Экспериментальное обоснование возможностей free hand method и навигационной системы при дентальной имплантации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экспериментальное обоснование возможностей free hand method и навигационной системы при дентальной имплантации

Я.Э. Антонян Филиал частного учреждения образовательной организации высшего образования «Медицинский университет «Реавиз» в городе Самаре

Аннотация

В стоматологической практике актуальным является восстановление жевательной эффективности с применением дентальных цилиндрических имплантатов. Классические методы установки дентальных имплантатов имеют значительные недостатки, связанные с негативным влиянием человеческого фактора. Одним из решающих негативных факторов при имплантации является увеличение угловых отклонений между осями установленных имплантатов. При значительном межосевом отклонении имплантатов в костной ткани окружающей имплантаты возникают паразитарные нагрузки, приводящие к их дальнейшим отторжениям. Современные навигационные технологии помогают решать многие проблемы дентальной имплантологии.

Автором проведен эксперимент по выявлению особенностей позиционирования дентальных имплантатов с применением классического метода и с применением авторской навигационной технологии. В рамках исследования подтвердилось снижение угловых отклонений в мезиодистальном направлении до 5,28 раза, а в вестибуло-оральном - в 3,73 относительно free hand method.

Ключевые слова: дентальная имплантация, ось цилиндрического дентального имплантата, дентальная навигационная система.

Abstract

Experimental justification of the opportunities of free hand method and navigation system for dental implantation

Y.E. Antonyan, Branch of private institution of educational organization of higher education «Reaviz Medical University» in the city of Samara

In dental practice, the restoration of masticatory effectiveness using dental cylindrical implants is relevant. One of the decisive negative factors in the implantation of a posteriori is an increase in the angular deviations between the axes of the installed implants. With a significant interaxial deviation of the implants in the bone tissue surrounding the implants, parasitic loads occur, leading to their further rejection. Modern navigation technologies help solve many problems of dental implantology. The author conducted an experiment to identify the features of the positioning of dental implants using the classical method and using the dental navigation system. The study confirmed a decrease in angular deviations in the mesio-distal direction to 5.28 times, and in the vestibular-3.73 times relatively free hand method.

Keywords: dental implantation, axis of the cylindrical dental implant, dental navigation system.

Введение

Внедрение дентальной имплантации в стоматологическую отрасль позволило на новом научно-техническом уровне решать проблемы восстановления жевательной эффективности при различных дефектах зубных рядов [Котенко, 2011].

При позиционировании дентальных имплантатов широко применяют free hand method, который основан на мануальном навыке врача, приобретенном на протяжении его трудовой деятельности [Иващенко, 2014]. Данный метод имеет ряд существенных негативных особенностей: качество выполняемой операции зависит от стажа врача- имплантолога, и чем ниже стаж, тем выше вероятность проявления различных осложнений; качество выполняемых операций напрямую зависит от психосоматического состояния врача; качество позиционирования дентальных имплантатов напрямую зависит от анатомического строения лучезапястного сустава [Иващенко, Архипов (1), 2014; Иващенко, Архипов (2), 2014].

Описанные проблемы создают и накапливают негативное влияние человеческого фактора при установке дентальных имплантатов [Иващенко и др., 2014]. В середине XX века на смену методу свободной руки пришли технические приборы, позволяющие стабилизировать движения руки в процессе операции. Эти устройства были построены по принципу лабораторного параллелометра и на основании этого названы внут- риротовыми параллелометрами [Иващенко и др., 2013]. Механические устройства имели ряд недостатков, связанных с конструкционными особенностями их компоновки [Параскевич, 2011; Иващенко, 2014].

Существенно улучшилась ситуация с внедрением в имплантологию хирургических навигационных шаблонов, однако и они имели ряд особенностей, стесняющих работу клиницистов. Так, при работе с хирургическими шаблонами врач мог столкнуться со скрытыми костными узурами, при этом требовалась замена хирургического шаблона в соответствии со вновь открывшейся клинической картиной [Иващенко и др., 2007]. Точность установки имплантатов напрямую зависела от качества и способа изготовления последнего [Иващенко и др., 2015; Мушеев и др., 2013]. Перспективным направлением в имплантологии является проведение операций с применением дентальных навигационных платформ [Тимофеев, 2012]. Данный тип оборудования позволяет клиницисту реализовать план дооперационного плана без применения технологий прототипирования. Применение цифровых навигационных платформ объединяет врача- имплантолога и врача-ортопеда в единый цифровой технологический цикл. Дальнейшая разработка и совершенствование навигационных платформ позволит минимизировать негативное влияние человеческого фактора на процесс и результат дентальной имплантации. На основании вышесказанного была поставлена цель настоящего исследования.

Цель - в условиях эксперимента определить эффективность установки имплантатов путем применения авторской навигационной технологии.

