cyrkonowego. Potwierdziły to badania Atta i współautorów, w których średnia wytrzymałość na złamanie dla implantów z połączeniem wewnętrznym dla łączników tytanowych wynosiła 1251 N, cyrkonowych 457 N i z aluminy 241 N (14). Z kolei doświadczenia przeprowadzone przez Butza i współautorów określają dla implantów z połączeniem zewnętrznym średnią wytrzymałość na złamanie dla łączników tytanowego rzędu 324 N, cyrkonowego 294 N i aluminowego 239 N (15). Ciekawego porównania łączników prostych z kątowymi dokonali Nothdurft i współpracownicy, którzy wykazali, iż średnia wytrzymałość na złamanie dla ceramicznych łączników kątowych wynosiła 355 N, a prostych 280 N. Dodatkowo po sztucznym postarzaniu cyrkonu wytrzymałości te zmieniły się odpowiednio dla kątowych 321 N oraz prostych 269 N (16). Z kolei Sailer i współautorzy porównali wytrzymałość na złamanie różnych typów połączeń łączników cyrkonowych z implantami. Dla łączników dwuelementowych dla implantów z połączeniem wewnętrznym siła złamania wynosiła 595 N (CARES abutments wraz z SynOcta), dla łącznika hybrydowego (tytanowy insert i cyrkonowy base) dla implantu z połączeniem wewnętrznym siła złamania wynosiła 725 N (Procera), dla całkowicie cyrkonowego łącznika dla implantu z połączeniem zewnętrznym siła złamania wynosiła 481 N (Procera), a dla łącznika całkowicie cyrkonowego dla implantu z połączeniem wewnętrznym siła złamania wynosiła 292 N (Zirabut) (17). Obecnie łącznik cyrkonowy ma najczęściej budowę hybrydową metalowo-ceramiczną, co wydaje się być korzystnym rozwiązaniem biomechanicznym. Elementem metalowym jest insert ze stopu tytanu, połączony adhezyjnie z cyrkonową tubą stanowiącą filar dla odbudowy protetycznej. Zastosowanie tytanowego insertu ogranicza możliwość kruchego pękania łącznika w gnieździe implantu, podczas dokręcania łącznika czy późniejszego ich obciążenia poprzez siły zgryzowe. Insert pozwala na dokręcanie łącznika kluczem dynamometrycznym w standardowym zakresie siły, jaką zaleca się dla klasycznego łącznika tytanowego. Z drugiej strony, łączenie cyrkonowej bazy z insertem tytanowym poprzez klej, daje swoisty bufor naprężeń, który ma zapewnić dłuższy okres bezawaryjnego użytkowania PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2013, LXIII, 6 461

4 A. Piosik i inni klinicznego. Tytanowo-ceramiczny łącznik hybrydowy spełnia także oczekiwania kliniczne, biorąc pod uwagę pierwotną wysokość części przezśluzówkowej łącznika. Umożliwia ona bowiem kształtowanie profilu wyłaniania poprzez obniżenie poziomu przyszłego stopnia dla korony protetycznej, do poziomu wymaganego w danej sytuacji klinicznej (14-18). Najaktualniejszym zastosowaniem ceramiki tlenku cyrkonu w implantoprotetyce jest wykorzystanie tego materiału do wytworzenia całkowicie indywidualnego łącznika protetycznego, w oparciu o cyfrowe metody CAD/CAM. Łączniki indywidualne mogą być wytwarzane między innymi w oparciu o metodę frezowania kopiowego. Na modelu roboczym wytwarza się z żywicy bądź wosku pożądany kształt łącznika, który skanuje się, a następnie wycina z bloku odpowiedniego materiału w komputerowo sterowanej frezarce (CAM). Innym sposobem wytworzenia łączników indywidualnych w technice CAD/CAM jest całkowicie wirtualne projektowanie kształtu łączników np.: w systemach ATLANTIS VAD TM (Virtual Abutment Design) czy CARES (Straumann), bazując na określonej trójprzestrzennej pozycji analogu implantologicznego i maski dziąsłowej modelu, bądź obrazu skanowania przy pomocy specjalnego scan-markera. Wirtualny projekt