The effects of dental implant macrodesign on the success of prosthetic replacement

Andrey N. Nikolaenko; Николаенко Андрей Николаевич; Mikhail A. Postnikov; Постников Михаил Александрович; Nikolay V. Popov; Попов Николай Владимирович; Alexander P. Borisov; Борисов Александр Павлович; Anastasia A. Kiiko; Кийко Анастасия Алексеевна

doi:10.17816/clinpract636998

Влияние макродизайна дентального имплантата на успех протезирования

Авторы: Николаенко А.Н.¹, Постников М.А.¹, Попов Н.В.¹, Борисов А.П.¹, Кийко А.А.¹
Учреждения:
1. Самарский государственный медицинский университет
Выпуск: Том 15, № 4 (2024)
Страницы: 89-96
Раздел: Научные обзоры
Статья получена: 14.10.2024
Статья одобрена: 16.12.2024
Статья опубликована: 15.12.2024
URL: https://clinpractice.ru/clinpractice/article/view/636998
DOI: https://doi.org/10.17816/clinpract636998
ID: 636998

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В настоящее время дентальная имплантация широко применяется при дефектах зубных рядов с целью ортопедической реабилитации пациентов. Клинический успех имплантационного протезирования зависит от многих факторов, в том числе от макродизайна имплантата (особенностей его строения: формы, характеристики, количества витков резьбы). Однако не так много сравнительных клинических исследований, посвящённых влиянию основных характеристик имплантата на успех протезирования. Для практического врача-стоматолога проблема выбора системы имплантатов остаётся актуальной, поэтому в предлагаемом обзоре рассматривается влияние макродизайна дентального имплантата на успех имплантации. Поиск публикаций проводился в поисковых системах PubMed и eLibrary по поисковым запросам «дентальный имплантат», «макродизайн дентального имплантата», «количество витков имплантата», «характеристики резьбы имплантата» с фокусом на работы о влиянии основных характеристик имплантата на первичную стабильность и остеоинтеграцию. Проанализированы различные геометрические параметры имплантата, такие как форма, длина, диаметр, характеристики резьбы, с оценкой их значимости для оптимального распределения напряжения, а также реакций ремоделирования кости в процессе остеоинтеграции. Успех имплантации достигается за счёт синергичного сочетания многочисленных факторов. Большинство исследователей придерживаются мнения, что имплантаты следует подбирать индивидуально для каждого случая с учётом местных и общих факторов. Однако характеристика резьбы имплантата и количество его витков улучшают первичную стабильность и являются залогом успешной остеоинтеграции. Выбор конструкции резьбы имплантата играет важную роль в результате лечения. Показано, что макродизайн имплантата, а именно его форма в виде конуса, длина и диаметр, большая ширина и глубина резьбы, меньший шаг резьбы, большее количество витков, оказывает влияние на первичную стабильность. Именно эти характеристики, по нашему мнению, обеспечивают успех дентальной имплантации.

Ключевые слова

дентальный имплантат, макродизайн дентального имплантата, количество витков имплантата, характеристики резьбы имплантата

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Дентальная имплантация с успехом применяется в стоматологии для ортопедической реабилитации пациентов с дефектами зубных рядов. Актуальность применения имплантатов обусловлена высокой степенью распространённости частичного или полного отсутствия зубов и потребности пациентов в эффективном восстановлении целостности зубных рядов [1, 2]. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, полное отсутствие зубов характерно для 15% взрослых пациентов, а распространённость больных с частичным их отсутствием составляет около 75% [3]. При полном отсутствии зубов проблема рационального протезирования стоит особенно остро, потому что большинство пациентов (до 56%) не используют изготовленные протезы в связи с их неудовлетворительной стабилизацией [4]. Преимущество дентальных имплантатов в стоматологической практике заключается в высокой надёжности, длительном сроке службы, многофункциональности, а также, что важно, психологическом комфорте пациента [5, 6].

В настоящее время обзор и сравнение характеристик дентального имплантата представляет собой, по нашему мнению, определённую сложность по причине маркетинга и рекламных кампаний производителей, поскольку практически все системы обещают остеоинтеграцию на высоком уровне [7, 8]. В реальной практике врача-стоматолога выбор системы имплантатов зависит от многих факторов, включающих стоимость, доступность обучения, известность бренда. Однако вопросы наилучших показателей макродизайна (количество витков и характеристика резьбы) с учётом индивидуальных характеристик пациентов остаются на сегодняшний день открытыми в современной литературе.

