Восстановление костной ткани при лечении пациентов с использованием стоматологических имплантатов в различных клинических ситуациях 14. 01. 14 стоматология

14.01.14 – стоматология

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук
Москва – 2012

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный медико-стоматологический университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

доктор медицинских наук, профессор Ломакин Михаил Васильевич

доктор медицинских наук, профессор Робустова Татьяна Григорьевна

доктор медицинских наук, профессор Кулаков Анатолий Алексеевич

доктор медицинских наук, профессор Ушаков Рафаэль Васильевич

ФГОУ ИПК « Федерального медико-биологического агентства России»

Защита состоится __________________2012года в ____ часов на заседании диссертационного совета Д208.041.07 при ГБОУ ВПО МГМСУ Минздрав­соц­раз­вития России (127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО МГМСУ Минздравсоцразвития России (127206, Москва, ул. Вучетича, д. 10а)
Автореферат разослан __________________201___года

Ученый секретарь диссертационного совета

Лечение пациентов с помощью метода стоматологической (дентальной) имплантации во многих клинических ситуациях позволяет достичь стабильного и долгосрочного клинического результата. Расширение показаний к проведению имплантологического лечения за счет совершенствования конструкций импланта­тов, развития более прогнозируемых способов имплантации и протезирования приводит к увеличению количества врачей, владеющих специальными знаниями и навыками, а также способствует уменьшению степени информа­ционной асимметрии в отношении понятных для пациентов сведений об использовании имплантатов (Executive Summary // Dental Innovation, 2009).

Частичное или полное отсутствие зубов всегда сопровождается признаками атрофии костной ткани челюстей, что применительно к использованию дентальных имплантатов не менее чем в 30 % клинических случаев является показанием к устранению дефицита объема альвеолярной кости. В таких ситуациях требуется либо предварительное восстановление костной ткани, либо одномоментная с установкой имплантатов реконструкция (Ломакин М.В. 2001, Иванов С.Ю. с соавт., 2004; Daniel van Steenberghe, Marc Quirynen, Barbro Svensson & Per-Ingvar Braenemark, 2003; Paul S. Petrungaro, 2006). Однако часто необходимость проведения данных вмешательств упускается. При этом, как правило, используют дентальные имплантаты малых размеров, установленные с неправильным их позиционированием, или же пациентам отказывают в лечении (XU Shulan, Zhou Lei, Huang, 2009). Это происходит из-за отсутствия общепринятых хирургических протоколов по восстановлению костной ткани при различной степени и форме атрофии, которые должны, во первых, информировать специалистов о возможности создания более благоприятной клинической ситуации, а во вторых, нести в себе рекомендательный характер по применению того или иного метода реконструкции с указанием особенностей его проведения. Для большинства специалистов, чей профессиональный уровень позволяет выполнять реконструкцию костной ткани альвеолярного отростка (части) с помощью различных методик, характерна излишняя субъективизация, основанная на использовании ими только отдельных, отработанных методов реконструкции костной ткани, что диссонирует с возможностью выбора наиболее эффективной тактики лечения. Исходом такого лечения зачастую являются низкие клинические результаты применительно к недолгосрочному прогнозу и/или неудовлетворительным эстетическим показателям.

Проблема недостаточной эффективности подходов к устранению дефицита костной ткани при имплантологическом лечении может быть решена посредством развития существующего методического потенциала, его новой интерпретации на теоретическом и практическом уровнях. Предполагается, что теоретической основой для этого должна стать концепция репаративной регенерации костной ткани как частный случай ее гистоморфогенеза, которая с практической точки зрения будет дополнена разработкой диагностических и лечебных алгоритмов.

Создание рабочей классификации вариантов атрофии альвеолярной части (отростка), основанной на современных критериях рентгенологической оценки структуры костной ткани, а также на клинических результатах и данных гисто­морфометрического анализа восстановления костной ткани альвеолярной части (отростка), позволит разработать диагностические и лечебные мероприятия, в которых будут учитываться особенности реконструкции альвеолярной кости для последующей установки дентальных имплантатов в различных клинических ситуациях.

Цель исследования

Повышение эффективности стоматологического лечения пациентов с использованием дентальных имплантатов путем оптимизации подходов к восстановлению необходимого объема альвеолярной костной ткани челюстей.

