Алгоритмы жевательных движений являются хорошо изученной и освещенной темой в специализированной стоматологической литературе. В ходе анализа множества теорий удалось установить, что для каждой отдельной клинической ситуации существует своя специфическая конфигурация окклюзионного поведения, которая зависит также от вида протеза – съемной или несъемной конструкции. Именно поэтому подбор и имплементация индивидуализированной протетической модели является проблемой выбора, чаще базирующегося на мнении экспертов и клиническом опыте врачей, чем на постулатах стандартизированной доказательной базы.

Использование дентальных имплантатов в наше время является широко применяемой практикой, а задачей врача-стоматолога, кроме хирургического вмешательства, является также моделирование и восстановление окклюзионных контактов протетических конструкций с опорой на внутрикостные винты. Успешность лечения с использованием имплантатов заключается не только в стабильных и длительных результатах остеоинтеграции, но и в достижении определенных показателей функциональности зафиксированных супраконструкций. Основным остается вопрос: какие факторы могут компрометировать остеоинтеграцию? Данные стоматологической литературы предоставляют читателю два варианта ответа: потеря кости вокруг имплантата из-за воспаления и инфекционных агентов, или же неадекватная нагрузка на супраконструкции, которая также провоцирует потерю костной ткани и, соответственно, предрасполагает к неуспешному результату лечения.

Несъемные конструкции с опорой на дентальные имплантаты являются элементом приложения окклюзионных сил во время жевания, глотания, дисфункции и т.д. Скелетные и мышечные системы организма передают формирующуюся во время функционирования нагрузку на поверхность супраструктур, те в свою очередь на имплантаты, а последние на окружающую костную ткань. Перегрузка может привести к механическому повреждению части протеза, одного или нескольких имплантатов. С целью избежания подобных рисков было предложено ряд механических и конструкционных решений для адекватного распределения сил и равномерной передачи функциональных нагрузок. Поскольку неуспешность имплантации по причине действия инфекционных агентов довольно хорошо описана в литературе и не представляет интереса для авторов статьи, данный системный обзор посвящен анализу нормальных и патологических нагрузок, действующих на элементы конструкций с опорой на внутрикостные дентальных имплантаты, и провоцирующих потенциальный риск потери эндосальных юнитов и супраэлементов функционального комплекса.

В 1994 году Taylor в ходе собственного исследования пришел к выводу: «Не существует никакого объективного доказательства тому, что окклюзионный дизайн, концепция вмешательства, материал протеза или конфигурация конструкции прямо влияет на успешность выживаемости остеинтегрированного имплантата». Но самом ли деле факты обстоят именно так?

Авторы провели сначала систематический обзор доступной литературы для того, чтобы определить являются ли доступные научные данные достаточным доказательством для аргументации неких выводов относительно влияния окклюзии на прогноз остеоинтегрированных имплантатов. После этого, базируясь на полученных данных, авторы сформировали ряд рекомендаций относительно формирования специфических окклюзионных конфигураций при использовании ортопедических конструкций с опорой на дентальные имплантаты. Именно эти аспекты будут обсуждаться в данной статье.

Реакция кости на нагрузку

Поскольку титановые сплавы являются в несколько раз более прочными, чем кортикальная кость челюстей, при возникновении окклюзионных нагрузок, действующих на имплантат, силы первым делом передаются на костную ткань, в частности, на ее кортикальную составляющую. Костная ткань механически и биологически адаптируется к приложенной нагрузке, которую в основном передают жевательные мышцы, вследствие чего прогрессируют процессы деформации. Последние и запускают механизм ремоделирования кости. Под воздействием стабильных и оптимальных окклюзионных нагрузок происходит постепенная и организованная модификация кости, но как только уровень нагрузки превышает адаптационные возможности ткани, возникает риск перелома. Frost предположил, что перегрузка, уровень которой не превышает критический порог перелома, увеличивает степень деформации костной ткани, тем самым повышая показатели ее неоформирования. Подтверждением данной теории свидетельствует тот клинический факт, что плотность кости вокруг нагруженных имплантатов больше, чем вокруг ненагруженных. В исследованиях на собаках удалось определить, что после 10-месячной нагрузки в области интерфейса «имплантат-кость» наблюдался гораздо более прочный контакт, чем без нее, хотя плотность костной ткани в периимплантатной области при этом значительно не увеличилась. Кроме того, приложение латеральных сил на имплантаты с признаками периимплантита вызвало увеличение плотности костной ткани по сравнению с имплантатами, которые не поддавались нагрузке. Также было установлено, что когда нагрузка является недостаточно большой, она не вызывает необходимого уровня напряжения в костной ткани и провоцирует ее потерю. Что же касается направления действующей силы, то было доказано, что в условиях in vitro неосевая нагрузка вызывает формирование больших деформирующих сил вокруг имплантата по сравнению с силами, формирующимися вследствие нагрузок по оси. И хотя доказательная база реальных клинических результатов в отношении выживаемости имплантатов и протезов, установленных под наклоном, все еще продолжает накапливаться, но существенной разницы в потере маргинальной кости вокруг подобных конструкций и эндоосальных элементов, установленных строго по оси на какой-либо из челюстей, через год и в пятилетней период обнаружено не было.

