Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Комплексное изучение особенностей остеоинтеграции и оценка эффективности одно- и двухэтапного использования пластиночных имплантатов

На правах рукописи

Дмитрова Алина Геннадьевна

КОМПЛЕКСНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ОСТЕОИНТЕГРАЦИИ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОДНО- И ДВУХЭТАПНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЛАСТИНОЧНЫХ ИМПЛАНТАТОВ

14.00.21 - Стоматология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии МЗ РФ.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Кулаков Анатолий Алексеевич.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

Семкин Василий Александрович,

доктор медицинских наук, профессор

Олесова Валентина Николаевна.

Ведущая организация:

Тверская государственная медицинская академия.

Защита состоится «23» июня 2004 г. в 10 часов на заседании Диссертационного совета (Д.208.111.01) в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии МЗ РФ по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, ул. Тимура Фрунзе, д. 16 (конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Центрального научно-исследовательского института стоматологии МЗ РФ.

Автореферат разослан «21» мая 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

кандидат медицинских наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Протезирование с применением внутрикостных имплантатов получило широкое распространение в практике лечения больных с дефектами зубных рядов. Стремление повысить эффективность имплантации привело к увеличению в последние годы количества публикаций, посвященных изучению биомеханического влияния имплантатов на опорные ткани, оптимизации их формы и свойств, а также совершенствованию диагностических методов для контроля функциональности и обеспечения долговременного успеха [Матвеева А.И.,1993, 1999; Олесова В.Н.,1993; Гветадзе Р.Ш.,1996; Кулаков А.А. 1997,1999; Иванов С.Ю.,1997; Гончаров И.Ю.,1999].

Продолжительность функционирования имплантата определяется его устойчивостью в костном ложе посредством врастания вновь образованной высокодифференцированной костной ткани в отверстия и рельеф имплантата. Фундаментальные исследования по изучению процессов интеграции имплантатов проведены P.-l. Branemark, 1985,1989, Zarb GA et al.,1985, Albrektsson T. et al.,1987, Weiss Ch., 1990. Установлено, что если имплантат из биосовместимого материала помещают в атравматично подготовленное ложе и оставляют без нагрузки на период заживления (двухэ-тапная методика операции), то происходит остеоинтеграция. Под воздействием ранней умеренной функциональной нагрузки формируется слой фиброзной ткани, т.е. фиброостеоинтеграция.

Существует мнение, что достичь остеоинтеграции при использовании пластиночных имплантатов невозможно. При наличии до-

как имеющим больше шансов на успех. Однако, во многих клинических случаях, пластиночные имплантаты являются единственным типом имплантатов, которые можно применять и прогнозировать их длительное функционирование. Расширению показаний и повышению эффективности использования пластиночных имплантатов способствует разработка разборных конструкций.

Возможности трехмерного компьютерного моделирования позволяют в эксперименте исследовать механизмы передачи нагрузки через имплантат на окружающую костную ткань и сравнить влияние различных конструктивных решений пластиночных имп-лантатов на уровень и характер распределения напряжений в костной ткани в зависимости от типа ее архитектоники.

В литературе отсутствуют достоверные данные о возможности остеоинтеграции пластиночных имплантатов, по клинико-рентге-нологической картине соотносимой с таковой при использовании винтовых имплантатов. Совершенствование диагностических методов позволяет оценить в динамике течение процесса остеоинтеграции по определению подвижности имплантатов в различные сроки после операции.

Работа по сравнительному клиническому и экспериментальному изучению различных разборных конструкций пластиночных имплантатов с установлением эффективности их применения и уточнением показаний к выбору имплантата и методов использования представляется актуальной.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Повышение эффективности лечения пациентов с дефектами зубных рядов при одно- и двухэтапном использовании внутрико-стных пластиночных имплантатов на основании уточнения показаний к выбору конструкции имплантата и метода операции по данным комплексной оценки особенностей остеоинтеграции.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Провести анализ современных конструкций отечественных и зарубежных пластиночных имплантатов на основании данных литературы, клинических и экспериментальных результатов исследования.

2. Провести экспериментальную оценку влияния нагрузки на уровень и характер распределения напряжений в костной ткани вокруг внутрикостной части пластиночного импланта-та методом трехмерного компьютерного моделирования в зависимости от вида конструкции пластиночного импланта-та и значения показателя упругости кости.

3. Сравнить значения показателей подвижности пластиночных и винтовых имплантатов с применением периотест - метода. Выявить факторы, влияющие на подвижность имплантата в зависимости от вида конструкции, методики имплантации и характера течения послеоперационного периода.

4. Определить показания к одноэтапной и двухэтапной методикам применения разборной конструкции пластиночных имплантатов на основании результатов экспериментального и клинического исследования и оценить их эффективность.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Разработана методика клинической оценки динамики интеграции имплантатов в послеоперационном периоде на основании анализа показателей подвижности имплантатов по данным пери-отеста. Впервые в отечественном клиническом исследовании использован модифицированный Mombelli(1987) применительно к имплантатам индекс Silness-Loe( 1963) для оценки гигиенического состояния и признаков воспаления вокруг наддесневой части им-плантата.

Проведено сравнительное клиническое и экспериментально-техническое изучение пластиночных имплантатов различных систем отечественного производства.

Изучено влияние вида и формы конструкции пластиночных имплантатов на напряженно-деформированное состояние костной ткани в экспериментальной трехмерной компьютерной модели.

Установлены показания к выбору и использованию по одноэтап-ной и двухэтапной методике разборных конструкций пластиночных имплантатов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Уточнение показателей периотест-метода, характеризующих функциональную норму, позволяет проводить объективную динамическую оценку течения послеоперационного периода и процесса интеграции пластиночных имплантатов.

