Lưới titan in 3D có độ xốp cao giúp tăng cường tái tạo xương

Rui Ma, Qian Liu, Libo Zhou, Lingxiao Wang 

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36604677/

Lưới titan in 3D có độ xốp cao giúp tăng cường tái tạo xương

1. Thông tin tài liệu khoa học

• Tiêu đề nghiên cứu: Lưới titan in 3D có độ xốp cao giúp tăng cường tái tạo xương
• Tác giả: Rui Ma, Qian Liu, Libo Zhou, Lingxiao Wang
• Tạp chí khoa học: BMC Oral Health
• Năm xuất bản: 2023
• DOI: 10.1186/s12903-023-02717-5

2. Bối cảnh khoa học

Tái tạo xương ổ răng là một bước quan trọng trong nhiều quy trình cấy ghép nha khoa hiện đại. Những bệnh nhân bị tiêu xương nghiêm trọng hoặc có khuyết hổng xương lớn thường cần được tái tạo thể tích xương trước khi đặt implant nha khoa nhằm đảm bảo độ ổn định lâu dài và kết quả phục hình tối ưu.

Lưới titan từ lâu đã được sử dụng trong các kỹ thuật tái tạo xương có hướng dẫn (Guided Bone Regeneration – GBR) nhờ khả năng duy trì khoảng không gian cần thiết cho sự hình thành xương mới. Sự phát triển của công nghệ CAD/CAM, quy trình kỹ thuật số và in 3D đã cho phép chế tạo các lưới titan cá thể hóa phù hợp với hình thái giải phẫu của từng khuyết hổng xương.

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về vật liệu, độ dày và kích thước lỗ của lưới titan, nhưng vai trò của độ xốp tổng thể đối với quá trình tái tạo xương vẫn chưa được làm rõ đầy đủ. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá tác động của các mức độ xốp khác nhau lên khả năng tái tạo xương trong một mô hình thực nghiệm tiền lâm sàng.

3. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của các mức độ xốp khác nhau trên lưới titan cá thể hóa được sản xuất bằng công nghệ in 3D đối với quá trình tái tạo các khuyết hổng xương ổ răng.

Các nhà nghiên cứu muốn xác định liệu việc tăng độ xốp của lưới titan có thể cải thiện khả năng hình thành xương mới trong khi vẫn duy trì được các đặc tính cơ học cần thiết cho tái tạo xương có hướng dẫn hay không.

4. Phương pháp nghiên cứu

Đây là một nghiên cứu tiền lâm sàng trên mô hình động vật.

Nghiên cứu bao gồm 9 con chó Beagle. Sau khi nhổ các răng tiền cối thứ nhất đến thứ tư ở hàm dưới và chờ lành thương trong ba tháng, các khuyết hổng xương tiêu chuẩn được tạo ra ở vùng hàm dưới.

Ba loại lưới titan in 3D với các mức độ xốp khác nhau được sử dụng:

• Độ xốp thấp (LP): 55%
• Độ xốp trung bình (MP): 62%
• Độ xốp cao (HP): 68%

Các khuyết hổng được ghép bằng các hạt xương tự thân, sau đó được phủ bằng lưới titan tương ứng và màng collagen Bio-Gide.

Đánh giá được thực hiện sau 4, 8 và 12 tuần bằng chụp cắt lớp vi mô (micro-CT) và phân tích mô học với nhuộm xanh toluidine và fuchsin cơ bản. Các chỉ số được phân tích bao gồm độ dày bè xương, số lượng bè xương, khoảng cách giữa các bè xương và tỷ lệ thể tích xương.

5. Kết quả chính

Các phân tích hình ảnh và mô học đều cho thấy kết quả thuận lợi hơn ở nhóm sử dụng lưới titan có độ xốp cao.

Kết quả micro-CT cho thấy nhóm HP có độ dày bè xương (Tb.Th), số lượng bè xương (Tb.N) và tỷ lệ thể tích xương trên tổng thể tích (BV/TV) cao hơn so với hai nhóm MP và LP. Đồng thời, khoảng cách giữa các bè xương (Tb.Sp) ở nhóm HP thấp hơn, phản ánh cấu trúc xương đặc chắc hơn.

Kết quả mô học cũng xác nhận xu hướng này. Sau 8 và 12 tuần, số lượng bè xương ở nhóm HP cao hơn các nhóm còn lại. Sau 12 tuần, tỷ lệ thể tích xương ở nhóm HP cũng lớn hơn. Quan sát mô học cho thấy vùng khuyết hổng được lấp đầy bởi xương mới ở mức độ cao hơn khi sử dụng lưới titan có độ xốp 68%.

Các khác biệt giữa các nhóm được báo cáo là có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).

6. Phân tích lâm sàng

Nghiên cứu này cho thấy độ xốp của lưới titan có thể đóng vai trò quan trọng không chỉ về mặt cơ học mà còn về mặt sinh học trong quá trình tái tạo xương.

Độ xốp cao hơn có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự trao đổi chất, di chuyển tế bào và lưu thông các yếu tố tăng trưởng liên quan đến quá trình tạo xương. Điều này có thể giúp hình thành một môi trường thuận lợi hơn cho sự phát triển của mô xương mới. Trong điều kiện thực nghiệm của nghiên cứu, lưới titan có độ xốp cao nhất liên tục cho thấy hiệu quả tái tạo xương vượt trội hơn.