Формирование высокого уровня нагрузки на имплантат спровоцировано влиянием сразу нескольких факторов, среди которых длина консоли, парафункции, присутствие преждевременных контактов, наклон бугров, несоответствующее качество костной ткани и небольшое количество имплантатов.

Консоль

Длина консольной конструкции, зафиксированной на имплантате, ассоциирована с потерей костной ткани вокруг эндоосального юнита, а также с риском поломки супраконструкции. Duyck и коллеги, изучая окклюзионную нагрузку консолей при реабилитации 13 пациентов с полной адентией, исследовали деформации при опоре протеза на 5-6 имплантатов, а потом на 3-4 имплантата. Полученные результаты подтвердили мнение о том, что при нагрузке консолей в области имплантата, наиболее близкой к месту приложенной силы, начинают формироваться компрессионные деформации. Как и ожидалось, более высокие уровни компрессионных сил в области каждого имплантата были зарегистрированы при минимальном количестве установленных интраоссальных винтов. Lindquist и коллеги в 1988 году продемонстрировали большую потерю костной ткани вокруг имплантатов с зафиксированными дистальными консолями в передней области нижней челюсти, объяснив это действием повышенных компрессионных сил. В 1996 году они же представили результаты следующих исследований, в которых уже утверждали, что потеря крестальной кости в большей мере может быть вызвана влиянием курения и плохой гигиеной, нежели окклюзионной перегрузкой. В конце концов, изучая мезиодистальный параметр консоля, ученые пришли к выводу, что длина конструкции более 15 мм ассоциирована с бо́льшим количеством неудач, чем при использовании более коротких нависающих супраэлементов. Кроме того, количество контактов и их расположение также в значительной степени влияют на распределение действующих сил. При обследовании пациентов, у которых нижняя челюсть была восстановлена протезами на имплантатах, а на верхней фиксировался полный съемный протез, удалось установить, что концентрация сил во время функции происходит именно в области консолей. Следовательно, из вышеизложенного можно утверждать, что действие сил в области консольных частей протеза с опорой на имплантаты является нежелательным, тем не менее неоспоримых фактов относительно взаимосвязи между параметрами консоли и периимплантатной потерей костной ткани пока что не установлено.

Парафункции

Актуальные научные данные относительно связи между фактором парафункции и потерей костной ткани являются весьма противоречивыми. Результаты ретроспективного исследования показали, что существует некая связь между потерей высоты костного гребня вокруг имплантатов в течение первого года после установки как у пациентов с нарушением функции, так и у пациентов без патологических отклонений, и хотя при протезировании бруксистов и возникают определенные технические осложнения, но прямого влияния патологии на прогнозируемый неэффективный результат лечения не обнаружено.

Naert и коллеги сначала предположили, что именно окклюзионная нагрузка является наиболее вероятной причиной потери костной массы вокруг имплантатов, однако Engel и сотрудники, изучая 379 пациентов с протезами на имплантатах, не смогли найти какой-либо взаимосвязи между парафункцией и горизонтальной потерей костной ткани. Проспективное 15-летние исследование, проведённое с той же целью, также не представило достаточно аргументированных данных для уверенной взаимосвязи между неудачными исходами лечения и высоким уровнем окклюзионных нагрузок. Несмотря на известные сообщения о потере кости по причине определенных нагрузок, прямой причинно-следственной связи между этими явлениями не обнаружено, а при комплексном обзоре литературы так и не удалось найти достаточных доказательств для поддержки теории о неудаче имплантации, спровоцированной бруксизмом.