Выявленная зависимость напряженно-деформированного состояния костной ткани от биомеханических показателей и вида конструкции имплантата способствует оптимальному выбору вида и методики операции на основании анализа клинико-рентгеноло-гических данных, в том числе в сложных клинических ситуациях.

Применение разборной конструкции пластиночного имплан-

тата позволяет проводить лечение при одно- и двухэтапном использовании, что повышает эффективность имплантации.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты диссертационной работы внедрены в клиническую практику отделения клинической и экспериментальной имплантологии ЦНИИС; используются в лекциях и семинарских занятиях с ординаторами, аспирантами и врачами-курсантами.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения диссертации доложены и обсуждены 7 апреля 2004 г. на совместном заседании сотрудников отделений клинической и экспериментальной имплантологии, ортопедической стоматологии и имплантологии ЦНИИС МЗ РФ.

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 2 - в центральной печати.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 162 страницах, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 215 источников, в том числе отечественных - 91 и зарубежных -124.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных цели и задач проведено комплексное обследование 88 пациентов.

Первая клиническая группа представлена пациентами с полной и частичной вторичной адентией различной локализации, без сопутствующих заболеваний, которым проведено лечение с применением имплантатов. Всего в данной группе обследовано 53 пациента: мужчины - 21(39,6%); женщины - 32(60,4%) (табл.1).

Таблица 1. Распределение пациентов с дефектами зубных рядов, оперированных с применением имплантатов.

пол ВОЗРАСТ (в годах) ВСЕГО

20-29 30-39 40-49 50-59 60 лет и старше

МУЖЧИНЫ 2 3 7 5 4 21

ЖЕНЩИНЫ 7 4 15 4 2 32

ВСЕГО 9 7 22 9 6 53

Вторую клиническую группу, составили 35 пациентов в возрасте от 18 до 25 лет с интактными зубными рядами и относительно здоровым состоянием пародонта. Из них 26 мужчин (74,3%), 9 женщин (25,7%). Данная группа сформирована для калибровки и стандартизации показателей периотеста.

Пациентам второй группы проводилось диагностическое обследование подвижности зубов с применением прибора Periotest (Siemens) с определением диапазона значений, соответствующих клинической устойчивости зубов, для последующего сравнительного анализа при исследовании имплантатов у пациентов первой группы по отношению к установленному стандартному показателю.

В зависимости от показаний к имплантации, при операциях у пациентов первой группы использовались различные конструкции отечественного и импортного производства: пластиночные имплантаты производства ВНИИИМТ, КОНМЕТ, WEISS DENTAL SYSTEM, а также разработанные совместно МРНЦ РАМН (г. Обнинск) и ЦНИИС МЗ РФ модели 1 и усовершенствованная модель 2; винтовые имплантаты ASTRA TECH.

Всего обследовано 33 пациента с пластиночными имплантата-ми и 20 пациентов с винтовыми имплантатами.

Группа пациентов с винтовыми имплантатами ASTRATECH была принята в качестве контрольной, так как при их использовании наиболее достоверно достижение остеоинтеграции. Показаниями к установке винтовых имплантатов явились различные дефекты зубного ряда на верхней и нижней челюсти

Среди обследованных пациентов показаниями к установке пластиночных имплантатов явились (табл. 2):

• двусторонние концевые дефекты зубного ряда - 6 (пациентов),

• односторонние концевые дефекты зубного ряда -11,

• протяженные включенные дефекты зубного ряда- 9,

• полная адентия - 2,

• реимплантация - 5 (из них с двусторонним концевым дефектом зубного ряда - 2 пациента; односторонним - 3).

Таблица 2. Распределение по количеству установленных пластиночных импланта-тов в зависимости от выбора конструкции имплантата и вида дефекта зубного ряда.

Конструкция пластиночного имплантата Количество пациентов Вид дефекта зубного ряда на нижней челюсти (количество имплантатов) Всего имплантатов %

двусторонний концевой односторонним концевой включенный полная адентия

внииимт 12 2 5 7 - 14 28

КОНМЕТ 3 - 2 1 - 3 6

WEISS-DENTAL 2 2 - - 3 5 10

Разборная модель 1 5 6 1 2 3 12 24

Разборная модель 2 11 6 6 4 _ 16 32

ИТОГО: 33 16 14 14 6 50 100

% соотношение 32 28 28 12 100

Всего установлено 111 имплантатов. Из них пластиночных 50 -на нижней челюсти; винтовых ASTRA TECH - 61 (25 имплантатов на верхней, 36 - на нижней челюсти).

Программа комплексного обследования пациентов, разработанная в отделе имплантологии ЦНИИС, включала оценку общего состояния здоровья, стоматологического статуса, клинико-функ-циональные, в том числе, оценку устойчивости зубов и имплантатов с использованием метода Периотеста, и рентгенологические методы исследования.

Уровень гигиены полости рта определяли по упрощенному индексу OHI - S (Greene J., Vermillion J., 1969).

Для оценки гигиенического состояния и выявления признаков воспаления в области имплантата впервые в отечественной клинической практике была использована модификация индекса налета Силнеса-Лоэ (Silness-Loe,1963), применительно к имплан-татам, предложенная Mombelli (1987).

Изучение интеграции имплантатов осуществлялось на основании данных клинико-инструментального обследования.

Основными способами определения подвижности, как зубов, так и имплантатов являются пальпация и перкуссия.

При пальпации, проводимой обычно с помощью пинцета, выявляют степень и направление смещения относительно вертикальной оси. При этом физиологическая подвижность зуба оценивается как нулевая степень.

При перкутировании (ритмическом действии нагрузки малой силы) происходит незначительная обратимая деформация кол-лагеновых волокон, которая в сумме формирует колебательные движения зуба. Звонкий звук, свидетельствует об успешной интеграции имплантата. Колебания низкой частоты воспроизводят глухой тон, что характеризует слабое натяжение коллагеновых волокон, разрастание грануляционной ткани, наличие признаков' воспаления (экссудата).

