Please activate JavaScript!
Please install Adobe Flash Player, click here for download
ePaper created 2016-04-04, 10:18:31 | version 1.38.0
4 Februar 2016 IMPLANTOLOGIJA In-vitro raziskava stabilnosti opornika med obremenitvijo pri novih koničnih zobnih vsadkih z uporabo sinhrotronske radiografije Dvodelni zobni vsadki, ki se po- gosto uporabljajo, imajo povezavo med implantatom in opornikom, ki so jo poimenovali IAC (angl. implant-abutment connection). Področje, ki se uporablja pri vseh dvodelnih implantatih, se lahko nadaljnje razdeli v dva podtipa: ho- rizontalna (butt-joint) ali konična povezava. Raziskave, ki preuču- jejo IAC, so usmerjene predvsem na geometrično natančnost IAC, na mehanično stabilnost in na tve- ganje za prepuščanje na povezavi med implantatom in opornikom. Različni avtorji trdijo, da konična povezava izboljša odpornost proti mehaničnemu neuspehu IAC po- dročja. Tehnični zapleti v povezavi z opornikom/vijakom ali z implan- tatom se pojavljajo od 5% do 27% pri vseh vstavljenih implantatih. Stopnja neuspeha je običajno dvoj- na po 5 letih implantata v funkciji. Pritrjen IAC je izpostavljen dina- mični obremenitvi z aksialnimi silami do 450N20 in ne-aksialnimi silami s koti do 90°. Različni načini simulacije dolgo- trajne dinamične preobremenitve za oceno preutrujenosti in zloma materiala implantata so bili razvi- ti za Mednarodno organizacijo za standardizacijo (ISO) 14801:2003. Do danes je bil vpliv utrujenosti materiala zaradi preobremenitve na vmesnem področju med im- plantatom in opornikom pri ko- nični povezavi preučevan samo s količinsko opredelitvijo in vizua- lizacijo velikosti mikro-vrzeli pri implantatih brez obremenitve s pomočjo sinhrotronske mikro-to- mografije. Te raziskave so pokazale, da ni prisotnega površinskega kontakta, ampak le točkovni kontakt sesta- vljenih komponent, ki vodijo v mi- kro-vrzel tudi pri novejših IAC po- vezavah, ki še niso obremenjene. Pri in vitro vizualizaciji mikro-vr- zeli IAC implantatov s konično po- vršino se lahko uporabi monokro- matična sinhrotrona radiografija. V primerjavi z običajno radiogra- fijo z tubusom se rentgenski po- snetki posnamejo s sinhrotronsko svetlobo višje prostorske ločljivo- sti in kontrastom materiala. S fa- zno kontrastno radiografijo se tudi vrzeli velikosti submikrona lahko razpoznajo in njihova velikost se lahko opredeli preko primerjave s številčno simulacijo. Dodatno do- bra vizualizacija omogoči tudi ko- ličinsko opredelitev mikro-vrzeli pri obremenjenih implantatih s ko- nično povezavo med implantatom in opornikom pri statični obreme- nitvi. Ta raziskava je preučevala in primerjala učinek preobremenitve utrujenosti na povezavi implantata in opornika koničnih implantatov z različno dolžino in kotom konusa. Materiali in metode dela Implantati in test Vsi implantati in oporniki so bili kupljeni pri proizvajalcih. Pari im- plantatov in opornikov treh različ- nih sistemov implantatov (Tabela 1) s konično IAC so bili sestavlje- ni in pritrjeni v skladu s sistemom in s specifičnim navorom in ra- gljo. V skladu z ISO standardom 14801:2003 so bile individualno proizvedene jeklene kroglice (pre- mer 10mm) ter perforirane na eni strani in prilepljene na opornik z dvokomponentnim metilmetakri- latnim adhezivom (X60, HBM, Nemčija). Vzorec implantat-opornik je bil vgrajen v 15 mm medeninske ci- lindre (Fraunhofer Institut Wer- kstoffmechanik) v skladu z ISO standardom 14801:2003. Po en implantat-opornik iz vsakega para je bil obremenjen v skladu z ISO standardom v suhem okolju (5x106 ciklov, amplituda 12 do 120 N, razmerje sil 0,1, frekvenca 15Hz pri 30° naklona pred rentgenskimi meritvami. Preostali vzorec para implantat-opornik je bil namenjen statičnem testiranju. Medeninski cilindri z implantat- -opornik sklopom so bili pritrjeni na individualno izdelanih jeklenih testnih stojalih. Tri različne izven osne statične sile so bile aplicirane. Konstantna sila je bila usmerjena na kroglico pri 30° kotu (nominal- na sila 200N) ali 90° (nominalna sila 30N in 100N) glede na os im- plantata. Pred obremenitvijo je bil vsak vzorec izmerjen. Aplikacija sile je bila posneta z digitalnim sistemom merjenja SH-500 (PCE skupina). Za obremenjene vzor- ce je bila statična sila usmerjena kolinearno do vektorja sile zaradi preutrujenosti, ki je bil označen z zarezo v medeninskem