Podokostnowe implanty o strukturze kratowej wytwarzane metodą przyrostową do rehabilitacji znacznie zanikłych wyrostków zębodołowych

Liyun Bai, Lingling Zheng, Ping Ji, Haoyuan Wan, Nazi Zhou, Rui Liu, Chao Wang

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34984904/

Podokostnowe implanty o strukturze kratowej wytwarzane metodą przyrostową do rehabilitacji znacznie zanikłych wyrostków zębodołowych

1. Dane bibliograficzne

• Tytuł badania: Additively Manufactured Lattice-like Subperiosteal Implants for Rehabilitation of the Severely Atrophic Ridge
• Autorzy: Liyun Bai, Lingling Zheng, Ping Ji, Haoyuan Wan, Nazi Zhou, Rui Liu, Chao Wang
• Czasopismo naukowe: ACS Biomaterials Science & Engineering
• Rok publikacji: 2022
• DOI:1021/acsbiomaterials.1c00962

2. Tło naukowe

Leczenie implantologiczne pacjentów z zaawansowanym zanikiem wyrostków zębodołowych pozostaje jednym z największych wyzwań współczesnej chirurgii stomatologicznej i implantologii. W przypadkach, gdy ilość dostępnej tkanki kostnej nie pozwala na zastosowanie klasycznych implantów śródkostnych, konieczne staje się wykorzystanie alternatywnych metod rehabilitacji. Ponowne zainteresowanie implantami podokostnowymi jest związane przede wszystkim z rozwojem cyfrowego planowania leczenia oraz technologii wytwarzania przyrostowego.

Druk 3D elementów metalowych umożliwia obecnie projektowanie implantów indywidualnie dopasowanych do anatomii każdego pacjenta. O powodzeniu takiego rozwiązania decyduje jednak nie tylko precyzyjne dopasowanie, ale również stabilność biomechaniczna oraz zdolność implantu do integracji z tkanką kostną. W prezentowanym badaniu oceniono, czy zastosowanie struktury kratowej może jednocześnie poprawić rozkład naprężeń oraz stworzyć korzystniejsze warunki do powstawania nowej tkanki kostnej wokół implantu.

3. Cel badania

Celem badania była ocena właściwości biomechanicznych oraz odpowiedzi biologicznej na indywidualnie zaprojektowany implant podokostnowy o strukturze kratowej, wykonany z wykorzystaniem technologii wytwarzania przyrostowego. Autorzy chcieli sprawdzić, czy takie rozwiązanie zapewnia odpowiednią stabilność mechaniczną, sprzyja tworzeniu nowej kości oraz umożliwia skuteczną rehabilitację pacjentów z ciężkim zanikiem wyrostków zębodołowych.

4. Metodologia

Badanie obejmowało kilka uzupełniających się etapów. W pierwszej kolejności przeprowadzono analizę metodą elementów skończonych, której celem była ocena rozkładu naprężeń mechanicznych dla nowej konstrukcji implantu. Następnie opracowano cyfrowy projekt indywidualnego implantu podokostnowego o strukturze kratowej i wykonano go metodą przyrostową.

Ocena biologiczna została przeprowadzona na sześciu psach rasy Beagle z wykorzystaniem badań histologicznych oraz mikrotomografii komputerowej w celu analizy reakcji tkanki kostnej wokół implantu. W dalszej części pracy implanty indywidualne wszczepiono bezzębnym pacjentom z zaawansowanym zanikiem żuchwy, stosując protokół natychmiastowego obciążenia. W streszczeniu nie podano jednak dokładnej liczby leczonych pacjentów ani szczegółowych kryteriów oceny klinicznej.

5. Najważniejsze wyniki

Analiza metodą elementów skończonych wykazała, że kratowa konstrukcja implantu zapewnia bardziej równomierny rozkład naprężeń na powierzchni kości niż tradycyjne rozwiązania. Taki sposób przenoszenia obciążeń może ograniczać lokalne koncentracje naprężeń.

Badania przedkliniczne wykazały powstawanie nowej tkanki kostnej zarówno wewnątrz, jak i wokół struktury implantu. Obserwacje te zostały potwierdzone w badaniach histologicznych oraz mikrotomografii komputerowej, wskazując na korzystną odpowiedź biologiczną otaczającej kości.

W części klinicznej implanty zachowały pełną funkcjonalność przez okres 12 miesięcy, a w czasie obserwacji nie odnotowano bólu ani zakażeń. Badania obrazowe wykonane po zakończeniu obserwacji wykazały cechy nowotworzenia kości oraz osteointegracji implantu. Zdaniem autorów uzyskane wyniki wskazują, że implanty podokostnowe o strukturze kratowej, wykonane metodą druku 3D, mogą zapewnić odpowiednią stabilność podczas rehabilitacji znacznie zanikłych wyrostków zębodołowych.

6. Analiza kliniczna

Badanie przedstawia nowoczesne podejście do implantów podokostnowych, łączące indywidualne projektowanie cyfrowe z technologią wytwarzania przyrostowego. Najważniejszą innowacją nie jest sam proces druku 3D, lecz zastosowanie kratowej architektury implantu, której celem jest jednoczesna optymalizacja rozkładu obciążeń mechanicznych oraz stworzenie korzystniejszych warunków do integracji z tkanką kostną.

