Современные методы оценки остеоинтеграции - Com

Современные методы оценки остеоинтеграции дентальных внутрикостных имплантатов
(литературный обзор)
Автор: Воробьев А.А., Шемонаев В.И., Михальченко Д.В., Величко А.С.
г. Волгоград, Волгоградский государственный медицинский университет.
Кафедра ортопедической стоматологии.
Кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии.
Тема дентальной имплантации является одной из приоритетных задач современной
стоматологии. Применение имплантатов в качестве искусственных дентальных опор, позволяет
решать многочисленные проблемы протезирования больных с частичным и полным отсутствием
зубов, тем самым повышая качество жизни пациентов (Корол М.Д., 1992; Могилевский В.В.
1997; Копейкин В.К, 1998; Абрамович A.M., 2005; Mish С.Е., 1990 и др.). За последние
годы дентальная имплантология благодаря своей наукоемкости и интегративному,
стремительному развитию получила огромный потенциал для практической реализации.
Открылись перспективы для создания всё более совершенных имплантатов, внедрение
уникальных методик имплантации (Олесова В.Н., 1997; Ахмадова М.А., 2005; Лепилин А.В. с
соавт., 1996, 2002; Block M.S., 2001).
Несмотря на пристальное внимание клиницистов к
проблемам дентальной внутрикостной имплантации и особенностям ортопедического этапа
лечения
больных,
многие
вопросы
на
сегодняшний
день
остаются
открытыми.
В настоящее время, вопрос о остеоинтеграции дентальных
внутрикостных имплантатов представляет наибольший научный и практический интерес.
Впервые в научную терминологию понятие «остеоинтеграция» было введено Brenemark P.I.,
которое означает структурное и функциональное соединение костной ткани челюсти с
поверхностью несущего нагрузку имплантата. Основной теорией остеоинтеграции на
сегодняшний день является теория ретракции кровяного сгустка "Blood clot retraction theory"
(Davies JE., 1996, 1998; Gruber R, Varga F, Fischer MB, 2002; Hosseini MM., 2002; Робустова Т.Г.,
2003). Согласно которой, процесс остеоинтеграции дентального имплантата состоит из трех
последовательных стадий, которые отражают постепенную регенерацию кости: - первая и
наиболее важная фаза остеоинтеграции – остеокондукция, которая заключается в привлечении и
миграции остеобластов на поверхность имплантата, через остаток кровяного сгустка,
сформированного
вокруг
имплантата;
- вторая фаза непосредственное костное образование, в результате минерализации костного матрикса. Когда
остеогенные клетки достигнут поверхности имплантата, они инициируют образование костного
матрикса. В этой фазе параллельно протекают процессы контактного и дистантного
остеогенеза;
- третья фаза
– фаза ремоделирования кости, характеризуется как длительный процесс, самоподдерживающийся
циклами резорбции и образования кости, стабилизация которого достигается приблизительно
через 18 месяцев после операции дентальной имплантации.
Полноценная остеоинтеграция внутрикостных имплантатов является основополагающим
условием долгосрочного успеха протезирования с опорой на дентальные имплантаты (Параскевич
В.Л., 2000; Дудко А.С. с соавт., 2000; Суров О.Н., 1997, 2000). В связи с этим надежная оценка
степени остеоинтеграции внутрикостных имплантатов имеет решающее значение для выбора
конструкции протеза, тактики функциональной нагрузки имплантатов, прогнозирования
эффективности ортопедического лечения. Актуальность изучения остеоинтеграции дентального
внутрикостного имплантата, также обусловлена вопросом определения оптимальных сроках
начала этапа протезирования больных при полным и частичным отсутствием зубов
ортопедическими конструкциями с опорой на внутрикостные дентальные имплантаты.
В клинической практике известны несколько возможностей косвенной оценки степени
остеоинтеграции и стабильности имплантатов (Кулаков А.А., Лосев Ф.Ф., Гветадзе Р.Ш. 2006;
Аржанцев А.П., 1998; Иванов С.Ю. с соавт. 1998):
- клинический (перкутирование,
периотестометрия;
мануальный
контроль
устойчивости
имплантата);
-
- торк-тест с помощью динамометрического ключа);
- частотно-(или магнитно-) резонансный анализ.
