So sánh hai thiết kế implant dưới màng xương trong phẫu thuật cắt bỏ toàn bộ xương hàm trên: Phân tích phần tử hữu hạn ba chiều

Ilgın Ari, Gülin Acar

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40246199/

So sánh hai thiết kế implant dưới màng xương trong phẫu thuật cắt bỏ toàn bộ xương hàm trên: Phân tích phần tử hữu hạn ba chiều

1. Thông tin tài liệu khoa học

• Tiêu đề nghiên cứu: Comparison of Two Subperiosteal Implant Designs in Total Maxillectomy: A Three-Dimensional Finite Element Analysis
• Tác giả: Ilgın Ari, Gülin Acar
• Tạp chí khoa học: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology
• Năm xuất bản: 2025
• DOI: 10.1016/j.jormas.2025.102377

2. Bối cảnh khoa học

Phục hồi chức năng bằng implant sau phẫu thuật cắt bỏ toàn bộ xương hàm trên là một trong những thách thức lớn nhất trong lĩnh vực phẫu thuật miệng và tái tạo hàm mặt. Sự mất xương diện rộng khiến việc đặt implant nội xương thông thường trở nên khó khăn hoặc không khả thi, vì vậy implant dưới màng xương được thiết kế riêng cho từng bệnh nhân ngày càng được quan tâm. Sự phát triển của quy trình lập kế hoạch kỹ thuật số cùng công nghệ CAD/CAM cho phép chế tạo các implant phù hợp chính xác với cấu trúc giải phẫu còn lại, tuy nhiên việc tối ưu hóa thiết kế cơ sinh học của các implant này vẫn là một chủ đề nghiên cứu quan trọng.

Một trong những mục tiêu chính của quá trình thiết kế là phân bố lực nhai một cách hợp lý, đồng thời giảm ứng suất tác động lên phần xương còn lại và các thành phần của implant. Phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Analysis – FEA) là công cụ được sử dụng rộng rãi để đánh giá đặc tính cơ học của các thiết kế implant trước khi áp dụng trên lâm sàng. Trong bối cảnh đó, nghiên cứu này so sánh hai thiết kế implant dưới màng xương dành cho tái tạo sau cắt bỏ toàn bộ xương hàm trên.

3. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của nghiên cứu là so sánh đặc tính cơ sinh học của hai thiết kế implant dưới màng xương khác nhau được sử dụng trong tái tạo sau cắt bỏ toàn bộ xương hàm trên. Thông qua phân tích phần tử hữu hạn ba chiều, nhóm nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của từng thiết kế đến sự phân bố ứng suất trong xương còn lại cũng như tải trọng cơ học tác động lên các thành phần của implant dưới điều kiện mô phỏng lực nhai.

4. Phương pháp nghiên cứu

Đây là một nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng mô phỏng bằng máy tính, dựa trên phân tích phần tử hữu hạn ba chiều (FEA).

Các tác giả xây dựng mô hình ba chiều của một xương hàm trên đã được cắt bỏ hoàn toàn theo phân loại Class II. Hai phương án điều trị được mô phỏng gồm:

• SC-1: thiết kế implant dưới màng xương truyền thống.
• SC-2: thiết kế cải tiến với một thanh đỡ chéo tại vùng xương gò má.

Để mô phỏng hoạt động nhai, mô hình được chịu hai điều kiện tải trọng:

• lực thẳng đứng 450 N;
• lực chéo 93 N.

Các chỉ số được đánh giá bao gồm ứng suất chính lớn nhất và nhỏ nhất trong mô xương, cùng với ứng suất tương đương von Mises trên các thành phần của implant, đặc biệt là các vít cố định.

Bản tóm tắt không cung cấp thông tin về số lượng bệnh nhân, số lượng implant hoặc thời gian theo dõi lâm sàng, vì đây hoàn toàn là một nghiên cứu mô phỏng.

5. Kết quả chính

Phân tích cơ sinh học cho thấy sự khác biệt giữa hai thiết kế implant tùy thuộc vào hướng của lực tác động.

Dưới tải trọng theo phương thẳng đứng, mô hình SC-2 ghi nhận giá trị ứng suất lớn nhất cao hơn tại vùng tiếp giáp giữa xương gò má và xương hàm trên so với thiết kế truyền thống. Xu hướng này cũng xuất hiện khi áp dụng lực theo phương chéo, với SC-2 tạo ra mức ứng suất cao hơn ở cả hai vùng giải phẫu được phân tích so với SC-1.

Đối với các thành phần của implant, ứng suất von Mises trên vít cố định thay đổi theo hướng tải trọng. Khi chịu lực thẳng đứng, thiết kế truyền thống tạo ra ứng suất thấp hơn. Ngược lại, dưới tải trọng chéo, mô hình SC-2 ghi nhận giá trị ứng suất thấp hơn.

Tổng thể, mô phỏng không chứng minh được lợi thế cơ sinh học đáng kể của thiết kế có thanh đỡ chéo so với implant dưới màng xương truyền thống. Dựa trên các kết quả này, các tác giả đề xuất rằng những nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế truyền thống bằng cách tận dụng thêm các vùng nâng đỡ giải phẫu khác.

6. Phân tích lâm sàng

Mặc dù không cung cấp dữ liệu lâm sàng, nghiên cứu này mang lại những thông tin cơ sinh học hữu ích cho quá trình phát triển các implant dưới màng xương cá thể hóa trong điều trị các trường hợp khuyết hổng xương hàm trên lớn. Kết quả cho thấy việc bổ sung thêm các thành phần cấu trúc không đồng nghĩa với việc cải thiện khả năng phân bố lực hoặc giảm ứng suất trên xương còn lại.

