Немедленная нагрузка имплантат: причины, последствия

Выполненные ранее исследования немедленной нагрузки, главной целью которых было создание прямого контакта между костью и имплантатом, показали обнадеживающие результаты. В настоящее время существуют 2 различных подхода. Первый подход включает установку несколько большего числа имплантатов, чем при обычном плане лечения. Отдельные имплантаты вдоль дуги (3 или более) нагружаются немедленно переходным протезом. Достаточное количество имплантатов оставляют погруженными в течение обычного периода заживления, чтобы сделать возможной установку несъемного протеза, даже если все немедленно нагруженные имплантаты окажутся несостоятельными. Если какой-нибудь из этих имплантатов будет состоятельным, его также используют в конечной реставрации. Этот протокол был впервые опубликован Вгапетагк и соавт. в 1990 г., авторы для поддержки несъемного временного протеза установили в нижние челюсти 10 пациентов 28 винтовых имплантатов. Также некоторые авторы предлагали использовать эту процедуру только для полностью адентичной нижней челюсти с наличием умеренного или избыточного объема кости спереди и сзади от подбородочных отверстий. При этом 100% погруженных ненагруженных имплантатов выжили, 3 немедленно нагруженных имплантата оказались несостоятельными до истечения 6 мес. и 1 имплантат был несостоятелен через 18 мес. после операции (показатель выживаемости – 84%). Наблюдения проводились в течение 9 лет.

В 1997 г. Татоlу и соавт. сообщили о 10 случаях немедленной нагрузки несъемного протеза с использованием винтовых имплантатов у полностью адентичных пациентов в течение 5 лет. 66 из 69 имплантатов остеоинтегрировались в 6 нижнечелюстных и 4 верхнечелюстных полностью адентичных дугах (выживаемость – 96%), при этом для конечного протеза в каждую дугу устанавливали 10-13 имплантатов.

Концепция немедленной нагрузки обеспечивает все преимущества одноэтапного хирургического подхода. Кроме того, имплантаты соединяют вместе, что уменьшает риск перегрузки из-за большей площади поверхности и благоприятных значений биомеханического преимущества. Пациенту не надо носить съемную реставрацию во время начального заживления кости, что значительно повышает комфорт, улучшает психологическое состояние, функцию и стабильность в течение переходного периода. В течение последних нескольких лет авторы сообщили о результатах применения метода немедленной нагрузки у полностью идентичных пациентов с показателями успеха 95-100%. Однако о влиянии немедленной нагрузки на потерю крестильной кости пока приводятся данные в немногих сообщениях о клинических исследованиях и экспериментальных работах на животных, что не позволяет объективно оценить разницу между протоколом немедленной нагрузки и более традиционным способом заживления кости без функциональной нагрузки.

Обоснование немедленной нагрузки имплантата

Операционная травма

Концепция немедленной нагрузки имплантата соперничает с традиционным подходом, предусматривающим отсутствие нагрузки на имплантаты во время заживления (в течение 3-6 мес.) и до изготовления реставрации. Часто считают, что риск этой процедуры существует в течение первой недели после операции имплантации. На самом деле зона контакта имплантата с костной тканью прочнее в день установки имплантата, чем 3 мес. спустя.

Хирургический процесс препарирования остеотомического канала для имплантата и его установка вызывают региональный феномен ускорения восстановления костной ткани вокруг зоны контакта с имплантатом. Организованная и минерализованная зрелая костная ткань в месте препарирования становится неорганизованной, менее минерализованной волокнистой тканью при восстановлении рядом с имплантатом после его хирургической установки. Зона контакта «имплантат-кость» является наименее прочной и имеет наибольший риск перегрузки в течение 3-6 нед. после хирургической установки имплантата, потому что операционная травма вызывает ремоделирование кости, наименее минерализованной и организованной в этой зоне в этот временной период. Buchs и соавт. приводят клинические данные о том, что несостоятельность немедленно нагруженного имплантата наблюдалась в основном на 3-5-й неделе после его установки вследствие подвижности без инфицирования. Через 4 мес. кость состоит из организованной зрелой, но все еще минерализованной на 60% ткани. Однако доказано, что этого достаточно для большинства типов костной ткани и клинических ситуаций при двухэтапном заживлении и отсроченной нагрузке имплантата.