Исследования на животных

Для детального изучения действия жевательных нагрузок на процесс остеоинтеграции имплантатов было проведено ряд исследований на биологических моделях животных. Isidor, используя в качестве исследовательской модели обезьян, изучал влияние повышенной боковой нагрузки и пришел к выводу, что неудача остеоинтеграции пяти из восьми имплантатов была вызвана именно действием данного фактора и не была связана с плохим уровнем гигиены. Позже аналогичные результаты были получены после проведения гистологических исследований. Miyata установил имплантаты четырем обезьянам и сформировал области перегрузки посредством преждевременных контактов на 100 мкм, 180 мкм, 250 мкм. После этого область имплантации изучалась с использованием клинических, рентгенологических и гистологических методов; потеря костной ткани была зарегистрирована в группах с повышенными контактами на 180 мкм и 250 мкм. Потеря уровня костной ткани при действии чрезмерных нагрузок может происходить и при отсутствии признаков воспаления. В исследованиях Hoshaw, суть которых заключалась в действии повторяющихся нагрузок на имплантаты клыков в области голени у собак, было обнаружено, что большая потеря кости наблюдается все-таки у имплантатов, которые не поддавались вообще никакой нагрузке. При этом результаты исследований при действии статических и динамических повышенных нагрузок на биологической модели кролика демонстрируют, что увеличение динамической нагрузки провоцирует большую резорбцию ткани и провоцирует формирование костного кратера вокруг имплантатов.

Kozlovsky уделял большое внимание фактору перегрузки, влияющего на специфику изменений уровня маргинальной кости, а также в области интерфейса «имплантат-кость» в условиях воспаления граничащих мягких тканей и без такового. В ходе исследования четыре имплантата были установлены с обеих сторон челюсти у четырех собак, обнажение юнитов при этом проводили через 3 месяца. Половина исследуемых имплантатов были нагружены посредством преждевременных контактов; остальные конструкции находились в обычном контакте с естественными зубами-антагонистами. На протяжении 1 года воспаление преднамеренно провоцировалось на одной стороне челюсти, в то время как с другой стороны поддерживали строгий уровень гигиены. При сравнении имплантатов, подвергавшимся чрезмерной нагрузке не было найдено никакой разницы в клинических параметрах между конструкциями с воспаленными и здоровыми смежными мягкими тканями. Однако было обнаружено, что имплантаты с активным воспалительным процессом в мягких тканях продемонстрировали довольно большую потерю кости, но перегрузка в комбинации с фактором периимплантита спровоцировала значительно более заметную резорбцию костной массы, чем одиночное влияние воспаления. Как следствие, также было доказано, что при отсутствии фактора воспаления, перегрузка изолировано имеет незначительное воздействие на уровень потери маргинальной кости. В аналогичном эксперименте на обезьянах, Hürzeler проводил повторные ортодонтические перегрузки имплантатов в присутствии и отсутствии воспаления и при этом не обнаружил никаких гистологических различий маргинальной костной ткани в обеих группах. Дополнительные исследования, проводимые уже на собаках, имели аналогичные результаты: имплантаты с преждевременными контактами через 8 месяцев не продемонстрировали никаких различий относительно контрольной группы, в которой поддерживался оптимальный уровень гигиены.

