Dental Tribune Poland

Pomiar siły rozłączającej elementy retencyjne kotwiczące uzupełnienia protetyczne wsparte o implanty

By Bartosz Bujak, Wiktor Lisiakiewicz, Marek Pawlikowski, Roman Grygoruk, Tomasz Lekszycki, Elżbieta Mierzwińska-Nastalska
August 06, 2014

Celem pracy było określenie siły potrzebnej do rozłączenia precyzyjnych elementów retencyjnych służących do mocowania protezy typu overdenture. W badaniu wykorzystano system retencyjny Locator (Zest Anchors, USA) z matrycami o różnym stopniu elastyczności oraz zaczep kulisty Ball abutment Titanium (Branemark, Sweden). Do pomiaru siły rozłączającej połączenie matryca-patryca precyzyjnych elementów retencyjnych wykorzystano urządzenie MTS Bionix® Servohydraulic Test Systems Model 370.02 Axial and Axial/Torsional Tabletop. W teście rozłączania połączenia zaczepów retencyjnych uzyskano różne wartości siły uzależnione od systemu retencyjnego i modułu sprężystości zastosowanych matryc. Najmocniejsze połączenie matryca-patryca uzyskano dla systemu Locator (Zest Anchors, USA) z bezbarwnym elementem retencyjnym, najsłabsze – dla systemu Locator (Zest Anchors, USA) z niebieskim elementem retencyjnym.

Osiągnięcie zadawalającego utrzymania na podłożu protetycznym protezy całkowitej dolnej bywa trudne. Proces adaptacji do ruchomych uzupełnień protetycznych w żuchwie przebiega znacznie gorzej w porównaniu z uzupełnieniami szczęki. Niekiedy z przyczyn subiektywnych (trudna adaptacja) lub obiektywnych (niewydolne podłoże protetyczne) pacjenci rezygnują z użytkowania całkowitej protezy dolnej. Najczęstszą wadą tego typu rozwiązań protetycznych jest ich słaba retencja i stabilizacja na podłożu protetycznym.

W praktyce klinicznej coraz częściej wykorzystywane są dodatkowe mechaniczne elementy retencyjne i stabilizujące protezy całkowite dolne w postaci różnych form zaczepów przykręconych do wcześniej wprowadzonych w kość żuchwy wszczepów śródkostnych. Metoda ta staje się powoli standardem w leczeniu pacjentów bezzębnych. Ruchoma proteza opierająca się na bezzębnym podłożu protetycznym może być wsparta o 1-5 implantów, jednak w większości przypadków wykorzystuje się 2 lub 4 wszczepy dla tego typu uzupełnienia protetycznego1.

Już nawet jeden element mocujący protezę, zapobiegający jej poziomemu przesuwaniu i destabilizacji na podłożu, pozwala spełnić oczekiwania pacjenta co do efektu leczenia protetycznego2. Zastosowanie mechanicznego systemu kotwiczącego skutecznie przeciwstawia się działaniu sił odrywających protezę całkowitą od podłoża oraz zabezpiecza ją przed przemieszczaniem w płaszczyźnie poziomej3.
Zastosowanie kotwiczących elementów precyzyjnych dla protez typu overdenture (OVD) stwarza możliwość regulacji wartości retencyjnych tych elementów w zależności od potrzeb subiektywnych i obiektywnych. Jest to szczególnie istotne w przypadku dolnych protez całkowitych wykonanych na znacznie zanikłym podłożu śluzówkowo-kostnym. W celu uzyskania retencji i stabilizacji protez typu overdenture wspartych o implanty wykorzystywane są najczęściej następujące elementy: zaczepy kuliste, zaczepy magnetyczne, połączenia kładkowe, elementy zatrzaskowe, korony teleskopowe, mieszane elementy retencyjne, zamki4. Większość matryc jest wykonana z tworzyw sztucznych, a ich wartości retencyjne są uzależnione od modułu sprężystości zastosowanego materiału. Dostępne są także różnego typu matryce metalowe, pozwalające na aktywację ex tempore przy pacjencie5.