МАКРОДИЗАЙН ДЕНТАЛЬНОГО ИМПЛАНТАТА: КЛИНИЧЕСКИЙ УСПЕХ ИМПЛАНТАЦИОННОГО ПРОТЕЗИРОВАНИЯ

Нами выполнен обзор современной литературы, в котором рассматривается влияние макродизайна дентального имплантата на успех протезирования с последующим обоснованием выбора имплантата.

Методология поиска источников

Обзор литературы проведён на основе поиска научной литературы в системе PubMed, eLibrary по теме исследования. Поиск публикаций проводился по следующим поисковым запросам: «дентальный имплантат» («dental implant»), «макродизайн дентального имплантата» («dental implant macro-design»), «количество витков имплантата» («number of dental implant turns»), «характеристики резьбы имплантата» («implant thread characteristics»).

После анализа полученных данных выявлены закономерности и тенденции в результатах, на основе которых сделаны выводы о влиянии макродизайна дентального имплантата, в том числе его формы, количества витков и характеристик резьбы, на успешный исход протезирования.

Выживаемость имплантатов

Дентальные имплантаты — это конструкции, которые устанавливаются в костную ткань челюстей для закрепления протезов с целью ортопедической реабилитации стоматологических пациентов [9]. Под макродизайном дентального имплантата подразумевают геометрию имплантата (форма, длина, диаметр) и геометрию резьбы (шаг, форма, глубина) [8, 10].

По мнению многих исследователей, наиболее важными критериями успеха функционирования имплантатов является выживаемость [7–10]. Так, в исследованиях американских учёных под руководством S. Jain [10], проводимых в Штате Индиана в 2021–2022 годах, показана 91,4% ранняя выживаемость (у 128 пациентов, перенёсших одну процедуру имплантации, после вмешательства сохранились 117 имплантатов). Успеху имплантации способствовали возраст пациентов до 60 лет (отношение шансов, ОШ, 2,54), немедленная имплантация (ОШ 3,74) и длина имплантата менее 10 мм (ОШ 3,97). С 2006 по 2017 год раннюю выживаемость имплантатов изучали также китайские исследователи: показатель выживаемости составил 96,15% (включено 1078 случаев с 2053 имплантатами) [11]. Долгосрочную выживаемость дентальных имплантатов на протяжении 20 лет изучали J.R. Kupka и соавт. [12]: авторы представили пять ретроспективных исследований с уровнем выживаемости 88% (95% ДИ 78–94) и подчеркнули необходимость долгосрочного последующего ухода после имплантации. В Сеульском национальном университете проведено исследование, оценивающее долгосрочную выживаемость имплантатов в период от 10 до 15 лет [13]: в исследование включено 86 пациентов и 247 имплантатов, совокупный показатель составил 92,5%, 17 имплантатов были эксплантированы вследствие перелома имплантата (4,0%), периимплантита (2,4%) и перелома винта (0,4%).

B.R. Chrcanovic и соавт. [14] структурировали основные факторы, которые влияют на выживаемость имплантатов:

факторы, связанные с отбором пациентов (никотиновая зависимость, бруксизм, диабет, алкоголизм);
факторы, связанные с установкой имплантата (первичная стабильность, плотность кости, положение имплантата в альвеолярном отростке);
факторы, связанные с системой имплантатов (тип поверхности, длина, диаметр, конструкция);
факторы, связанные с протезированием;
биологические факторы (оценка тканей пародонта, уровень гигиены и др.).

ОСТЕОИНТЕГРАЦИЯ И ПЕРВИЧНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ЗУБНЫХ ИМПЛАНТАТОВ

Одним из важных критериев выживаемости имплантата является процесс остеоинтеграции. Остеоинтеграция — это прямое прикрепление костной ткани к поверхности имплантата без внедрения прослойки соединительной ткани [15]. Для успешного прикрепления компонентов крови, образования фибриновых «мостиков» с целью пролиферации остеогенных клеток и возникновения контактного остеогенеза необходимо наличие развитой топографии внутрикостной части имплантата [16]. На долгосрочную успешную интеграцию влияет первичная стабильность зубных имплантатов, которая обусловливается размером, типом непосредственного первого контакта между имплантатом и подготовленным костным ложем [17]. Измерение стабильности путём анализа резонансной частоты (resonance frequency analysis, RFA) проводят с помощью измерительных устройств (например, Osstell), при этом результат даётся в диапазоне от 1 до 100 единиц ISQ (коэффициент стабильности имплантата) [18].

