- - - - - PROTET. STOMATOL., 2015, LXV, 6, 528-539 DOI: 10.5604/.1185914 Streszczenie Cel pracy. Celem pracy była ocena w badaniach in vivo procesu osteointegracji wszczepów tytanowych o modyfikowanych powierzchniach aktywnych, na podstawie instrumentalnej analizy stabilizacji pierwotnej i wtórnej. Materiał i metoda. Na potrzeby eksperymentu wyprodukowano ze stopu tytanu TiAl6V4 typ ELI wszczepy śródkostne Osteoplant (Fundacja Uniwersytetu Medycznego, Poznań, Polska) o czterech typach powierzchni: maszynowej (MA); piaskowanej tlenkiem glinu (Al 2 O 3 ); piaskowanej materiałami resorbowalnymi (RBM) i o powierzchni złożonej: piaskowane a następnie trawione mieszaniną kwasów (SAE). Eksperyment badawczy przeprowadzono na królikach rasy nowozelandzkiej białej. W grupie 18 królików wszczepiono sumarycznie 72 implanty o modyfikowanych powierzchniach aktywnych (MA, Al 2 O 3, RBM, SAE). Każde zwierzę otrzymało 4 wszczepy o 4 różnych powierzchniach, po 2 w każdą z kości piszczelowych. Zwierzęta 528 www.prostoma.pl Analiza stabilizacji pierwotnej i wtórnej modyfikowanych wszczepów tytanowych w badaniach porównawczych Osstell Mentor i Periotest S na modelu zwierzęcym The analysis of primary and secondary stability of implants with modified surfaces based on Osstell Mentor and Periotest S comparison: An animal study Bartosz Leda, Przemysław Gajdus, Michał Wawrzyniak, Adam Piosik, Wiesław Hędzelek Katedra i Klinika Protetyki Stomatologicznej Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. W. Hędzelek HASŁA INDEKSOWE: stabilizacja wszczepów, powierzchnie aktywne tytanu, Osstell Mentor, Periotest S, badania na modelu zwierzęcym KEY WORDS: implants stability, implants active surfaces, Osstell Mentor, Periotest S, in animal study Summary Aim of the study. The aim of this study was to evaluate the process of osseointegration of implants with modified active surfaces, based on the instrumental analysis of the primary and secondary stabilization. Material and methods. The special implant model (Osteoplant, Poland) with four different active surfaces was prepared: after the mechanical treatment (the control group), sandblasted Al 2 O 3, sandblasted RBM, sandblasted RBM and then etched with a mixture of acids HCL/H 2 SO 4 (SAE type). The study was conducted on the population of 18 New Zealand white rabbits. 72 titanium implants were inserted. For each tibia two implants were introduced. The animals were divided into two groups according to the time of healing 4 and 8 weeks. For the analysis of primary and secondary implant stability Osstell Mentor and Periotest S devices were used. Evaluation of implant stability and correlation between Osstell Mentor and Periotest S was performed by the
- - - - - podzielono na dwie grupy ze względu na czas obserwacji wgajania implantów po 4 i po 8 tygodniach. Do określenia stabilizacji pierwotnej i wtórnej wszczepów zastosowano przyrządy pomiarowe: Osstell Mentor i Periotest S. Stosując metodę wariancji ANOVA wykonano analizę zmiany stabilizacji wszczepów w czasie oraz analizę korelacji wyników pomiarów urządzeniem Osstell Mentor i Periotest S. Wyniki. W momencie implantacji (t=0) w badaniu Osstell Mentor i Periotest S wszczepy o powierzchni kontrolnej uzyskały niższe, statystycznie istotne średnie wartości stabilizacji względem implantów o powierzchniach Al 2 O 3, RBM i SAE. W badaniu Osstell Mentor po 4 tygodniach od implantacji (t=4) statystycznie istotne różnice oznaczono w grupie wszczepów o powierzchniach Al 2 O 3, RBM i SAE, a w badaniu stabilizacji urządzeniem Periotest S (t=4) nie wykazano miedzy powierzchniami różnicy statystycznie istotnej. Ocena stabilizacji wtórnej po 8 tygodniach od implantacji charakteryzowała się podobnymi zależnościami. W badaniu Osstell Mentor (t=8) statystycznie istotne różnice oznaczono w grupie Al 2 O 3, RBM, SAE, a w badaniu stabilizacji urządzeniem Periotest S (t=8) nie oznaczono istotnie statystycznych różnic między średnimi wartościami stabilizacji wszczepów o badanych powierzchniach. Wnioski. 1) Implanty o zmodyfikowanych powierzchniach aktywnych (Al 2 O 3, RBM, SAE) cechują się wyższym stopniem stabilizacji pierwotnej i wtórnej względem implantów o powierzchni kontrolnej (MA). 2) Wartość stabilizacji wtórnej wszystkich badanych wszczepów wzrasta w funkcji czasu. 