Oplåsning af mysteriet: Hvordan påvirker implantat-abutment-forbindelsesgrænsefladen skruestabiliteten?

Viden

Hvordan påvirker implantat-abutment-forbindelsesinterfacet skruestabiliteten?

Dyk ned i gåden: Udforsk dynamikken i skruestabilitet i tandimplantater!

20. december 2023

Nysgerrig efter hemmelighederne bag skrueløsning i implantat-tandplejen? Tag med os på en rejse, mens vi afslører mysterierne i forbindelsesgrænsefladen mellem implantat og abutment. Opdag, hvordan dette kritiske led påvirker stabiliteten af ​​skruer og holder nøglen til langvarig succes med tandimplantater. Gør dig klar til at afdække forviklingerne ved tandimplantologi i en fængslende udforskning!

 

Løsning af abutmentskruer er en almindelig mekanisk komplikation i implantatrestaureringer, hvilket fører til mikrobevægelser eller endda brud på abutmentet. Dette fænomen påvirker patienttilfredsheden og har en rapporteret skrueløsningsrate på fra 5,3 % i det første år til 5,8-12,7 % inden for fem år efter belastning.

Forskellige faktorer bidrager til at løsne abutmentskruer, herunder implantatplacering, restaureringsmorfologi, abutment-implantatforbindelsesdesign og oral parafunktion. Blandt disse betragtes forbindelsesgrænsefladen mellem implantat og abutment som et kritisk aspekt, og dets indvirkning på stabiliteten af ​​abutmentskruen er stadig ufuldstændigt forstået.

1. Mulige mekaniske principper for løsnelse af abutmentskrue

Under tilspændingsprocessen gennemgår abutmentskruen elastisk forlængelse, hvilket skaber en forspændingskraft, der låser den fast i implantatets indvendige gevind. Løsning af skruer er en to-trins proces: indledende tyggekræfter fører til let glidning og tab af forspændingskraft, efterfulgt af skruedrejning og løsning, når forspændingskraften falder under en kritisk tærskel.

Undersøgelser viser, at selv uden ydre kræfter kan forspændingskraften falde med 2-10 % inden for sekunder eller minutter efter tilspænding, hvilket tilskrives initialt drejningsmomenttab forårsaget af overfladeuregelmæssigheder. Dette er kendt som skruesætning.

2. Påvirkning af Abutment Interface på skrueløsning

2.1 Implantat-Abutment-forbindelsestyper

Der findes to hovedtyper af implantat-abutment-forbindelser: interne og eksterne forbindelser. Eksterne forbindelsessystemer overfører mere kraft til implantathalsen og abutmentskruen, hvilket gør dem mere tilbøjelige til at skrue løs. Forskning tyder på, at interne forbindelsesimplantater generelt udviser bedre skruestabilitet.

Mens interne forbindelsessystemer bruges i vid udstrækning klinisk, tilbyder forskellige producenter forskellige interne forbindelsesdesign, og deres indvirkning på implantat-abutment-grænsefladen er fortsat usikker. In vitro bidsimuleringseksperimenter afslører, at sekskant kombineret med kegleformede forbindelser udviser mindre drejningsmomenttab end rene sekskantforbindelser, mens kegleforbindelser modstår skrueløsnelse endnu bedre.

Finite element analyse tyder på, at kegle kombineret med sekskantforbindelser er mindre tilbøjelige til at skrue løs i forhold til kegle kombineret med ottekantede forbindelser på grund af reduceret adskillelse mellem skruen og abutmentets indvendige overflade. Imidlertid rapporterer undersøgelser potentielle negative effekter på biomekanisk stabilitet på grund af tilstedeværelsen af ​​anti-rotationsstrukturer. Det optimale interne forbindelsesdesign kræver yderligere validering.

2.2 Abutmentmateriale

Kontrovers omgiver påvirkningen af ​​abutmentmateriale på stabiliteten af ​​implantat-abutment-grænsefladen. Sammenlignende undersøgelser af tre niveauer af rene titanium-abutments og Ti-6Al-4V-abutments indikerer, at Ti-6Al-4V har en mindre indflydelse på skrueløsningen på grund af dens højere grænseflade bøjningsstyrke. Coating af abutments med carbonfilm har vist sig at reducere skrueløsnelse ved at forbedre overfladestyrken.

På trods af forbedringer i metalabutments, fortsætter æstetiske bekymringer. Keramiske abutments løser disse bekymringer, men udgør udfordringer med hensyn til langsigtet kompatibilitet med metalimplantater og abutmentskruer. Observationer af slid på zirconia abutment-implantat-grænsefladen og mindre fejljustering efter dynamisk belastning rejser spørgsmål om drejningsmomenttab.

