استخوان‌پذیری و بیومکانیک ایمپلنت

استخوان‌پذیری (Osseointegration) اتصال ساختاری و عملکردی مستقیم بین استخوان زنده و سطح یک ایمپلنت تحمل‌کننده بار است، بدون وجود بافت فیبروز بینابینی. این اساس بیولوژیکی درمان مدرن ایمپلنت دندانی است و دوام آن به نحوه انتقال بار مکانیکی از ایمپلنت به استخوان اطراف بستگی دارد.

Definition

استخوان‌پذیری تماس مستقیم استخوان با ایمپلنت است که تحت بارگذاری عملکردی برقرار و حفظ می‌شود، به طوری که استخوان زنده بدون لایه بینابینی از بافت همبند فیبروز به سطح ایمپلنت چسبیده است.

Scope

این موضوع به مفهوم و شرایط استخوان‌پذیری، تمایز بین پایداری اولیه (مکانیکی) و ثانویه (بیولوژیکی)، و اصول بیومکانیکی که انتقال تنش را در رابط استخوان-ایمپلنت کنترل می‌کنند، می‌پردازد. این یک مرجع آموزشی در مورد چرایی و چگونگی ادغام ایمپلنت‌ها است، نه یک پروتکل بالینی.

Core questions

• چه شرایطی برای استخوان‌پذیری ایمپلنت به جای کپسوله‌شدن در بافت فیبروز لازم است؟
• پایداری اولیه و ثانویه چه تفاوتی دارند و چگونه در طول بهبودی تکامل می‌یابند؟
• بار اکلوزالی چگونه از ایمپلنت به استخوان منتقل می‌شود و چرا میکروموشن بیش از حد ادغام را مختل می‌کند؟

Key concepts

• تماس استخوان با ایمپلنت
• پایداری اولیه (مکانیکی)
• پایداری ثانویه (بیولوژیکی)
• میکروموشن ایمپلنت
• انتقال تنش و توزیع بار
• توپوگرافی سطح ایمپلنت
• بازسازی استخوان در اطراف ایمپلنت‌ها

Mechanisms

پس از قرار دادن ایمپلنت، تثبیت اولیه صرفاً مکانیکی است که از اصطکاک بین رزوه‌های ایمپلنت و استخوان اطراف (پایداری اولیه) ناشی می‌شود. در طول دوره بهبودی، استخوان اطراف تحت بازسازی قرار می‌گیرد و استخوان جدید در مجاورت سطح ایمپلنت تشکیل می‌شود و این وضعیت را به پایداری بیولوژیکی (پایداری ثانویه) تبدیل می‌کند. آلبرکتسون و همکارانش الزامات استخوان‌پذیری قابل پیش‌بینی را شناسایی کردند، از جمله مواد زیست‌سازگار، تکنیک جراحی بدون تروما، کیفیت استخوان کافی، و کنترل شرایط بارگذاری. از آنجا که ایمپلنت فاقد رباط پریودنتال است، نیروهای اکلوزالی مستقیماً به استخوان منتقل می‌شوند؛ میکروموشن بیش از حد در رابط در طول بهبودی می‌تواند تشکیل استخوان را مختل کرده و به جای ادغام، منجر به کپسوله‌شدن فیبروز شود.

Clinical relevance

اصول استخوان‌پذیری توضیح می‌دهند که چرا مدیریت جراحی، پایداری ایمپلنت و رژیم بارگذاری برای نتایج ایمپلنت اهمیت دارند و مبنای تفسیر ادبیات ایمپلنت را تشکیل می‌دهند. این مدخل یک مرجع مفهومی است و پروتکل‌های جراحی یا توصیه‌های درمانی فردی را ارائه نمی‌دهد.

Epidemiology

داده‌های کوهورت بلندمدت، که با مطالعه ۱۵ ساله آدل و همکارانش بر روی فک بی‌دندان آغاز شد، نشان داد که ایمپلنت‌های استخوان‌پذیرفته می‌توانند برای سال‌های متمادی پایدار بمانند. شواهد حاصل از مرور سیستماتیک و متاآنالیز (Schimmel و همکاران، ۲۰۱۸) نشان می‌دهد که بقای ایمپلنت معمولاً حتی در بیماران مسن و افراد دارای برخی شرایط سیستمیک بالا باقی می‌ماند، اگرچه چنین عواملی می‌توانند نتایج را تعدیل کنند.

History

این مفهوم از مشاهده تصادفی برانمارک در دهه ۱۹۶۰ نشأت گرفت که اتاقک‌های تیتانیومی به طور محکم در استخوان لنگر می‌اندازند. او اصطلاح استخوان‌پذیری را ابداع کرد و آن را در پروتزهای دندانی به کار برد، و جلد ۱۹۸۵ ویرایش شده توسط برانمارک، زارب و آلبرکتسون چارچوب بالینی را تثبیت کرد. مقاله ۱۹۸۱ آلبرکتسون و همکارانش شرایط لازم برای دستیابی مطمئن به آن را بیان کرد و دندانپزشکی ایمپلنت را از یک عمل تجربی به یک عمل مبتنی بر بیولوژی تغییر داد.

Debates

آیا استخوان‌پذیری به بهترین وجه به عنوان یک تعادل پایدار یا پاسخ به جسم خارجی درک می‌شود؟

برخی از نویسندگان پیشنهاد کرده‌اند که استخوان‌پذیری نشان‌دهنده یک واکنش کنترل‌شده و متعادل استخوان به یک ماده خارجی است تا صرفاً پذیرش بی‌اثر، که این بازنگری بر نحوه تفسیر رفتار استخوان پری‌ایمپلنت و تحلیل استخوان حاشیه‌ای تأثیر می‌گذارد؛ زیست‌شناسی زیربنایی همچنان مورد بحث است.

Key figures

• Per-Ingvar Brånemark
• Tomas Albrektsson
• George Zarb

Seminal works

• branemark-albrektsson-1981
• adell-1981
• branemark-1985

Frequently asked questions

تفاوت بین پایداری اولیه و ثانویه ایمپلنت چیست؟

پایداری اولیه تثبیت مکانیکی فوری ایمپلنت از طریق تماس بین رزوه‌های آن و استخوان در زمان قرارگیری است؛ پایداری ثانویه در طول بهبودی با تشکیل استخوان جدید در برابر سطح ایمپلنت ایجاد می‌شود و لنگرگاه مکانیکی اولیه را با ادغام بیولوژیکی جایگزین می‌کند.

چرا میکروموشن بیش از حد مانع استخوان‌پذیری می‌شود؟

اگر ایمپلنت در طول بهبودی نسبت به استخوان اطراف بیش از حد حرکت کند، به جای استخوان، بافت فیبروز تمایل به تشکیل در رابط دارد و به جای تماس مستقیم استخوان با ایمپلنت، منجر به کپسوله‌شدن بافت نرم می‌شود.