3) Wyniki pomiarów stabilizacji urządzeniami Osstell Mentor i Periotest S nie odznaczają się statystyczną zależnością. Wstęp Integracja wszczepu z kością obejmuje etap stabilizacji pierwotnej, warunkujący mechaniczne zakotwiczenie implantu w łożu kostnym, oraz stabilizacji wtórnej będący Implantoprotetyka analysis of variance (ANOVA). Results. At the time of implantation (t = 0), in the Osstell Mentor and Periotest S evaluation, implants with machined surface had stabilization mean value significantly lower than implants with Al 2 O 3, RBM and SAE surfaces. After four weeks of healing (t=4), in the Osstell Mentor evaluation, statistically significant difference between the control group and implants with modified surfaces was also observed. Periotest device S (t = 4) demonstrated no statistically insignificant difference between the surfaces. The analysis of stability after 8 weeks of healing (t=8) showed similar dependencies. Osstell Mentor (t = 8) indicated statistically significant difference between the control group and the group of Al 2 O 3, RBM and SAE. No statistically significant difference was found in the Periotest survey (t=8). Conclusions. 1) Implants with modified surfaces had a higher degree of stability in comparison to the control group. 2) The value of secondary stability of studied implants increases with time. 3) The statistical relationship between the results of stabilization measurements of stabilization by Osstell Mentor and Periotest S, was not observed. efektem procesu apozycji i remodelingu kości. Osteointegracja wszczepu śródkostnego zależy od wielu zmiennych, w tym od techniki opracowania łoża kostnego, stanu biologicznego kości a także właściwości fizycznych i chemicznych powierzchni wszczepów, jako PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6 529
- - - - - B. Leda i inni parametrów niezależnych od biorcy. 1-4 Efektem osteointegracji wszczepu jest zamiana stabilizacji pierwotnej na wtórną i wytworzenie funkcjonalnej ankylozy, która umożliwia mechaniczne obciążenie wszczepów wraz z klinicznie efektywną rekonstrukcją utraconych zębów. 5-8 Ocena stopnia stabilizacji wszczepów śródkostnych jest niezbędna w praktyce klinicznej, bowiem ułatwia podjęcie decyzji o właściwym czasie wdrożenia rehabilitacji protetycznej. Stabilizację implantów określa się stosując obiektywne i powtarzalne metody ewaluacji w technikach instrumentalnych. Ilościowe określenie wartości stabilizacji pierwotnej oraz wtórnej, umożliwia porównanie potencjału osteointegracyjnego różnorodnych typów powierzchni wszczepów śródkostnych. 9-11 Cel pracy Celem pracy była ocena w badaniach in vivo procesu osteointegracji tytanowych wszczepów o modyfikowanych powierzchniach, na podstawie instrumentalnej analizy urządzeniem Osstell Mentor i Periotest S. Materiał i metoda 1. Opis ogólny wszczepów Na potrzeby eksperymentu wyprodukowano tytanowe wszczepy śródkostne dostosowane do kryteriów zabiegu implantacji na wybranym modelu zwierzęcym. Implanty Osteoplant przygotowano w Wytwórni Implantów Stomatologicznych Fundacji Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu (Polska). Wszczepy wykonano ze stopu tytanu TiAl6V4 typ ELI (extra low interstitial). Cechy wszczepów: długość 7,0 mm, średnica zewnętrzną 4,0 mm, kształt nagwintowana cylindryczno-stożkowa śruba. Antyrotacyjne połączenie to wewnętrzny wpust sześciokątny typu HEX. Każdy wszczep charakteryzował się identycznymi parametrami z wyjątkiem zmodyfikowanych powierzchni aktywnych. 2. Charakterystyka powierzchni aktywnych Na podstawie różnicy w przygotowaniu powierzchni wszczepów wydzielono 4 grupy implantów: 1. Implanty o powierzchni maszynowej MA 2. Implanty o powierzchni piaskowanej tlenkiem glinu Al 2 O 3 3. Implanty o powierzchni piaskowanej materiałami resorbowalnymi RBM (Resorbable Blast Materials) 4. Implanty o powierzchni złożonej: piaskowane a następnie trawione mieszaniną kwasów SAE (Sandblast and Acid- Etched surface). Powierzchnia maszynowa (MA) powstała na skutek mechanicznej obróbki wszczepu z tytanowego pręta. Po zakończonym procesie skrawania nie przeprowadzono jego dalszych modyfikacji. Implanty o powierzchni maszynowej stanowiły grupę kontrolną. Powierzchnia piaskowana tlenkiem glinu (Al 2 O 3 ) powstała podczas procesu bombardowania wszczepu o powierzchni maszynowej ziarnami tlenku glinu o wielkości od 53 do 75 µm. Procedurę piaskowania przeprowadzono w temperaturze 22 C oraz pod ciśnieniem 6 atm. Powierzchnia RBM powstała w procesie piaskowania powierzchni maszynowej wszczepu mieszaniną hydroksyapatytu (HA) oraz fosforanu wapnia (TCP) w proporcjach 7:3. Wielkość ziaren zawiera się w przedziale 300-600 µm. Warunki piaskowania, temperatura i ciśnienie, były identyczne jak w przypadku piaskowania tlenkiem glinu. Powierzchnia SAE powstała w dwóch etapach. Pierwszy etap obejmował procedurę piaskowania wszczepu o powierzchni maszynowej mieszaniną HA/TCP według wyżej opisanej procedury. Następnie wszczepy zostały umyte w acetonie (7 minut) i wodzie destylowanej 530 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6