Один из методов уменьшения риска немедленной окклюзионной перегрузки – уменьшить хирургическую травму и объем первоначального ремоделирования кости при установке имплантата. Roberts и соавт. сообщили о девитализированной зоне кости в 1 мм или более вокруг имплантата в результате операционной травмы. Причинами травмы являются термическое повреждение и микроразлом кости во время установки имплантата. Чрезмерные хирургическое и термальное повреждения могут привести к остеонекрозу, а затем к фиброзной инкапсуляции имплантата. Ericsson и Albrektson сообщили о смерти костной клетки даже при такой низкой температуре, как 40°С. Sharavy и соавт. показали, что объем тепла, продуцируемого в кости рядом с имплантационными сверлами, зависит от дизайна и скорости сверления. Температура рядом со сверлом варьировала от 38 до 41°С, и требовалось 34-58 с после прекращения его работы, чтобы вернуться к начальному уровню. В этом сообщении 2 имплантационные системы для сверления с внутренним охлаждением сверла использовались при более высокой температуре, чем 2 системы с внешним водяным орошением. Другие факторы, связанные с генерацией тепла в костной ткани, включают:

• объем препарируемой кости;

• остроту сверл;

• глубину остеотомического канала;

• различия в толщине кортикального слоя.

Установка имплантата-самореза вызывает большее ремоделирование кости (волокнистая кость) вокруг имплантата во время начального заживления, чем это наблюдается при установке имплантата методом нарезки резьбы в кости. Имплантат не должен быть подвижным при установке, но чрезмерное напряжение при дополнительном его завинчивании может увеличить риск микроповреждения в зоне контакта. Стоматолог может полагать, что протокол немедленной нагрузки требует завинчивания имплантата в кость с вращающим моментом 45-60 Н▪см. Хотя эта концепция помогает удостовериться, что имплантат имеет жесткую фиксацию и находится в кости хорошего качества, дополнительный вращающий момент, используемый для установки и оценки фиксации имплантата в кости, может повысить напряжение в зоне контакта и, следовательно, увеличить объем ремоделирования и уменьшить прочность контакта «кость-имплантат». Следовательно, разумно при использовании метода немедленной нагрузки в зоне контакта имплантата с костной тканью минимизировать факторы, связанные с термическим повреждением и операционной травмой.