Forskning i samspillet mellem zirconia og metal indikerer, at slid er uundgåeligt, og yderligere undersøgelser er nødvendige for at afgøre, om slid skrider frem over tid. Risikoen for skrueløsning og implantatbrud øges, når zirconia-abutments interagerer med metal. Mens metal-på-metal-slid forventes, kræver forståelsen af ​​begrænsningerne ved zirconia-metal-grænseflader yderligere forskning.

2.3 Tredjeparts abutments

Tredjeparts abutments, ofte fremstillet ved hjælp af CAD/CAM-metoder, giver fordele ved omformning af tandkødets anatomi. Deres langsigtede kliniske og eksperimentelle stabilitet mangler imidlertid tilstrækkelig forskning. Sammenligninger mellem originale og CAD/CAM abutments viser reduceret omvendt drejningsmoment i CAD/CAM abutments efter cyklisk belastning, potentielt tilskrevet mikrobevægelser eller små mellemrum mellem abutmentet og implantatet eller skruen.

Undersøgelser tyder på, at originale abutments udkonkurrerer tredjeparts abutments, hvilket understreger behovet for dybdegående forskning i grænseflademismatch og mikrogap-problemer som følge af CAD/CAM-behandlingsmetoder.

Som konklusion er det afgørende at forstå de mekaniske principper og grænsefladefaktorer, der påvirker løsnelse af abutmentskruer, for at udvikle mere pålidelige implantatrestaureringer. Yderligere forskning er nødvendig for at validere optimale interne forbindelsesdesign, udforske den langsigtede kompatibilitet af keramiske abutments og adressere bekymringer relateret til tredjeparts abutments fremstillet ved hjælp af CAD/CAM-metoder.

3. Indvirkning af skruegrænseflade på abutment-skrueløsning i todelte implantatsystemer

I todelte implantatsystemer spiller abutment-skruen en afgørende rolle ved at forbinde implantatet og abutmentet, hvilket bibeholder stabiliteten af ​​forbindelsesgrænsefladen. Forspændingskraft er en nøglefaktor til at forhindre skrueløsning, med 90 % af drejningsmomentet under tilspændingsprocessen dedikeret til at overvinde friktion, mens kun 10 % bidrager til at generere forspændingskraft. Omdannelsen af ​​tilspændingsmoment til forspændingskraft er tæt forbundet med forskellige faktorer såsom skruematerialestyrke, friktionskoefficient, geometrisk form og tilspændingsmetode, hvoraf mange stadig er ufuldstændigt forstået.

3.1 Skruemorfologi

Skruer består af gevind og en aksel, der almindeligvis er tilgængelig på markedet som fladhovedede, langskaftede skruer med 6 til 12,5 omdrejninger af gevind. Under tilspændingsprocessen bærer de tre gevind i bunden af ​​skruen primært belastningen. Undersøgelser, der sammenligner skruer med fladhoved og koniske skruer, viser, at koniske skruer bedre opretholder drejningsmomentet før belastning, men efter belastning er der ingen signifikant forskel i drejningsmomentpåvirkning mellem de to. Imidlertid tyder eksterne eksperimenter på, at koniske skruer udviser højere modstand mod omvendt drejningsmoment selv efter belastning.

Med hensyn til indflydelsen af ​​fladhovedede eller koniske skruer på løsning og spændingstransmission, kan yderligere udforskning gennem finite element-analyse være nødvendig. Forskning fra Mohammed tyder på, at udvendige sekskantede forbindelsessystemer med 3,5 omdrejninger af gevindskruer har en mindre indflydelse på skrueløsning sammenlignet med interne sekskantede forbindelsessystemer, hvor de kortere gevind anses for fordelagtige i udvendige sekskantede forbindelser frem for interne sekskantede forbindelser.

Zipprichs rapport antyder, at gevindstigningen, der er nødvendig for at generere forspændingskraft, normalt er mindre end implantatets indvendige gevind. Den optimale reduktion i stigning for stabilitet og indvirkningen af ​​skruediameter på forspændingskraften forbliver dog uklar.

3.2 Skruemateriale og tredjepartsskruer

Selve materialets træk- og bøjningsstyrke kan påvirke skrueløsningen. Legeringsskruer udviser højere elasticitetsmodul og flydespænding end titanlegering, hvilket resulterer i bedre elastisk deformation og højere forspændingskraft under samme tilspændingsmoment. Undersøgelser, der sammenligner rene titanium- og Ti-6AL-4V-skruer viser, at rene titaniumskruer udviser mere udtalt løsning under de samme forhold, potentielt forbundet med Ti-6AL-4V'er højere udbyttestyrke.