Различия между имплантатами и зубами

Природные зубы имеют поддержку эластичного соединительного аппарата с возможностью поглощения и распределения им нагрузок, а также адаптации к ним, в то время как имплантат проходит через процесс остеоинтеграции – формирования тесной связи с окружающей костной тканью. Физиологические микродвижения естественного зуба варьируют в диапазоне от 25 мкм до 100 мкм, в отличие от 10-50 мкм в случае с имплантатами. Под действием нагрузок естественный зуб проходит через две фазы движения. Первая является нелинейной из-за гибкости, обеспечиваемой тканями периодонта, после которой наступает упругая линейная часть микродвижения. Имплантат же подвергается только упругим линейным перемещениям, зависящих от гибкости кости. Кроме того, соединительный аппарат кости обеспечивает распределение нагрузок по всей площади корня, в то время как нагрузка на имплантате концентрируется преимущественно в кортикальной области. Эти различия определяют значительную дифференциацию в реакции костной ткани во время перегрузки. Естественный зуб демонстрирует подвижность, стирание тканей, боль и утолщение пародонта как признаки окклюзионной травмы. В имплантате же при механическом повреждении, спровоцированном перегрузкой, наблюдается потеря костной ткани. Различия также имеются в проприоцептивном восприятии и спектре рефлекторного ответа: при дисфункции окклюзии на естественных зубах пациент ощущает дискомфорт при 48 мкм разницы, в то время как на имплантатах разница ощущается уже при 20 мкм.

Концепции окклюзии, описанные в литературе

Данные научной литературы являются весьма противоречивыми, поэтому обосновать какую-либо прямую причинно-следственную связь между нагрузкой и неудачей имплантации или даже между перегрузкой и неудачей инфраконструкции довольно-таки сложно. Четкого заключения относительно влияния нагрузки, перегрузки, консольной части протеза или парафункции на нарушение остеоинтеграции и неуспешности лечения получить пока что не удалось, но системный анализ большого количества исследований и клинических случаев помог сформировать ряд рекомендаций, которые могут оказаться весьма полезными при протезировании на имплантатах. Taylor и коллеги, анализируя доступную литературу, пришли к выводу, что научных доказательств относительно связи между факторами окклюзии и биологической эффективностью результатов лечения до сих пор нет, а все существующие теории и рекомендации основываются главным образом на мнениях экспертов. Carlsson подтвердил, что научных доказательств, аргументирующих преимущества той или иной клинической схемы окклюзии, недостаточно и предположил, что классическая концепция терапевтической окклюзии, предложенная Beyron в 1950, является оптимальной также и для протезов с опорой на дентальные имплантаты. Carlsson также разработал ряд рекомендаций для достижения адекватной терапевтической окклюзии, которые состояли из оптимальной вертикальной высоты лица после лечения, достаточного межокклюзионного расстояния при позиции нижней челюсти в состоянии покоя, обоснованного распределения контактов при максимальном бугорково-фиссурном соотношении зубов-антагонистов, отсутствия травмы мягких тканей во время функционирования установленной окклюзионной схемы. Ввиду вышеизложенного, Carlsson утверждал, что достижение успешной протетической составляющей с опорой на дентальные имплантаты возможно с использованием простых и традиционных методов регистрации прикуса. Кроме того, он утверждал, что влияние жевательных сил является второстепенным при достижении успеха лечения, добавив, что «в настоящее время представляется целесообразным признать тот факт, что принципы и методы, применяемые в общей ортопедической стоматологии могут, быть успешно использованы и при протезировании на имплантатах». Kim, рассматривая различия между механизмами фиксации на естественных зубах и имплантатах, в отличии от Carlsson, утверждал следующее: «Имплантаты могут быть более чувствительны к окклюзионной перегрузке, которая часто рассматривается в качестве одной из возможных причин периимплантатной потери костной ткани». Исходя из этого, ряд исследователей рассматривали консольные конструкции, парафункции, преждевременные контакты, большую окклюзионную площадь, чрезмерный наклон бугорков, недостаточный объем и качество кости, а также небольшое количество имплантатов как факторы, потенциально провоцирующие перегрузку имплантатов. Ниже представлено факторы, определяющие концепцию окклюзию на имплантатах с акцентом на трех основных аспектах: увеличение площади поддержки, оптимизация направления действующих сил и уменьшения величины данных сил. Misch и Bidez, основываясь на биологической разнице между имплантатами и естественными зубами, предложили концепцию «защитной окклюзии имплантата». Согласно этой концепции, для того чтобы уменьшить риск неудачи протезов с опорой на имплантаты, нужно минимизировать действующие нагрузки как в области протеза, так и на границе контакта «имплантат-кость». Согласно рекомендаций авторов, нужно добиться балансирующей окклюзии на обоих стадиях – при легком и плотном контакте – это обусловлено разницей в вертикальной подвижности естественных зубов и имплантатов. Сначала протез с опорой на имплантаты должен иметь легкий окклюзионной контакт с зубами-антагонистами и плотный контакт с соседними зубами. При приложении более сильных окклюзионных нагрузок сила контакта с зубами-антагонистами будет периодично возрастать. Авторы также рекомендовали избегать преждевременных контактов, обеспечить некое свободное пространство в центральной окклюзии, спозиционировать вектор несущего контакта относительно длинной оси имплантата, избегать контакта при латеральной экскурсии челюсти, обеспечить плоский характер контакта в передней области и экзартикуляции на задних зубах при протрузии. Gross в авторском обширном обзоре выдвинул соображения о необходимости выбора протетических детерминант на основе имеющихся и аргументированных научных данных, и при этом огромное внимание уделял актуальным концепциям окклюзии на имплантатах, разбору дискуссионных вопросов, рекомендациям на стадии планирования и проблеме отсутствия необходимых литературных данных относительно особо сложных клинических случаев. Большинство рекомендаций, выдвинутых автором, основаны на клиническом опыте, некоторые из них разобраны до мельчайших деталей. В то же время в своей статье Gross также поднял вопросы относительно числа имплантатов, диаметра, длины и угла установки, а также дилемму по поводу контактов, формирующихся при движении и в состоянии центральной окклюзии. В отличие от других обзоров, Gross засомневался в возможности применения принципов, относящихся к естественным зубам, на модели «протез-имплантат» и предположил, что формирование окклюзионных схем с опорой на имплантаты должно осуществляться не по универсальному алгоритму, а индивидуально для каждой отдельной клинической ситуации.