На первичную стабильность оказывают воздействие в основном такие параметры, как плотность кости, толщина кортикальной кости и высота альвеолярного отростка [19]. В связи с этим разработан различный макродизайн имплантатов. Так, по мнению S. Kreve и соавт. [20], резьба дентального имплантата напрямую влияет на первичную стабильность и остеоинтеграцию, для чего необходимо рассматривать изолированные характеристики, такие как дизайн, включающий форму, длину, диаметр имплантата, а также шаг резьбы, ширину резьбы, угол торца. F. Javed и соавт. [21], оценивая первичную (механическую) стабильность имплантата путём анализа базы данных за период 1983–2013 годов, подчеркнули важность достижения первичной стабильности для успешной интеграции имплантата, подчеркнув, что на начальную стабильность имплантата существенно влияют качество и количество кости, геометрия имплантата и хирургическая техника.

Форма корпуса имплантата

Форма корпуса имплантата (цилиндрическая, коническая, смешанная) также оказывает влияние на первичную стабильность и остеоинтеграцию (рис. 1) [22, 23].

Рис. 1. Дизайн дентальных имплантатов. Иллюстрация принадлежит Conexão Sistemas e Prótese Company, Brazil, распространяется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike-3.0 [23].

В настоящее время всё более популярными становятся конические имплантаты, с учётом простоты их клинического применения, сокращённой последовательности препарирования костной ткани, меньших сроков заживления. N. Lozano-Carrascal и соавт. [24], в частности, определили, что дентальные имплантаты конической конструкции достигают более высокой первичной стабильности (измеряемой с помощью ISQ) и значений момента введения. Дело в том, что конические имплантаты оказывают боковое сжимающее воздействие на кортикальную кость, что может быть существенной причиной их повышенной первичной стабильности. D. Heimes и соавт. [25] сообщают, что среди гибридных форм демонстрируют повышенную первичную стабильность апикально-конические имплантаты.

Различная форма интегрируемого имплантата обоснована также плотностью костной ткани: например, цилиндрическую форму устанавливают в плотную кость типа D1–D2, конусовидную — в кость типа D3–D4, корневидную — в кость типа D2–D4 [26].

Длина имплантата

Выбор такого параметра, как длина имплантата, зачастую определяется объёмом потери костной ткани и областью применения (рис. 2) [27]. Например, длинные дентальные имплантаты часто используются при больших плотности и высоте костной ткани [28], короткие — рекомендованы к применению в тех областях, где необходимо снизить вероятность повреждения соседних структур, например, верхнечелюстной пазухи.

Рис. 2. Длина имплантата (l): а — стандартные (13 мм) и короткие (7 мм) цилиндрические и конические имплантаты (диаметр 4 мм); б — имплантаты с абатментами. Иллюстрация распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (CC-BY 4.0) [27].

В одних исследованиях описано, что первичная стабильность значительно увеличивается с увеличением длины имплантата [29], в других — что различная длина не определяет разницу параметров первичной стабильности [25]. Проведённый метаанализ показал, что короткие (≤6 мм) и более длинные (≥8,5 мм) имплантаты не имеют существенных различий в показателях выживаемости, что оставляет вопрос открытым для дальнейшего исследования [30]. D. Heimes и соавт. [25], наоборот, отмечают, что большая длина имплантата обеспечивает лучшую первичную стабильность, однако линейная зависимость заканчивается на 12 мм [25].