łącznika tworzony jest w oparciu o bazy przekroi poprzecznych naturalnych korzeni i uwzględnia odpowiednią ilość miejsca dla przyszłej korony protetycznej. Po zaprojektowaniu łącznika jest on wycinany z bloku odpowiedniego materiału, w komputerowo sterowanej frezarce. Materiałem do frezowania może być zarówno ceramika dwutlenku cyrkonu i trójtlenku glinu jak i tytan (19-23). Indywidualne łączniki protetyczne pozwalają dowolnie projektować przestrzenny kształt części przezśluzówkowej, będącej w swoim przekroju poprzecznym repliką naturalnego korzenia zęba. Taki kształt skutkuje optymalnym podparciem dla tkanek miękkich otaczających implant. Indywidualny łącznik pozwala także na wykonanie przyszłej korony protetycznej z odpowiednim profilem wyłaniania i brzegiem umieszczonym na poziomie 0,5-1 mm poddziąsłowo. Taka lokalizacja uzupełnienia protetycznego pozwala przeprowadzić w pełni przewidywalne i precyzyjne osadzenie korony, razem z dokładnym oczyszczeniem nadmiarów cementu. Standardowe łączniki przeważnie mają kształt cylindryczny i dlatego profil wyłaniania rekonstrukcji protetycznej powinnien być uwzględniony w kształcie korony protetycznej. W sytuacji dużej rozbieżności w wymiarach implantu i korony, korona musi być mocno konturowana. W takim przypadku prawidłowy profil wyłaniania jest możliwy do osiągnięcia jedynie poprzez umieszczenie brzegu korony głęboko poddziąsłowo. Może to jednak prowadzić do trudności w usunięciu nadmiarów cementu czy płytki bakteryjnej, ponieważ brzeg preparacji standardowego łącznika nie podąża za ukształtowaniem tkanek miękkich, otaczających implant (24). Z badań mechanicznych wynika, że w łącznikach ceramicznych, także cyrkonowych pęknięcia biorą swój początek głównie w okolicy ucisku, pomiędzy śrubą łącznika i platformą implantu. Donoszono także o możliwości ścierania tytanu przez cyrkon w metaliczno-ceramicznej interfazie, czyli w miejscu połączenia cyrkonowego łącznika z tytanowym implantem. Istnieje ponadto możliwość ścierania się narożników zewnętrznego lub wewnętrznego połączenia antyrotacyjnego łącznika cyrkonowego. Dowiedziono, iż stopień precyzji wykonania łączników ceramicznych, w technologicznym procesie obróbki poprzez skrawanie, jest mniej dokładny niż w przypadku produkcji łączników tytanowych. Niedokładności w dopasowaniu ceramicznych łączników i tytanowych implantów mogą prowadzić do powstania szczeliny, poluzowania śruby klinicznej czy utraty otaczającej implant kości (25-28). Dowiedziono także, że na implantach 462 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2013, LXIII, 6

5 Łączniki cyrkonowe (mających mniejszą odporność na zginanie) obserwuje się występowanie odkształceń powierzchniowych (z przekazywanych sił zgryzowych), pochodzących od nadbudowy cyrkonowej (mającej większą odporność na zginanie). Powyższe czynniki miały wpływ na powstanie generacji łączników hybrydowych w formie cyrkonowego base u i tytanowego insertu (konektora) np. Biomet3i ZiReal (29-32). Podsumowanie Zastosowanie łączników ceramicznych w leczeniu implantoprotetycznym stanowi dogodną metodę w biozgodnej i estetycznej rehabilitacji utraconego uzębienia u pacjentów. W planowaniu leczenia punktem wyjścia jest ostateczny kształt i umiejscowienie odbudowy protetycznej. Pozycja łącznika jest całkowicie zależna od trójwymiarowej pozycji implantu, głębokości osadzenia w kości i grubości tkanek miękkich. Z kolei kształt korony zależny jest od wielkości platformy implantu, profilu wyłaniania łącznika z tkanek miękkich oraz stopnia jego