Перечисленные методы являются достаточно субъективными и не позволяют уловить изменения на микроуровне, что особенно важно при исследовании остеоинтегрированных имплантатов.

Поэтому, в качестве ведущего количественного способа определения подвижности имплантатов был принят метод Периотес-та.

Принцип действия прибора Periotest (Siemens) основывается на перкуссии и относится к группе импульсных методов. Однако в отличие от обычного перкутирования Периотест оценивает не высоту тона, а скорость возврата бойка наконечника от объекта после удара. И, как для любого импульсного измерения, показатель находится в зависимости от массы объекта, точки и угла приложения силы. При этом прибором регистрируется не собственно подвижность (осевое смещение) зуба, а степень демпфирования (импульсной отдачи), производимой колебаниями волокон опор-но-удерживающего аппарата зуба.

Прибор Periotest (Siemens) состоит из ударного устройства, в виде наконечника, и компьютерного анализатора с микропроцессорами. Физическую основу метода составляет регистрация механических колебаний, генерируемых пьезоэлементом, которые воспринимаются и преобразуются в электрический импульс. Результаты измерения выдаются в условном звуковом и цифровом виде.

Результаты клинического исследования были сопоставлены с экспериментальными данными изучения картины распределения напряжений в модели для рассматриваемых конструкций пластиночных имплантатов, которые отражают благоприятные с биомеханической точки зрения предпосылки для остеоинтеграции.

На процесс структурной перестройки и остеоинтеграцию внут-рикостных имплантатов влияет уровень и характер распределения напряжений в зоне интерфейса, т.е. на границе имплантат-кость. Изучение картины напряженно - деформированного состояния возможно с использованием методов трехмерного компьютерного моделирования.

В представленном экспериментальном исследовании расчеты проводились на базе программного обеспечения SOUDWORKS 2001 PLUS с приложением Cosmos Works v.7.0. Проведен анализ картины распределения напряжений вокруг конструкции новой модели разборного пластиночного имплантата, разработанной совместно ЦНИИС МЗ РФ - МРНЦ РАМН - ЗАО «КОНМЕТ», в зависимости от модуля упругости и соотношения кортикального и губчатого слоев кости; а также в сравнении для трех видов отечественных конструкций пластиночных имплантатов производства ВНИИМТ, ЦНИИС МЗ РФ - МРНЦ РАМН (модель 1), КОНМЕТ.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование подвижности зубов в группе пациентов с интак-тными зубными рядами показало, что значения показателей Пе-риотеста для зубов со здоровым пародонтом находятся в диапазоне от -03 до +09 (табл. 3). При этом установлено преобладание положительных значений в диапазоне от 00 до +04 в области передней группы зубов верхней челюсти, со значением для верхних клыков равном 00 в 84,3% случаев. Показатель периотеста в пределах от -04 до -01 (скорость возврата бойка наконечника выше скорости подачи) характерен для зубов нижней челюсти, что возможно связано как с меньшими размерами (массой) зубов, так и микроподвижностью самой челюсти при проведении исследования. В дистальных отделах челюсти не всегда возможно точное соблюдение методики исследования (перпендикулярное к оси зуба, строго в горизонтальной плоскости положение наконечника прибора), что, по нашему мнению, объясняет более высокие в большинстве случаев значения показателя-периотеста для клинически устойчивых и массивных моляров: +05-Н-06.

Таблица 3. Диапазон значений Периотеста для клинически устойчивых зубов

Группа зубов Верхняя челюсть Нижняя челюсть

ПП V "А-.* ПП "Л*.*

Моляры +05-Н-06 114 81,4 +05-Н-06 115 82,1

00-Н-02 19 13,5 00-Н-02 14 10,0

Премоляры -03-Н-04 119 85,0 -03-Н-04 134 95,7

Клыки 00 59 84,3 -03+00 49 70,0

Резцы 00-Н-04 119 85,0 +02-Н-04 58 41,4

-03+00 63 45,0

* п, - количество зубов в данной группе. ^ - общее количество зубов.

В соответствии с уточненными данными стандартного показателя периотеста (ПП) ожидаемый диапазон значений для остео-интегрированных винтовых и цилиндрических имплантатов должен находится в пределах от -03 до +04, так как их форма и размеры подобны среднестатистическим параметрам корней пре-моляров и клыков нижней челюсти. Преимущественная локализация в боковых отделах условно приближает пластиночные имп-лантаты к молярам, поэтому в норме показатель периотеста может иметь значения от +05 до +09. На значение показателя периотеста после установки пластиночного имплантата влияет также соответствие сформированного костного ложа размерам имплантата.

Согласно полученным данным (рис.1), при исследовании имплантатов ASTRA TECH с установленными формирователями десны в контрольной группе на втором этапе имплантации, когда наиболее вероятно достижение остеоинтеграции, и имплантат не подвергался основной жевательной нагрузке, показания периотеста

; ПП

. 4,5

! 4

; 35 3 25

: 2 I 15 1

| 05

!

Рис. 1. Диаграмма средних значений показателя периотеста (ПП) в зависимости от вида конструкции пластиночных имплантатов и винтовых AstRa TECH.

соответствовали диапазону от -03 до +06, со средним значением ПП (М±т) равным 0,5±0,34. В том числе, показатель периотеста от -02 до +02 в представленной группе выявлен в 75% случаев. А для имплантатов ASTRA TECH ST (19,67% от общего количества обследованных винтовых имплантатов) ПП равен 00 в 100% случаев. Существенных различий для имплантатов верхней и нижней челюсти не выявлено. В дальнейших исследованиях подвижность имплантата по показателю периотеста в пределах от-03 до +02 для винтовых имплантатов, и от-03 до +06 для пластиночных нами оценивалась как состояние успешной интеграции.