Травма вследствие нагрузки кости

Кортикальная и трабекулярная кость может быть модифицирована посредством моделирования или ремоделирования. Ремоделирование, или обновление кости, обеспечивает восстановление кости после травмы и реакцию костной ткани на локальную механическую окружающую среду. Кость чаще всего является зрелой, но во время процесса восстановления или ремоделирования может стать волокнистой, чтобы иметь возможность быстрее реагировать на текущую ситуацию. Пластинчатая и волокнистая кость являются главными типами костной ткани вокруг дентального имплантата. Пластинчатая кость является организованной, высоко минерализованной и самой прочной, она имеет наивысший модуль эластичности и называется нагрузочной костью. Волокнистая кость является неорганизованной, менее минерализованной, более слабой и более гибкой (более низкий модуль эластичности). Волокнистая кость может формироваться со скоростью 60 мкм в день, а зрелая – 1-5 мкм. Классический двухэтапный хирургический подход в имплантационной стоматологии обеспечивал разделение этапов хирургического восстановления имплантата и ответа на раннюю нагрузку временным промежутком длительностью 3-6 мес. Таким образом, большая часть волокнистой кости, которая формировалась, чтобы компенсировать первоначальную хирургическую травму, замещалась зрелой костью. Пластинчатая кость прочнее и способна отвечать на механические факторы окружающей среды, связанные с окклюзионной нагрузкой. Следовательно, обоснованием применения немедленной нагрузки является не только снижение риска формирования фиброзной ткани, приводящего к клинической несостоятельности имплантата, но также минимизация образования волокнистой кости и стимуляция созревания пластинчатой кости, способной выдерживать окклюзионную нагрузку. Волокнистая кость при операционной травме называется восстановительной костью, она формируется в ответ на механическое воздействие и может быть названа реактивной волокнистой костью. Ремоделирование также называется обновлением кости и не только восстанавливает поврежденную кость, но также позволяет зоне контакта имплантата адаптироваться к биомеханической ситуации. Скорость ремоделирования в зоне контакта определяется периодом времени, в течение которого кость в зоне контакта имплантата замещается новой. Как только кость нагружается протезом с опорой на имплантаты, зона контакта начинает ремоделироваться снова, но на этот раз запускающим механизмом процесса является скорее напряжение, чем травма от установки имплантата. Напряжение определяется как изменение длины материала, деленное на первоначальную его длину в процентах. Когда операционная травма слишком велика или механическая ситуация слишком неблагоприятная, может сформироваться фиброзная ткань, а не костная. Фиброзная ткань в зоне контакта с костью чаще образуется при клинической подвижности имплантатов, чем при их жесткой фиксации.

Гистологическая оценка: краткосрочная

Общепринято, что чрезмерный стресс в зоне контакта кости и имплантата может вызвать перегрузку и несостоятельность имплантата. Однако немедленная нагрузка имплантата необязательно приводит к чрезмерным стрессам. В ряде исследований оценивалась первоначальная гистологическая реакция кости в зоне контакта с имплантатом при немедленной его нагрузке. В литературных источниках сообщается о благоприятном для выживаемости имплантата качестве кости в зоне их прямого контакта. Например, Romanos и соавт. показали, что не существует никакой статистической разницы между имплантатами в условиях немедленной и отсроченной нагрузки. Sharawy оценил у 5 взрослых гончих собак зону контакта 20 дентальных имплантатов BioHorizons, на которые действовала немедленная или отсроченная нагрузка. Все имплантаты были установлены в областях дефектной кости премоляров, укрепленной трансплантатами. Имплантаты имели пары, один из них был погружен, а на второй установили абатмент и подвергли его немедленной функциональной нагрузке в течение 4 нед. Костную ткань вокруг имплантатов затем оценивали с помощью гистометрического анализа залитых в пластик срезов кальцифицированных участков. В зонах контакта «кость-имплантат» не было обнаружено значительной статистической разницы (Р>0,05) качественных показателей между погруженными и нагруженными имплантатами, объем костной ткани также не отличался значительно. Кость рядом с имплантатами выглядела зрелой, с признаками ремоделирования. Testori и соавт. сообщили о данных гистологического исследования зон контакта «кость-имплантат» 2 имплантатов пациента через 4 мес. после немедленной нагрузки. Костный контакт наблюдался в 78-85% площади поверхности, без миграции эпителия. Таким образом, немедленная нагрузка зоны контакта «кость-имплантат», по-видимому, необязательно создает повышенный риск формирования фиброзной ткани.

Гистологическая оценка: долгосрочная

Piatelli и соавт. в исследованиях на обезьянах оценили реакции костной ткани и зону контакта «кость-титан» через несколько месяцев после установки имплантатов на одной дуге, часть из них не нагружали, а часть подвергали действию немедленной нагрузки. Процент поверхности, участвующей в образовании контакта «кость-имплантат», статистически значимо не отличался в этих 2 случаях через 8 мес. Однако для нагруженных имплантатов было характерно наличие меньшего количества костномозговых пространств и более компактной костной ткани. Более поздние исследования той же группы испытуемых показали больший костный контакт для имплантатов с немедленной нагрузкой через 9 мес. В зоне контакта не было обнаружено никакой фиброзной ткани. По истечении 15 мес. сравнили ненагруженные и немедленно нагруженные имплантаты, и вокруг нагруженных имплантатов прямой костный контакт был больше (почти в 2 раза). В частности, на винтах имплантатов, на которые действовала ранняя нагрузка, была выявлена более толстая ламиллярная и кортикальная кость по сравнению с ненагруженными имплантатами. Эти данные свидетельствуют о том, что ранняя окклюзионная нагрузка может улучшить костное ремоделирование и еще более увеличить плотность кости.