Từ góc độ cấy ghép nha khoa, nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thiết kế implant dựa trên các nguyên lý cơ sinh học đã được kiểm chứng. Với sự phát triển của quy trình điều trị kỹ thuật số và công nghệ CAD/CAM, khả năng tối ưu hóa hình học của implant trước khi chế tạo ngày càng trở nên quan trọng.

Tuy nhiên, cần diễn giải các kết quả này một cách thận trọng. Phân tích phần tử hữu hạn chỉ mô phỏng điều kiện cơ học trong môi trường lý tưởng và không phản ánh đầy đủ các yếu tố sinh học như chất lượng xương, quá trình lành thương, tái cấu trúc xương, sự khác biệt giải phẫu giữa các bệnh nhân hoặc sự thích nghi chức năng lâu dài.

Do đó, các phát hiện của nghiên cứu nên được xem là cơ sở hỗ trợ cho việc phát triển thiết kế implant, chứ không phải bằng chứng trực tiếp về hiệu quả điều trị trên lâm sàng.

7. Ứng dụng lâm sàng

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

• thiết kế implant dưới màng xương theo từng bệnh nhân;
• lập kế hoạch điều trị kỹ thuật số cho tái tạo hàm mặt phức tạp;
• chế tạo implant bằng công nghệ CAD/CAM;
• tối ưu hóa cơ sinh học của phục hình trên implant sau cắt bỏ toàn bộ xương hàm trên.

Các dữ liệu hiện có không cho phép đưa ra kết luận về tỷ lệ tồn tại của implant, biến chứng sinh học hoặc phục hình, cũng như kết quả điều trị dài hạn.

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

Đây là một nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng mô phỏng cơ sinh học bằng phân tích phần tử hữu hạn, do đó mức độ bằng chứng thấp hơn so với các nghiên cứu lâm sàng tiến cứu hoặc thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên có đối chứng.

Các kết quả cung cấp thông tin giá trị về sự phân bố ứng suất cơ học giữa các thiết kế implant khác nhau nhưng không chứng minh được hiệu quả lâm sàng của bất kỳ thiết kế nào. Hạn chế chính của nghiên cứu là bản chất mô phỏng bằng máy tính, không thể tái tạo đầy đủ các điều kiện sinh học và chức năng thực tế ở bệnh nhân.

Trong các thông tin được cung cấp, không có dữ liệu về xung đột lợi ích, nguồn tài trợ từ ngành công nghiệp hoặc mối liên hệ giữa các tác giả với các nhà sản xuất implant.

9. Những điểm chính của nghiên cứu

• Loại nghiên cứu: Nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng phân tích phần tử hữu hạn ba chiều.
• Mức độ bằng chứng: Nghiên cứu mô phỏng cơ sinh học bằng máy tính.
• Mô hình được phân tích: Một mô hình kỹ thuật số của xương hàm trên so sánh hai thiết kế implant.
• Số lượng bệnh nhân hoặc implant: Không được nêu trong thông tin hiện có.
• Thời gian theo dõi: Không áp dụng.
• Tiêu chí đánh giá chính: Phân bố ứng suất trong xương và ứng suất von Mises trên các thành phần của implant.
• Kết quả chính: Thiết kế có thanh đỡ chéo (SC-2) không cho thấy ưu thế cơ sinh học đáng kể so với thiết kế implant dưới màng xương truyền thống.
• Kết luận khoa học: Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung tối ưu hóa thiết kế truyền thống bằng cách khai thác thêm các vùng nâng đỡ giải phẫu.
• Hạn chế: Nghiên cứu chỉ dựa trên mô phỏng bằng máy tính, chưa có xác nhận lâm sàng.

10. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu này đóng góp thêm bằng chứng cho quá trình phát triển các implant dưới màng xương cá thể hóa trong tái tạo sau cắt bỏ toàn bộ xương hàm trên. Kết quả cho thấy một thiết kế phức tạp hơn không đồng nghĩa với hiệu quả cơ sinh học tốt hơn, qua đó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa tổng thể cấu trúc implant thay vì chỉ bổ sung các chi tiết riêng lẻ.

Ngoài ra, nghiên cứu cũng khẳng định giá trị của phân tích phần tử hữu hạn như một công cụ quan trọng trong giai đoạn phát triển tiền lâm sàng của các hệ thống implant mới. Phương pháp này cho phép xác định các vùng tập trung ứng suất và so sánh nhiều phương án thiết kế trước khi áp dụng trên bệnh nhân. Mặc dù chưa chứng minh được ưu thế lâm sàng của bất kỳ thiết kế nào, nghiên cứu vẫn cung cấp thông tin hữu ích cho các bác sĩ cấy ghép nha khoa, phẫu thuật viên hàm mặt và kỹ sư y sinh tham gia phát triển các hệ thống implant cá thể hóa. Tuy nhiên, cần có các nghiên cứu lâm sàng trong tương lai để xác nhận giá trị thực tiễn của những kết quả cơ sinh học này.

11. Kết luận biên tập

Nghiên cứu sử dụng phân tích phần tử hữu hạn này mang đến một so sánh cơ sinh học chặt chẽ giữa hai thiết kế implant dưới màng xương cá thể hóa dành cho tái tạo sau cắt bỏ toàn bộ xương hàm trên. Trong giới hạn của mô hình mô phỏng bằng máy tính, thiết kế có thanh đỡ chéo vùng xương gò má không chứng minh được ưu thế cơ học rõ ràng so với thiết kế truyền thống. Những kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tiếp tục tối ưu hóa thiết kế implant dựa trên các nguyên lý cơ sinh học, đồng thời cho thấy sự cần thiết của các nghiên cứu lâm sàng để xác nhận giá trị ứng dụng của các phát hiện này trong thực hành điều trị.