1. 
   Провести анализ современных представлений о показаниях и противо­показаниях к использованию стоматологических имплантатов в различных клинических ситуациях в зависимости от дефицита костного объема.
   
2. 
   Оценка соответствия существующих классификаций вариантов атрофии костной ткани альвеолярной части (отростка) задачам имплантологического лечения.
   
3. 
   Обоснование необходимости и разработка новой, рабочей классифи­кации вариантов атрофии альвеолярной части (отростка).
   
4. 
   Совершенствование теоретического, методического, медико-техни­чес­кого обеспечения и сопровождения имплантологического лечения, проводимого с применением различных методов восстановления альвеолярной костной ткани.
   
5. 
   Изучение образцов костного регенерата, полученного на этапах имплантологического лечения с помощью гистоморфометрии.
   
6. 
   Разработка алгоритмов применения методик восстановления костной ткани, оптимизированных для различных клинических ситуаций.
   
7. 
   Клинико-рентгенологическая оценка полученных результатов восста­новления костной ткани в зависимости от сроков наблюдения: ближайших – до 1 месяца, ранних – до 1 года, отдаленных – более 1 года.
   

Впервые разработана классификация видов атрофии альвеолярной части (отростка) на основе цифровой информации компьютерных томограмм.

Впервые определено процентное соотношение разных видов атрофии альвеолярной костной ткани в разных участках альвеолярной части (отростка).

Впервые определены наиболее оптимальные методы получения аутокости, а также формы ее применения и сформулированы показания для их применения.

Впервые проведена модификация метода пересадки аутокостных транс­плантатов и методики ушивания мягких тканей при НКР, позволившие в первом случае минимизировать резорбцию пересаженного фрагмента, а во втором – раннюю и позднюю экспозицию мембраны.

Впервые описаны технические особенности применения метода трех­мерного моделирования костными пластинами при реконструкции в разных участках альвеолярной части (отростка).

Впервые проведен гистоморфометрический анализ костной ткани, восста­новленной методами аутотрансплантации костных блоков, НКР и трехмерного моделирования костными пластинами.

Впервые определено как более полноценное формирование костной ткани при использовании метода трехмерного моделирования костными пластинами в сравнении с НКР, который в свою очередь имеет преимущество по сравнению с методом аутотранс­плантации костных блоков.

Впервые в отношении костного регенерата при НКР с использованием титановой сетки продемонстрированы более качественные характеристики по сравнению с регенерацией при НКР с использованием нерезор­бируемых мембран с титановым каркасом.

Впервые доказано, что активные фазы остеогенеза заканчиваются уже к концу 4-го месяца после реконструкции костной ткани, в том числе при ее восстановлении по вертикали, и в данном периоде уже возможна установка дентальных имплантатов.

Создана классификация вариантов атрофии костной ткани альвеолярной части (отростка).

На основании разработанной классификации путем анализа данных гистоморфометрического анализа восстановленной костной ткани, а также статистического анализа результатов рентген-контроля полученных клинических результатов определены наиболее оптимальные методы реконструкции альвеолярной кости в каждом участке при всех вариантах атрофии.

Повышена эффективность метода аутотрансплантации костных блоков путем минимизации резорбции аутокостного трансплантата.

Повышена эффективность применения метода НКР за счет минимизации вероятности первичной и вторичной экспозиции.

Повышена эффективность метода трехмерного моделирования с исполь­зованием костных пластин за счет модификации технического применения и определения оптимальных участков для его использования.

1. 
   Недостаточное соответствие существующих приемов систематизации вариантов атрофии альвеолярной костной ткани челюстей современным задачам стоматологического имплантологического лечения.
   
2. 
   Разработка новой классификации недостатка альвеолярного костного объема челюстей исходя из степени его выраженности и значимости для планирования и прогноза в отношении способов реконструкции и методов дентальной имплантации.
   
3. 
   Оптимизация методов аутотрансплантации костных блоков, НКР и трехмерного моделирования с использованием костных пластин позволит минимизировать послеоперационные осложнения и повысит эффективность формирования костной ткани.
   
4. 
   На основании результатов гистоморфометрического анализа можно рекомендовать установку дентальных имплантатов через 4 месяца после проведенной реконструкции при условии использования только аутокостной трансплантации.
   
5. 
   На основании гистоморфометрического анализа можно заключить, что наиболее эффективными в плане качества и степени формирования костной ткани методами реконструкции альвеолярной костной ткани являются метод НКР с использованием титановой сетки и метод трехмерного моделирования с использованием костных пластин.
   