- рентгенологические методы исследований (включая способ денситометрической оценки
плотности костной ткани);
Среди современных клинических методов оценки остеоинтеграции дентальных
внутрикостных имплантатов, следует обратить внимание на периотестометрию. Данная методика
подразумевает использование прибора «Periotest», разработанного фирмой Siemens и
Университетом Tuebingen (Германия), осуществляющего электронно-контролируемую и
воспроизводимую перкуссию зуба, или имплантата. Прибор состоит из ударного устройства в
виде наконечника и компьютерного анализатора с четырьмя микропроцессорами. Рабочим
элементом является боек, содержащий пьезоэлемент. Бойку передается генерируемый
механический ударный импульс, что в свою очередь, анализируется микропроцессором.
Регулирующая катушка обеспечивает скорость стучащего бойка, которая является постоянной 0,2
м/с, с компенсацией трения и силы тяжести. В основе метода лежит регистрация механических
колебаний, преобразованных в электрический импульс. Применение в клинической практике
прибора «Periotest» на базе отделения имплантологии ЦНИИС, позволило на основании
объективных данных характеризовать процесс остеоинтеграции дентальных внутрикостных
имплантатов (Матвеева А.И., Гветадзе Р.Ш., 1996, 1999, 2001; Кулаков А.А. с соавт., 1997, 2006).
В настоящее время, внимание клиницистов и исследователей привлек новый метод оценки
стабильности имплантатов с помощью метода частотно-резонансного анализа – (RFA-техника)
Resonance Frequency Analysis (Олесова В.Н., Артюнов С.Д., Маркин В.А., Мушаев И.У., 2006)
Метод частотно-резонансного анализа имплантатов предложен N. Meredith в 1997 году; в
клинической практике используется прибор “Osstell mentor” производства фирмы Integration
Diagnostics (Швеция). Прибор состоит из приборного блока с компьютерным анализатором,
излучателя-приемника электромагнитного поля и намагниченного штифта «Smartpeg»,
присоединяемого к имплантату или абатменту. Штифт Smartpeg возбуждается магнитным
импульсом от измерительного зонда на ручном инструменте. Метод основан на регистрации
резонансных электромагнитных колебаний имплантата и окружающей кости при воздействии на
них электромагнитного поля посредством намагниченного штифта. Резонансная частота, являясь
мерой стабильности фиксации имплантата (соответственно степени его остеоинтеграции),
рассчитывается на основе ответного сигнала. Результаты отображаются на дисплее аппарата в
виде значения I S Q (Implant Stability Quotient) - Коэффициента Стабильности Имплантата (К С И)
в диапазоне от 1 до 100 единиц. Чем выше значение, тем больше стабильности фиксации.
N.Meredith в 1997 г. установил среднее значение первичной стабильности имплантатов,
равные на верхней челюсти - 58 и на нижней челюсти – 66 единиц ISQ. Не было разницы в
показателях ISQ у нижних имплантатов при измерениях в момент операции, в 3 и 6 месяцев;
установлено непрерывное увеличение стабильности имплантатов на верхней челюсти до
выравнивания показателей ISQ с нижними имплантатами (соответственно 61 и 65 единиц).
L.Senerby, N.Meredith et al (2002 г.) на основании проведенной исследовательской работы, в
зависимости от показателей RFA, дают рекомендации о возможности применения отсроченной,
или одномоментной методики имплантации. Они считают, что частотно-резонансный анализ
может выявить падающую стабильность имплантатов в связи с перегрузкой, что позволяет
принять меры к их лечению.
Также, к основным методам оценки остеоинтеграции дентальных внутрикостных
имплантатов, с целью определения оптимальных сроков начала ортопедического лечения, анализа
результатов протезирования в динамике и выявление возможных осложнений, следует отнести
рентгенологические методы исследования (Робустова Т. Г., 2003; Рабухина Н.А., Матвеева А.И.,
1993, Аржанцев А.П., 1998; Линденбратен Л.Д., 1993).
Оптимальное рентгенологическое исследование должно соответствовать следующим
требованиям (Кулаков А.А., Лосев Ф. Ф., Гветадзе Р.Ш., 2006):
- обеспечивать возможность проведения точных метрических измерений;
- позволять объективно оценивать область предполагаемой имплантации в 3-х
наружновнутреннем, медиально-латеральном и верхнее-нижнем;
измерениях – в
- определить плотность костной ткани;
- обладать достаточной радиационной безопасностью;
На сегодняшний день на этапах планирования дентальной внутрикостной имплантации, ее
проведении и динамической оценки результатов, эффективно применяется метод компьютерного
томографического исследования (РКТ), и магнитно-резонансной томографии (МРТ). Также, метод
их комплексного применения, при котором осуществляется интерактивная компьютерная
томография с трехмерной визуализацией лицевого черепа и мягких тканей лица.