cilindru. Sinhrotrona radiografija z absorpcijo in Inline rentgenskim faznim kontrastom Zahtevani so bili rentgenski posnet- V(brez obremenitve) F(z obremenitvijo) Tabela 1 Lastnosti uporabljenih implantat-opornih vzorcev kratica AN01 (V) AN02 (F) ANP01 (V) ANP02 (F) ST01 (V) ST02 (F) sistem Ankylos C/ Ankylos Plus Bone Level Mere (širina x dolžina) (mm) Implant: 3.5 x 14 IAC: 2.5 x 1.8 Implant: 3.5 x 14 IAC: 2.5 x 2.2 Implant: 4.1 x 14.2 IAC: 3.3 x 0.7 Dolžina cone (mm) 1.82 2.01 0.76 Conski kot (v stopinjah) 5.7 5.7 16 proizvajalec Friadent Friadent Straumann reference in št. implantatov in opornikov Implant: ref: 17-0546/31010420, lot: 00200 35388 Abutment: ref: 31024140, lot: 20035853 Implant: ref: 31010220, lot: 20037235 Abutment: ref: 31024180, lot: 20035821 Implant: ref: 021.4114, lot: G6582 Abutment: ref: 022.2202, lot: F6601 ki z visoko ločljivostjo (BAMline BESSY-IIlight source) (Rack in sod.,2008).Zaprodiranjeskozi3do 4 mm titana je bila izbrana energija fotona 50keV z nastavitvami več slojnega mono-kromatorja. Rent- genska projekcija je bila posneta s posrednim detektorjem z efektivno velikostjo pixla 0,45µm (velikost vidnega polja :1,7x1,1mm). Rentgenski posnetek vsakega vzorca je bil posnet z multiplikaci- jo razdalje med vzorcem in detek- torjem med 4,5 ali 74 cm. Glede na omejenost polja vidljivosti visoke ločljivosti posreden rentgenski detektor je bilo pregledovano le področje interesa naše raziskave vsakega vzorca. Ker se je dolžina vmesnega področja razlikovala med 0,7 in 2,3 mm in ker je bila tudi višina sinhrotronskega žarka omejena, sta bila na splošno po- sneta dva posnetka na vsaki strani implantata in kasneje združena za ponazoritev celotne vrzeli. Kljub mali velikosti piksla je bila ločlji- vost detektorja prostora približno 4µm v načinu absorpcije in pribli- žno 14µm v kontrastnem načinu. Posnetki v načinu raw so bili po- pravljeni za temni način v kameri in nato normalizirani z »flat-field« posnetki. Linije preko IAC so bile odstranjene s programsko opre- mo ImageJ (National Institutes of Health). Za zagotovitev dobrega signala in za kompenzacijo šuma fotona je bila določena linija širi- ne 200 pikslov (ca. 80µm) in vsak profil je imel dolžino 0,4 mm. Meritve mikrovrzeli Pred kratkim so Zabler in sod. po- kazali, da se mikro-vrzeli v obmo- čju IAC lahko zaznajo in določijo do velikosti 0,1µm s kontrastno radiografijo. Posledično je mogoče oceniti natančno širino z nadaljnjo ujemajočo linijo preko vrzeli do vzorcev motenj, ki so pridobljene preko številčnih simulacij delno koherentne rentgenske propagaci- je preko virtualnega IAC. Za vr- zeli, večje od 5µm, je z opisanim načinom tudi možno določiti širi- no vrzeli z absorpcijo rentgenskih žarkov na posnetku, kjer so lahko vidni kot diskontinuiteta atenuaci- je profilov. Rezultati Geometrične dimenzije koničnih IAC vključno z dolžino področja med implantatom in opornikom in kotom konusa so bile izmerjene z rentgenskimi posnetki (tabela 1). Področje interesa za pridobivanje podatkov znotraj IAC je prikazano na sliki 1. In rezultati so prikazani v tabeli 1. 1 Prikaz položaja profila (rumeno), ki prika- zuje smer in vrednosti aplikacije statične obremenitve. Jeklena kroglica (siva) je bila prilepljena na opornik v skladu z ISO stan- dardom 14801, na rotacijo varen opornik (oranžna) je bil pritrjen v telo implantata (modro). Rumeni pravokotniki kažejo mesta meritev. IAC pred statično obremenitvijo IAC vsakega posameznega siste- ma je bil narejen rentgenski posne- tek pred statično obremenitvijo; mikro-vrzel se je razlikovala med 0,1 in 11µm (slika 2). Vzorci, ki so bili obremenjeni, kažejo znatno večjo vrzel med implantatom in opornikom (0,1 do 31µm) Najpo- membnejša razlika je bila vidna v Ankylos Plus vzorcu (ANPO2) (slika 2b). Vrzel v položaju A pri ANPO2 se je povečevala za faktor 100 v primerjavi z implantatom brez obremenitve (ANPO1) (slika 2a). in sicer od 0,32 µm pa do 31 µm, vidna je bila fisura v zgornjem področju implantata (slika 2c). Področje IAC pri Ankylos C/X vzorcu je pokazalo zmanjšano mi- kro-vrzel po obremenitvi, in sicer za ANO2 je bila najvišja vrednost vrzeli manjša (4 µm) kot pri im- plantatu brez obremenitve (ANO1) z največjo vrzeljo (11 µm). Veli- kost mikro-vrzeli z obremenitvijo, Bone Level IAC (STO2:0,8 µm) je Implant: ref: 17-0546/31010420, lot: 0020035388