Bibliografia
Porównanie rozkładu naprężeń pomiędzy standardowymi implantami stomatologicznymi osadzonymi w kości po augmentacji, implantami jarzmowymi oraz implantami podokostnowymi w zanikowej bezzębnej szczęce: trójwymiarowa analiza metodą elementów skończonych
Full text link : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37083910/
Porównanie rozkładu naprężeń pomiędzy standardowymi implantami stomatologicznymi osadzonymi w kości po augmentacji, implantami jarzmowymi oraz implantami podokostnowymi w zanikowej bezzębnej szczęce: trójwymiarowa analiza metodą elementów skończonych
1. Dane bibliograficzne
- Tytuł badania: Porównanie rozkładu naprężeń pomiędzy standardowymi implantami stomatologicznymi osadzonymi w kości po augmentacji, implantami jarzmowymi oraz implantami podokostnowymi w zanikowej bezzębnej szczęce: trójwymiarowa analiza metodą elementów skończonych
- Autorzy: H. Gözde Keleş, Çiğdem Karaca
- Czasopismo naukowe: The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants
- Rok publikacji: 2023
- DOI: 10.11607/jomi.9987
2. Tło naukowe
Leczenie implantologiczne pacjentów z całkowitym bezzębiem oraz zaawansowanym zanikiem szczęki należy do najbardziej wymagających procedur w chirurgii stomatologicznej i implantologii. Znaczna resorpcja kości wyrostka zębodołowego oraz pneumatyzacja zatok szczękowych często uniemożliwiają zastosowanie standardowych implantów bez wcześniejszej odbudowy tkanek kostnych.
W odpowiedzi na te ograniczenia opracowano różne strategie terapeutyczne. Klasyczne augmentacje kostne z wykorzystaniem autogennych przeszczepów pozostają powszechnie stosowaną metodą zwiększania objętości kości. Implanty jarzmowe umożliwiają leczenie przypadków ciężkiej atrofii szczęki bez konieczności rozległych rekonstrukcji kostnych. Z kolei rozwój technologii cyfrowych i projektowania CAD/CAM przyczynił się do ponownego zainteresowania indywidualnie projektowanymi implantami podokostnowymi wykonanymi z tytanu lub polieteroeteroketonu (PEEK).
Pomimo dostępności danych klinicznych dotyczących każdej z tych metod, bezpośrednie porównania ich właściwości biomechanicznych są nadal ograniczone. Analiza rozkładu sił działających na kość i elementy protetyczne może dostarczyć cennych informacji wspierających planowanie leczenia implantologicznego w przypadkach zaawansowanego zaniku szczęki.
3. Cel badania
Celem badania było porównanie biomechanicznego zachowania czterech różnych koncepcji chirurgicznych stosowanych w rehabilitacji protetycznej bezzębnej, zanikowej szczęki z wykorzystaniem stałych uzupełnień opartych na implantach.
Autorzy ocenili rozkład naprężeń w tkankach kostnych, implantach, łącznikach protetycznych oraz konstrukcjach protetycznych, aby określić potencjalne zalety i ograniczenia mechaniczne poszczególnych metod leczenia.
4. Metodologia
Badanie miało charakter przedkliniczny i zostało przeprowadzone z wykorzystaniem trójwymiarowej analizy metodą elementów skończonych (3D FEA – Finite Element Analysis).
Na podstawie tomografii komputerowej pacjenta bezzębnego opracowano wirtualny model zanikowej szczęki. Następnie przygotowano cztery scenariusze terapeutyczne:
- Rekonstrukcja szczęki z zastosowaniem przeszczepu kostnego typu onlay pobranego z przedniego odcinka talerza kości biodrowej oraz obustronnej augmentacji zatok szczękowych.
- Rekonstrukcja przedniego odcinka szczęki przy użyciu przeszczepu z gałęzi żuchwy połączona z zastosowaniem implantów jarzmowych w odcinkach bocznych.
- Zastosowanie indywidualnych dwuczęściowych implantów podokostnowych wykonanych z tytanu.
- Zastosowanie indywidualnych dwuczęściowych implantów podokostnowych wykonanych z materiału PEEK.
W każdym modelu zastosowano obciążenie pionowe wynoszące 150 N oraz obciążenie boczne wynoszące 50 N. Następnie przeanalizowano wartości naprężeń w kości korowej, kości gąbczastej, implantach, łącznikach oraz konstrukcjach protetycznych.
5. Najważniejsze wyniki
Analiza wykazała istotne różnice biomechaniczne pomiędzy badanymi rozwiązaniami.
Najwyższe wartości naprężeń rozciągających w kości korowej i gąbczastej podczas obciążenia pionowego odnotowano w modelu wykorzystującym przeszczep z talerza kości biodrowej. Ten sam model wykazał również najwyższe wartości naprężeń von Misesa w implantach.
Największe naprężenia ściskające w kości korowej i gąbczastej wystąpiły w modelu z implantami podokostnowymi wykonanymi z PEEK. Autorzy podkreślają, że wartości naprężeń ściskających w kości gąbczastej przekroczyły przyjęty próg wytrzymałości tego typu tkanki.
Najwyższe naprężenia w łącznikach protetycznych oraz konstrukcjach protetycznych zaobserwowano w modelu wykorzystującym implanty podokostnowe wykonane z tytanu. Dotyczyło to zarówno obciążeń pionowych, jak i bocznych.
Żaden z analizowanych scenariuszy nie wykazał jednoznacznej przewagi biomechanicznej we wszystkich ocenianych parametrach.
6. Analiza kliniczna
Wyniki badania wskazują, że rehabilitacja implantologiczna pacjentów z ciężką atrofią szczęki wymaga indywidualnego podejścia i nie istnieje jedno rozwiązanie optymalne dla wszystkich przypadków klinicznych.