- - - - - (3,5 minuty). W drugim etapie przeprowadzono trawienie wszczepów w mieszaninie 36% kwasu chlorowodorowego i 96% kwasu siarkowego w proporcji 1:6. Procedura trwała 10 minut i została przeprowadzona w temperaturze pokojowej. Na koniec implanty ponownie płukano w acetonie i wodzie destylowanej pozostawiając do samoistnego wysuszenia. Implanty po przygotowaniu zostały poddane procesowi chemicznej dezynfekcji w myjce ultradzwiękowej a następnie wysterylizowane metodą radiacyjną (akcelerator elektronów, dawka promieniowania 25kGy). 3. Przyrządy pomiarowe W celu określenia stabilizacji pierwotnej i wtórnej implantowanych wszczepów zastosowano następujące przyrządy pomiarowe: 1. Osstell Mentor (Osstell, Integration Diagnostics AB, Szwecja) urządzenie badające stabilizację wszczepów na zasadzie analizy częstotliwości rezonansowej drgań. Podczas badania użyto dedykowanych łączników magnetycznych smart peg. 2. Periotest S (Medizintechnik Gulden, Niemcy) urządzenie badające stabilizację wszczepów na podstawie metody uderzeniowej (udarowej). Pomiar odbywał się poprzez przykręcony do wszczepu przenośnik trójfunkcyjny (Osteoplant, Polska). 4. Opis modelu zwierzęcego Eksperyment badawczy przeprowadzono na królikach rasy nowozelandzkiej białej (New Zealand genus album). Królik jest uznanym i powszechnie stosowanym modelem zwierzęcym w badaniach eksperymentalnych in vivo. 12,13 Osiąga on dojrzałość kostną krótko po dojrzałości płciowej, w wieku około 6 miesięcy. 14 W aspekcie tkanki kostnej, różnice z gatunkiem ludzkim wynikają głownie z innej anatomii i mikrostruktury oraz czasu przebudowy Implantoprotetyka kostnej, która u królika przebiega szybciej. 15 Pewne podobieństwa występują natomiast w poziomie gęstości kości oraz odporności na złamania, w obszarze środkowym trzonów kości. U królików w badaniach implantacji eksperymentalnej wykorzystywane są kości piszczelowe. 16 Dla ujednolicenia grupy badawczej wyselekcjonowano zwierzęta spełniające następujące kryteria: płeć żeńska, wiek 6 miesięcy, waga 3,5-4,0 kg. W nasadzie bliższej każdej kości piszczelowej nawiercano dwa łoża implantacyjne oddalone od siebie o minimum 4 cm. Do wykonania łoży użyto wierteł o średnicy 2,05 mm, 2,7 mm i 3,3 mm. W celu standaryzacji warunków implantacji stosowano ręczny gwintownik kostny o średnicy 4 mm. Preparacje przeprowadzano z użyciem kątnicy chirurgicznej Surgical XT (NSK, Japonia) z chłodzeniem zewnętrznym. Standardowa wartość momentu obrotowego wynosiła 25 Ncm przy maksymalnych ustawieniach 800 obr/min. W badanej grupie 18 królików wszczepiono sumarycznie 72 implanty dentystyczne o modyfikowanych powierzchniach aktywnych (MA, Al 2 O 3, RBM, SAE). Każde zwierzę otrzymało 4 wszczepy o 4 różnych powierzchniach, po 2 w każdą z kości piszczelowych. Zwierzęta podzielono na dwie grupy ze względu na projektowany czas obserwacji wgajania implantów po 4 i po 8 tygodniach. Na przeprowadzenie badania uzyskano zgodę Lokalnej Komisji ds. Doświadczeń na Zwierzętach w Poznaniu (uchwała nr. 57/2011 z dnia 8.07.2011r. oraz uchwała nr. 42/2012 z dnia 6.07.2012r.). Zwierzęta przez cały czas trwania eksperymentu podlegały kontroli, celowanej anestezji i farmakoterapii. Podczas fazy gojenia 2 króliki utracono na skutek powikłań zakażenia pooperacyjnego rany, pomimo przedłużonej antybiotykoterapii. Ostatecznie grupa badawcza eksperymentu liczyła 16 zwierząt. Pomiary stabilizacji pierwotnej dokonywano metodą in vivo a stabilizacji wtórnej post mortem. Postępowanie takie PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6 531
- - - - - B. Leda i inni Ryc. 1. Badanie stabilizacji pierwotnej urządzeniem Osstell Mentor. było uzależnione od zaplanowanych odrębnych badań m.in. histopatologicznych oraz oceny momentu obrotowego siły wykręcania zintegrowanych implantów, nie będących tematem prezentowanej analizy. Zwierzęta przed określeniem osteointegracji wtórnej wszczepów poddane zostały premedykacji i uśpieniu z zastosowaniem dwutlenku węgla. Kość piszczelową wypreparowywano i na czas analizy instrumentalnej umieszczono ją w specjalnym stabilizatorze. 