стоматология жевательный имплантат технология

Материалы и методы

Нами были выбраны две фантомные анатомические модели нижней челюсти, произведенные компанией ARMA® Arma Dental Study Model AD-J 01. Из альвеолярных частей экспериментальных челюстей извлекли гарнитуры зубов. Образовавшиеся альвеолярные ячейки заполнили участками челюсти из макропрепаратов нижних челюстей ми- ни-пигов, забранных в день эксперимента (рис. 1). Извлечение костной ткани проводилось в указанный срок для приближения эксперимента к реальной клинической ситуации, наблюдаемой в практике врача-имплантолога. Общее количество заборов биоматериала составило 18 единиц. По физическо-механическим свойствам (модуль Юнга) данный биоматериал полностью соответствует костной ткани D2 и отвечает классификации Misch.

Рис. 1. Стрелкой указана альвеолярная часть нижней челюсти мини-пига применявшейся в условиях эксперимента: а - макроприпарат нижней челюсти мини-пига; б - нижняя челюсть с установленными костными блоками

Подготовленные по вышеописанной методике модели неподвижно крепились в фантомном черепе. Поверх лицевого и мозгового фантомного черепа устанавливали имитацию мягких тканей губ и щек (рис. 2). Расстояние между верхней и нижней челюстью составляло пять сантиметров, что соответствует естественному максимальному раскрытию полости рта.

Рис. 2. Подготовленная экспериментальная модель к проведению исследования: а - альвеолярная часть нижней челюсти; б - биоматериал (костная ткань мини-пига); в - имитация мягких тканей фантома

Подготовленный по вышеописанной методике фантом неподвижно крепили к подголовнику стоматологической установки. В процессе проведения двух частей эксперимента врач располагался слева от фантомного черепа на допустимом расстоянии для проведения имплантации. Для унификации исследования установку всех имплантатов проводил один врач. Освещение фантомного операционного поля осуществлялось по стандартному методу с использованием точечного светильника, установленного на пантомографе стоматологической установки Siger U200. В работе был использован физиодиспенсер NSK® и наконечник ti-max x-sg20l с фиброоптикой. При установке имплантатов использовался имплантационный набор фирмы Dentium®. В рамках эксперимента установили 18 имплантатов фирмы Dentium® в ассортименте c диаметром 4,0^Х8,0; 4,0^х10,0; 4,2*8,0 (рис. 3).

Девять имплантатов по free hand method и девять имплантатов с применением дентальной навигационной станции (патент РФ № 2532886). Имплантаты установили в проекцию отсутствующих 3.7, 3.6, 3.2, 3.1, 4.1, 4.2, 4.5, 4.6, 4.7 зубов. Расчет места и угла инсталляции имплантатов проводили в соответствии с авторским алгоритмом компьютерной программы ЭВМ РФ № 2018666751. После установки всех имплантатов в них фиксировали супраструктуры. Модели подвергали 3Э-сканированию. Оценочным критерием являлся угол установки имплантатов. Анализ угловых отклонений проводили в двух направлениях, медио-дистальном и вестибуло-оральном, относительно эталонного штифта, фиксированного в язычной части модели.

Рис. 3. Имплантаты с установленными супраструктурами

Детектирование экспериментальных данных проводилось с использованием бытовой видеокамеры при скорости fps=24. В процессе записи видеопотока камера фиксировалась фронтально относительно фантома. Расшифровка видеопотока в программной среде Ansys discovery live (при непосредственном участии исполнительного директора ООО «Кадфем» Си-Аи-Эс в ПФО; И.И. Морозова г. Самара) позволила оценить количество времени, затраченного врачом при постановке и позиционировании имплантатов в различных секторах челюстей по двум частям эксперимента. Рекомендованное для врача время установки имплантатов по каждому из двух этапов эксперимента - 120 минут (общее время - 240 минут). Начало времени отсчета установки имплантатов в различные сектора челюсти проводилось по звуковой дорожке.

Результаты исследования и их обсуждение

По завершении установки имплантатов методом свободной руки модель, содержащую установленные имплантаты, помещали в сканер Roland lpx 60®. С применением 3D- сканирования получали параметрическую StereoLithography модель челюсти, содержащей виртуальные имплантаты (рис. 4).

Рис. 4. Параметрическая Stl модель с имплантатами, установленными по стандартной методике

В программной среде 3D tool отмечали оси имплантатов и сравнивали последние (табл. 1).

Таблица 1. Угловые отклонения между осями, установленными с применением free hand method

При использовании классического метода наибольшие угловые отклонения встречались в вестибуло-оральной плоскости в отличие от медио-дистальной плоскости. Данный факт можно объяснить особенностями строения лучезапястного сустава. При этом максимальные угловые отклонения были отмечены в дистальных участках челюсти, что вероятно, можно связать со снижением обзора рабочего поля при установке цилиндрических дентальных имплантатов.

После проведенной работы с применением навигационного оборудования модель, содержащую имплантаты, помещали в 3D-сканер Roland lpx 60®. После сканирования получали параметрическую Stereo Lithography модель челюсти, содержащей виртуальные имплантаты (рис. 5).

Проведенный анализ угловых отклонений представлен в таблице 2.

Рис. 5. Параметрическая Stl модель с имплантатами, установленными с применением навигации

Таблица 2. Угловые отклонения между осями, установленными с применением дентальной навигационной платформы

Имплантаты, установленные с применением навигации, имели меньшую степень осевых отклонений и не выходили за пределы 4^О34'. Данный показатель соответствует общепринятым параметрам, установленным в дентальной имплантологии.