Обсуждение

Обзор данных литературы демонстрирует, что четких научных доказательств относительно влияния нагрузки и перегрузки на выживаемость имплантатов и успех лечения пока что нет. Результаты исследований, изучающие эффект нагрузки и нарушение функции, являются двойственными как при изучении эффектов на модели животных, так и при анализе клинических случаев. Кроме того, нет научных доказательств в пользу существования конкретной универсальной схемы окклюзии или дизайна протетических составляющих с опорой на дентальные имплантаты. В своем недавнем системном обзоре Naert пришел к выводу, что в литературе эффект перегрузки имплантатов на потерю костной ткани или даже всей конструкции остеоинтегрированных юнитов до сих пор адекватно не освещен и требует дальнейших исследований, а рекомендации из научных источников основаны на биологическом обосновании клинического опыта врачей и мнении экспертов. Эксперименты, проведенные на животных (с учетом небольшого количества испытуемых), были направлены на изучение изолированных нагрузок и преждевременных контактов. Полученные результаты являются противоречивыми, так как при наблюдении смежных условий нагрузки у человека в клинике никаких осложнений не наблюдалось. Интересующими остаются вопросы связи между перегрузкой и воспалением как факторов, провоцирующих потерю костной ткани, а также возможности применимости результатов, полученных при исследованиях на животных, для биологической модели человека. Биологическая разница между естественными зубами и имплантатами со временем стала основной для аргументации разной природы распределения нагрузок. Kim, Misch и Bidez предположили, что подобный биомеханический нюанс распределения сил должен быть принят во внимание при планировании лечения и восстановлении окклюзионных контактов. Тем не менее, Carlsson утверждает, что разница в окклюзии между протезами на имплантатах и естественными зубами довольно невелика, и в доказательство приводит примеры долгосрочного успеха протезов на имплантатах, изготовленных с учетом принципов естественной окклюзии.

