Experimental comparison of screw loosening of full zirconia crowns supported by straight implants, straight implants with angled abutments, and angled implants with different platform inclinations: An in vitro study

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Восстановление утраченных зубов в переднем отделе всегда являлось сложной задачей для клиницистов. Современным решением данной задачи является имплантация. Для достижения стабильных долгосрочных функциональных и эстетических результатов при лечении пациентов с отсутствием передних зубов используется метод немедленной имплантации с последующим протезированием [1–3]. Однако при удалении центрального резца и немедленной установке имплантата в лунку удалённого зуба специалисты сталкиваются с определёнными сложностями. Имплантат необходимо расположить таким образом, чтобы добиться первичной стабильности с возможностью изготовить на него коронку с винтовой фиксацией. Преимущества винтовой фиксации перед цементной при проведении немедленной имплантации подробно описаны в литературе [4–8]. Анатомия верхней челюсти и угол наклона коронки центрального резца верхней челюсти не всегда позволяют установить прямой имплантат, первично стабилизировать его и при этом изготовить коронку с винтовой фиксацией [9–11]. Для того чтобы нивелировать угол наклона коронки центрального резца верхней челюсти, были разработаны угловые имплантаты с различным углом наклона платформы (12°, 24°, 36°); кроме того, в практике используются угловые стандартные или индивидуальные абатменты, но такой вариант лечения подразумевает использование цементной фиксации. Все перечисленные решения сопряжены с тем, что коронка центрального резца верхней челюсти с опорой на имплантат при функционировании будет испытывать неаксиальные нагрузки, поэтому одним из наиболее распространённых рисков является ослабление степени затяжки фиксирующего винта, что является неблагоприятным фактором, особенно при немедленной имплантации [12]. Исследование уменьшения степени затяжки винта описано в литературе [13]. Однако были исследованы только угловые имплантаты с углом платформы 12°. Также были исследованы динамические угловые абатменты [14, 15]. Поэтому расширение исследования и проведение экспериментальной сравнительной оценки степени затяжки фиксирующего винта при неаксиальных нагрузках на диоксидциркониевые коронки, фиксированные к прямым имплантатам, прямым имплантатам с угловыми абатментами и угловым имплантатам с различным углом наклона платформы (12°, 24°, 36°), — актуальные задачи.

Цель исследования — провести сравнительный анализ влияния циклической нагрузки на надёжность фиксирующего винта у керамических диоксидциркониевых коронок, фиксированных к угловым имплантатам с углом наклона платформы 12°, 24°, 36°, коронок, фиксированных к прямым имплантатам и прямым имплантатам с угловыми абатментами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для проведения данного экспериментального исследования in vitro были взяты прямые имплантаты (П), прямые имплантаты со стандартными угловыми абатментами 17° (ПУ17), прямые имплантаты с индивидуальными абатментами 12° (ПУ12), угловые имплантаты с углом наклона платформы 12°, 24°, 36° (У12, У24, У36) (Southern Implants, ЮАР) длиной 11,5 мм, что соответствует средним параметрам при установке имплантата в лунку удалённого центрального резца верхней челюсти. Всего было исследовано 30 образцов (моделей), 6 групп по 5 имплантатов в соответствии со стандартом ISO 14801:2016 [16]. Каждый имплантат был фиксирован в стальной цилиндр, заполненный акриловой пластмассой VERTEX (Нидерланды) (рис. 1).

 

Рис. 1. Имплантат, фиксированный в стальной цилиндр, заполненный акриловой пластмассой.

Fig. 1. Implant was fixed to steel cylinder filled in acrylic resin.

 

На каждый имплантат была изготовлена и фиксирована диоксидциркониевая коронка центрального резца верхней челюсти, выбранная из цифровой библиотеки компьютерной программы ExoCAD (Италия) со средними параметрами: высота — 10 мм, ширина — 8 мм (рис. 2, 3).

 

Рис. 2. Коронки, фиксированные к имплантатам (вид сбоку).

Fig. 2. Crowns fixed to implants (lateral view).

 

Рис. 3. Коронки, фиксированные к имплантатам (вид спереди).

Fig. 3. Crowns fixed to implants (frontal view).

 

Коронки были фрезерованы на фрезерном станке IMES-ICORE 350i (Германия) максимально одинаковым способом. Далее проводилась вклейка титановых оснований производителя имплантатов в соответствии со стандартизированным протоколом на цемент двойного отверждения Multilink Hybrid Abutment (Ivoclar-Vivadent, Лихтенштейн). Угловые абатменты были взяты с углом наклона 17° (стандартный абатмент) как наиболее часто используемые для изготовления коронок с опорой на имплантаты в переднем отделе и индивидуально смоделированные абатменты с углом наклона 12° по аналогии с угловым имплантатом с углом платформы 12°. Угловые абатменты вклеивались в коронку и в последующем фиксировались к имплантату винтом через ранее смоделированное отверстие шахты винта, выходящее на вестибулярную поверхность, для того чтобы иметь возможность проконтролировать степень затяжки фиксирующего винта (рис. 4).