После аппроксимации всех угловых значений были получены максимальные значения (рис. 6).

Полученный видеопакет эксперимента позволил соотнести количество времени, затраченного при постановке имплантатов по общепризнанной методике и с применением навигационной технологии (рис. 7).

Из приведенного рисунка видно, что при установке a posteriori наименьшее время врач уделял фронтальным группам имплантатов (5 мин). Этот факт был обусловлен наилучшим визуальным доступом к операционной области. При установке в проекцию премоляров в среднем было потрачено 14 мин. Наибольшее количество времени было отмечено при инсталляции в области моляров (19 мин). При постановке имплантатов по авторской методике среднее время, уделяемое врачом, составило 13 минут.

Рис. 6. Девиация угловых отклонений между осями имплантатов, установленных по методу свободной руки и с применением дентальной навигационной системы

Рис. 7. Общее количество времени, уделяемое врачом при установке дентальных имплантатов в двух этапах эксперимента

Эксперимент позволил выявить высокий потенциал авторской навигационной технологии с точки зрения качества углового позиционирования и времени установки имплантатов.

Выводы

1. При работе по классической методике позиционирование имплантатов в дистальных участках челюсти происходит в 2 раза длительнее по сравнению с фронтальными участками челюсти. Установка имплантатов с применением навигации значительно снижает негативное влияние человеческого фактора и выравнивает время, уделяемое врачом при позиционировании имплантатов.

2. В рамках исследования было выявлено снижение угловых отклонений в мезио- дистальном направлении до 5,28 раза, а в вестибуло-оральном в 3,73 относительно free hand method, что в свою очередь упрощает последующие этапы протезирования с опорой на дентальные имплантаты.

Список литературы

1. Иващенко А.В., Архипов А.В. (1) 2014. Анализ качества дентальных имплантатов в стоматологии. Инновационные технологии в акушерстве и гинекологии: междисциплинарное взаимодействие в сохранении репродуктивного здоровья. Сб. науч. тр., посвящ. 40-летию образования кафедры акушерства и гинекологии № 2 Самарского государственного медицинского университета. Самара, с. 206-208.

2. Иващенко А.В., Архипов А.В. (2) 2014. Устройство рассечения мягких тканей при дентальной имплантации «циркуль». Инновационные технологии в акушерстве и гинекологии: междисциплинарное взаимодействие в сохранении репродуктивного здоровья: сб. науч. тр., посвящ. 40-летию образования кафедры акушерства и гинекологии № 2 Самарского государственного медицинского университета. Самара, с. 217-218.

3. Иващенко А.В., Архипов В.Д., Архипов А.В. 2014. Новый способ дентальной имплантации при атрофии костной ткани альвеолярного отростка. Инновационные технологии в акушерстве и гинекологии: междисциплинарное взаимодействие в сохранении репродуктивного здоровья: сб. науч. тр., посвященный 40-летию образования кафедры акушерства и гинекологии № 2 Самарского государственного медицинского университета. Самара, с. 219-221.

4. Иващенко А.В., Байриков И.М., Архипов А.В., Лайва О.В. 2014. Дентальная имплантация при низкой плотности кости. Инновационные технологии в акушерстве и гинекологии: междисциплинарное взаимодействие в сохранении репродуктивного здоровья: сб. науч. тр., посвящ. 40-летию образования кафедры акушерства и гинекологии № 2 Самарского государственного медицинского университета. Самара, с. 221-223.

5. Иващенко А.В., Кондрашин Д.В., Лайва О.В. 2014. Система контроля и коррекции угловых отклонений стоматологического инструмента. Медицинская техника. 4: 4-8.

6. Иващенко А.В., Кондрашин Д.В., Петров Ю.В. 2013. Способ детектирования положения стоматологического наконечника. Актуальные вопросы стоматологии: сб. науч. тр., посвящ. 95-летию со дня рождения профессора М.А. Макиенко. Самара, с. 103-113.

7. Иващенко А.В., Марков И.И., Буланов С.И. 2015. Морфофункциональные изменения пародонта и регионарных лимфатических узлов при реплантации зубов в эксперименте. Морфологические ведомости. 2: 48-64.

8. Иващенко А.В., Марков И.И., Ильин А.И. 2007. Морфологические аспекты дентальной имплантации. Морфологические ведомости. 1 (3-4): 186-189.

9. Котенко М.В. 2011. Эффективность немедленной имплантации различными типами имплантатов. Сибирский медицинский журнал. 4: 88-92.

10. Мушеев И.У., Олесова В.Н., Фрамович О.З. 2013. Практическая дентальная имплантология: Руководство. 2-е изд. доп. М.: Локус Станди, 498 с.

11. Параскевич В.Л. 2011. Дентальная имплантология: основы теории и практики. М.: Медицинское информационное агентство, с. 339-360.

12. Тимофеев А.А. 2012. Хирургические методы дентальной имплантации. К.: ООО «Червона Рута-Турс», 128 с.

Размещено на Allbest.ru