Finite element-analyse af Wu et al. afslører, at CAD/CAM-skruer har dårligere tilpasningsevne mellem skruen og implantatet, hvilket forårsager spændingskoncentration på skruen og påvirker både skrueløsning og brud. Det er tilrådeligt at undgå brugen af ​​tredjeparts abutment-skruer klinisk, selvom denne konklusion mangler tilstrækkelig klinisk forskning til bekræftelse. Reduktion af friktionskoefficienten mellem abutmentskruen og implantatets indvendige overflade, hvorved mere af tilspændingsmomentet omdannes til forspændingskraft, kan øge trykket mellem gevindene og reducere skrueløsningen.

Bordin et al. foreslår, at belægning af abutment-skruer med Diamond-Like Carbon (DLC) forbedrer overfladehårdheden og Youngs modul, reducerer friktionskoefficienten ved skruegrænsefladen og forhindrer skrueløsning. Anodiseringsbehandling for at øge hårdheden af ​​titaniumoverfladen og reducere friktionskoefficienten er også blevet foreslået af Colpak. Den langsigtede kliniske opfølgning er imidlertid nødvendig for at evaluere det potentielle irreversible slid forårsaget af interaktionen mellem den hårdere skrueoverflade og den blødere indre overflade af implantatet.

3.3 Stramningsmetoder

I øjeblikket er der ingen standardiseret skruestramningsprocedure. Tidlige forslag foreslog en rutinemæssig klinisk procedure med efterspænding 10 minutter efter den indledende tilspænding for at minimere senere skrueløsning. Undersøgelser fra Varvara viser, at efterspænding 2-5 minutter efter den første tilspænding resulterer i minimalt drejningsmomenttab. Alnassers forskning, der sammenligner forskellige tilspændingsmetoder, tyder på, at gentagen tilspænding tre gange giver det maksimale omvendte drejningsmoment.

På trods af debatter om effektiviteten af ​​kontinuerlige løsne- og spændingsmetoder for at modstå skrueløsnelse, tyder undersøgelser på, at effektiviteten af ​​metoden kan afhænge af skruemateriale. Kontinuerlig løsning kan øge forspændingskraften, mens nogle hævder, at gentagen tilspænding og løsning kan mindske forspændingskraften. Kliniske anbefalinger for skruetilspænding bør baseres på det specifikke kliniske scenarie og producentens retningslinjer, der understreger vigtigheden af ​​at undgå unødvendig tilspænding og åbning.

Arshads forskning understreger vigtigheden af ​​at begrænse antallet af skruestramningscyklusser, og understreger, at begrænsning af tilspændingsfrekvensen er mere afgørende end at bruge nye skruer. Elektronmikroskopiske billeder af skruegevind bekræfter, at gentagen tilspænding kan forårsage beskadigelse af gevindets kontaktflade, hvilket efterlader metalaffald mellem skruen og implantatets indvendige gevind, hvilket reducerer det effektive kontaktområde. Undersøgelser, der vurderer virkningen af ​​efterspænding versus udskiftning af skruer på løsnelse, tyder på, at genspænding efter ekstern belastning er mere effektiv til at reducere skrueløsnelse.

4. Implantatgrænseflades indvirkning på skrueløsning

Implantater med smal diameter er en levedygtig mulighed i områder med utilstrækkelig knoglemasse, men sammenlignet med traditionelle implantater medfører de en højere risiko for mekaniske komplikationer. Sammours in vitro dynamiske belastningseksperimenter bekræfter, at konventionelle implantater har en fordel ved at reducere momenttab sammenlignet med implantater med smal diameter. Mens indenlandsk anvendte implantater hovedsageligt er rent titanium, er de fremragende kortsigtede kliniske resultater af zirconiaimplantater blevet demonstreret. Men brugen af ​​metalliske skruer til at forbinde til zirconia implantater udgør betydelige udfordringer for den langsigtede stabilitet af øvre restaureringer.

5. Udfordringer og udsigter

Selvom virkningen af ​​at løsne abutmentskruer på implantatoverlevelsesrater kan være minimal, kan tilbagevendende hændelser påvirke patienttilfredsheden og føre til implantatgendannelsesfejl. Implantat-abutment forbindelsesgrænsefladen, som den svageste del af implantatsystemet, byder stadig på mange udfordringer, der kræver dybdegående forskning og forbedring. Nøgleområder omfatter bestemmelse af optimale overfladebehandlinger for abutment- og skrueoverflader for at minimere risikoen for skrueløsning, forståelse af den ideelle reduktion i skruestigning sammenlignet med interne implantatgevind for at øge forspændingskraften, forbedre tilpasningsevnen af ​​CAD/CAM-fremstillede abutments til implantater, og identifikation af de bedste materialer til skruer forbundet til zirconia implantater. Med fortsatte fremskridt inden for materialevidenskab og dybere forskning i virkningerne af skrueløsning, er det muligt at reducere hastigheden af ​​løsnelse af anslagsskruer. Denne anmeldelse tjener også som en påmindelse til klinikere om regelmæssigt at inspicere implantatkomponenter i deres kliniske praksis.