nachylenia. Biorąc pod uwagę przyszłe warunki protetyczne, decyzje podejmowane podczas implantacji, oprócz warunków czysto chirurgicznych, powinny uwzględniać późniejsze możliwości rekonstrukcji protetycznej oraz siły oddziałujące na wszczep. Prawidłowe uwzględnienie wszystkich zmiennych jest kluczowe w podejściu biomimetycznym naśladowaniu wyglądu zębów naturalnych, w celu zapewnienia pełnego sukcesu klinicznego. Piśmiennictwo 1. Guazzato M., Albakry M., Ringer S, Swain M.: Strength, fracture toughness and microstructure of a selection of all-ceramic materials. Part II. Zirconia-based dental ceramics. Dent. Mater., 2004, 20, 5, Guazzato M., Quach L., Albakry M., Swain M.: Influence of surface and heat treatments on the flexural strength of Y-TZP dental ceramic. J. Dent., 2005, 33, 1, Kosmac T., Oblak C., Jevnikar P., Funduk N., Marion L.: The effect of surface grinding and sandblasting on flexural strength and reliability of Y-TZP zirconia ceramic. Dent. Mater., 1999, 15, 6, Kosmac T., Oblak C., Jevnikar P., Funduk N., Marion L.: strength and reliability of surface treated Y-TZP dental ceramics. J. Biomed. Mater. Res., 2000, 53, 4, Lasek K., Okoński P., Mierzwińska-Nastalska E.: Tlenek cyrkonu właściowości fizyczne i zastosownie kliniczne. Protet. Stomatol., 2009, LIX, 6, Nascimento C. D., Pita M. S., Fernandes F. H., Pedrazzi V., de Albuquerque R. F. jr., Ribeiro R. F.: Bacterial adhesion on the titanium and zirconia abutment surfaces. Clin. Oral Impl. Res., 2013, 0, Rimondini L., Cerroni L., Carrassi A., Torricelli P.: Bacterial colonization of zirconia ceramic surfaces: an in vitro and in vivo study. Int. J. Oral Maxillofac. Impl., 2002, 17, 6, Hosseini M., Worsaae N., Schiødt M., Gotfredsen K.: A 3-year prospective study of implant-supported, single-tooth restorations of all-ceramic and metal-ceramic materials in patients with tooth agenesis. Clin. Oral Impl. Res., 2012, 0, Kohal R.J., Att W., Bächle M., Butz F.: Ceramic abutments and ceramic oral implants. An Update. Periodontol., 2000, 2008, 47, Sailer I., Philipp A., Zembic A., Pjetursson B.E., Hämmerle C., Zwahlen M.: A systematic review of the performance of ceramic and metal implant abutments supporting fixed implant reconstructions. Clin. Oral Impl. Res., 2009, 20, Suppl 4: Zembic A., Bösch A., Jung R.E., Hämmerle C., Sailer I.: Five-year results of a randomized PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2013, LXIII, 6 463

6 A. Piosik i inni controlled clinical trial comparing zirconia and titanium abutments supporting singleimplant crowns in canine and posterior regions. Clin. Oral Impl. Res., 2012, 0, Vanlıoglu B. A., Özkan Y., Evren B., Özkan Y. K.: Experimental custom-made zirconia abutments for narrow implants in esthetically demanding regions: a 5-year follow-up. Int. J. Oral Maxillofac. Impl., 2012, 27, 5, Nakamura K., Kanno T., Milleding P., Ortengren U.: Zirconia as a dental implant abutment material: a systematic review. Int. J. Prosthodont., 2010, 23, 4, Att W., Kurun S., Gerds T., Strub J. R.: Fracture resistance of single-tooth implant-supported all-ceramic restorations after exposure to the artificial mouth. J. Oral Rehabil., 2006, 33, 5, Survival rate, fracture strength and failure mode of ceramic implant abutments after chewing simulation. J Oral Rehabil., 2005, 32, 11, Nothdurft F., Doppler K., Erdelt K., Knauber A., Pospiech P.: Fracture behavior of straight or angulated zirconia implant abutments supporting anterior single crowns. Clin. Oral Investig., 2011, 15, 