Но все же большинство авторов, разрабатывая свои рекомендации, заимствуют их из концепции естественной окклюзии зубов с некоторыми необходимыми модификациями без какой-либо научной обоснованности. Поскольку апробированных альтернатив окклюзионным схемам нет, логично принять уже существующие принципы, которые до этого не спровоцировали существенных осложнений. Ведь реабилитированные с помощью имплантатов пациенты приблизительно развивают ту же силу и скорость движения, что и в естественном прикусе с аналогичной координацией жевательных мышц. С другой стороны, даже окклюзия на естественных зубах до сих пор исчерпывающе не исследована, так что логичным остается принцип восстановления протетической плоскости с учетом принципов естественных зубов, теории нормальной окклюзии, здравого смысла и клинического опыта. Во время лечения стоматолог должен определиться с типом контактов для протеза. Различные клинические ситуации сильно различаются, поэтому выбор адаптированного подхода может быть довольно сложной задачей. Многие опубликованные рекомендации разработаны с учетом клинического обоснования, однако в некоторых случаях врачи не могут адаптировать существующие принципы и нуждаются в разработке индивидуального протетического алгоритма. Например, во время установки имплантата на месте верхнего клыка Misch рекомендует включать в состав протеза один из естественных зубов, таким образом, в некоторой мере удается восстановить компонент проприоцепции во время движения челюсти и распределения сил при нагрузке. Вопрос, который возникает при этом: а что делать, когда врач не может связать конструкцию с естественным зубом и лечение заключается только в восстановлении клыка коронкой на имплантате? С другой стороны, нет никаких аргументированных доказательств тому, что комбинированная конструкция (зуб и имплантат) действительно лучше одиночной коронки на имплантате. Авторы данного обзора полагают, что если при апробации выбранной окклюзионной схемы она демонстрирует хорошие результаты на этапе предварительных реставраций, то ее без проблем можно имитировать на дизайне окончательных конструкций с тем же направлением окклюзионных контактов. Другим примером может послужить восстановление полной зубной дуги с опорой на имплантаты. В отличии от традиционных окклюзионных схем, стоматолог вероятней всего обеспечит фронтальный путь введения протеза с дезартикуляцией в задней области. Но есть ли основания для создания одновременных контактов в передней и задней областях для равномерного распределения сил? Gross так высказался по этому поводу: «Придерживаться традиционной парадигмы с формированием небольшой дисокклюзии является заманчивым подходом, но нет никаких научных доказательств в поддержку этого или какого-нибудь другого протетического алгоритма». Хотя величина сил не может быть отрегулирована в соответствии с основными механическими принципами, но нужно хотя бы сделать попытку, чтобы увеличить поддерживающую область и распределить нагрузки, насколько это возможно, с тем, чтобы минимизировать риск неуспешности реставрации.

Мало того, что влияние окклюзионной нагрузки не было доказано в качестве непосредственной причины потери костной массы, еще и фактор перегрузки в разных источниках ассоциируется с незначительным процентом неуспешного лечения. Перегрузка, по сути, не имеет взаимосвязи с нарушением остеоинтеграции, и, напротив, у пациентов с бруксизмом передаваемые на кость силы, являются в некоторой степени благоприятными и способствуют ремоделированию костной ткани в области шейки с достижением соответствующего уровня плотности кости. Последний аспект позитивно влияет на обеспечение стабильности имплантата. Во введении к данной статье авторы цитируют Taylor, который обращает внимание на отсутствие достаточного количества аргументированных доказательств относительно той или иной окклюзионной схемы с опорой на имплантаты. В настоящее время, спустя почти 20 лет, ситуация существенно не изменилась. Несмотря на малочисленность доказательств и некую недостаточную аргументированность руководящих принципов, касающихся влияния сил на феномен остеоинтеграции, протезы с опорой на имплантаты остаются методом лечения, обеспечивающим высокий процент успеха. Кроме того, многие исследователи ассоциируют причины неудач в разрезе чисто механических повреждений реставрации, а неуспешную остеоинтеграцию – с влиянием инфекционных факторов.

Выводы

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что величина нагрузки, прилагаемой на имплантат, является не столь важным фактором, влияющим на прогноз лечения. Можно предположить, что распределение контактов между установленным протезом и зубами-антагонистами играет существенную роль конкретно для сохранения протеза, но имеет не такое большое влияние на выживаемость имплантатов и потерю костной массы. Это предположение, однако, ни в коей мере не означает, что комфорт, функция и окклюзионные ориентиры могут быть проигнорированы. Но все же, тот факт, что адаптация окклюзии естественных зубов к модели «имплантат-протез» позволяет достичь хороших результатов в повседневной практике, аргументирует эффективность данного принципа до тех пор, пока не будет разработана и доказана перспектива возможных альтернативных вариантов.

Авторы:

Gilad Ben-Gal, DMD, MSc, BMedSc

Mordechai Lipovetsky-Adler, DMD, BMedSc

Orith Haramaty, DMD

Eldad Sharon, DMD, MSc, BMedSc

Ami Smidt, DMD, MSc, BMedSc