Обследование пластиночных имплантатов проводилось на этапе установки, через сутки и 7 дней после имплантации, а также перед протезированием через 3 недели при одноэтапном применении и 3 месяца при двухэтапном использовании, а также в различные сроки при возникновении осложнений (рис.1,2).

Рис. 2. Сравнительная диаграмма средних значений показателя периотеста (ПП) для пластиночных имплантатов производства ВНИИИМТ и разборных конструкций до этапа протезирования.

При изучении пластиночных имплантатов производства ВНИ-ИИМТ выявлено, что ПП после установки соответствовал диапазону -02 до +05, со средним значением ( М ±т) 0,5±0,43, что свидетельствует о хорошей первичной фиксации имплантатов. Однако при динамическом обследовании отмечен рост среднего значения ПП от 6,31±1,42 через 3 недели до 9,4±0,67 через 3 месяца, что было связано с развитием осложнений в нескольких клинических случаях, основной причиной которых явились периимп-лантит и окклюзионная перегрузка. В двух клинических случаях отмечен рост показателя периотеста от +05 и +06 до +15 и +18 соответственно, сопровождающийся пальпаторно определяемым увеличением подвижности имплантата, с расхождением краев раны, гиперемией и отеком периимплантатных мягких тканей на фоне скопления большого количества зубного налета. Причиной осложнений, по нашему мнению, явилось несоблюдение рекомендаций по гигиеническому уходу за имплантатами.

Результаты клинического исследования показали, что применение пластиночных имплантатов производства ВНИИИМТ наиболее обоснованно при непротяженных концевых и включенных дефектах зубного ряда нижней челюсти, с протезированием через 3-4 недели после имплантации.

Разборные конструкции пластиночных имплантатов позволяют уменьшить риск окклюзионной перегрузки, так как в период заживления операционной раны над слизистой оболочкой полости рта возвышается закрытое заглушкой основание головки имплан-тата.

При обследовании имплантатов WEISS - DENTAL SYSTEM (Oratronics), среднее значение ПП (M±m) составило 0,65±0,4, в диапазоне от -03 до +04, без существенной зависимости от сроков обследования. По нашему мнению, это обусловлено благо-

приятной для установки и интеграции формой внутрикостной пластиночной части и шейки имплантата.

При изучении пластиночных имплантатов производства КОН-МЕТ в течение 3 недель после установки имплантата наблюдалось незначительное увеличение среднего значения ПП (М±т) от 1,5±0,83 (в диапазоне от 00 до +04) до 3,5±0,8 (+02-+04) Относительно широкое, с «конусным» расширением основание головки имплантата придает конструкции дополнительную прочность, однако, закрытая винтом-заглушкой грань шейки часто травмирует края раны в период заживления, и препятствует эффективной гигиенической обработке. При обследовании вокруг имплантата в нескольких случаях отмечалась кровоточивость и гиперемия десны. Поэтому фиксацию головки имплантата и последующее протезирование следует проводить по традиционной методике применения пластиночных конструкций.

При обследовании имплантатов, разработанных МРНЦ РАМН и ЦНИИС МЗ РФ (модель 1), а также совместно МРНЦ РАМН, ЦНИИС МЗ РФ и ЗАО «КОНМЕТ» (модель 2) при осмотре, пальпации и перкуссии отмечали хорошую интеграцию имплантатов, со средним значением ПП (М±т) 2,24±0,5 и 1,68±0,53 для модели 1,и 2 соответственно. После установки имплантатов отмечен более высокий уровень подвижности по сравнению с другими конструкциями, в диапазоне от -03 до +09 (модель1) и -02 до +11 (модель 2), со средним показателем 2,84±0,8 и 2,5±0,74; что обусловлено их использованием в сложных клинических ситуациях, в том числе при операции реимплантации. Динамическое наблюдение выявило достоверное снижение среднего значения показателя периотеста ^=2,25>2, с вероятностью 95%) как при обследовании через 3-4 недели на этапе протезирования при одноэтапном приме-

нении 2,44±0,6 и 1,93±0,8 для старого и нового образца соответственно; так и при проведении отсроченного протезирования через 3 месяца после имплантации (двухэтапное использование), с достижением цифр, соответствующих остеоинтег-рируемым винтовым имплантатам ASTRA TECH на нижней челюсти в те же сроки в пределах от -02 до + 06 со средним значением 0,9±0,4 для модели 1, и 0,375±0,24 для модели 2.

Осложнения воспалительного характера, связанные с неадекватной гигиенической обработкой, выявлены в одном клиническом случае. Отмечена сравнительно повышенная подвижность имп-лантата в течение месяца после одномоментной реимплантации.

Разработка новой модели разборных конструкций пластиночных имплантатов совместно ЦНИИС МЗ РФ, МРНЦ РАМН и ЗАО «КОНМЕТ» осуществлялась как на основании биомеханического расчета внутрикостной пластиночной части имплантата, так и с усовершенствованием трансгингивальной зоны, способствующей благоприятной адаптации краев раны. Новая модель предусматривает возможность установки формирователя десны на период заживления, а упроченная шейка с опорной площадкой для головки имплантата обеспечивает дополнительную прочность.

Контроль гигиенического состояния при динамическом наблюдении в течение периода интеграции имплантатов осуществлялся на основании определения индекса Silness-Loe, в модификации Mombelli (1987) по шкале:

0 - налет отсутствует,

1 - налет визуально не определяется, обнаруживается на кончике зонда,

2 - визуальное выявление зубного налета в области шейки

имплантата,

3 - интенсивное отложение зубного налета по всей видимой

поверхности имплантата, гиперемия и кровоточивость десны в периимплантатной области.

Среди общего числа обследованных пациентов с пластиночными имплантатами неудовлетворительный уровень гигиены (ИН 3) наблюдался в 8% случаев и сопровождался гиперемией, кровоточивостью и отеком периимплантатных мягких тканей.