 

Рис. 4. Коронка, фиксированная на индивидуальный угловой абатмент.

Fig. 4. Crowns fixed to custom made angulated abutment.

 

Диоксидциркониевые коронки фиксированы к имплантатам с помощью фиксирующего винта. До проведения испытаний на циклическое нагружение фиксирующий винт каждой модели затягивался с помощью динамометрического ключа до достижения значения 32 Н/см, что соответствует рекомендации производителя. Степень затяжки контролировалась датчиком крутящего момента N-gineric — ng-TTS 500-xu (Германия) (рис. 5).

 

Рис. 5. Датчик крутящего момента.

Fig. 5. Torque sensor.

 

Модель фиксировалась в тисках, установленных на рабочем столе универсальной динамической испытательной машины WalterBay AG LFV 10-50T (Швейцария) таким образом, чтобы нагружающий элемент (титановая балка диаметром 5,5 мм с полусферой на конце) касался лингвальной поверхности коронки (рис. 6, 7).

 

Рис. 6. Испытательная динамическая машина.

Fig. 6. Test dynamic machine.

 

Рис. 7. Титановая балка с полусферой.

Fig. 7. Titanium bar with hemisphere.

 

Нагружение проводилось с помощью программного обеспечения DionPro от 0 до 100 Н под углом 30° от 0 до 1×10⁶ циклов, что соответствует приблизительно одному году жевательной нагрузки [15, 17]. После достижения 1×10⁶ циклов нагружение прекращалось, модель извлекалась из тисков, оценивалась визуально на наличие повреждений коронки и ослабления затяжки винта. Затем определялся максимальный крутящий момент при выкручивании фиксирующего винта в каждой группе. Проводился статистический анализ.

Статистический анализ

Статистический анализ проводился по методике трёх сигм. В качестве результата измерений для каждого образца использовалось среднее арифметическое результатов для шести образцов, в качестве погрешности — среднее квадратичное отклонение результатов от среднего.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объекты исследования

Общий объём исследования составил 30 моделей (образцов) имплантатов и фиксированных к ним с помощью фиксирующего винта коронок. В процессе выполнения исследования были определены значения максимального крутящего момента.

Результаты статистического исследования

По результатам статистического анализа согласно правилу трёх сигм, можно ожидать, что с вероятностью 8/9 результат для каждой модели отличается от среднего значения не более чем на три значения погрешности. Далее из полученных данных проводилось сравнение средних величин в нормально распределённых совокупностях, t-критерий Стьюдента рассчитывался по следующей формуле:

$t=\frac{M_1-M_2}{\sqrt{m_1^2+m_2^2}}$,

где М₁ и М₂ — сравниваемые средние величины затяжки винта; m₁ и m₂ — стандартные ошибки средних величин соответственно.

Полученные значения t-критерия Стьюдента оценивались путём сравнения с критическими значениями. Различия показателей считались статистически значимыми при уровне значимости p <0,05. Среднее значение признака до эксперимента составляло 32,000±0,000 (m=±0,000) Н/см. Среднее значение признака после эксперимента составляло 21,952±1,069 (m=±0,436) Н/см. Число степеней свободы (f) равно 5. Парный t-критерий Стьюдента равен –23,028 Н/см. Критическое значение t-критерия Стьюдента при данном числе степеней свободы составляет 2,571 Н/см, t_набл < t_крит, из чего можно сделать вывод, что изменения признака статистически незначимы (p=0,000). Уменьшение общего значения степени затяжки фиксирующего винта в группах после исследования рассчитывалось с помощью формулы пропорции c округлением до десятых долей единицы.

Основные результаты исследования

В экспериментальном исследовании in vitro были получены результаты, которые были занесены в табл. 1 и табл. 2.