Автором лично проведена компьютерная обработка 1156 компьютерных томограмм, а также проведено хирургическое лечение 74 пациентов, у которых были проведены операции по увеличению объема костной ткани в 115 участках альвеолярной части (отростка). Соискателем освоены основные принципы интерпретации результатов гистоморфометрического и статистического анализа. Полученные результаты позволили разработать и внедрить в практику алго­ритмы применения модифицированных вариантов операций по реконструкции костной ткани в различных участках альвеолярной части (отростка) при разных видах атрофии костной ткани.

Апробация диссертации проведена и одобрена на совместном заседании кафедры реконструктивной хирургической стоматологии и имплантологии ФПДО МГМСУ, кафедры факультетской хирургической стоматологии МГМСУ, кафедры пропедевтической стоматологии МГМСУ, кафедры факультетской терапевтической стоматологии МГМСУ, Московского центра детской челюстно-лицевой хирургии, отделения патоморфологии ЦНИИС, отделения патоморфологии костной ткани Института морфологии человека 28.09.11.

Представленные в работе результаты доложены на 5-м Всероссийском стоматологическом форуме «Дентал ревю» 14.02.2008, на хирургической секции Российского стоматологического сообщества 18.12.2010, на ежегодной конференции молодых ученных МГМСУ 20.10.2011.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, все работы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы исследования», главы результатов собственных исследований, главы «Рекомендуемые подходы к восстановлению альвеолярной костной ткани», заключения, выводов и практических рекомендаций. Список использованной литературы состоит из 310 научных публикаций, в том числе 74 отечественных и 236 зарубежных источников. Диссертация изложена на 327 страницах машинописного текста и проиллюстрирована 29 таблицами и 548 рисунками. Приведено описание 28 клинических случаев.

Результаты работы внедрены в клиническую практику кафедры реконструк­тивной хирургической стоматологии и имплантологии ФПДО МГМСУ, исполь­зуются при проведении сертификационного курса по обучению хирургическому и ортопедическому этапам лечения с использованием стоматологических имплантатов.

Для осуществления поставленных задач были набраны две группы пациентов. В первую группу было набрано 1156 пациентов в возрасте от 22 до 68 лет, обратившихся в рентгенотделение ЦНИИСиЧЛХ в период с 2005 по 2007 год на предмет проведения компьютерной томографии для последующей установки дентальных имплантатов. У всех пациентов, отобранных для этой группы, было частичное вторичное отсутствие зубов. Пациенты с полным вторичным отсутствием зубов в исследование не были включены. На основании обработки компьютерных томограмм первой группы было запланировано создание классификации вариантов атрофии альвеолярной костной ткани.

Вторая группа состояла из 74 пациентов в возрасте от 27 до 66 лет. У всех пациентов второй группы наблюдалась атрофия костной ткани ниже прием­лемого для установки имплантатов уровня (по ширине на вершине менее 4 мм, по высоте менее 8 мм). Общее количество участков отсутствия зубов у 74 пациентов составило 115. Вторая группа была разделена на три подгруппы, в первой для восстановления объема костной ткани применялся метод аутотранс­плантации костных блоков, во второй – направленная костная регенерация, в третьей – метод трехмерного моделирования костными пластинами (метод Кюри). В свою очередь, в подгруппе с использованием метода НКР были сформированы две подгруппы, в первой использовались нерезорбируемые мембраны с титановым каркасом, во второй – титановая сетка.

Рис. 1. Количественное распределение участков реконструктивных вмешательств согласно использованным хирургическим методам

Рис. 2. Количественное соотношение применения нерезорбируемых мембран с титановым каркасом и титановой сетки в группе НКР

Клиническое обследование включало сбор анамнеза, внешний осмотр, осмотр полости рта, проведение рентгенологического и лабораторного обследо­вания. Особое внимание уделялось уровню гигиены полости рта и наличию вредных привычек, таких как курение. На первом этапе у всех пациентов проводилась терапевтическая и хирургическая санация полости рта, изготов­ление временных ортопедических конструкций в тех участках, где это было необходимо и возможно.

Для полного представления о степени атрофии тканей альвеолярной части (отростка) проводилось ортопедическое восковое моделирование – wax up, при котором зубным техником воском восстанавливались коронковые части зубов правильной анатомической формы, а участок дефицита тканей десны заполнялся красным или зеленным воском.