Randow и соавт. оценили у пациента зону контакта через 18 мес. после установки имплантата в условиях немедленной нагрузки. Они отметили образование прямой зоны контакта «кость-имплантат». Lederman подтвердил эти результаты при обследовании 95-летнего пациента с немедленно нагруженным перекрывающим протезом с соединительными балками, который функционировал в течение 12 лет. Таким образом, образование долгосрочного прямого контакта между костью и имплантатом, по-видимому, возможно.

Немедленная окклюзионная нагрузка: факторы, уменьшающие риски

Микронапряжение кости

Нагруженная кость изменяет свою форму. Это изменение может быть измерено как напряжение. Микронапряжение, которое в 100 раз меньше, чем предел прочности кости, может вызвать клеточную реакцию. Frost разработал терминологию микронапряжения на основе биологической реакции кости при различных уровнях напряжения. Кость ломается при 10-20 тыс. ЕД микронапряжения (1-2%). Однако при уровне 20-40% от этого значения костная ткань уже резорбируется или начинает формироваться фиброзная ткань, такие условия называются зоной патологической перегрузки. Идеальное для костной ткани микронапряжение имеет значения, которые находятся в так называемой физиологической, или адаптационной, зоне. Скорость ремоделирования кости в челюстях собаки или человека, если условия микронапряжения соответствуют физиологической зоне, составляет примерно 40% в год. Этот уровень напряжения позволяет костной ткани ремоделироваться и оставаться организованной, минерализованной зрелой костью, а интервал значений напряжения соответствует так называемой идеальной нагрузочной зоне для контакта с имплантатом. Зона умеренной перегрузки соответствует промежуточному уровню микронапряжения между идеальной нагрузочной зоной и зоной патологической перегрузки. В этой зоне кость начинает процесс заживления, чтобы репарировать микропереломы, которые часто вызваны усталостью. Гистологически кость в этом диапазоне нагрузок представлена реактивной волокнистой костной тканью. Ускоренное восстановление кости при перегрузке чаще является следствием действия микронапряжения, чем хирургической травмы. В любом из этих двух случаев кость менее минерализована, организована, прочна и имеет более низкий модуль эластичности.

Одной из целей немедленной нагрузки имплантата (протеза) является уменьшение риска окклюзионной перегрузки и увеличение скорости ремоделирования кости. При этих условиях хирургический региональный феномен ускорения может привести к замещению зоны контакта костью без дополнительного риска биомеханической перегрузки.

Если напряжение создается на горизонтальной оси, а стресс действует вдоль вертикальной оси, взаимоотношение между этими двумя механическими факторами результируется в гибкости или модуле эластичности материала. Следовательно, модуль отражает объем деформации материала (напряжение) при данном уровне нагрузки (стресса). Чем ниже стресс, действующий на кость (сила, деленная на функциональную площадь поверхности, на которую она действует), тем ниже микронапряжение в кости. Таким образом, одним из методов уменьшения микронапряжения и скорости ремоделирования кости является обеспечение условий, которые увеличивают соотношение функциональной площади поверхности к общей площади зоны контакта «имплантат-кость». Площадь поверхности, на которую действует нагрузка, может быть увеличена рядом способов, например:

• изменением количества;

• размера;

• дизайна;

• состояния поверхности тела имплантата.