5. Ocena stabilizacji pierwotnej (in vivo) Bezpośrednio po umieszczeniu wszczepów w łożach przystępowano do badania stabilizacji pierwotnej urządzeniem Osstell Mentor (ryc. 1). Do wszczepu przykręcano łącznik magnetyczny smart peg i dokonywano pomiaru w dwóch płaszczyznach: równoległej (R) i prostopadłej (P) do długiej osi kości. Pomiar przeprowadzano 3-krotnie. Następnie przeprowadzano badanie urządzeniem Periotest S (ryc. 2). Sondę urządzenia przykładano w punkcie referencyjnym, który stanowiła płaska powierzchnia przenośnika trójfunkcyjnego, a pomiar przeprowadzano 3-krotnie. Ryc. 2. Badanie stabilizacji pierwotnej urządzeniem Periotest S. 6. Ocena stabilizacji wtórnej (post mortem) Po upływie okresu wgajania wszczepów, określonej w pierwszej grupie królików na 4 tygodnie oraz w drugiej grupie na 8 tygodni, przystępowano do badania stabilizacji wtórnej z wykorzystaniem urządzeń Osstell Mentor i Periotest S. 7. Analiza statystyczna Analizę statystyczną przeprowadzono metodą analizy wariancji (ANOVA). Następnie w celu określenia różnicy między grupami w badanej próbie, wykonano testy post-hoc. Do określenia zależności statystycznych wyników pomiarów urządzeniami Osstell Mentor i Periotest S użyto testów HSD Turkeya. Do obliczeń wykorzystano pakiet Statistica 10 (StatSoft Inc.) a do prezentacji danych pakiet Office (Microsoft). Wyniki i ich omówienie Opracowane wyniki przedstawiono zbiorczo w tabelach I, II i III. 532 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6
- - - - - 1. Ocena stabilizacji pierwotnej wszczepów podczas zabiegu implantacji (t=0) Analiza stabilizacji pierwotnej (t=0) wykazała istotną statystycznie różnicę między wszczepami o powierzchni maszynowej (MA) a wszczepami o powierzchniach Implantoprotetyka T a b e l a I. Średnie wartości stabilizacji implantów ( ± SD) w badaniu Osstell Mentor w pozycji równoległej do długiej osi wszczepu (Osstell R). Pomiar w momencie implantacji (t=0) oraz po 4 (t=4) i 8 (t=8) tygodniach gojenia Powierzchnie Osstell R t=0 Osstell R t=4 Osstell R t=8 MA (61,44±7,80) a (69,25±1,87) a (70,75±2,96) a RBM (69,83±6,01) b (79±1,19) b (80,5±2,67) b SAE (73,5±7,25) b (78,37±1,99) b (79,87±2,41) b Al 2 O 3 (70,44±5,27) b (76,12±3,35) b (81,62±2,06) b Różnice istotnie statystyczne (p < 0,001) przedstawiono za pomocą grup jednorodnych: a i b. T a b e l a I I. Średnie wartości stabilizacji implantów ( ± SD) w badaniu Osstell Mentor w pozycji prostopadłej do długiej osi wszczepu (Osstell P). Pomiar w momencie implantacji (t=0) oraz po 4 (t=4) i 8 (t=8) tygodniach gojenia Powierzchnie Osstell P t=0 Osstell P t=4 Osstell P t=8 MA (54,27±6,81) a (65±6,18) a (66,25±6,49) a RBM (67,11±6,77) b (75,87±6,6) b (78±5,44) b SAE (63,66±5,34) b (69,75±6,06) a,b (76,25±6,15) b Al 2 O 3 (66,72±6,11) b (72.75±5,99) a,b (79,25±5,44) b Różnice istotnie statystyczne (p < 0,001) przedstawiono za pomocą grup jednorodnych: a i b. T a b e l a I I I. Średnie wartości stabilizacji implantów ( ± SD) w badaniu Periotest S. Pomiar w momencie implantacji (t=0) oraz po 4 (t=4) i 8 (t=8) tygodniach gojenia Powierzchnie Periotest t=0 Periotest t=4 Periotest t=8 MA (9,88±4,62) a (1,25±1,58) a (-2,12±1,80) a RBM (4,27±4,53) b (-0,5±2.61) a (-0,87±2,53) a SAE (1,44±4,18) b (-1,62±2,66) a (-1,37±1,99) a Al 2 O 3 (2,50±4,66) b (-1,37±1,68) a (-1,87±2,41) a Różnice istotnie statystyczne (p < 0,001) przedstawiono za pomocą grup jednorodnych: a i b. zmodyfikowanych. Implanty o powierzchni maszynowej były wyraźnie mniej stabilne od grupy jednorodnej, jaką tworzyły wszczepy o powierzchniach: RBM, SAE i Al 2 O 3. Taką zależność odnotowano w pomiarze urządzeniem Osstell Mentor, zarówno w pozycji P jak i R. PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6 533
- - - - - B. Leda i inni Badanie urządzeniem Periotest S również wykazało istnienie 2 grup o istotnie statystycznej różnicy. Grupa jednorodna, RBM, SAE, Al 2 O 3, cechowała się wyższą wartością stabilizacji pierwotnej w porównaniu z grupą powierzchni maszynowej. 2. Ocena stabilizacji wtórnej wszczepów po 4 tygodniach od implantacji (t=4) Analiza stabilizacji wtórnej po upływie 4 tygodniowego czasu wgajania (t=4) wykazała istotną statystycznie różnicę w badaniu Osstell Mentor w obu pozycjach. W badaniu w pozycji R grupa jednorodna, RBM, SAE i Al 2 O 3, miała lepszą stabilizację od wszczepów o powierzchni maszynowej. W badaniu w pozycji P wzrost względem powierzchni kontrolnej zauważalny był dla całej grupy, jednak statystyczną różnicę odnotowano w parze RBM względem MA. Badanie stabilizacji urządzeniem Periotest nie wykazało różnicy statystycznej między powierzchniami (p>0.0556). 3. Ocena stabilizacji wtórnej wszczepów po 8 tygodniach od implantacji (t=8) Analiza stabilizacji wtórnej w drugiej grupie królików po 8 tygodniach trwania eksperymentu (t=8) wykazała statystyczną różnicę grupy jednorodnej: RBM, Al 2 O 3, SAE względem wszczepów o powierzchni maszynowej. Takie same wyniki uzyskano w przypadku Osstell Mentor w pozycji P i R, przy czym najwyższą wartość w obu przypadkach uzyskiwała powierzchnia Al 2 O 3. Badanie urządzeniem Periotest S po 8 tygodniach wgajania wykazało brak różnicy statystycznej między powierzchniami (p>0.007). 