Rekonstrukcja z wykorzystaniem przeszczepu z talerza kości biodrowej umożliwia zastosowanie standardowych implantów, jednak wiąże się z większymi naprężeniami działającymi zarówno na kość, jak i na same implanty. Może to wynikać z właściwości mechanicznych przeszczepianej tkanki kostnej.
Połączenie przeszczepu z gałęzi żuchwy z implantami jarzmowymi wykazało korzystniejszy rozkład obciążeń w niektórych obszarach kostnych. Jednocześnie zwiększone naprężenia wokół implantów pod wpływem sił bocznych podkreślają znaczenie prawidłowego projektowania konstrukcji protetycznej oraz kontroli obciążeń okluzyjnych.
Interesujące wyniki uzyskano również podczas porównania implantów podokostnowych wykonanych z tytanu i PEEK. Materiał PEEK wydaje się przekazywać większą część obciążeń bezpośrednio do kości, natomiast konstrukcje tytanowe kumulują większe naprężenia w obrębie implantu i elementów protetycznych.
Należy jednak pamiętać, że przedstawione obserwacje pochodzą z symulacji komputerowych i nie mogą być bezpośrednio utożsamiane z wynikami klinicznymi uzyskiwanymi w długoterminowej obserwacji pacjentów.
7. Zastosowania kliniczne
Wnioski płynące z badania mogą mieć znaczenie w planowaniu leczenia:
- pacjentów z zaawansowaną atrofią szczęki,
- całkowicie bezzębnych pacjentów wymagających rehabilitacji implantologicznej,
- przypadków wymagających rozległych augmentacji kostnych,
- leczenia z wykorzystaniem implantów jarzmowych,
- terapii opartych na indywidualnych implantach podokostnowych,
- procedur wykorzystujących cyfrowe planowanie leczenia i technologie CAD/CAM,
- pełnołukowych rekonstrukcji protetycznych opartych na implantach.
Badanie podkreśla również znaczenie biomechaniki w podejmowaniu decyzji dotyczących wyboru odpowiedniej strategii chirurgicznej i protetycznej.
8. Poziom dowodów naukowych, ograniczenia i przejrzystość
Badanie należy zakwalifikować jako przedkliniczną analizę biomechaniczną metodą elementów skończonych, co oznacza, że dostarcza ono informacji teoretycznych, lecz nie osiąga poziomu dowodów charakterystycznego dla badań klinicznych czy metaanaliz.
Autorzy wskazali kilka ograniczeń. Modele wykorzystane w analizie opierają się na założeniach matematycznych i nie odzwierciedlają w pełni złożonych warunków biologicznych występujących w organizmie człowieka. Nie przeprowadzono również szczegółowej oceny rozkładu naprężeń w śrubach stabilizujących implanty podokostnowe.
Z tego względu wyniki należy interpretować ostrożnie i traktować jako uzupełnienie wiedzy biomechanicznej wymagające dalszej weryfikacji w badaniach klinicznych oraz eksperymentach in vivo.
Badanie zostało sfinansowane przez jednostkę koordynującą projekty naukowe Uniwersytetu Hacettepe. Autorzy zadeklarowali brak konfliktu interesów związanego z przeprowadzonym badaniem.
9. Kluczowe informacje o badaniu
- Rodzaj badania: Trójwymiarowa analiza metodą elementów skończonych (3D FEA)
- Poziom dowodów: Badanie przedkliniczne oparte na modelowaniu komputerowym
- Badana populacja: Wirtualny model zanikowej bezzębnej szczęki
- Liczba pacjentów: Nie dotyczy
- Liczba implantów: Zmienna w zależności od modelu
- Okres obserwacji: Nie dotyczy
- Główny punkt końcowy: Rozkład naprężeń biomechanicznych
- Najważniejszy wynik: Brak jednoznacznie najlepszej metody pod względem biomechanicznym
- Wniosek naukowy: Każda strategia leczenia charakteryzuje się odmiennym profilem biomechanicznym
- Ograniczenia: Symulacja komputerowa bez bezpośredniej walidacji klinicznej
10. Znaczenie naukowe
Badanie wnosi istotny wkład do literatury naukowej dotyczącej leczenia zaawansowanej atrofii szczęki, ponieważ umożliwia bezpośrednie porównanie kilku odmiennych koncepcji terapeutycznych w ramach jednego modelu biomechanicznego.
Uzyskane wyniki pokazują, że sposób przenoszenia obciążeń zależy nie tylko od rodzaju zastosowanego implantu, ale również od właściwości materiałowych i sposobu zakotwiczenia konstrukcji w tkance kostnej. W szczególności analiza podkreśla potencjalne różnice pomiędzy nowoczesnymi implantami podokostnowymi a bardziej tradycyjnymi rozwiązaniami opartymi na augmentacji kostnej lub implantach jarzmowych.
Badanie może stanowić punkt wyjścia dla przyszłych prac nad optymalizacją projektów implantologicznych, rozwojem technologii cyfrowych oraz poprawą przewidywalności leczenia pacjentów z ciężkim zanikiem szczęki.
11. Wniosek redakcyjny
Przedstawiona analiza metodą elementów skończonych pokazuje, że rehabilitacja implantologiczna zanikowej bezzębnej szczęki wymaga uwzględnienia wielu czynników biomechanicznych. Żadna z ocenianych metod nie wykazała przewagi we wszystkich analizowanych obszarach. Wyniki sugerują, że wybór strategii leczenia powinien być indywidualizowany i opierać się zarówno na warunkach anatomicznych pacjenta, jak i na przewidywanym zachowaniu biomechanicznym implantów, kości oraz konstrukcji protetycznych.