Istotnym atutem pracy jest połączenie symulacji komputerowych, badań przedklinicznych oraz pierwszego zastosowania klinicznego. Takie wieloetapowe podejście pozwala ocenić zarówno właściwości biomechaniczne, jak i biologiczne nowej konstrukcji. Wyniki badań histologicznych sugerują, że otwarta struktura implantu może sprzyjać wrastaniu nowej kości.

Jednocześnie uzyskane dane należy interpretować ostrożnie. Informacje kliniczne przedstawione w streszczeniu są ograniczone, ponieważ nie podano liczby pacjentów ani szczegółowych parametrów oceny skuteczności leczenia. Ponadto okres obserwacji wynoszący dwanaście miesięcy nie pozwala na ocenę długoterminowej trwałości implantów ani częstości ewentualnych powikłań biologicznych i protetycznych. Badanie należy więc traktować przede wszystkim jako potwierdzenie wykonalności przedstawionej koncepcji.

7. Zastosowanie kliniczne

Przedstawione wyniki wskazują, że indywidualnie projektowane implanty podokostnowe o strukturze kratowej mogą stanowić potencjalną opcję leczenia pacjentów z zaawansowanym zanikiem wyrostków zębodołowych, u których zastosowanie klasycznych implantów śródkostnych jest utrudnione ze względu na niewystarczającą ilość kości.

Badanie podkreśla również znaczenie cyfrowego planowania leczenia oraz technologii druku 3D w opracowywaniu implantów dopasowanych do anatomii konkretnego pacjenta. Uzyskane wyniki biologiczne uzasadniają prowadzenie dalszych badań nad tego typu konstrukcjami.

Na podstawie dostępnych danych metoda ta nie może być jednak obecnie uznana za rutynowy standard postępowania klinicznego.

8. Poziom dowodów naukowych, ograniczenia i przejrzystość

Publikacja przedstawia badanie przedkliniczne uzupełnione wstępną oceną kliniczną, obejmujące analizę metodą elementów skończonych, doświadczenia na modelu zwierzęcym oraz ograniczone zastosowanie u ludzi.

Poziom wiarygodności dowodów należy uznać za umiarkowany. Do najważniejszych ograniczeń należą niewielka ilość danych klinicznych, brak informacji o liczbie leczonych pacjentów oraz okres obserwacji ograniczony do 12 miesięcy.

Udostępnione streszczenie nie zawiera informacji dotyczących konfliktów interesów ani źródeł finansowania badania, dlatego kwestie te nie mogą zostać ocenione na podstawie dostępnych danych.

Wnioski należy traktować jako wstępne i wymagające potwierdzenia w większych badaniach klinicznych z dłuższym okresem obserwacji.

9. Kluczowe informacje

• Rodzaj badania: Badanie przedkliniczne z wstępną walidacją kliniczną.
• Poziom dowodów:
• Badana populacja: Sześć psów rasy Beagle oraz bezzębni pacjenci z zaawansowanym zanikiem żuchwy.
• Liczba pacjentów: Nie podano w dostępnym streszczeniu.
• Okres obserwacji: 12 miesięcy.
• Główny oceniany parametr: Stabilność biomechaniczna i integracja biologiczna indywidualnego implantu podokostnowego o strukturze kratowej.
• Najważniejszy wynik: Bardziej równomierny rozkład naprężeń, tworzenie nowej tkanki kostnej oraz zachowanie funkcjonalności implantu w okresie obserwacji.
• Wniosek naukowy: Implanty podokostnowe wykonane metodą wytwarzania przyrostowego z zastosowaniem struktury kratowej wykazują obiecujące właściwości biomechaniczne i biologiczne w leczeniu znacznie zanikłych wyrostków zębodołowych.
• Ograniczenia: Ograniczona liczba danych klinicznych, brak informacji o liczbie pacjentów oraz stosunkowo krótki okres obserwacji.

10. Znaczenie naukowe

Badanie wnosi istotny wkład do rozwoju nowoczesnych, indywidualnie projektowanych implantów podokostnowych wykonywanych metodą druku 3D. Jego największą wartością jest połączenie optymalizacji biomechanicznej z oceną biologiczną opartą na wynikach badań przedklinicznych i pierwszych doświadczeniach klinicznych.

Uzyskane wyniki poszerzają wiedzę na temat zachowania implantów o strukturze kratowej oraz wskazują na potencjalne korzyści wynikające z wykorzystania technologii addytywnych w leczeniu rozległych zaników kostnych. Jednocześnie autorzy nie przedstawiają tej metody jako rozwiązania o potwierdzonej skuteczności klinicznej.

Badanie stanowi przede wszystkim podstawę do dalszych badań prospektywnych, które pozwolą ocenić bezpieczeństwo, trwałość oraz przewidywalność tej technologii w długoterminowej rehabilitacji implantologicznej.

11. Wniosek redakcyjny

Przedstawiona praca opisuje innowacyjne podejście do leczenia pacjentów z ciężkim zanikiem wyrostków zębodołowych poprzez zastosowanie indywidualnie projektowanych implantów podokostnowych wykonanych metodą druku 3D i wyposażonych w strukturę kratową. Wstępne wyniki biomechaniczne, biologiczne oraz kliniczne są obiecujące, jednak ze względu na ograniczony poziom dostępnych dowodów należy interpretować je z ostrożnością. Konieczne są większe badania kliniczne z dłuższą obserwacją, aby potwierdzić bezpieczeństwo i długoterminową skuteczność tej metody leczenia.