Всем пациентам проводилось фотодокументирование на этапах хирурги­чес­кого и ортопедического лечения. Все фотографии создавались фотоаппа­ратом в следующей технической комплектации:

фотокамера – SONY DSLR-A380;

объектив – SIGMA AF 105 mm F/2.8 EX DG MACRO;

кольцевая вспышка – SIGMA EM-140 DG Macro.

Фотосъемка производилась во фронтальной и в боковой проекциях с использованием внутриротовых зеркал и ретракторов, при необходимости также использовались фоновые держатели. Фотографии делались в процессе предопе­рационной диагностики, на всех этапах хирургического лечения, а также после финального протезирования.

Все рентгенологические методы исследования, как общепринято, использовались для диагностики и контроля этапов хирургического, а также ортопедического лечения (Рабухина Н.А., Аржанцев А.П., 1999). С этой целью проводили ортопантомографию в рентгенологическом отделении КДЦ МГМСУ на ортопантомографе РМ 2002 СС Рroline (изготовитель Planmeca) и КТ–исследо­вание, которое проводилось в рентгенологическом отделении ЦННИСиЧЛХ на спиральном компьютерном томографе HiSpeed DX/I фирмы General Eleсtric. Информация с томографа в формате DICOM обрабатывалась в программах Merge efilm Workstation 2.1 на базе операционной системы Windows и OssiriX на базе операционной системы Mac Os. Обе программы позволяют в полном объеме обрабатывать изображения, полученные с компьютерного томографа, как 2D, так и 3D, проводить замеры высоты, толщины и ширины необходимых участков альвеолярной части (отростка), определять плотность костной ткани по шкале Хаунсфилда.

В процессе создания классификации вариантов атрофии альвеолярной костной ткани на первом этапе проводилась обработка и первичная сортировка программами Aperture на базе операционной системы Mac OsX10.5 и FastStone Image Viewer на базе операционной системы Windows XP.

Для получения изображения строения костной ткани альвеолярной части (отростка) в участках, соответствующих зонам отсутствующих зубов, был создан корректируемый цифровой шаблон на базе программ Gimp 2.6.10 и Adobe Bridge. Для создания шаблона были использованы томограммы 26 пациентов с полным зубным рядом (данной группе пациентов томограммы проводились на предмет удаления ретенированных зубов мудрости).

Из хирургических методов восстановления альвеолярной костной ткани в исследовании применялись:

1. 
   Пересадка костных аутотрансплантатов.
   
2. 
   Направленная костная регенерация.
   
3. 
   Трехмерное моделирование с использованием костных пластин (метод Кюри).
   

Из участков для получения аутокости в виде фрагментов или в виде стружки использовались только внутриротовые зоны, подбородочная и ретро­молярные области.

Для получения костных фрагментов на первых этапах выполнения работы использовались боры на прямом наконечнике, ультразвуковой скальпель, реци­прокные пилы и дисковая система MicroSaw. Однако после проведения анализа эффективности применения данных технических средств все последующие операции проводились с использованием только дисковой системы MicroSaw. Основными положительными особенностями данной системы получения костных трансплантатов явились минимальная убыль костной ткани за счет создания тонких распилов в кортикальном слое и минимальные временные затраты на проведение данной манипуляции.

Из методов получения измельченной костной ткани на первых этапах проведения нашего исследования использовалась техника измельчения костного фрагмента в костной ступке, впоследствии все операции проводились с использованием одноразового костного скребка Micros.

При использовании каждого из вышеперечисленных методов реконструкции альвеолярной костной ткани нами были проведены определенные их модифи­кации, не описанные до этого в литературе. Так, при проведении операции методом аутотрансплантации костных фрагментов после фиксации транс­плантата нами проводилась сквозная декортикация одновременно и трансплантата, и воспринимающего ложа, таким образом создавалось единое отверстие, через которое реваскуляризация, на наш взгляд, может идти более активно по сравнению с декортикацией только воспринимающего ложа или отдельной декортикацией воспринимающего ложа и трансплантата. При проведении операции методом направленной костной регенерации нами рекомендовано ушивание операционной раны с использованием техники «апикально-корональ­ного разворота» периоста или «простого дублирования». Данный вариант ушивания минимизирует вероятность первичной экспозиции мембраны. При использовании титановой сетки для направленной костной регенерации нами рекомендовано использование соединительнотканного трансплантата путем его укладывания как под область ушивания разреза, так и во всех областях краев и углов титановой сетки, для увеличения тем самым толщины мягких тканей и предотвращения как первичной, так и вторичной экспозиции. При вертикаль­ном восстановлении костной ткани методом трехмерного моделирования с использованием костных пластин нами рекомендовано фиксировать пластины как на вертикальной границе регенерации, так и на оральной и вестибулярной в отличие от оригинальной методики, где рекомендуется фиксировать пластину только на вертикальном уровне.