 

Таблица 1. Результаты исследования

Table 1. Results of research

Номер имплантата	Значение максимального крутящего момента для группы имплантатов, Н/см
	П	ПУ17	ПУ12	У12	У24	У36
1	22,59	20,32	20,82	22,42	22,59	22,65
2	22,84	20,30	20,78	22,40	22,58	22,66
3	22,79	20,64	20,80	22,74	22,58	22,65
4	22,82	20,32	20,82	22,42	22,58	22,64
5	22,81	20,32	20,80	22,42	22,59	22,63
Всего	22,82±0,04	20,38±0,13	20,80±0,01	22,48±0,13	22,58±0,05	22,65±0,01

 

Таблица 2. Результаты снижения степени затяжки в процентном соотношении

Table 2. Percentage of torque reducing after research

Модель	П	ПУ17	ПУ12	У12	У24	У36
Всего, %	28,7	36,3	35	29,8	29,4	29,3

 

При визуальном осмотре каких-либо повреждений или нарушения целостности коронки, а также ослабления степени затяжки фиксирующего винта обнаружено не было. Минимальные значения максимального крутящего момента были определены у группы «ПУ17» и составили 20,804±0,01 Н/см, максимальные значения — у группы «П»: 22,82±0,04 Н/см, при этом значительной статистической разницы в значениях между группой «П» и группами «У12, «У24», «У36» определено не было. Однако значения у групп «П», «У12, «У24», «У36» были выше в сравнении с группами с угловыми абатментами «ПУ12» и «ПУ17».

ОБСУЖДЕНИЕ

Надёжность фиксирующего винта при проведении немедленной имплантации в переднем отделе верхней челюсти является залогом успешного лечения.

В ходе экспериментального исследования in vitro было определено, что в среднем через один год функциональной нагрузки на коронку центрального резца верхней челюсти имеется тенденция к ослаблению степени затяжки фиксирующего винта. Полученные нами данные коррелируют с таковыми в похожих исследованиях. Так, в статье R.S. Swamidass и соавт. [15] уменьшение затяжки было оценено в среднем от 34,5 до 35,9%. Однако в статье Е. Hotinski и соавт. [13] снижение затяжки было определено в диапазоне 50–68,7%. Статей, в которых было бы проведено сравнение имплантатов различного дизайна и угловых абатментов в рамках одного исследования, нами найдено не было. Поэтому полученные нами результаты значительно расширили знания о надёжности фиксирующих винтов. При проведении немедленной имплантации в переднем отделе следует с осторожностью использовать угловые абатменты по причине того, что имеется риск ослабления степени затяжки винта и их использование сопряжено с необходимостью фиксации коронки на цемент. Данное исследование показывает наихудший сценарий развития клинической ситуации, так как в реальной жизни коронки центральных резцов, скорее всего, не будут испытывать подобные нагрузки. Кроме того, стандарт ISO, рекомендуемый для проведения данного исследования, предполагает использовать в качестве нагрузки полусферу, которая не соответствует анатомии зубов. Однако моделирование ситуации в эксперименте может помочь клиницистам при выборе имплантата и дать рекомендации для более тщательного планирования при проведении сложного вида лечения, такого как протезирование с опорой на имплантаты.

Выводы

Тенденция к ослаблению степени затяжки фиксирующего винта имелась у коронок, фиксированных ко всем исследованным группам имплантатов, в среднем от 28,7 до 36,3%.

Степень надёжности затяжки фиксирующего винта у прямых и угловых имплантатов с различным углом наклона платформы выше, чем у имплантатов с угловыми абатментами.

Увеличение угла наклона имплантатов снижает риск раскручивания фиксирующего винта.

Увеличение угла наклона индивидуального абатмента повышает риск раскручивания фиксирующего винта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты, полученные нами в ходе данного исследования in vitro, свидетельствуют о том, что надёжность фиксирующего винта выше у коронок, фиксированных к прямым имплантатам и угловым имплантатам с различным дизайном. Поэтому применение этих имплантатов является наиболее предпочтительным методом для проведения немедленной имплантации.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: Х.М. Мержоева — разработка дизайна исследования, подготовка образцов, участие в лабораторных экспериментальных исследованиях, обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи; М.А. Мурашов — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, разработка протокола исследования, подготовка и написание текста статьи; И.А. Воронов — сбор и анализ литературных источников, написание и редактирование текста статьи.

ADDITIONAL INFO

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. All authors made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria, read and approved the final version before publication. The largest contribution is distributed as follows:

HM. Merzhoeva — study design development, samples preparation, participation in laboratory experimental studies, literature review, collection and analysis of literary sources, text writing and article editing; M.A. Murashov — literature review, collection and analysis of literary sources, development of a research protocol, preparation and writing of the text of the article; I.A. Voronov — collection and analysis of literary sources, writing and editing the text of the article.

About the authors

Khava M. Merzhoeva

People’s Friendship University of Russia

Email: kh_a_va@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4049-6229
SPIN-code: 3549-7597

Postgraduate Student

Russian Federation, Moscow

Mikhail A. Murashov

Moscow State University of Medicine and Dentistry

Author for correspondence.
Email: mmurashov@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-3309-538X
SPIN-code: 3355-6397

MD, Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor

Russian Federation, Moscow

Igor A. Voronov

People’s Friendship University of Russia

Email: voronov77@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6873-5869
SPIN-code: 8186-2654

MD, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files