W badaniach in vitro przeprowadzonych przez Chung i wsp.6 z wykorzystaniem modelu bezzębnej żuchwy z 2 równolegle umieszczonymi implantami, największe wartości retencyjne uzyskano dla zaczepów kulistych (35,2 N), połączenia kładkowe zaliczono do grupy o średniej retencji (12,3 N), najmniejsze wartości uzyskały systemy magnetyczne (3,7 N). Van Kampen i wsp.7 w badaniu in vivo porównywali skuteczność retencyjną kulistych, magnetycznych i kładkowych elementów precyzyjnych natychmiast po osadzeniu protez oraz po 3 miesiącach ich użytkowania. Największą retencję wykazały połączenia kładkowe – 31,3 N, następnie zaczepy kuliste – 29,7 N, wartości retencyjne zaczepów magnetycznych wyniosły tylko 8,1 N.

Cel pracy

Celem pracy było określenie siły potrzebnej do rozłączenia wybranych elementów retencyjnych wykorzystywanych do mocowania protezy typu overdenture wspartej o pojedynczy implant.

Materiał i metoda

W przeprowadzonym badaniu wykorzystano zaczep kulisty Ball abutment Titanium (Branemark, Sweden) oraz system Locator (Zest Anchors, USA) przykręcony do pojedynczego wszczepu śródkostnego, umiejscowionego centralnie w akrylowym bloczku, imitującym odcinek bródkowy żuchwy.
Test mierzący siłę potrzebną do zerwania połączenia zaciskowego wykorzystywanego w konstrukcjach elementów retencyjnych charakterystycznych dla protez typu overdenture, zarówno w technologii systemu Locator (Zest Anchors, USA), jak i zaczepu kulistego Ball abutment Titanium (Branemark, Sweden) przeprowadzono w urządzeniu MTS Bionix® Servohydraulic Test Systems Model 370.02 Axial and Axial/Torsional Tabletop przy obciążeniu osiowym i skrętnym z maksymalną siłą 25 kN i dokładnością 0,0001 N (Ryc. 1). Test polegał na rozłączeniu połączenia zaciskowego na skutek sterowanego oprogramowaniem ruchu głowicy maszyny MTS Bionix® Servohydraulic Test Systems w kierunku pionowym z prędkością 1 mm/min.

Do testu użyto akrylowych bloczków w kształcie prostopadłościanu o wymiarach 50 mm x 40 mm x 12 mm. Bloczki wykonano metodą zamiany wosku na akryl. W dłuższym boku jednego z bloczków z zastosowaniem paralelometru umiejscowiono centralnie wszczep sródkostny NobelSpeedy Groovy RP 3,75 x 11,5. W odpowiadającym boku drugiego i trzeciego bloczka mocowano centralnie odpowiednio: matryce dla systemu Locator o różnej elastyczności oraz matrycę dla zaczepu kulistego Gold Cap Ball Abutment (Ryc. 2 i 3), używając akrylu szybkopolimeryzującego Duracryl Plus (SpofaDental, Czechy) z zachowaniem 2 mm dystansu pomiędzy bloczkami. Jako podkładkę dystansującą wykorzystano karton o grubości 2 mm (Ryc. 4). Przerwa pomiędzy bloczkami zapewniła prawidłowe połączenie matrycy i patrycy ze sobą i eliminowała błędy pomiarowe związane z opieraniem się bloczków o siebie.