Всего за период наблюдения удалено 2 пластиночных имплантата производства ВНИИИМТ (1,8%) в связи с неявкой на контрольные осмотры, неудовлетворительным уходом и как следствие развитием воспалительных осложнений и дезинтеграции. В 4 клинических случаях наблюдалась окклюзионная перегрузка имплан-татов производства ВНИИИМТ.

Общий процент осложнений составил 6,3%. Показания к двухэтапному использованию разборных пластиночных имплантатов разрабатывались, прежде всего, по отношению к новой модели совместного производства Медицинского Радиологического Научного Центра РАМН, Центрального НИИ Стоматологии МЗ РФ и ЗАО «КОНМЕТ» (рис.3,4). Это связано с био-

Рис. 3. Пластиночный имплантат новой модели.

Рис. 4. Схема модели на поперечном срезе.

механическими особенностями конструкции, которые были изучены в экспериментальном исследовании.

Дизайн имплантата и условия действующей на него нагрузки являются основными биомеханическими факторами, детерминирующими успех имплантации.

В основу расчета внутрикостной пластиночной части представленного имплантата был заложен принцип разделения вертикальной нагрузки на два направления, с передачей по арочным элементам конструкции, что способствует снижению уровня напряжений в костной ткани, при сохранении прочностных свойств и малом удельном весе. Новая модель предусматривала включение в процесс деформирования костной ткани в области отверстий при достижении остеоинтеграции.

Трехмерное компьютерное моделирование проводилось на базе программного обеспечения SOLIDWORKS 2001 PLUS с приложением COSMOS WORKS v.7.0.

Трехмерная модель трехзвеньевого пластиночного имплантата реальных размеров была установлена в модель бокового отдела нижней челюсти, зафиксирована по основанию и торцам мо-

Рис. 5. Вид экспериментальной компьютерной модели.

дели (рис.5). В структуре кости выделяли кортикальный и губчатый слои различной толщины и модуля упругости. К опорной площадке основания головки имплантата прикладывалась вертикальная и горизонтальная нагрузка.

Для каждого случая была рассчитана картина распределения напряжений в зависимости от толщины кортикального слоя и модуля упругости кортикального и губчатого слоев. На основании принципов интерполяции данных в экспериментальных точках построены экспоненциальные функции зависимости уровня напряжений от толщины кортикального слоя кости при различных показателях модуля упругости костной ткани в Mathcad 2001 i Professional (рис.6,7). В результате исследования выявлено, что уровень напряжений в костной ткани уменьшается с увеличением толщины кортикальной кости. И в целом ниже при более плотной и упругой губчатой костной ткани.

Рис. 6. График зависимости уровня напряжений в костной ткани от толщины кортикального слоя кости в зависимости от модуля упругости губчатого слоя при Еи= 15ГПа.

10670 МПа

8.021 8

га 7

С

О

X

Об

5

4 765

4 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6

09 _ 26

Б, мм

Рис. 7. График зависимости уровня напряжений в костной ткани оттолщины кортикального слоя кости в зависимости от модуля упругости губчатого слоя при Е = 10,67 та.

Рассчитаны предельно допустимые нагрузки на имплантат (табл.4). Ее значения составили от 367N при тонкой кортикальной и пористой губчатой кости до 600 N при благоприятных показателях костной ткани, что в 1,5 - 2 раза превысило среднестатистические значения максимальных действующих на имплантат на-

Таблица 4. Допустимые нагрузки на имплантат в зависимости от модуля упругости костной ткани и толщины кортикального слоя кости.

МПа 15 ООО 10 670

Ег„, МПа 456 180 117 456 180 117

Бк.к., мм

1.0 405,7 369,7 312,3 444,2 394,0 367,2

1,6 456,7 400,4 380,0 501,7 465,4 398,0

2,0 . 524,7 488,5 403,0 547,0 487,1 415,7

2,5 557,1 502,0 432,4 598,2 525,1 449,8

грузок, с запасом прочности собственно конструкции свыше 650 N1, установленном по результатам ранее проведенного эксперимента для представленного имплантата на статическое внецент-ренное сжатие на базе ФГУПП ОНПП «Технология» (г.Обнинск) на испытательной машине «¡МЭТРОМ» модель 1185 в 2001 году.

Сравнительная оценка с другими видами пластиночных имп-лантатов показала, что уровень напряжений вокруг имплантата ВНИИИМТ, на порядок более высокий, по сравнению с другими видами, а для имплантатов КОНМЕТ - в 1,5 и 2 раза выше, по сравнению с разборными моделями 1 и 2 соответственно (рис.8).

В процессе экспериментального исследования выявлены факторы, способствующие оптимизации остеоинтеграции пластиночных имплантатов, как в отношении параметров внутрикостной пластиночной части, обеспечивающих снижение уровня напря-

Рис. 8 Диаграмма характерных критических значений напряжений (о) в костной ткани на границе имплантат/ костная ткань и максимального уровня (aj, рассчитанного для имплантата в зависимости от вида конструкции, при Еи = 15 ГПа; ErjL = 456 МПа; su = 2 мм, где уровень 1 соответствует cntIO5; уровень 2 - сг х105.

жений на границе имплантат - костная ткань, так и формы и размеров шейки имплантата. Полученные данные позволили разработать усовершенствованную модель (2) разборной конструкции пластиночного имплантата совместно ЦНИИС МЗ РФ, МРНЦ РАМН, ЗАО «КОНМЕТ». Успешные клинические результаты подтвердили ее эффективность.

Общими показаниями к применению пластиночных конструкций имплантатов являются концевые и протяженные включенные дефекты зубного ряда преимущественно на нижней челюсти, а также операции реимплантации.

В сложных клинических ситуациях целесообразно увеличение сроков интеграции пластиночных имплантатов с ограничением жевательной нагрузки.