4. Analiza zmiany stabilizacji wszczepów w czasie pomiędzy t=0 a t=4 Wyniki obrazują zaawansowanie procesu osteointegracji w czasie. Dla urządzenia Osstell Mentor w pozycji R z badanej grupy wszczepów tylko powierzchnia maszynowa nie odznaczała się statystycznie istotnym przyrostem wartości stabilizacji (p>0,1249). Największy wzrost zanotowała powierzchnia RBM, następnie Al 2 O 3 i SAE. W pozycji P wszystkie powierzchnie wykazały wzrost stabilizacji, jednak statycznie istotną różnicę zaobserwowano w przypadku wszczepów o powierzchni maszynowej MA (p>0,0399) i SAE (p>0,0062). Badanie Periotestem S wykazało, że istotnie statystyczny wzrost stabilizacji w czasie 4 tygodni oznaczono dla wszczepów o powierzchni maszynowej MA (p>0,039) i RBM (p>0,0384). 5. Analiza zmiany stabilizacji wszczepów w czasie pomiędzy t=0 a t=8 W badaniu urządzeniem Osstell Mentor w trakcie 8 tygodniowego czasu wgajania zaobserwowano istotnie statystyczny wzrost wszystkich powierzchni w pozycji R i P. W obu pozycjach pomiarowych największy przyrost stabilizacji odnotowano dla wszczepu o powierzchni maszynowej (ryc. 3, 4). Wzrost statystycznie istotny dla wszystkich powierzchni wystąpił również w badaniu urządzeniem Periotest S. Największym przyrostem wartości stabilizacji ponownie charakteryzowały się wszczepy o powierzchni maszynowej, mimo oznaczonej najniższej średniej wartości ich stabilizacji wtórnej (ryc. 5). 6. Analiza zmiany stabilizacji wszczepów w czasie pomiędzy t=4 a t=8 (analiza zmiennych niepowiązanych) W badaniu Ostell Mentor w pozycji R i P tylko wszczepy o powierzchni Al 2 O 3 uzyskały statystycznie istotny wzrost stabilizacji (p>0,014 i p>0,0395). Pozostałe wszczepy nie odnotowały wzrostu istotnie statystycznego w tym okresie. Badanie urządzeniem Periotest S również wykazało brak statystycznego wzrostu stabilizacji większości powierzchni między 4 a 8 tygodniem wgajania. Progres odnotowano jedynie w przypadku powierzchni maszynowej MA (p>0,0013). 534 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6
- - - - - Ryc. 3. Zmiana wartości stabilizacji wszczepów między momentem implantacji (t=0) a 8 tygodniem wgajania (t=8) w badaniu Osstell Mentor w pozycji równoległej (R). Ryc. 5. Zmiana wartości stabilizacji wszczepów między momentem implantacji (t=0) a 8 tygodniem wgajania (t=8) w badaniu Periotest S. 7. Analiza korelacji wyników pomiarów urządzeniem Osstell Mentor i Periotest S W celu określenia zależności pomiędzy urządzeniami Periotest S i Osstell Mentor, porównano otrzymane wyniki stabilizacji wszczepów. Analiza danych dowodzi o braku korelacji pomiędzy urządzeniami zastosowanymi w badaniu. Zaobserwowane istotnie statystycznie Implantoprotetyka Ryc. 4. Zmiana wartości stabilizacji wszczepów między momentem implantacji (t=0) a 8 tygodniem wgajania (t=8) w badaniu Osstell Mentor w pozycji prostopadłej (P). korelacje mają charakter jednostkowy. Jedynie w przypadku powierzchni SAE zanotowano korelację pomiędzy urządzeniem Periotest i Osstell w pozycji R (p>0.000003) w punkcie t=0. W pozostałych przypadkach brak zależności statystycznie istotnych. Z kolei w przypadku powierzchni maszynowej wystąpiła korelacja pomiędzy urządzeniem Periotest i Osstell w pozycji R (p>0.005382) i P (p>0.000404) w czasie t=0. Nie odnotowano korelacji w pozostałych przypadkach (t=4 i t=8). Dyskusja W prezentowanym badaniu doświadczalnym, zastosowane modyfikacje powierzchni aktywnych wszczepów wpłynęły dodatnio na uzyskaną wartość stabilizacji, w porównaniu z implantami o powierzchni kontrolnej. Zaawansowanie stabilizacji wszczepów o powierzchniach zmodyfikowanych odnotowano już na etapie stabilizacji pierwotnej, zarówno w pomiarze urządzeniem Osstell Mentor jak i Periotest S. Potwierdzono tym samym, że wzrost chropowatości na poziomie mikro, przy identycznych właściwości fizycznych PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6 535