Диаметр имплантата

Имеет значение и диаметр имплантата. Различают имплантаты малого и большого диаметра. Исследования показывают, что больший диаметр имплантата обеспечивает лучшую первичную стабильность, поэтому диаметр считается наиболее важным параметром для распределения напряжения и нагрузки на конструкцию [31]. Так, показатели выживаемости имплантатов с уменьшенным диаметром в сравнении с обычным диаметром (дентальные имплантаты Straumann с поверхностью SLActive) в сравнительном исследовании J. Herrmann и соавт. [32] составили 97,4% и 98,5% соответственно. Анализ RFA показал статистически значимые более низкие значения для имплантатов с уменьшенным диаметром, при этом удовлетворённость пациентов не имела существенной разницы. Таким образом, дентальные имплантаты Straumann с уменьшенным диаметром, демонстрируя немного меньшие показатели, чем у имплантатов обычного диаметра, имеют отличные показатели выживаемости и резонансной частоты.

Исследование G.E. Romanos и соавт. [33] показало, что имплантаты узкого диаметра (narrow diameter implant, NDI; диаметр ≤3,5 мм) могут быть установлены даже в местах с ограниченным пространством и костью. NDI представляют собой альтернативу имплантатам стандартного диаметра (standard diameter implant, SDI), которую можно использовать для расширения диапазона показаний к протезированию. Пятилетние показатели выживаемости и успешности NDI (97,3%) были немного выше, чем у SDI (94,9%) [33]. Исследование, проведённое среди 186 пациентов Саудовской Аравии [34], представило иные результаты: имплантаты диаметром 5 мм имели самый высокий показатель ранней выживаемости (98,72%), в то время как имплантаты диаметром 3,5 мм — 94,57%.

Резьба имплантата

Конструкция резьбы имплантата достоверно является решающим фактором начальной первичной и последующей вторичной стабильности [35].

Выделяют следующие характеристики макроконструкции имплантата: шаг резьбы; ширина и глубина резьбы; угол наклона резьбы; угол апикальной поверхности (рис. 3) [25].

Рис. 3. Основные характеристики резьбы имплантата (угол апикальной поверхности — угол между поверхностью резьбы и горизонталью к продольной оси имплантата; шаг — расстояние от центра резьбы до следующего витка резьбы по продольной оси имплантата, или длина имплантата, делённая на количество витков резьбы; угол наклона резьбы — угол между спиралью резьбы и горизонталью к продольной оси имплантата; ширина резьбы — расстояние между самой коронковой и самой апикальной частью той же резьбы; глубина резьбы — расстояние между внешним контуром резьбы и телом основания имплантата) [25]. Иллюстрация распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Шаг резьбы имплантата является параметром, который определяется от центра одной резьбы до следующей резьбы по продольной оси имплантата [31]. Зубной имплантат с меньшим шагом характеризуется большим числом резьбы, что увеличивает поверхность имплантата и способствует рациональному распределению нагрузки. Однако данный вопрос является спорным, так как в исследовании L.C. Carmo Filho и соавт. [36] не обнаружено статистически значимой разницы между шагом резьбы 0,6 мм, 1,0 мм и 1,5 мм в отношении стабильности имплантата. Идеальным авторы считают шаг 0,8 мм для V-образной резьбы.

Ширина резьбы имплантата представляет собой расстояние между наиболее коронковой и наиболее апикальной частью резьбы. Ширина во многом определяет направление движения имплантата при его установке. Согласно результатам исследований, оптимальной шириной резьбы по биомеханическим характеристикам можно считать 0,19–0,23 мм [25].

Ширина резьбы тесно связана с таким параметром, как глубина резьбы, т.е. расстоянием между внешним контуром резьбы и корпусом основания имплантата. Глубина резьбы определяется расстоянием, на которое витки выступают из основания имплантата [37]. Большая глубина резьбы является выгодной из-за увеличения функциональной поверхности имплантата, что повышает первичную стабильность, однако может снизить точность установки. Итак, имплантаты с большей глубиной резьбы могут повысить первичную стабильность без снижения механической прочности [24]. Согласно исследованию M. Menini и соавт. [38], наиболее оптимальная глубина резьбы составляет 0,34–0,5 мм. Однако, несмотря на приведённые данные, необходимы дополнительные исследования in vivo и клинические испытания, чтобы подтвердить наблюдения.