Двухэтапное использование разборных конструкций пластиночных имплантатов рекомендуется в следующих клинических ситуациях:

• протяженные односторонние и двусторонние концевые дефекты зубного ряда нижней челюсти (при отсутствии боковой группы зубов);

• очаговая деструкция (низкая плотность) костной ткани нижней челюсти;

• операция реимплантации.

Применение современных конструкций пластиночных имплантатов, разработанных на основании биомеханического расчета конструкции, позволяют планировать выбор конструкции и сроки протезирования в зависимости от клинической ситуации, что, в целом, повышает вероятность достижения остеоинтеграции и, следовательно, срок службы имплантатов и обеспечивают успешный функциональный и косметический результат лечения, с низким процентом осложнений.

ВЫВОДЫ

1. На основании данных экспериментального исследования и результатов анализа клинического применения пластиночных им-плантатов разработана усовершенствованная конструкция внутрикостного пластиночного имплантата совместно ЦНИИС МЗ РФ, МРНЦ РАМН, ЗАО «КОНМЕТ».

2. В результате экспериментального исследования с использованием методов трехмерного компьютерного моделирования проведен анализ картины распределения напряжений вокруг внутрикостной части пластиночного имплантата в зависимости от вида конструкции и упругих характеристик костной ткани. Расчет предельно допустимых нагрузок на имплантаты выявил в 1,5-2 раза более высокий уровень для представленной новой модели пластиночного имплантата по отношению к другим конструкциям отечественных пластиночных имплантатов.

3. Результаты клинической оценки интеграции имплантатов выявили преимущества разборных конструкций пластиночных имплантатов, в сравнении с одноэтапными производства ВНИИИМТ, и возможностью достижения интеграции, по показателю Периотес-та соответствующей остеоинтегрируемым винтовым имплантатам.

4. Установлено достоверное снижение показателя Периотеста при исследовании разборных конструкций пластиночных имплантатов при увеличении сроков интеграции без функциональной нагрузки ^=2,25>2, с вероятностью 95%).

5. Определены показания к одно- и двухэтапному использованию пластиночных имплантатов. Обоснована эффективность двух-этапного применения разборных конструкций пластиночных имплантатов в сложных клинических ситуациях за счет уменьшения нагрузки на головку имплантата в послеоперационном периоде, что улучшает условия для остеоинтеграции.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В практической деятельности могут быть использованы следующие положения диссертации:

1. Проведение неинвазивного динамического клинического контроля имплантации с использованием метода Периотест позволяет в ранние сроки судить о течении процесса интеграции и на основании объективных данных показателя периотеста, определять оптимальные сроки ортопедического лечения.

2. Применение в клинике гигиенических индексов, адаптированных применительно к имплантатам, способствует своевременной профилактике воспалительных осложнений.

3. Установленная взаимосвязь между биомеханическими показателями костной ткани и напряженно-деформированным состоянием вокруг модели пластиночного имплантата, позволяет планировать наиболее рациональный выбор и методику применения пластиночной конструкции в зависимости от клинической ситуации в полости рта.

4. Использование в клинической практике разборных конструкций пластиночных имплантатов расширяет показания к дентальной имплантации в целом, что обусловлено возможностью проведения отсроченного протезирования в сложных анатомических условиях.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Компьютерное моделирование и экспериментальная оценка новой конструкции внутрикостных пластиночных имплантатов // ЦНИИ стоматологии - 40 лет: История развития и перспективы. - М., 2002. - С.106-107 (В соавт. с А.А. Кулаковым).

2. Использование рентгенологических методов в дентальной имплантологии // Стоматология. - 2002. - №6. - С.34-37 (В соавт. с З.Н. Шавладзе, В.И. Налапко, Н.А. Рабухиной, А.А. Кулаковым).

3. Экспериментальное исследование статической и ресурсной прочности внутрикостных пластиночных имплантатов разборной конструкции //Стоматология. - 2003. - №1. - С.7-10 (В соавт. с А.А. Кулаковым, В.И. Налапко, Г.Д. Петровым, А.Г. Поповым).

4. Некоторые аспекты внутрикостной реимплантации // Росс вестник дентальной имплантологии. - 2003. - №1. -С.28-32 (В соавт. с А.А. Кулаковым, Т.К. Хамраевым, В.И. Налапко).

5. Экспериментальное изучение новой конструкции пластиночных имплантатов с использованием методов компьютерного моделирования //Актуальные вопросы хирургической стоматологии: Материалы Конгресса (III съезда) стоматологов Казахстана. - Алматы, 2003. - С.70-72 (В соавт. с А.А. Кулаковым).

Отпечатано: Фабрика офсетной печати, 249030, Калужская область, г.Обнинск, ул Королева, б Подписано к печати 17.05.2004. Заказ то* Печать офсетная. Тираж 100 экз.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Протезирование с применением внутрикостных имплантатов получило широкое распространение в практике лечения больных с дефектами зубных рядов. Стремление повысить эффективность имплантации привело к увеличению в последние годы количества публикаций, посвященных изучению биомеханического влияния имплантатов на опорные ткани, оптимизации их формы и свойств, а также совершенствованию диагностических методов для контроля функциональности и обеспечения долговременного успеха [Матвеева А.И.,1993, 1999; Олесова В.Н.,1993; Гветадзе Р.Ш.,1996; Кулаков A.A. 1997,1999; Иванов С.Ю.,1997; Гончаров И.Ю.,1999].

Продолжительность функционирования имплантата определяется его устойчивостью в костном ложе посредством врастания вновь образованной высокодифференцированной костной ткани в отверстия и рельеф имплантата. Фундаментальные исследования по изучению процессов интеграции имплантатов проведены P.-I. Branemark, 1985, 1989, Zarb G.A. et al.,1985, Albrektsson T. et al.,1987 , Weiss Ch. , 1990. Установлено, что если имплантат из биосовместимого материала помещают в атравматично подготовленное ложе и оставляют без нагрузки на период заживления (двухэтапная методика операции), то происходит остеоинтегра-ция. Под воздействием ранней умеренной функциональной нагрузки формируется слой фиброзной ткани, т.е. фиброостеоинтеграция.

