Cấu trúc Implant Nha khoa – Tích hợp xương, tương hợp sinh học
Bài viết này đề cập đến vấn đề tích hợp xương và sự tương hợp sinh học đối với cấu trúc Implant Nha khoa. Nha sĩ cần hiểu rõ các cơ chế liên quan đối với cấu trúc vi thể, từ đó đánh giá khả năng của từng loại Implant khác nhau và ứng dụng được tốt trên lâm sàng. Cùng tìm hiểu thêm về vấn đề này.
1. Tích hợp xương đối với cấu trúc Implant Nha khoa
Nội dung bài viết
Sự tích hợp xương là liên kết giữa xương và bề mặt cấu trúc implant.
Lát cắt mô học của sự tích hợp xương: (A) Bề mặt titanium của cấu trúc implant có các ren và xương tiếp xúc bề mặt trên một vùng lớn. Một ít tủy xương hiện diện và tiếp xúc với bề mặt implant. (B) Góc nhìn cận cảnh của xương khi tiếp xúc bề mặt titanium.
Nó không liên kết hoàn toàn và có thể đo lường được tỷ lệ bề mặt cấu trúc implant tiếp xúc với xương. Mức độ tiếp xúc xương ở xương vỏ cao hơn xương xốp, nơi mà các tủy xương thường kề cận bên cạnh implant. Vì vậy, xương có xương vỏ tốt và bè xương dày thường có khả năng tạo tiếp xúc xương cao nhất. Mức độ tiếp xúc xương có thể tăng theo thời gian. Sự tích hợp xương tự nhiên ở mức độ phân tử chưa được hiểu biết đầy đủ. Ở mức độ phóng đại thấp, ta thấy xương liên kết rất sát vào bề mặt implant. Với sự phóng đại cao hơn của kính hiển vi điện tử, ta thấy có 1 khe hở (rộng khoảng 100 nm) giữa bề mặt implant và xương. Ở đây có 1 vùng giàu collagen nằm kế cận bên xương và 1 vùng có cấu trúc vô định hình nằm bên cạnh bề mặt implant. Các phân tử Proteoglycans của xương có thể quan trọng trong việc tạo bám dính ban đầu của mô lên bề mặt implant trong trường hợp implant làm bằng titanium được phủ một lớp titanium oxide, được định nghĩa là sứ. Người ta cho rằng quá trình sinh học dẫn đến và duy trì tích hợp xương phụ thuộc các yếu tố sau, sẽ được làm rõ hơn trong những phần kế tiếp:
- Tương hợp sinh học
• Thiết kế Implant
• Quy trình phẫu thuật chôn vùi hay không chôn vùi
• Yếu tố xương
• Tình trạng chịu lực
• Phục hình
2. Tương hợp sinh học
Hầu hết cấu trúc implant nha khoa được làm bằng titanium nguyên chất. Nó đã được chứng minh là tốt cho sự tích hợp xương so với các vật liệu khác. Những vật liệu tương tự như niobium có khả năng tạo độ tích hợp xương cao và kết quả thành công trên lâm sàng cũng được báo cáo đối với hợp kim titanium aluminum vanadium. Có sự đổi mới ở hợp kim titanium như hợp kim titanium/zirconium của Straumann, bởi vì chúng có khả năng làm tăng tính chất lý học/ cơ học của implant. Điều này có ý nghĩa to lớn đối với các implant đường kính nhỏ. Implant phủ hydroxyapatite có khả năng cho phép xương phát triển nhanh trên bề mặt. Chúng được đề nghị dùng cho vùng có chất lượng xương kém. Điều bất lợi là sự bóc ra của lớp phủ và mòn đi theo thời gian. Lớp phủ có thể tự tiêu được phát triển với mục đích tăng tỷ lệ xương ban đầu kết nối vào bề mặt implant, sau đó lớp phủ sẽ bị tiêu trong một thời gian ngắn cho phép thiết lập tiếp xúc xương và kim loại. Implant phủ hydroxyapatite không được mô tả trong sách này vì tác giả không có kinh nghiệm về nó.
Tất cả các hệ thống được sử dụng bởi tác giả và minh họa trong sách được làm từ titanium và vì vậy có thể so sánh được ở khía cạnh này. Sự khác biệt chính trong các hệ thống là thiết kế, sẽ được xem xét trong mục kế tiếp.
3. Thiết kế cấu trúc Implant
Implant thường được thiết kế là implant trong xương dạng chân răng (implant nha khoa trong xương). Tuy nhiên, việc thiết kế phần kết nối giữa Implant- Abutment cũng như Abutment được xem là cực kỳ quan trọng trong việc thực hiện và lưu giữ phục hình. Nó sẽ được đề cập trong một chương riêng.