Угол наклона резьбы определяет движение имплантата при его установке: чем он больше, тем меньше оборотов требуется имплантату для установки на всю его длину. Однако большой угол наклона винтовой линии резьбы может привести к продольному вращению имплантата под осевой нагрузкой. Угол наклона напрямую зависит от формы резьбы: так, V-образная резьба характеризуется оптимальным торцевым углом 30^о, обратная контрфорсная резьба — углом 15^о. К. Sadr и соавт. [39] определили, что наиболее благоприятны для успешной остеоинтеграции имплантаты с обратной резьбой с углами 20^о и 30^о, а также с трапециевидной резьбой с углом 35^о.

Однако выбор характеристик резьбы часто определяется индивидуальными особенностями пациента, преимущественно в зависимости от типа костной ткани. Например, в костную ткань типа D1–D2 рекомендованы имплантаты с цилиндрическим профилем резьбы, а также с V-образной резьбой с маленьким шагом и глубиной резьбы. В костную ткань типа D3–D4 рекомендуют установку имплантатов с V-образной резьбой с увеличенным шагом и глубиной. Поэтому нельзя определённо сказать о преимуществе тех или иных характеристик резьбы [40].

Помимо свойств резьбы, важной, хотя и недостаточно освещённой в современной литературе характеристикой является количество витков дентального имплантата, так как их малое число не способно создать необходимую площадь поверхности, что при нагрузке может отрицательно сказаться на функционировании конструкции. В частности, в исследовании D. Kaplun и соавт. [41] определено, что 10 витков дентального имплантата MegaGen Implant по сравнению с 5 витками устройства Vitaplant VPKS обеспечивает большую площадь поверхности, которая повышает успех первичной стабильности и дальнейшей остеоинтеграции. В исследовании A. Falco и соавт. [42] имплантаты с крупной и самонарезающей резьбой показали значительно более низкие значения микроподвижности (p <0,05) по сравнению с имплантатами с мелкой резьбой. Авторы сообщают, что геометрия имплантата и плотность кости являются основными факторами, влияющими на степень первичной стабильности протеза, а также что конструкции с крупной резьбой предпочтительны при низкой плотности кости.

В целом имплантаты следует подбирать индивидуально для каждого случая с учётом местных и общих факторов. Важно оценить биологическое состояние пациента и рассмотреть различные механические особенности в целом для конкретной клинической ситуации. Исследования многих авторов доказывают, что характеристики макроконструкции имплантата улучшают первичную стабильность и являются залогом успешной остеоинтеграции. Анализируя полученные данные, можно сделать выводы, что показатели резьбы зубного имплантата (шаг резьбы, ширина и глубина резьбы, угол наклона) и количество его витков напрямую влияют на площадь контакта имплантата и костной ткани, следовательно, на первичную стабильность, а в дальнейшем и на успешную остеоинтеграцию имплантатов, которая определяет эффективность ортопедического лечения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании представленных результатов анализа литературных данных можно заключить, что макродизайн дентального имплантата влияет на успех протезирования. Правильный выбор имплантата определяется конической формой, большим диаметром и длиной (до 12 мм), а также большей шириной и глубиной резьбы, меньшим шагом резьбы, большим количеством витков, что обеспечивает первичную стабильность конструкции (вследствие большей площади контакта дентального имплантата с окружающей костью). Именно эти характеристики, по нашему мнению, обеспечивают успех дентальной имплантации.

При низкой плотности кости имплантаты с меньшим шагом резьбы полезны за счёт увеличения площади контакта кости с имплантатом. Конфигурация микрорезьбы на шейке имплантата может улучшить формирование кости и распределение напряжений для имплантатов, вставленных в губчатую кость при немедленной нагрузке.

Необходимы дальнейшие исследования для изучения взаимодействия тканей организма с дентальными имплантатами, а также анализ влияния различных параметров на стимуляцию формирования костной ткани.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при подготовке рукописи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. А.Н. Николаенко, М.А. Постников, А.П. Борисов — обработка и обсуждение результатов исследования, написание текста статьи; Н.В. Попов, А.А. Кийко — поисково-аналитическая работа, обсуждение результатов исследования, написание текста статьи. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение поисково-аналитической работы и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. A.N. Nikolaenko, M.A. Postnikov, A.P. Borisov — processing and discussion of the results of the study, writing the text of the article; N.V. Popov, A.A. Kiiko — search and analytical work, discussion of the results of the study, writing the text of the article. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.