- - - - - B. Leda i inni wszystkich implantów, wpływa na zwiększenie stopnia zakotwiczenia wszczepu w kości. Podobne wnioski sformułowała Mazzo i wsp., 17 która w badaniu porównawczym implantów cylindrycznych o powierzchniach maszynowych (grupa kontrolna) i trawionych, wykazała istotnie statystyczną różnicę w teście wyciągania na korzyść wszczepu o powierzchni zmodyfikowanej. Cytowani autorzy stwierdzają, że w warunkach in vitro zastosowanie powierzchni aktywnej o zwiększonej chropowatości wpływa dodatnio na uzyskaną retencję mechaniczną, co przekłada się na wyższy poziom stabilizacji pierwotnej. Tabassum i wsp. 18 przeprowadzili analizę momentu obrotowego siły wkręcania i wykręcania wszczepów z użyciem standaryzowanych bloczków poliuretanowych, pozwalających zminimalizować wpływ różnicy jakości kości na wynik badania. Zmodyfikowany wszczep o powierzchni typu SAE cechował się większą wartością stabilizacji w porównaniu z implantem o powierzchni maszynowej. Autorzy konkludują, że w przypadku słabszej jakościowo kości, wartość stabilizacji pierwotnej może być istotnie zwiększona, dzięki zastosowaniu optymalnie zmodyfikowanej powierzchni aktywnej wszczepu. Identyczne w założeniach doświadczenie wykonał Shalabi i wsp. 19 Wykorzystując post mortem kość udową owcy, zaimplantowali sumarycznie 60 makroskopowo jednakowych implantów, o powierzchniach typu SAE oraz maszynowej. Wartość momentu obrotowego siły wkręcania i wykręcania wszczepów była statystycznie większa w przypadku powierzchni zmodyfikowanej. W pracy dos Santos i wsp. 20 implanty o większej chropowatości trawione i anodyzowane, cechowały się większym oporem podczas wprowadzania wszczepu w łoże w porównaniu z powierzchnią maszynową. Dodatkowo, odnotowano wyższą wartość współczynnika tarcia dla powierzchni zmodyfikowanych, co świadczy o bezpośrednim wpływie stopnia chropowatości na wartość uzyskanej stabilizacji pierwotnej. Nie wykazano natomiast różnicy między powierzchniami w badaniu metodą RFA. Także w pracy Kima i wsp. 21 nie zaobserwowano wpływu chropowatości powierzchni wszczepów na wartość stabilizacji pierwotnej w teście RFA. W doświadczeniu, które przeprowadzono na psach, użyto powierzchni anodyzowanych, SLA oraz maszynowych. Na wynik badania stabilizacji mógł mieć wpływ fakt, że zabieg implantacji wykonano 2 tygodnie od momentu ekstrakcji zębów. Z kolei Roberts i wsp. 22 stwierdzili, że u królika już okres 6 tygodni jest wystarczający, aby wszczepy osiągnęły pełną integrację. W prezentowanym badaniu ocenę stabilizacji wtórnej dokonano w 4 i 8 tygodniu od zabiegu implantacji. Ocenę stopnia stabilizacji urządzeniem Osstell Mentor przeprowadzono w dwóch płaszczyznach: prostopadłej (P) i równoległej (R) do długiej osi kości piszczelowej królika. Taki sposób pomiaru a następnie analizy statystycznej, umożliwiał wiarygodną ocenę stabilizacji metodą RFA. W dostępnej literaturze wyniki są najczęściej sumowane, co skutkuje ich odmiennością, szczególnie w przypadku gdy jedna składowa ma wyraźnie inną wartość. Analiza wyników badania stabilizacji wtórnej urządzeniem Osstell Mentor wykazała, że istnieje istotnie statystyczny wzrost stabilizacji implantów o powierzchniach zmodyfikowanych RBM, SAE i Al 2 O 3 względem powierzchni kontrolnej, zarówno w pozycji P jak i R. Wzrost wartości stabilizacji odnotowano po 4 i 8 tygodniach wgajania. Wyjątkiem jest pomiar w 4 tygodniu w pozycji P, gdzie choć zaobserwowano wzrost grupy względem powierzchni maszynowej, zależność istotnie statystyczną wykazano tylko na parze RBM względem MA. Takie oddziaływanie stabilizacji wtórnej, zaobserwowano na przykładzie analizy zmiany stabilizacji implantów o powierzchni Al 2 O 3. W badaniu stabilizacji pierwotnej, wynik pomiaru w pozycji P był gorszy w porównaniu do pozycji R o wartość 4 ISQ, co oznaczało, że kość 536 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6
- - - - - wokół wszczepu nie była jednorodna. Po okresie 8 tygodni wgajania, nastąpił kompensacyjny wzrost, w konsekwencji którego wartość stabilizacji w obu pozycjach osiągnęła ten sam poziom (81 ISQ). Dodatkowo warto podkreślić fakt, że rozkład statystyczny grup w momencie implantacji i po 8 tygodniach wgajania był identyczny tzn. grupa implantów o powierzchniach zmodyfikowanych cechowała się wyższą stabilizacją, względem grupy implantów o powierzchni maszynowej (kontrolnej). Znaczenie stabilizacji pierwotnej w procesie osteointegracji podkreślali również inni autorzy. 