Существует мнение, что достичь истинной остеоинтеграции при использовании пластиночных имплантатов невозможно. При наличии достаточного объема костной ткани предпочтение традиционно отдается цилиндрическим и винтовым двухэтапным конструкциям как имеющим больше шансов на успех. Однако, во многих клинических случаях, пластиночные имплантаты являются единственным типом имплантатов, которые можно применять и прогнозировать их длительное функционирование. Расширению показаний и повышению эффективности использования пластиночных имплантатов способствует разработка разборных конструкций.

Возможности трехмерного компьютерного моделирования позволяют в эксперименте исследовать механизмы передачи нагрузки через имплантат на окружающую костную ткань и сравнить влияние различных конструктивных решений пластиночных имплантатов на уровень и характер распределения напряжений в костной ткани в зависимости от типа ее архитектоники.

В литературе отсутствуют достоверные данные о возможности остеоинтеграции пластиночных имплантатов, по клинико-рентге-нологической картине соотносимой с таковой при использовании винтовых имплантатов. Совершенствование диагностических методов позволяет оценить в динамике течение процесса остеоинтеграции по определению подвижности имплантатов в различные сроки после операции.

Работа по сравнительному клиническому и экспериментальному изучению различных разборных конструкций пластиночных имплантатов с установлением эффективности их применения и уточнением показаний к выбору имплантата и методов использования представляется актуальной.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Повышение эффективности лечения пациентов с дефектами зубных рядов при одно- и двухэтапном использовании внутрикостных пластиночных имплантатов на основании уточнения показаний к выбору конструкции имплантата и метода операции по данным комплексной оценки особенностей остеоинтеграции.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Провести анализ современных конструкций отечественных и зарубежных пластиночных имплантатов на основании данных литературы, клинических и экспериментальных результатов исследования .

2 . Провести экспериментальную оценку влияния нагрузки на уровень и характер распределения напряжений в костной ткани вокруг внутрикостной части пластиночного имплантата методом трехмерного компьютерного моделирования в зависимости от вида конструкции пластиночного имплантата и значения показателя упругости кости.

3 . Сравнить значения показателей подвижности пластиночных и винтовых имплантатов с применением периотест-метода. Выявить факторы, влияющие на подвижность имплантата в зависимости от вида конструкции, методики имплантации и характера течения послеоперационного периода.

4. Определить показания к одноэтапной и двухэтапной методикам применения разборной конструкции пластиночных имплантатов на основании результатов экспериментального и клинического исследования и оценить их эффективность.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Разработана методика клинической оценки динамики интеграции имплантатов в послеоперационном периоде на основании анализа показателей подвижности имплантатов по данным периотеста. Впервые в отечественном клиническом исследовании использован модифицированный МотЬеНа. (19 87) применительно к имплантатам индекс 31.1пезз-Ьое (19 63) для оценки гигиенического состояния и признаков воспаления вокруг наддесневой части имплантата.

Проведено сравнительное клиническое и экспериментально-техническое изучение пластиночных имплантатов различных систем отечественного производства.

Изучено влияние вида и формы конструкции пластиночных имплантатов на напряженно-деформированное состояние костной ткани в экспериментальной трехмерной компьютерной модели.

Установлены показания к выбору и использованию по одно-этапной и двухэтапной методике разборных конструкций пластиночных имплантатов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Уточнение показателей периотест - метода, характеризующих функциональную норму, позволяет проводить объективную динамическую оценку течения послеоперационного периода и процесса интеграции пластиночных имплантатов.

Выявленная зависимость напряженно-деформированного состояния костной ткани от биомеханических показателей и вида конструкции имплантата способствует оптимальному выбору вида и методики операции на основании анализа клинико-рентгенологических данных, в том числе в сложных клинических ситуациях.

Применение разборной конструкции пластиночного имплантата позволяет проводить лечение при одно- и двухзтапном использовании, что повышает эффективность имплантации.

Результаты исследования (по данным таб.10) показали, что при операции реимплантации диапазон значений показателя периотеста достаточно широкий и зависит от причины потери имплантата (перелом шейки, периимплантит); при полной адентии кость узкая, но плотная, что способствует хорошей интеграции имплантата; при наличии очаговой деструкции костной ткани значения периотеста находятся в пределах функциональной нормы, но в целом показатель выше, чем с противоположной стороны, где определяется нормальная структура костной ткани. В таких случаях процесс интеграции имплантата протекает медленнее и требуется более длительный период заживления перед протезированием.

3.3.2 ПОКАЗАНИЯ К ОДНОЭТАПНОЙ МЕТОДИКЕ И ОТСРОЧЕННОМУ ПРОТЕЗИРОВАНИЮ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОНСТРУКЦИЙ ПЛАСТИНОЧНЫХ ИМПЛАНТАТОВ

При проведении лечения с использованием разборной конструкции пластиночных имплантатов возможно на период заживления и интеграции оставлять закрытое заглушкой основание головки имплантата, которое, с учетом толщины слизисто-надкостничного лоскута будет выступать в полость рта не более чем на 1-3 мм (в зависимости от вида имплантата). Такая форма способствует не только хорошей адаптации мягких тканей вокруг шейки имплантата и уменьшает вероятность окклюзионной перегрузки, но и обеспечивает возможность в ряде случаев проводить отсроченное протезирование .

Предложенная совместно ЦНИИС МЗ РФ и МРНЦ РАМН новая модель разборных пластиночных имплантатов имеет достаточно широкие отверстия «арочной» формы, размер которых рассчитан с применением методов трехмерного компьютерного моделирования на основании данных об упругих свойствах костной ткани и среднестатистических показателей нагрузки на имплантат. Данная конструкция специально предусматривает более длительный период заживления, так как именно в результате прорастания костной ткани в отверстия имплантата, конструкция достигает оптимального биомеханического состояния.