Việc thiết kế Implant có ảnh hưởng rất lớn đối với sự ổn định sơ khởi và chức năng tiếp theo trong xương. Sau đây là các thông số thiết kế chính:
• Chiều dài Implant
• Đường kính Implant
• Hình dạng
• Đặc điểm bề mặt
Chiều dài Implant
Thông thường, implant có chiều dài từ 6mm 20mm. Phần lớn – chúng ta thường sử dụng Implant có chiều dài từ 8mm – 15mm, nó tương ứng với chiều dài chân răng.
(A) Implant Branemark trong thang chiều dài từ 7-20mm. Bề mặt Implant được cắt bằng máy hoặc tiện, phần đầu implant có đỉnh phẳng và kết nối hình lục giác bên ngoài. (B) Thang độ Implant của Astra Tech có đường kính từ 3.0 đến 5.0 mm. Implant đường kính lớn có cổ dài hơn được tạo ren.
Cũng có xu hướng sử dụng hệ thống Implant dài hơn như Branemark, để so sánh với Straumann chẳng hạn. Báo cáo của Branemark đã ủng hộ việc sử dụng Implant có chiều dài tối đa ở những nơi có thể kết nối xương vỏ ở phía chóp cũng như ở phía nướu để đạt được sự vững ổn sơ khởi cao. Ngược lại, quan điểm của Straumann là tăng diện tích bề mặt của những Implant ngắn hơn bằng những tính năng thiết kế (như cấu trúc hình trụ rỗng) hoặc xử lý bề mặt (xem bên dưới).
Đường kính Implant
Hầu hết Implant có đường kính khoảng 4 mm. Để Implant có thể vững ổn trong xương thì nó cần có đường kính tối thiểu là 3.3mm. Những Implant có đường kính 3mm hiện nay vẫn còn tồn tại và thường được khuyên sử dụng cho những răng có tình trạng tải lực thấp, như những răng cửa hàm dưới. Những implant nhỏ thường được thiết kế thành 1 khối (tích hợp Abutment) vì chúng quá hẹp để có thể kết nối với abutment screw. Những Implant có đường kính lớn hơn ( >5mm), có diện bề mặt lớn hơn nên có độ bền cao hơn, sẽ được chỉ định đặt vùng răng cối. Chúng cũng có thể kết nối với vỏ xương phía bên để đạt được vững ổn ban đầu.Tuy nhiên, chúng cũng không được sử dụng rộng rãi bởi vì vùng xương hàm dưới của hầu hết bệnh nhân thường không đủ rộng.
(A) Implant Straumann đường kính hẹp với đường viền cổ nhẵn và kết nối với abutment có hình lục giác bên ngoài. (B) Implant Straumann (tissue level) đường kính chuẩn có viền cổ nhẵn và kết nối abutment bên trong.
Hình dạng Implant
Implant có rất nhiều hình dạng khác nhau. Nhiều tính năng thiết kế giống nhau giữa các hệ thống trong khi một số tính năng khác thì được thiết kế riêng, nhất là khi có bản quyền. Hình dạng Implant và thiết kế screw cùng với vùng đặt Implant chắc chắn có tác động đến hiệu suất phẫu thuật và tính vững ổn của Implant sẽ là tài liệu tham khảo cho các phẫu thuật viên. Hầu hết Implant có thiết kế hình trụ hoặc trụ thuôn có ren. Thiết kế hình trụ thuôn thường cần có thêm lực xoắn khi gắn vì phần rộng hơn được kết nối từ từ với bề mặt được sửa soạn. Thiết kế phần chóp cũng có thể song song hoặc thuôn hơn để gắn dễ dàng hơn, và có thể nhẵn hoặc có bề mặt cắt để đạt được sự tự tạo ren trong xương. Thiết kế ren và bước ren thay đổi đáng kể. Bước ren thường khoảng 0.6mm. Ren thường tròn hơn hoặc sắc hơn và ảnh hưởng đến sự vững ổn của Implant khi gắn. Phần cổ Implant có thể song song hoặc loe để cung cấp phần đầu lớn hơn hoặc mâm (platform) khi kết nối với abutment. Bề mặt ngoài của phần cổ Implant có thể có hình dạng ren tương tự như của phần thân Implant, nhưng thon hơn và nhẵn hơn. Đặc tính bề mặt của nó có thể tương tự hoặc nhẵn hơn ở phần thân. Kết nối abutment vào Implant có thể ở trong implant (kết nối trong), hoặc ở đầu của Implant (kết nối ngoài)
(A) Implant Astra Tech với ren nhỏ ở phần cổ hình nón và ren lớn ở phần thân. Toàn bộ bề mặt nhám do được xử lý bề mặt. (B) Implant Straumann với thiết kế phần nón thường được sử dụng trong quy trình đặt implant tức thời. Nó có phần viền cổ trơn láng ở mức mà mô mềm bám dính.