Рентгеновская компьютерная томография - позволяет получить послойное изображение в
трехмерной плоскости исследуемого участка костной ткани, в объемном соотношении 1:1. Он
основан на регистрации энергии пучка рентгеновского излучения, прошедшего через объект под
различными углами при вращении трубки, высокочувствительными датчиками, которые
преобразуют полученную информацию в электрические сигналы. РКТ позволяет с высокой
точностью определять метрические характеристики исследуемой области, что имеет значение на
этапе планирования и проведения инсталляции дентальных имплантатов (Воробьев Ю.И., Лесняк
В.Н., 1988; Сухарев М.Ф. 199; Engelman M., Sorensen J., Moy P., 1988). По данным компьютерной
томографии можно создать анатомическую модель челюсти, что позволяет детально изучить
область предполагаемой имплантации (Swartz M.S., Rotman S.L.G., Rhodes M.L., 1987). Для
оценки остеоинтеграции дентальных имплантатов с помощью данного метода, определяется
плотность околоимплантатной костной ткани. Однако, использование данного метода сопряжено
со значительной лучевой нагрузкой на пациента. Так, при РКТ лицевого черепа поверхностная
доза в 2-10, а доза на хрусталик глаза в 100 раз превышает таковую при рентгенографии и
линейной томографии.
Магнитно – резонансная томография - метод лучевой диагностики, основанный на
регистрации энергии, испускаемой протонами ядер водорода внутренних сред человеческого тела
при возвращении их из возбужденного состояния в исходное (т.н. релаксация). Резонансное
возбуждение ядер возникают под воздействием радиочастотных импульсов, генерируемых при
взаимодействии магнита, создающего статическое магнитное поле, и дополнительной
высокочастотной катушки. Последняя, одновременно служит и для регистрации сигнала
релаксации. Мощный компьютер анализирует получаемую информацию. Таким образом,
контрастность тканей на МРТ отражает особенности “внутренних”, ядерных структур вещества, и
она зависит от ряда таких факторов, как строение вещества, взаимодействие между молекулами,
что позволяет не только дифференцировать на изображении патологически измененные и
здоровые ткани, но и наблюдать отражение функциональной деятельности отдельных структур
(Робустова Т.Г. 2003). МРТ позволяет получить изображение в любой плоскости - фронтальной,
сагиттальной, аксиальной и др., которые затем можно реконструировать в объемные образы. Для
усиления контрастности изучаемых тканей применяют химические вещества, содержащие ядра с
нечетным числом протонов и нейтронов (соединения фтора, парамагнетики), которые изменяют
время релаксации воды. Данный метод имеет преимущества в визуализации мягких тканей, таких
как мышечная, жировая, хрящевая и т.п., что делает его применение особенно необходимым при
исследовании ВНЧС, слизистых оболочек придаточных пазух носа и полости рта, слюнных желез
и других мягкотканных структур головы и шеи. Метод необременителен для больного, не несет
вредного воздействия на его организм. В свою очередь, в определенной мере имеются
ограничения применения этого метода для динамической оценки результатов дентальной
имплантации что связанно с искажением результатов исследования в связи магнитно –
резонансным воздействием на металлические включения.
Несмотря на возможность получения исчерпывающей информации о состоянии костной
ткани при проведении данных методов исследований, их применение в повседневной практике для
большинства клиницистов недоступно, что связанно прежде всего с финансово-экономическими
вопросами (Kircos L.T., 1995, 1994; Иванов С.Ю., Климов Б.А., Ломакин М.В., 1998). По данным
литературы, в настоящее время при проведении рентгенологического обследования в клинической
практике дентальной имплантации чаще всего применяются (Робустова Т.Г. 2003, Кулаков А.А., с
соавт., 2006):
· панорамная рентгенография;
· цефалометрическая рентгенография;
· внутриротовая рентгенография.
Данные рентгенологические методы исследований позволяют с относительной точностью
в сравнении
с МКТ и РКТ определять метрические характеристики костной ткани,
особенности дна верхнечелюстной пазухи и положение носа на верхней челюсти, положение
подбородочных отверстий и нижнечелюстных каналов на нижней челюсти, а также анатомические
особенности альвеолярных дуг.