Z powodu niedoskonałości pierwotnej konstrukcji modelu testowanego (zerwanie połączenia elementów retencyjnych po zaciśnięciu szczęk maszyny przed rozpoczęciem badania) dokonano modyfikacji akrylowych prostopadłościanów poprzez wprowadzenie metalowej tulei jako osiowy przegub w centralnie wydrążony w bloczku otwór (Ryc. 5). Zapewniło to swobodę bloczków po zaciśnięciu szczęk i utrzymanie połączenia zaciskowego badanych elementów retencyjnych oraz wyeliminowało wpływ dodatkowych sił mogących oddziaływać na elementy retencyjne. Wszystkie testy zostały przeprowadzone dwukrotnie w taki sam sposób. Akrylowe prostopadłościany zostały umocowane w szczękach maszyny. W szczęce górnej znajdował się bloczek z matrycą, w dolnej bloczek z implantem i umocowaną patrycą. Test zrywania połączenia przeprowadzono dla 2 wariantów umiejscowienia wszczepu śródkostnego: ustawionego osiowo oraz odchylonego od osi o 22.5° (Ryc. 6). Podczas testu mierzono siłę zerwania połączenia zaciskowego oraz przemieszczenie górnej głowicy maszyny wytrzymałościowej.

Wyniki

W teście rozłączania połączenia zaczepów retencyjnych uzyskano różne wartości siły uzależnione od systemu retencyjnego i modułu sprężystości zastosowanych matryc. Wartość siły utrzymania złącza precyzyjnego elementu kotwiczącego w momencie zerwania połączenia dla Ball abutment Titanium (Branemark, Sweden) wyniosła 1 5N (Ryc. 7). Dla systemu Locator (Zest Anchors, USA) z bezbarwnym elementem retencyjnym siła ta osiągnęła wartość 27 N (Ryc. 8), z różowym elementem retencyjnym 15 N (Ryc. 9). Dla systemu Locator (Zest Anchors, USA) z niebieskim elementem retencyjnym uzyskano wartość 11N (Ryc. 10). Dla systemu Locator (Zest Anchors, USA) z technicznym elementem retencyjnym wartość ta wyniosła 13 N (Ryc. 11). Wartość siły utrzymania złącza precyzyjnego elementu kotwiczącego w momencie zerwania połączenia w odchyleniu od osi o 22.5° wyniosła: dla elementu Ball abutment Titanium (Branemark, Sweden) 17 N, dla elementu Locator (Zest Anchors, USA) z bezbarwnym elementem retencyjnym 25 N.

Omówienie wyników

Na podstawie przeprowadzonych testów stwierdzono, że wartości sił zrywających złącze elementów retencyjnych dla pojedynczego wszczepu różnią się nieznacznie w stosunku do wartości sił zrywających złącze kulistych zaczepów dla 2 implantów lub zespolenia kładkowego, które uzyskali w badaniach laboratoryjnych Chung i wsp.6. Eksperyment przeprowadzono na modelach zaopatrzonych w 2 analogi implantów osadzone w okolicy pomiędzy otworami bródkowymi. W pracy mierzono pionowe siły potrzebne do rozłączenia elementów retencyjnych osadzonych w akrylowych modelach dolnych protez overdenture.

Badania dowiodły, że wartość siły utrzymania, jaką można osiągnąć dzięki zróżnicowanym elementom systemu Locator, waha się od 12,33 N do 28,95 N. Niższe wartości zapewniają jedynie systemy magnetyczne, a wyższą wartość uzyskał tylko system retencyjny do implantów dla protez typu overdenture ERA (Sterngold Dental, USA) – 35,24 N. Żmudzki J. i wsp.8, dokonując analizy biomechaniki protez typu overdenture wspartej na 2 i 1 implancie stwierdzili, że biomechanika protez overdenture mocowanych do pojedynczego implantu wykazuje pełną swobodę przemieszczeń obrotowych, w odróżnieniu od zamocowania do 2 implantów, gdzie swoboda rotacji w płaszczyźnie poziomej zostaje zablokowana i ograniczona do ruchu zawiasowego. Autorzy powyższej pracy podają również, że wsparcie protezy o pojedynczy implant skutkuje nie tylko mniejszym obciążeniem tkanki kostnej, ale także mniejszą siłą destabilizacji złącza, szczególnie w trakcie jednostronnego kontaktu z kęsem pokarmowym.