2, Sailer I., Sailer T., Stawarczyk B., Jung R., Hämmerle C.: In vitro study of the influence of the type of connection on the fracture load of zirconia abutments with internal and external implant-abutment connections. Int. J. Oral Maxillofac. Impl., 2009, 24, 5, Harder S., Wolfrat S., Kern M.: Pojedyncze uzupełnienia na implantach z indywidualnie frezowanymi łącznikami z tlenku cyrkonu. Postępowanie kliniczne i laboratoryjne. Quintessence Periodontologia Implanty, 2011, 10, 4, Spyropoulou P., Razzoog M., Sierraalta M.: Restoring implants in the esthetic zone after sculpting and capturing the periimplant tissues in rest position: a clinical report. J. Prosth. Dent., 2009, 102, 6, Schneider R.: Implant replacement of the maxillary central incisor utilizing a modified ceramic abutment (Thommen SPI ART) and ceramic restoration. J. Esthet. Restor. Dent., 2008, 20, 1, Mahn D., Polack M.: Esthetic rehabilitation of maxillary incisors in conjunction with flapless surgical techniques, an implant zirconia crown, and porcelain veneers. J. Esthet. Restor. Dent., 2009, 21, 5, Blatz M., Bergler M., Holst S., Block M.: Zirconia abutments for single-tooth implants- -rationale and clinical guidelines. J. Oral Maxillofac. Surg., 2009, 67, 11 Suppl., Majewski S.: Nowe technologie wytwarzania stałych uzupełnień ze bowych: galwanoforming, technologia CAD/CAM, obróbka tytanu i współczesne systemy ceramiczne, Protet. Stomatol., 2007, LVII, 2, Sailer I., Zembic A., Jung R., Hämmerle C., Mattiola A.: Single-tooth implant reconstructions: esthetic factors influencing the decision between titanium and zirconia abutments in anterior regions. Eur. J. Esthet. Dent., 2007, 2, 3, Baldassarri M., Hjerppe J., Romeo D., Fickl S., Thompson P., Stappert C.: Marginal accuracy of three implant-ceramic abutment configurations. Int. J. Oral Maxillofac. Impl., 2012, 27, 3, Garine W., Funkenbusch P., Ercoli C., Wodenscheck J., Murphy W.: Measurement of the rotational misfit and implant-abutment gap of all-ceramic abutments. Int. J. Oral Maxillofac. Impl., 2007, 22, 6, Vigolo P., Fonzi F., Majzoub Z., Cordioli G.: An in vitro evaluation of titanium, zirconia, and alumina procera abutments with hexagonal connection. Int. J. Oral Maxillofac. Impl., 2006, 21, 4, Adatia N., Bayne S., Cooper L., Thompson J.: Fracture resistance of yttria-stabilized zirconia 464 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2013, LXIII, 6

7 Łączniki cyrkonowe dental implant abutments. J. Prosthodont., 2009, 18, 1, Alves C., Tiago M., Araújo R., Rocha P., Amoedo R.: Comparison of fit accuracy between procera custom abutments and three implant systems. Clin. Implant Dent. Relat. Res., 2012, 14, 5, Sumi T., Braian M., Shimada A., Shibata N., Takeshita K., Vandeweghe S., Coelho P., Wennerberg A., Jimbo R.: Characteristics of implant-cad/cam abutment connections of two different internal connection systems. J. Oral Rehabil., 2012, 39, 5, Harder S., Dimaczek B., Açil Y., Terheyden H., Freitag-Wolf S., Kern M.: Molecular leakage at implant-abutment connection-- in vitro investigation of tightness of internal conical implant-abutment connections against endotoxin penetration. Clin. Oral Investig., 2010, 14, 4, Baixe S., Fauxpoint G., Arntz Y., Etienne O.: Microgap between zirconia abutments and titanium implants. Int. J. Oral Maxillofac. Impl., 2010, 25, 3, Zaakceptowano do druku: 21.XI.2013 r. Adres autorów: Poznań, ul. Bukowska 70. Zarząd Główny PTS PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2013, LXIII, 6 465