23,24 Badanie urządzeniem Osstell Mentor i Periotest S wykazało, że przy wszystkich implantach zanotowano istotnie statyczny wzrost stabilizacji pomiędzy zabiegiem implantacji (t=0) a 8 tygodniem ich wgajania (t=8). Metoda RFA była stosowana w badaniach porównawczych także przez innych autorów. Yeo i wsp. 25 w badaniu in vivo na królikach, porównali stabilizację implantów o powierzchniach zmodyfikowanych tj. piaskowanych, anodyzowanych i pokrytych fosforanem wapnia z implantami o powierzchni maszynowej. Podczas 6 tygodniowego eksperymentu, istotnie statystycznie różnicę odnotowali w 2 pierwszych tygodniach. Koh 26 choć zanotowali wzrost stabilizacji wszystkich implantów, nie stwierdzili istotnie statystycznej różnicy pomiędzy wszczepami o powierzchniach zmodyfikowanych a wszczepem o powierzchni kontrolnej. Z kolei Rastelli i wsp. 27 wykorzystując pomiar Osstell Mentor nie oznaczyli w warunkach doświadczalnych statystycznie istotnych różnic w wartościach stabilizacji implantów pogrążonych w dekalcyfikowanej kości zwierzęcej w zależności od chirurgicznej techniki przygotowania łoża pod wszczep. Stabilizację w pomiarach RFA dla piaskowanych i trawionych implantów pogrążanych w metodzie klasycznego nawiercania, piezochirurgii czy osteotomii określono w przedziale 50-65 jednostek ISQ. Autorzy zalecają wybrane metody, które Implantoprotetyka warunkują przyspieszenie procesu osteointegracji w wyrostku o mniejszej gęstości kości. W innych badaniach Bilhan i wsp. 28 oznaczając powtarzalność pomiarów stabilizacji implantów w kości bydlęcej z wykorzystaniem urządzeń Periotest i Osstell Mentor nie wykazali statystycznie istotnych różnic pomiędzy wartościami PTV oraz ISQ. Również Choi i wsp. 29 w badaniach stabilności implantów umieszczonych w bloczkach akrylowych dowodzą o małej czułości pomiarów instrumentalnych w/w urządzeniami i wnioskują na podstawie przeprowadzonego eksperymentu, iż Periotest oraz Osstell Mentor mogą oznaczyć jedynie trójścienne duże ubytki podparcia kostnego wszczepów z objawami periimplantitis. Drugim urządzeniem zastosowanym do oceny stabilizacji wtórnej metodą nieinwazyjną był Periotest S. W celu standaryzacji warunków badania, każdemu wszczepowi przypisany został indywidualny przenośnik a sam pomiar przeprowadzano według ściśle określonego protokołu. W prezentowanym badaniu nie odnotowano statystycznej różnicy w stabilizacji wtórnej miedzy powierzchniami, zarówno po 4 jak i 8 tygodniach wgajania. W teście zaobserwowano jednak wzrost stabilizacji implantów o powierzchni maszynowej i RBM między momentem implantacji a 4 tygodniem. Także między 4 a 8 tygodniem istotnie statystycznie wzrosła stabilizacja wszczepów o powierzchni maszynowej. Z danych wynika, że implanty o powierzchniach kontrolnych, które cechowały się najmniejszą wyjściową wartością stabilizacji, stopniowo uzyskiwały kompensacyjny jej wzrost. Taki progres odnotowano także w badaniu Osstell Mentor w pozycji P w czasie 4 pierwszych tygodni. Po upływie 8 tygodni wgajania wszystkie implanty zanotowały istotnie statystyczny wzrost w porównaniu z pomiarem stabilizacji pierwotnej. Podobnie jak w przypadku metody RFA, literatura dotycząca badań porównawczych z wykorzystaniem Periotestu S jest nieliczna, a analiza stabilizacji wtórnej PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6 537
- - - - - B. Leda i inni nie uwidoczniła różnicy wartości PTV między badanymi powierzchniami. 21 Wnioski 1. Implanty o zmodyfikowanych powierzchniach aktywnych (Al 2 O 3, RBM, SAE) cechują się wyższym stopniem stabilizacji pierwotnej i wtórnej względem implantów o powierzchni kontrolnej (MA). 2. Wartość stabilizacji wtórnej wszystkich badanych wszczepów wzrasta w funkcji czasu. 3. Wyniki pomiarów stabilizacji urządzeniami Osstell Mentor i Periotest S nie odznaczają się statystyczną zależnością. Piśmiennictwo 1. Branåemark PI, Zarb GA, Albrektsson T: Tissue-integrated prostheses. Osseointegration In clinical dentistry. Quintessence Publishing Co., Chicago, IL, 1985. 2. Schroeder A, van der Zypen E, Stich H, Sutter F: The reactions of bone, connective tissue, and epithelium to endosteal implants with titanium-sprayed surfaces. J Maxillofac Surg 1981; 9, 1: 15-25. 3. Cochran DL, Nummikoski PV, Higginbottom FL, Hermann JS, Makins SR, Buser D: Evaluation of an endosseous titanium implant with a sandblasted and acid-etched surface in the canine mandible: radiographic results. Clin Oral Implants Res 1996; 7: 240-252. 4. Wennerberg A, Albrektsson T: Effects of titanium surface topography on bone integration: a systematic review. Clin Oral Implants Res 2009; 20, 4: 172-184. 5. Albrektsson T, Zarb GA, Worthington P Eriksson AR: The longterm efficacy of currently used dental implants: a review and proposed criteria of success. Int J Oral Maxillofac Implants 1986; 1, 1: 11-25. 6. Kieswetter K, Schwartz Z, Dean DD, Boyan BD: The role of implant surface characteristics in the healing of bone. Crit Rev Oral Biol Med 1997; 7: 329-345. 7. Javed F., Romanos GE: The role of primary stability for successful immediate loading of dental implants. A literature review. J Dent 2010; 38, 8: 612-620. 