Сила, действующая на протез, также связана с напряжением и может изменяться по величине, продолжительности, направлению или типу. Факторы, которые влияют на величину силы, включают состояние пациента, положение имплантата и направление действия окклюзионной нагрузки.

Увеличение площади поверхности

Количество имплантатов

Стоматолог может увеличить функциональную поверхность, на которую действует окклюзионная нагрузка, посредством увеличения количества имплантатов. Следовательно, разумно использовать для поддержки несъемной реставрации дополнительные имплантаты кроме традиционных. Сообщения в литературе, в которых приводятся данные о наименьшем проценте выживаемости имплантатов с немедленной нагрузкой, соответствуют меньшему числу установленных имплантатов. Тем не менее, разработана специальная клиническая система для немедленной нагрузки окончательного протеза с использованием только 3 имплантатов нижней челюсти. 3-летнее ее исследование дало средний показатель выживаемости имплантатов 98%. Однако даже если 1 имплантат окажется несостоятельным при этом подходе, то лечение пациента может потребовать продолжительного времени для трансплантации кости и повторной установки имплантата до изготовления еще одной несъемной реставрации.

Если 10-13 имплантатов устанавливают и соединяют вместе на дуге, показатель выживаемости может быть больше 97%. Увеличение числа имплантатов также повышает ретенцию реставрации и уменьшает количество промежуточных звеньев. При этом минимизируется доля случаев частичной потери реставрацией ретенции во время заживления с возможной перегрузкой тех имплантатов, которые все еще поддерживают реставрацию. Снижение количества промежуточных звеньев может уменьшить риск разлома переходного протеза, который также может являться причиной перегрузки остающихся имплантатов, поддерживающих протез. Больше имплантатов обычно используется на верхней челюсти (8-12), чем на нижней (5-9). Этот подход помогает компенсировать меньшую плотность кости и увеличение количества направлений действия сил, часто наблюдающиеся на верхней дуге.

Размер имплантата

Стоматолог также может увеличить площадь поверхности имплантационной поддержки посредством изменения размера имплантата. Длина имплантата у большинства систем возрастает с интервалом 2-4 мм. Каждое увеличение длины на 3 мм увеличивает площадь поверхности более чем на 20%. Однако увеличение длины не приносит видимых преимуществ в зоне контакта с крестальной костью, оно скорее полезно для повышения начальной стабильности системы. Большая часть стресса в зоне контакта «имплантат-кость» концентрируется у кромки кости, так что увеличение длины имплантата мало влияет на уменьшение стресса в трансоссальной области вокруг него. Следовательно, длина не является эффективным методом уменьшения стресса, поскольку она не решает проблему функциональной площади поверхности зоны контакта «кость-имплантат». Однако поскольку имплантат нагружается до создания гистологической зоны контакта, длина имплантата более важна при применении немедленной нагрузки, особенно в более мягких типах кости. Дополнительная длина имплантата также может обеспечить внедрение в противолежащую кортикальную пластинку, что еще больше увеличивает его первоначальную стабильность.

Функциональная площадь поверхности каждой имплантационной поддерживающей системы связана главным образом с шириной и дизайном имплантата. Более широкие корневидные имплантаты обеспечивают большую площадь костного контакта, чем узкие имплантаты сходного дизайна. Кромка гребня является местом, где окклюзионный стресс наибольший. Как результат, ширина более важна, чем длина, если обеспечена минимальная длина, достаточная для первоначальной фиксации. Аугментация кости по ширине может быть показана для увеличения диаметра устанавливаемого имплантата, если действующие силы увеличены, например при умеренной или выраженной парафункции. Значительное увеличение размера зуба происходит в областях естественных моляров, где площадь поверхности корня в 2 раза больше по сравнению с остальными зубами. Следовательно, диаметр имплантата часто больше в области моляра. Если имплантат более крупного диаметра невозможно установить без дополнительной аугментации, то можно использовать больше имплантатов (2 для каждого моляра), что также является методом удвоения общей площади поверхности в задней области полости рта.