Từ góc độ lâm sàng, những kết quả này đặc biệt đáng chú ý trong các trường hợp tăng thể tích xương trước cấy ghép implant hoặc tái tạo các khuyết hổng xương lớn. Khi các quy trình kỹ thuật số và lưới titan cá thể hóa ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong phẫu thuật miệng và implant nha khoa, việc tối ưu hóa thiết kế của các thiết bị này trở thành một hướng nghiên cứu quan trọng.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đây là nghiên cứu trên động vật. Các kết quả thu được không thể được áp dụng trực tiếp cho bệnh nhân mà không có thêm các nghiên cứu lâm sàng trên người. Ngoài ra, nghiên cứu chỉ đánh giá ba mức độ xốp cụ thể nên chưa thể xác định giá trị độ xốp tối ưu cho mọi tình huống lâm sàng.

7. Ứng dụng lâm sàng

Kết quả nghiên cứu có thể hữu ích trong các lĩnh vực sau:

• Tái tạo xương có hướng dẫn (GBR).
• Điều trị các khuyết hổng xương ổ răng lớn.
• Tăng thể tích xương theo chiều ngang và chiều dọc.
• Phục hồi implant ở bệnh nhân bị tiêu xương nghiêm trọng.
• Lập kế hoạch điều trị kỹ thuật số bằng công nghệ CAD/CAM.
• Sử dụng lưới titan cá thể hóa được sản xuất bằng in 3D.
• Phẫu thuật miệng và tái tạo hàm mặt phức tạp.

Ngoài ra, nghiên cứu còn cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các vật liệu tái tạo cá thể hóa trong implant nha khoa và tái tạo xương hiện đại.

8. Mức độ bằng chứng, hạn chế và tính minh bạch

Đây là một nghiên cứu tiền lâm sàng trên mô hình động vật.

Do đó, mức độ bằng chứng của nghiên cứu thấp hơn so với các thử nghiệm lâm sàng có đối chứng được thực hiện trên người. Mặc dù cung cấp những dữ liệu sinh học có giá trị, kết quả của nghiên cứu chưa thể được xem là bằng chứng lâm sàng cuối cùng.

Các hạn chế chính bao gồm số lượng động vật tương đối nhỏ, thời gian theo dõi tối đa 12 tuần và chưa có dữ liệu xác nhận trên bệnh nhân.

Về tính minh bạch, một trong các tác giả có liên kết với Digital Mesh Beijing Technology Co., Ltd., công ty hoạt động trong lĩnh vực lưới titan cá thể hóa. Tuy nhiên, bài báo cho biết các tác giả không khai báo xung đột lợi ích cạnh tranh.

9. Những điểm chính của nghiên cứu

• Loại nghiên cứu: Nghiên cứu tiền lâm sàng trên động vật
• Mức độ bằng chứng: Tiền lâm sàng
• Đối tượng nghiên cứu: 9 chó Beagle
• Số lượng bệnh nhân hoặc implant: Không được nêu trong dữ liệu cung cấp
• Thời gian theo dõi: 12 tuần
• Tiêu chí đánh giá chính: Ảnh hưởng của độ xốp lưới titan đến tái tạo xương
• Kết quả chính: Lưới titan có độ xốp 68% cho kết quả tái tạo xương tốt nhất
• Kết luận khoa học: Độ xốp cao hơn trong phạm vi được nghiên cứu có thể hỗ trợ tốt hơn cho việc phục hồi các khuyết hổng xương lớn
• Hạn chế chính: Mô hình động vật, cỡ mẫu nhỏ và thiếu dữ liệu lâm sàng trên người

10. Giá trị khoa học

Nghiên cứu này đóng góp thêm bằng chứng về vai trò của các đặc tính thiết kế trong hiệu quả sinh học của lưới titan cá thể hóa.

Trong khi nhiều nghiên cứu trước đây tập trung vào vật liệu hoặc tính chất cơ học của lưới titan, công trình này làm rõ hơn vai trò của độ xốp như một yếu tố có thể ảnh hưởng đến quá trình tạo xương. Kết quả cho thấy cấu trúc kiến trúc của lưới có thể tác động đáng kể đến phản ứng sinh học của mô xương trong quá trình lành thương.

Nghiên cứu cũng phù hợp với xu hướng phát triển của implant nha khoa kỹ thuật số và sản xuất bồi đắp bằng in 3D, nơi các thiết bị cá thể hóa ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Các dữ liệu thu được cung cấp nền tảng hữu ích cho việc tối ưu hóa thiết kế lưới titan trong tương lai.

Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu lâm sàng để xác nhận liệu những lợi ích quan sát được trong mô hình thực nghiệm này có thể được tái lập trên bệnh nhân hay không.

11. Kết luận biên tập

Nghiên cứu tiền lâm sàng này cho thấy lưới titan cá thể hóa được sản xuất bằng công nghệ in 3D với độ xốp cao có thể hỗ trợ quá trình tái tạo xương hiệu quả hơn so với các thiết kế có độ xốp thấp hơn trong mô hình khuyết hổng xương hàm dưới. Mặc dù cần thêm các nghiên cứu lâm sàng trên người để xác nhận các kết quả này, công trình đã cung cấp những dữ liệu có giá trị về vai trò của độ xốp trong thiết kế lưới titan phục vụ tái tạo xương và phục hồi implant nha khoa.