Недостатки данных методов исследований в плане искажения реальных размеров
обследуемой зоны интереса, изменения пространственной локализации анатомических объектов
связанно с тем, что трехмерное изображение представлено в данном случае в линейной
плоскости. Кроме того, денситометрические методы определения плотностных характеристик
костной ткани, при компьютерных рентгенологических методах исследования, имеют
существенный недостаток за счет наложения плотности тени мягких тканей. Также, при
динамической оценки результатов дентальной имплантации, прогноза ортопедического лечения, в
связи со сложностью воспроизведения условий съемки объекта (контрастность, жесткость
рентгенографического изображения и др.) применение данных методов в классической
интерпретации результатов ограничено.
Однако, широкое распространение метода оценки результатов дентальной имплантации с
помощью компьютерных рентгенологических методов исследований (прицельная визиография и
компьютерная ортопантомография), связанно прежде всего с высокой доступностью, простотой
проведения, относительной безопасностью и информативностью данных методов (Рабухина Н.А.,
Аржанцев А.П., 1999). Кроме того, в отличие от пленочной рентгенографии, благодаря
программному компьютерному обеспечению представляется возможным проведение цифровой
обработки результатов исследования, для улучшения визуальных характеристик изображения;
создание обширных баз данных, с целью анализа и динамической оценки результатов дентальной
имплантации и ортопедического лечения (Чибисова М.А., Дударев А.Л., Караскуа А.А., 2002).
По данным литературы, чаще в клинической практике дентальной внутрикостной
имплантации для оценки качества костной ткани челюстей, определения метрических
характеристик, планирования позиционирования инсталляции и определение количества
дентальных имплантатов, также осуществления мониторинга процессов остеоинтеграции и
прогноз ортопедического лечения происходит по результатам анализа данных компьютерных
ортопантомограмм (Робустова Т.Г., 2003; Кулаков А.А., с соавт., 2006). Прицельная визиография
позволяет более детально проанализировать состояние периапикальных тканей, выделенного
сегмента.
Учитывая вышеназванные недостатки рентгенологических методов исследований
результатов дентальной имплантации и ортопедического лечения частичного и полного
отсутствия зубов протезами фиксированных на искусственных опорах, актуален вопрос об их
усовершенствовании.
В частности, в зарегистрированном патенте на изобретение «Способе измерения
метрических характеристик области дентальной имплантации и позиционирования дентальных
имплантатов» (Мутафян М.И. и Полипенко К.И., 2002) найден альтернативный дорогостоящим
метод планирования дентальной имплантации. Также в патенте «Способ определения содержания
минерального вещества в костной ткани» (Михайлов М.К., Салихов И.Г., Гайборян А.,А., 1999)
представлен метод оценки состояния участка костной ткани и определение динамических
изменений путем регистрации содержания минерального вещества, по данным ортопантомограмм.
Анализ немногочисленных опубликованных исследований посвященных проблеме
изучения остеоинтеграции дентальных внутрикостных имплантатов и прогнозу ортопедического
лечения, раскрывает проблему отсутствия объективных, достоверных и доступных методов
оценки, тем самым подчеркивая ее актуальность.
Литература:
1. Аржанцев А.П. Диагностические возможности панорамной зонографии челюстнолицевой области: Автореф. дис. … д-ра мед. наук: 14.00.21, 14.0019 / ЦНИИС МЗ РФ. М., 1998. – 29 с.
2. Рабухина Н.А. Рентгенодиагностика в стоматологии / Н.А. Рабухина, А.П. Аржанцев. –
М.: ООО “Мед. информ. агентство”, 1999. – 452 с.
3. Радиационная безопасность в челюстно-лицевой рентгенологии / Н.А. Рабухина, Р.В.
Ставицкий, Э.В. Сахарова и др. // Вестн. рентгенологии и радиологии. — 1993. — № 3. —
С. 55-57.
4. Рабухина Н.А. Современное состояние челюстно-лицевой рентгенологии // Новое в
стоматологии. — 1993. — № 1. — С. 2-18.
5. Кулаков А. А., Лосев Ф.Ф., Гветадзе Р.Ш. «Зубная имплантация» М., 2006. – 152с.
6. Робустова Т.Г. «Имплантация зубов».-М.: Медицина, 2003. – 560с.
8. Davies JE. In vitro modeling of the bone/implant interface. Anat Rec 1996;245:426-45.
9. Davies JE. Mechanisms of endosseous integration. Int J Prosthodont 1998;11:391-401.