Для оценки качества остеоинтеграции дентальных имплантатов используются клинические, рентгенологические и инструментальные методы исследования. Однако эти методы не всегда позволяют выявить особенности костеобразования вокруг имплантата и оценить качество вновь образованной костной ткани. В этом плане большой интерес представляет исследование биопсийного материала, представляющего собой, фрагменты новообразованной костной ткани над заглушкой имплантата.
1НКО Фонд развития высоких стоматологических технологий. «Биосовместимые материалы и имплантаты».
2ФГБУ «НИИЭМ им.Н.Ф.Гамалеи» Минздрава России.
Для оценки качества остеоинтеграции дентальных имплантатов используются клинические, рентгенологические и инструментальные методы исследования. Однако эти методы не всегда позволяют выявить особенности костеобразования вокруг имплантата и оценить качество вновь образованной костной ткани. В этом плане большой интерес представляет исследование биопсийного материала, представляющего собой, фрагменты новообразованной костной ткани над заглушкой имплантата. С одной стороны, сам факт образования значительного слоя кости над заглушкой имплантата, установленного без глубокого погружения в костное ложе, свидетельствует об интенсивности репаративного остеогенеза. С другой стороны, представляет интерес детальный анализ факторов, способствующих зарастанию заглушки костной тканью и возможность контроля регенеративных процессов в области непосредственной имплантации.
Феномен покрытия заглушки костной тканью наблюдался при непосредственной имплантации, для которой характерно возникновение щелей и зазоров между наружной поверхностью имплантата и стенкой костного ложа (рис.1).
Рисунок 1. Дентальная имплантация в переднем отделе челюсти. Состояние после установки имплантата в лунку удаленного зуба. Имплантат установлен на уровне маргинального края лунки. Между стенкой лунки и поверхностью имплантата образовалось свободное пространство, в области костного дефекта имплантат обнажен полностью. Первичная стабильность достигнута за счет апикальной трети. |
Величина свободного пространства между имплантатом и костью зависит от многих факторов: диаметра имплантата, дизайна имплантата в маргинальной части, глубины погружения в костное ложе. Параметры свободного пространства по ширине могут колебаться в пределах от нескольких долей миллиметра до 5 мм, а по высоте иногда на глубину всей лунки удаленного зуба.
Как видно из рисунка 1, наибольший объем свободного пространства приходится на маргинальную треть.
У имплантатов, имеющих обратно конусный дизайн в пришеечной области, размеры свободного пространства больше на величину конуса.
В связи с разнообразием форм и размеров свободного пространства возникает вопрос об их оптимальности. Отвечая на этот вопрос, следует исходить из того, что зазоры и щели между имплантатом и костью нужны для получения в последующем молодой костной ткани, способной к ремоделированию. Чем больше такой костной ткани, тем лучше дальнейший прогноз функционирования имплантата без убыли кости в пришеечной части имплантата. Однако, если малые размеры свободного пространства замещаются костной тканью под кровяным сгустком, то большие размеры требуют применения остеопластических материалов и соответствующих регенераторных мембран (рис. 2-3).
Рисунок 2. Процесс заполнения свободного пространства вокруг имплантата остеопластическим материалом (слева) и резорбируемой мембраной (справа). |
Рисунок 3. Ушивание раны (слева) и картина в полости рта через 1 месяц после операции (справа). |
В нашем исследовании мы выделили две группы свободных пространств: 1) - заживающие под кровяным сгустком (1 образец) и 2) - при использовании остеопластических материалов (2 образца). Зазоры в первой группе были до 3 мм шириной, во второй - более 3-х мм, а в некоторых случаях доходили до 5 мм.
По нашим данным кость над заглушкой образовывалась как в том, так и в другом случае. Биопсия может быть взята в резцовых, клыковых, премолярных и молярных сегментах (рис. 4).
Рисунок 4. Дентальная имплантация в премолярных и молярных сегментах. Заглушки имплантатов, покрытые костной тканью (слева); состояние после взятия биопсийного материала – заглушки извлечены перед установкой формирователя десны (справа). |
Многие годы в случаях образования кости над заглушкой при установке формирователя заглушку освобождали от кости с помощью бормашины, фрагменты кости выбрасывали, не задумываясь о возможностях исследования их как биопсийного материала.