W ocenie pacjentów walory użytkowe protezy wspartej o pojedynczy implant nie ustępują znacząco protezie wspartej o 2 implanty. Dane te pozwalają na rozpatrzenie możliwości wykorzystania pojedynczego implantu jako elementu kotwiczącego całkowitą protezę dolną u pacjentów z utrudnioną adaptacją do tego rodzaju uzupełnień. Wyniki przeprowadzonych testów dostarczają informacji o jednym, istotnym parametrze mającym wpływ na poprawę retencji i stabilizacji protezy całkowitej, jakim jest siła potrzebna do destabilizacji połączenia matryca-patryca w precyzyjnych elementach retencyjnych utrzymujących ruchome uzupełnienia protetyczne typu overdenture. Konieczna jest kontynuacja badań i przeprowadzenie testów określających inne parametry decydujące o powodzeniu klinicznym tego rodzaju rozwiązania implantoprotetycznego.

embedImagecenter("Imagecenter_1_1329",1329, "large");

Autorzy:
Bartosz Bujak – Katedra Protetyki Stomatologicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Kierownik: prof. dr hab. E. Mierzwińska- Nastalska.
Wiktor Lisiakiewicz – Katedra Protetyki Stomatologicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Kierownik: prof. dr hab. E. Mierzwińska- Nastalska.
Marek Pawlikowski – Wydział Inżynierii Produkcji Instytutu Mechaniki i Konstrukcji Politechniki Warszawskiej, kierownik: dr hab. inż. T. Lekszycki.
Roman Grygoruk – Wydział Inżynierii Produkcji Instytutu Mechaniki i Konstrukcji Politechniki Warszawskiej, kierownik: dr hab. inż. T. Lekszycki.
Dr hab. inż. Tomasz Lekszycki – Wydział Inżynierii Produkcji Instytutu Mechaniki i Konstrukcji Politechniki Warszawskiej, Kierownik: dr hab. inż. T. Lekszycki; Klinika Chirurgii Czaszkowo-Szczękowo-Twarzowej, Chirurgii Jamy Ustnej i Implantologii, Warszawski Uniwersytet Medyczny, kierownik: dr hab. n. med. D. Samolczyk-Wanyura.
Prof. dr hab. Elżbieta Mierzwińska-Nastalska – Kierownik Katedry Protetyki Stomatologicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny.

Piśmiennictwo:
1. Block M: Implantologia stomatologiczna, 2008, wyd. 2.
2. Koeck B, Wagner W: Implantologie herausgegeben 2004, Auflage2.
3. Machnikowski I, Gładkowski J, Siedlecki M, Feder T: Zastosowanie precyzyjnych elementów retencyjnych u pacjentów z rozległymi brakami w uzębieniu. Protet. Stomatol., 2002, 52, 344-348.
4. Koczorowski R, Brożek R, Hemerling M: Wykorzystanie elementów precyzyjnych w leczeniu implantoprotetycznym. Dent. Med. Probl., 2006, 43, 3, 421-428.
5. Kubiak W, Grodecki P: Niektóre elementy precyzyjne stosowane w protetyce stomatologicznej – przegląd piśmiennictwa. Protet. Stomatol. 1998, 48, 17-26.
6. Chung K, Chung C, Cagna D, Cronin R: Retention characteristics of attachment systems for implant overdentures. J. Prosthod., 2004, 13, 221-226.
7. van Kampen F., Cune M., van der Bilt A., Bosman F.: Retention and postinsertion maintenance of bar−clip, Ball and magnet attachments in mandibular implant overdenture treatment: an in vivo comparison after 3 months offunction. Clin. Oral Implants Res., 2003, 14, 6, 720–726.
8. Żmudzki J., Chladek W.: Rozpoznanie biomechaniki protez overdenture mocowanych do pojedynczego implantu. Protet. Stomatol., 2010, LX, 1, 22-27.
 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

© 2020 - All rights reserved - Dental Tribune International