Показания к имплантации пластиночной конструкции:

1. двусторонние и односторонние концевые дефекты зубных рядов на нижней челюсти,

2. протяженные включенные дефекты зубных рядов на нижней челюсти,

3 . полная адентия на нижней челюсти, концевые и протяженные включенные дефекты зубного ряда на верхней челюсти.

4 . операция реимплантации.

Среди представленной группы показаний к имплантации отсроченное протезирование рекомендуется в следующих случаях:

1. Протяженные односторонние и двусторонние концевые дефекты зубного ряда при отсутствии боковой группы зубов: премоляров и моляров.

2. Очаговый остеопороз (низкая плотность) костной ткани нижней челюсти.

3 . Операция реимплантации (с учетом размера дефекта костной ткани в зоне операции и характера воспалительных изменений).

Первое показание обусловлено предполагаемой значительной окклюзионной нагрузкой, второе - анатомическими словиями со сниженной плотностью костной ткани. При проведении реимплантации после удаления имплантата в связи с перелом шейки образуется значительный дефект костной ткани, но кость как правило плотная, без грануляций и признаков воспаления со стороны слизистой оболочки полости рта. Исключение преждевременной окклюзионной нагрузки обеспечивает возможность остеоинтеграции имплантата. Однако, при проведении одномоментной реимплантации, когда удаление имплантата проводится в связи с длительной патологической подвижностью и развитием периимплантита, желательно не только применение костно-пластических материалов, но и ранняя иммобилизация нового имплантата, через 2-3 недели после операции.

- бб

3.3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПЕРИОТЕСТА

ПРИ РАЗВИТИИ ОСЛОЖНЕНИЙ ИМПЛАНТАЦИИ, С АНАЛИЗОМ ПРИЧИН НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ТЕЧЕНИЯ ИНТЕГРАЦИИ. ВЫЯВЛЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПЕРИОТЕСТ С ИНДЕКСОМ ГИГИЕНЫ ПОЛОСТИ РТА И ИНДЕКСОМ НАЛЕТА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ИМПЛАНТАТАМ

Основными факторами, ведущими к потере пластиночного имплантата являются несоблюдение пациентом рекомендаций по индивидуальной гигиене полости рта, а также преждевременная или нерациональная окклюзионная нагрузка. Неблагоприятные условия, в которых оказывается имплантат способствуют резкому увеличению нагрузки на имплантат, патологической атрофии костной ткани вокруг, что сопровождается усилением подвижности имплантата .

Традиционным сроком протезирования для пластиночных имплантатов является период через 2-3 недели после снятия швов. Однако, в сложных анатомических условиях операции, после реим-плантации и при проявлении признаков воспаления вокруг имплантата требуется более детальный клинический мониторинг состояния интеграции имплантата с определением оптимальных сроков протезирования.

Клиническое обследование пациентов после операции имплантации помимо осмотра и пальпации челюстно-лицевой области и зоны вмешательства включало оценку гигиены полости рта, выявление налета на имплантате, его перкуссию и определение подвижности .

Гигиенический статус пациента оценивали по визуально-тактильному определению налета на зубах (при частичной адентии).

В качестве объективного показателя был принят упрощенный индекс гигиены полости рта (OHI-S) Грина-Вермильона (Green, Vermillion)

Неудовлетворительный и плохой уровень гигиены полости рта при первичном обращении пациента является противопоказанием к дентальной имплантации. В этом случае с пациентами проводится разъяснительная беседа по индивидуальной гигиене полости рта с подбором средств гигиены и назначается дата контрольного обследования .

После операции имплантации помимо общего гигиенического уровня особое значение при использовании пластиночных имплантатов имеет очистка не только зубов, но и поверхности шейки имплантата.

Для гигиенической оценки наддесневой части имплантата (головки и шейки пластиночного имплантата, формирователя и абатмен-та - винтового) предпочтительно применение индекса Силнеса-Лоэ (Silness-Loe,1963). Его модификация применительно к имплантатам предложена Mombelli (1987) по шкале:

0 - налет отсутствует,

1 - налет визуально не определяется,

2 - визуальное выявление зубного налета в области шейки имплантата,

3 - интенсивное отложение зубного налета по всей видимой поверхности имплантата, гиперемия и кровоточивость десны в периимплантатной области.

Так как невозможно рассчитать индекс налета по поверхностям круглого основания головки или шейки имплантата, аналогично исследованию зубов, и, в связи с обычно малым количеством имплантатов , удобнее определять индекс налета в диапазоне от 0 до 1, от 1 до 2, свыше 2 (3).

Среди группы обследованных пациентов с пластиночными имплан-татами через 7-8 дней после имплантации установлено следующее распределение по индексу гигиены для имплантатов (табл.11)

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В практической деятельности могут быть использованы следующие положения диссертации:

1. Проведение неинвазивного динамического клинического контроля имплантации с использованием метода Периотест позволяет в ранние сроки судить о течении процесса интеграции и на основании объективных данных показателя периотеста, определять оптимальные сроки ортопедического лечения.

2. Применение в клинике гигиенических индексов, адаптированных применительно к имплантатам, способствует своевременной профилактике воспалительных осложнений.

3. Установленная взаимосвязь между биомеханическими показателями костной ткани и напряженно-деформированным состоянием вокруг модели пластиночного имплантата, позволяет планировать наиболее рациональный выбор и методику применения пластиночной конструкции в зависимости от клинической ситуации в полости рта.

4. Использование в клинической практике разборных конструкций пластиночных имплантатов расширяет показания к дентальной имплантации в целом, что обусловлено возможностью проведения отсроченного протезирования в сложных анатомических условиях.

- 141