Идея исследования образцов костной ткани над заглушкой возникла в рамках задач, связанных с изучением особенностей остеоинтеграции различных типов имплантатов при непосредственной имплантации. Для отработки методики исследования были взяты образцы костной ткани, образовавшиеся на заглушке имплантатов Hi-tek при непосредственной имплантации. При этом были выделены 2 группы биопсии. Первая группа – кость, образовавшаяся под кровяным сгустком, вторая – при использовании остеопластического материала.
Томографическое исследование проводилось с помощью микрокомпьютерного томографа SkyScan 1176 (Bruker, США).
Сканирование осуществлялось при следующих параметрах – разрешение 9 мкм, алюминиевый фильтр толщиной 0,5 мм, время экспозиции камеры 935 мс, угол сканирования 360 градусов с шагом в 0,5 градуса, напряжение источника 50 кВ, сила тока источника 500 мкА.
Все отсканированные образцы были обработаны с помощью штатного пакета программного обеспечения SkyScan (версия 1.1). Реконструкция изображений проводилась в программе NRecon (версия 1.6.6.0), количественный анализ – в CT-Analyser (версия 1.12.4.3+). Визуализация реконструированных срезов была проведена в программе CTvox (версия 2.4.0 r869) (рис.5-7).
Рисунок 5. Микрокомпьютерные томограммы образца из первой группы (кость, образовавшаяся под кровяным сгустком) в двух проекциях. Слева – исходный вид образца, справа – часть образца программно удалена для визуализации внутренней структуры. Наиболее плотные части представлены синим цветом, менее плотные – оранжевым.
Рисунок 6. Микрокомпьютерные томограммы образца №1 из второй группы (образовавшаяся кость при использовании остеопластического материала) в двух проекциях. Слева – исходный вид образца, справа – часть образца программно удалена для визуализации внутренней структуры. Наиболее плотные части представлены синим цветом, менее плотные – оранжевым.
Рисунок 7. Микрокомпьютерные томограммы образца №2 из второй группы (образовавшаяся кость при использовании остеопластического материала) в двух проекциях. Слева – исходный вид образца, справа – часть образца программно удалена для визуализации внутренней структуры. Наиболее плотные части представлены синим цветом, менее плотные – оранжевым.
Исследуемый материал |
Минеральная плотность |
BMD, % |
Объем костной |
|||
Группа №1 |
1,705 |
100,0 |
1,578 |
|||
Группа №2 |
Образец №1 |
1,801 |
1,768 (среднее) |
103,7 |
2,712 |
4,927 (сумма) |
Образец №2 |
1,735 |
2,215 |
Таблица 1. Результаты микротомографического анализа костной ткани, образованной при остеоинтеграции непосредстенного имплантата с конусным дизайном в маргинальной части.
Результаты микротомографического анализа костной ткани [1, 2], образованной при остеоинтеграции непосредственного имплантата с конусным дизайном в маргинальной части приведены в таблице 1. По результатам анализа, минеральная плотность фрагмента кости, образовавшейся при использовании остеопластического материала несколько выше, чем у кости, образованной под кровяным сгустком, оба фрагмента имеют равномерную внутреннюю структуру с отсутствием видимых дефектов костной ткани и участков с пониженной плотностью, что свидетельствует о нормальном протекании процессов регенерации в обоих случаях непосредственной имплантации.
Реализация описанной методики осуществляется по алгоритму, представленному на рисунке 8.
Заключение
1. Методика микрокомпьютерной томографии позволяет исследовать биопсийный костный материал небольшого объема, в данном случае взятый в пришеечной части имплантата, и получить объективные данные о структуре и качестве костной ткани, образованной в результате остеоинтеграции.
2. Дизайн имплантата с обратным конусом в пришеечной части позволяет получить значительно больший объем молодой зрелой кости в маргинальной трети имплантата.
3. Данная методика может быть использована не только для оценки регенерированной костной ткани, но и тех остеогенных свойств материалов, которые при этом используются.
Список литературы
1. Kallai, I. Microcomputed tomography-based structural analysis of various bone tissue regeneration models / I. Kallai, O. Mizrahi, W. Tawackoli, Z. Gazit, G. Pelled, D. Gazit // Nat Protoc. – 2011. – №6(1). – PP. 105–110.
2. Tuan, H. S. Application of micro CT and computation modeling in bone tissue engineering / H. S. Tuan, D. W. Hutmacher // Computer-Aided Design. – 2005. – №37. – PP. 1151–1161.