Các đặc tính bề mặt
Mức độ thô nhám bề mặt có sự thay đổi rất lớn giữa các hệ thống khác nhau. Bề mặt có thể được xử lí bằng máy, thổi cát, xói mòn, phun sương và phủ plasma, hoặc xử lý kết hợp.
Giá trị Sa của bề mặt Implant
Implant Branemark nguyên thủy có bề mặt được cắt tạo ren bằng máy. Loại Implant này có những gờ nhỏ khi được quan sát dưới độ phân giải cao.
Hình ảnh hiển vi điện tử của bề mặt Implant tạo ra bằng máy. Các gờ và rãnh trên Implant Branemark được cắt bằng máy.
Mức độ nhám này gần như lý tưởng bởi vì bề mặt nhẵn hơn sẽ thất bại trong việc tích hợp xương và bề mặt gồ ghề hơn thì có khuynh hướng giải phóng ion và dễ mòn. Tuy nhiên, phần lớn Implant hiện nay có bề mặt hơi gồ ghề để thúc đẩy việc tích hợp xương ở mức độ cao và nhanh hơn.
Hình ảnh hiển vi điện tử của bề mặt Nobel Biocare Ti-unite.
Các bề mặt này được tạo ra bằng nhiều cách. Implant Astra Tech trước đây có bề mặt gồ ghề được tạo ra bằng cách thổi cát, trong trường hợp này là các hạt Oxit Titanium. Kết quả là bề mặt có khoảng 5 micromet áp lực lên toàn bộ phần xương tiếp xúc với Implant. Việc xử lý bề mặt này gần đây đã được thay đổi hơn để tích hợp thêm ion fluoride.
Astra Tech được tăng tốc tích hợp xương bề mặt nhờ có sự kết hợp ion fluoride.
Bề mặt Implant Straumann nguyên thủy được phun plasma titanium (TPS).
Hình ảnh kính hiển vi điện tử của bề mặt Implant Straumann nguyên thủy được phun plasma titanium
Titanium nóng chảy được phun lên bề mặt Implant để tạo ra bề mặt rất thô, hầu hết là bề mặt xốp. Loại bề mặt này không được sử dụng thường xuyên bởi vì có thể dẫn đến viêm xung quanh implant nếu nó tiếp xúc với môi trường miệng. Straumann đã phát triển 1 bề mặt mới hơn gọi là SLA (thổi cát – hạt thô – xói mòn acid).
Hình ảnh hiển vi điện tử của bề mặt Implant Straumann được xử lý theo phương pháp SLA
Kỹ thuật này tạo ra 1 bề mặt lộn xộn các hạt lớn nhỏ xếp chồng lên nhau. Một phiên bản mới hơn của SLA làm tăng tính ưa nước, mà điều này giúp cải thiện tốc độ kết dính tế bào và tích hợp xương.
Xem thêm>>> Implant nha khoa – Chỉ định và chống chỉ định
Thiết kế Implant-abutment
Hầu hết các hệ thống Implant đều có nhiều loại Abutment dùng cho nhiều mục đích khác nhau (ví dụ: răng đơn lẻ, phục hình cố định, hàm phủ) và kỹ thuật khác nhau (ví dụ: abutment chuẩn, abutment có thể sửa soạn, abutment đúc, và nhiều loại vật liệu từ Titanium, vàng đến zirconia)
Tuy nhiên, việc thiết kế kết nối Implant-Abutment có rất nhiều điểm khác nhau. Kết nối Implant-Abutment Branemark nguyên thủy được mô tả có bề mặt trên đỉnh phẳng với thiết kế lục giác bên ngoài.
(A) Implant Branemark được đặt vào vùng răng cửa bên, với phần kết nối lục giác phía ngoài. (B) Bề mặt cắt dọc của 1 khối Implant Branemark nguyên thủy. Ở phần đỉnh là một vít bằng vàng kết nối phần ống vàng của vít abutment titanium và khối abutment titanium hình trụ để kết nối với Implant titanium.