8. Eriksson C, Lausmaa J, Nygren H: Interactions between human whole blood and modified TiO2 surfaces: Influence of surface topography and oxide thickness on leukocyte adhesion and activation. Biomater 2001, 22, 1987-1996. 9. Meredith N, Alleyne D, Crawley P: Quantitative determination of the stability of the implant-tissue interface using resonance frequency analysis. Cli Oral Implants Res 1996; 7: 261-267. 10. Lachmann S, Jager B, Axmann D, Gomez- Roman G, Groten M, Weber H: Resonance frequency analysis and damping capacity assessment. Part 1: an in vitro study on measurement reliability and a method of comparison in the determination of primary dental implant stability. Clin Oral Impl. Res 2006; 17, 1: 75-79. 11. Noguerol B, Munoz R, Mesa F, de Dios Luna H, O Valle F: Early implant failure. Prognostic capacity of Periotest: retrospective study of a large sample. Clin Oral Impl Res 2006; 17, 4: 459-464. 12. Calasans-Maia MD, Monteiro ML, Ascoli FO, Granjeiro JM: The rabbit as an animal model for experimental surgery. Acta Cir Bras 2009; 24, 4: 325-328. 13. Struillou X, Boutigny H, Soueidan A, Layrolle P: Experimental Animal Models in Periodontology: A Review. Open Dent J 2010; 29, 4: 37-47. 14. Gilsanz V, Roe TF, Gibbens DT, Schulz EE, Carlson ME, Gonzalez O, Boechat MI: Effect of sex steroids on peak bone density of growing rabbits. Am J Physiol 1988; 255, 4 Pt 1: 416-421. 15. Castañeda S, Largo R, Calvo E, Rodríguez- 538 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6
- - - - - Implantoprotetyka Salvanés F, Marcos ME, Díaz-Curiel M, et al.: Bone mineral measurements of subchondral and trabecular bone in healthy and osteoporotic rabbits. Skeletal Radiol 2006; 35: 34-41. 16. Wang X, Mabrey JD, Agrawal CM: An interspecies comparison of bone fracture properties. Biomed Mater Eng 1998; 8, 1: 1-9. 17. Mazzo CR, Reis AC, Shimano AC, Valente ML: In vitro analysis of the influence of surface treatment of dental implants on primary stability. Braz Oral Res 2012; 26, 4: 313-317. 18. Tabassum A, Meijer GJ, Wolke JG, Jansen JA: Influence of surgical technique and surface roughness on the primary stability of an implant in artificial bone with different cortical thickness: a laboratory study. Clin Oral Implants Res 2010; 21, 2: 213-220. 19. Shalabi MM, Wolke JGC, Jansen JA. The effects of implant surface roughness and surgical technique on implant fixation in an in vitro model. Clin Oral Impl Res 2006; 17: 172-178. 20. Dos Santos MV, Elias CN, Cavalcanti Lima JH: The effects of superficial roughness and design on the primary stability of dental implants. Clin Implant Dent Relat Res 2011; 13, 3: 215-223. 21. Kim SJ, Kim MR, Rim JS, Chung SM, Shin SW: Comparison of implant stability after different implant surface treatments in dog bone. J Appl Oral Sci 2010; 18, 4: 415-420. 22. Roberts RW, Smith RK, Zilberman Y, Mozsary PG. Smith R: Osseous adaption to continuous loading of rigid endosseous implants. Am J Orthod 1984; 86: 95-111. 23. Albrektsson T, Brånemark PI, Hansson HA, Lindstom JA: Osseointegrated titanium implants:requirements for ensuring a long-lasting, direct bone to im-plant anchorage in man. Acta Orthop Scand 1981; 52: 155-170. 24. Friberg B, Jemt T, Lekholm U: Early failures in 4,641 consecutively placed Branemark dental implants: a study from stage 1 surgery to the connection of completed prostheses. Int J Oral Maxillofac Implants 1991; 6, 2: 142-146. 25. Yeo IS, Han JS, Yang JH: Biomechanical and histomorphometric study of dental implants with different surface characteristics. J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2008; 87, 2: 303-311. 26. Koh JW, Yang JH, Han JS, Lee JB, Kim SH: Biomechanical evaluation of dental implants with different surfaces: Removal torque and resonance frequency analysis in rabbits. J Adv Prosthodont 2009; 1, 2: 107-112. 27. Rastelli C, Fallsi G, Gatto R, Galli M, Saccone M, Severino M, Di Paolo C: Implant stability in different techniques of surgical sites preparation: an in vitro study. Oral Implantol (Rome) 2014; 27, 7, 2: 33-39. 28. Blihan H, Cilingir A, Bural C, Bilmenoglu C, Sakar O, Geckili O: The evaluation of the reliability of Periotest for implant stability measurements: an in vitro study. J Oral Implantol 2015; 41, 4: 90-95. 29. Choi HH, Chung CH, Kim SG, Son MK: Reliability of 2 implant stability measuring methods in assessment of various periimplant bone loss: an in vitro study with Periotest and Osstell Mentor. Implant Dent 2014; 23, 1: 51-56. Zaakceptowano do druku: 18.11.2015 r. Adres autorów: 60-812 Poznań, ul. Bukowska 70. Zarząd Główny PTS 2015. PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2015, LXV, 6 539