Для оценки полученной костной ткани нами использовался метод гисто­морфометрического анализа. Получение образцов костной ткани проводилось на момент установки дентальных имплантатов через 4 месяца после проведения реконструкции. Образцы тканей забирались 3-мм трепаном в виде столбиков перед формированием ложа для установки дентального имплантата. Непосредственно после извлечения фрагменты фиксировались в 10 % нейтраль­ном формалине (Biooptica, Italy) в течение 48 часов. После промывки в проточной воде биопсийный материал декальцинировался в растворе соляной/муравьиной кислоты (Biooptica, Italy) в течение 8 часов. Далее образцы подвергались стандартной гистологической проводке и заливались в парафин (Гистомикс Экстра, Биовитрум). Гистологические срезы получались на микротоме (Leica, Germany) с шагом в 7 мкм. Срезы окрашивались гематоксилином и эозином по Бокку и по Массон-Голднеру.

Морфометрический анализ проводился с использованием метода 3D-морфометрии (Parfitt A.M., Drezner M.K., Glorieux F.H., Kanis J.A., Malluche H., Meunier P.J., Ott S.M., Recker R.R., 1987) (программное обеспечение Image-Pro) и заключался в определении объемных процентов костной ткани (BV/TV), рыхловолокнистой соединительной ткани (RfV/TV), грубоволокнистой соеди­нительной ткани (FbV/TV) относительно всех тканей в регенерате. Доли тканевых компонентов регенерата получали как отношение площадей компо­нентов к общей площади поля зрения и представляли в процентном отношении. Для них вычисляли групповое среднее арифметическое (M) и стандартную ошибку среднего для долей (SEM). Правильность распределения вариант в группе определялась тестом Шапиро-Вилка. В случае если распределение вариант соответствовало нормальному, для установления межгрупповых различий применяли однофакторный дисперсионный анализ с последующим тестом Ньюмана-Кейлса и t-тест (для попарного сравнения данных контрольной и опытной групп). В случае если распределение вариант в группе не соответст­вовало нормальному, применяли ранговый дисперсионный анализ Краскала-Уоллисса с последующим тестом Данна и тест Манна-Уитни (для попарного сравнения данных контрольной и опытной групп). Для всех сравнений был выбран 5 % уровень значимости.

Для статистической обработки показателей увеличения костной ткани по горизонтали и по вертикали, полученных при помощи проведения компью­терной томографии, использовался метод однофакторного дисперсионного анализа (метод Фишера).

Дисперсионный анализ (от латинского Dispersio – рассеивание) – статисти­ческий метод, позволяющий анализировать влияние различных факторов на исследуемую переменную.

Процедура однофакторного дисперсионного анализа состоит в проверке гипотезы H₀ о том, что имеется одна группа однородных экспериментальных данных против альтернативы о том, что таких групп больше, чем одна. Под однородностью понимается одинаковость средних значений и дисперсий в любом подмножестве данных. При этом дисперсии могут быть как известны, так и неизвестны заранее. Если имеются основания полагать, что известная или неизвестная дисперсия измерений одинакова по всей совокупности данных, то задача однофакторного дисперсионного анализа сводится к исследованию значимости различия средних в группах данных.

Если средние значения случайной величины, вычисленные по отдельным выборкам, одинаковы, то оценки факторной и остаточной дисперсий являются несмещенными оценками генеральной дисперсии и различаются несущественно. Тогда сопоставление оценок этих дисперсий по критерию Фишера должно показать, что нулевую гипотезу о равенстве факторной и остаточной дисперсий отвергнуть нет оснований.

Оценка факторной дисперсии меньше оценки остаточной дисперсии, поэтому можно сразу утверждать справедливость нулевой гипотезы о равенстве математических ожиданий по слоям выборки.