Phần lục giác được thiết kế để cho phép Implant có thể vặn trong quá trình cấy ghép. Nó là thiết kế quan trọng trong quá trình cấy ghép 1 răng đơn lẻ, giống như là 1 cách để chống xoay. Thiết kế này rất hữu dụng trong phương pháp lấy dấu trực tiếp Implant hơn là lấy dấu Abutment, tức là Abutment sẽ được lựa chọn trong labo. Abutment được giữ chặt với Implant bằng cây vít Abutment. Phần kết nối giữa Implant và Abutment chính xác nhưng không được giấu kín, một tính chất không rõ có gây ra bất lợi lâm sàng nào không. Thiết kế lục giác chỉ cao khoảng 0,6mm và nó gây khó khăn cho các nhà lâm sàng thiếu kinh nghiệm trong việc xác định vị trí chính xác của Abutment trên Implant. Sự kết nối khít khao thường được kiểm tra bằng X quang với kỹ thuật chụp song song giúp quan sát rõ mối nối. Các Implant lục giác kết nối ngoài tương tự đã tăng thêm chiều cao phần lục giác để dễ kết nối với Abutment hơn. Đối với thiết kế nguyên thủy thì bộ phận yếu nhất của hệ thống là con vít nhỏ bằng vàng (vít phục hình), phần liên kết sườn phục hình với Abutment, sau đó là vít abutment và cuối cùng là implant. Theo cách đó, các lực quá tải dẫn đến các thất bại cơ học sẽ được giải quyết dễ dàng hơn.
Đọc thêm >>> Đạt Abutment tại phần hàm mất răng – Lưu ý phẫu thuật Implant
Hệ thống Implant Astra Tech là một trong những thiết kế Implant ngang mức xương đầu tiên đã kết hợp Abutment hình nón khớp vào trong đầu hình nón của Implant, tạo ra “bề mặt kết hợp hình nón”.
Phần dọc của Implant Astra răng đơn lẻ với Abutment zirconia, được gắn kết bằng kết nối trong và vít abutment bằng titanium.
Độ nghiêng cạnh vát hình nón là 11 độ thì tốt hơn cạnh vát Morse (6 độ). Abutment sẽ tự khớp đúng vị trí ngay cả những vùng khó. Không cần thiết phải luôn kiểm tra lại bằng X quang. Thiết kế này có sự liên kết chặt chẽ và đảm bảo. Những abutment chuẩn có 1 hoặc 2 phần với 1 vít Abutment sử dụng thiết kế lục giác kết nối trong chống xoay.
Implant Straumann ngang mức mô mềm có phần cổ được đánh bóng trơn láng để mô mềm bám vào, một đặc trưng mà nhiều hệ thống khác cũng đã kết hợp vào trong thiết kế Abutment. Phần nối Abutment-Implant có thể trên nướu hoặc dưới nướu, do đó việc kết nối và kiểm tra độ khít sát của các thành phần dễ dàng hơn các hệ thống khác. Phần nối Abutment-Implant cũng có thiết kế hình nón thuôn bên trong với góc nghiêng 8 độ.
Implant Straumann ngang mức mô mềm có kết nối abutment phía trong.
Nhiều hệ thống Implant hiện nay có các đặc tính đã mô tả trên. Khuynh hướng là thiết kế phần kết nối trong giữa Abutment và Implant mà cả hai bên đều song song và có một vùng phẳng nhỏ ở trên đỉnh hoặc thiết kế hình nón.
Implant Nobel có kết nối trong với abutment.
Cover screw đặt vào implant Astra Tech trước khi khâu để chôn implant trong kỹ thuật 2 thì.
Hầu hết các phần của hệ thống kết nối trong chống xoay hình lục giác/bát giác có sử dụng vít abutment nhưng vẫn có 1 vài hệ thống dựa vào sự gắn khít nhờ lực ma sát như hệ thống hình trụ thuôn của Morse. Với thiết kế kết nối trong cũng có khuynh hướng làm cho đường kính abutment nhỏ hơn phần đầu Implant tạo ra một đường viền “âm”. Nó được gọi là platform switching, cho phép mô mềm tăng trưởng mạnh hơn ở vùng này và có thể duy trì mức xương quanh Implant do tạo thuận lợi trong việc thành lập khoảng sinh học. Kết nối trong kín hơn làm giảm sự xâm nhập của vi khuẩn và do đó làm quá trình viêm có thể ảnh hưởng lên mức xương.
Nguồn: Implant trong thực hành Nha khoa – Richard D.Palmer/Nhóm dịch Saigon Young Dentists Việt Nam