Name: インプラント周囲炎治療における機械的方法がインプラント表面の除染と粗さに及ぼす影響 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-03-14T14:40:00.000+00:00
Duration: 6 min 36 s
Description: 学ぶインク染色法によるインプラント表面除染と粗さ評価の実験モデル構築。表面粗さと除染効果の相関を解明し、臨床意思決定を支援する実証データを提供します。

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研究プロトコルは、トルコのアンタルヤにあるアクデニズ大学の倫理委員会 (TBAEK-363) によって承認されました。本研究は、アクデニズ大学研究基金(プロジェクト番号:TDH-2024-6676)の支援を受けて行われました。この研究では、4.2 mm x 11 mmの寸法のネジ型歯科インプラント(PrimeTaper EV Implant)を利用し、カラーに1.7 mmのマイクロスレッドデザインを特徴としています。サンドブラストによる表面処理と希釈フッ化水素酸による酸エッチングにより、明確に定義されたOsseoSpeed表面を実現します。
1. 実験的インプラント周囲炎モデルの準備
注:3つの除染機械的処理方法(空気研磨剤(AA)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)超音波、およびチタンキュレット。 資料表)2つの異なるインプラント周囲炎の欠陥タイプ11 (クラス1Aおよびクラス1B)が分析されました。したがって、6つの実験グループがありました(図1)。合計62のインプラントが使用され、そのうち1つはポジティブコントロールインプラント、1つはネガティブコントロールインプラントでした。この in vitro 研究デザインは、最初にSharhmannらによって開発されました16、さまざまな研究者によって変更されています12、13、14、15、16、17、18 文献(図2)。グループ間でバイオフィルム除去効果に 10% の差があると仮定すると、G*パワー、効果サイズ 0.50、タイプ I エラーが 5%、検出力が 80% の 6 つのグループについて、サンプル サイズは 60 (各グループごとに 10) と決定されました。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67778/67778fig01.jpg"> 
図1:実験グループのフローチャート。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67778/67778fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<ol>
	<li>教育用下顎ファントムモデルから1つの第一大臼歯を取り外します。プラスチック製の歯は、このファントムモデルにネジで固定されています。最初の大臼歯を緩め、ソケットからねじ山を取り外します。柔らかいシリコン素材を成形してソケットを覆い、平らな歯槽骨隆起を作成してソケットを埋めます。 注:無歯顎領域に埋入されたインプラントのシミュレーションが作成されています。</li>
	<li>準備したモデルをラボスキャナーでスキャンして、デジタルデザインを作成します。</li>
	<li>3Dクラス1Aおよびクラス1B11 のインプラント周囲骨欠損をデジタルで作成します。Exocadソフトウェアプログラムを開きます。スキャンしたモデルファイルをアップロードします。次に、「 デザイン 」をクリックし、「 エキスパートモード」を選択します。不規則な領域は、Edit Meshオプションで削除します。次に、右クリックして、[ スキャンをファイルとして保存 ]をコンピューター上の関連フォルダーに選択します。</li>
	<li>[ツール]&gt;[メッシュの追加/削除]オプションを選択し、[ワックススキャン]&gt;[ファイルのアップロード]を選択して、フォルダに保存したファイルを選択します。その後、右側のウィザードモードをクリックします。</li>
	<li>結果の新しい STL モデルで、歯のソケットに欠陥シミュレーションを作成します。これを行うには、左側の [追加/削除 ]をクリックします。 楕円形のブラシサイズを選択します。その後、Shiftキーと左クリックを同時に使用して、モデルに欠陥を作成します。インプラントの頬面上の欠陥の長さを5 mm、幅を4.2 mm(インプラントの直径に対応)に調整します。クラス1Aの欠陥は、欠陥の場合は5-5-5 mmです。</li>
	<li>欠損の水平幅を狭くするには、左側の[解剖学]をクリックし、欠損の前庭幅を内側に狭めてカスプを選択します。次に、右クリックしてシーンをファイルとして保存します。</li>
	<li>最終モデルを作成するには、プログラムを再起動し、保存したフォルダを再読み込みします。次に、右側の ウィザードモード と モデルアライメント オプションを選択します。モデルタイプとして左の デジタルワックスアップモデル を選択します。「次へ」を数回クリックして、左側のモデル設計セクションに移動します。「フルモデル」オプションを選択し、「 次へ 」を 2 回クリックします。モデルファイルが完成したら、エクスプローラーで開くと、印刷の準備が整います。</li>
	<li>設計したモデルのSTLファイルを3Dプリンターに転送します。作成したデジタルモデルをモデルレジンでプリントします。</li>
	<li>実験モデルを96%エタノールで5〜10分間すすぎます。洗浄プロセス後、モデルを発光硬化装置に置き、製造元の指示に従って用量設定で5分間光で硬化させます。 注:インプラントの穴あけに適した、引張強度、曲げ強度、圧縮強度の高い樹脂モデルを使用してください。製造元の指示に従って、印刷したモデルをアルコールベースの溶液で洗浄し、適切に光硬化していることを確認します。</li>
</ol>
2. インプラントの染色
<ol>
	<li>テストインプラントを粘性のある耐水性の赤いインクに浸します。インプラント表面のすべての部分がインクで15秒間完全かつ均質に覆われていることを確認します。ドライバーハンドピースまたは印象ポストを使用して、手が触れないように滅菌容器からインプラントを取り出します。 注:この染色は、写真分析のために光学的に見えるバイオフィルムの代用をシミュレートします。</li>
	<li>汚れたインプラントをデンタルユニットのエアシリンジで風乾し、インクが均一に分散するようにします。染色したインプラントをさらに室温で24時間乾燥させます。インプラントをハンドピースで分離して、手を触れずに乾燥させます。</li>
</ol>
3. 染色インプラントの埋入
<ol>
	<li>歯科理学療法ディスペンサーの設定を次のように調整します:800 rpm、40 Nのトルク、生理食塩水灌漑なし。</li>
	<li>実験モデルに外科用インプラントドリルを使用してインプラントソケットを作成し、長さ11 mm、幅4.2 mmのインプラントを配置します。両方のタイプの欠陥があるモデル(クラス1Aおよび1Bの欠陥モデル)に同じインプラントソケットを準備します。</li>
	<li>インプラントドリルは、製造元の指示に従って順番に使用し、一次安定性を達成します。穴を開けた後、空気水シリンジで残りの破片を清掃し、インプラントを埋め込みます。インプラントの微小な動きを避け、モデルの微小亀裂を防ぐために、クランプを使用して作業プラットフォーム上の実験的なインプラント周囲炎モデルを安定させます。</li>
	<li>キャリアハンドピース付きのインプラントをソケットに挿入します。頬面に5mmの露出領域を残します。インプラントがモデルの舌骨稜の同じレベルで沈んでいることを確認します。汚れたインプラント表面に触れないでください。</li>
</ol>
4. インプラントの除染
<ol>
	<li>インプラントを実験的な 1A および 1B 欠陥モデルから削除せずに、グループでインプラントの除染を開始します。</li>
	<li>空気研磨システム:14μmのエリスリトール粉末を使用した水灌漑でデバイスをフルパワーに設定します。デバイスの先端をインプラント表面から2〜3 mmのところに保持し、露出したインプラント周囲炎の欠陥に粉末を均等に塗布します。作業時間を1Aの欠陥の場合は2分、1Bの欠陥の場合は3分に制限します。</li>
	<li>ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)超音波チップ:デバイスを8電力(80%)に設定し、最大水灌漑を行います。PEEKハンドピースは、超音波使用に適した方法で保持します。インプラント表面の除染を直線的および平行な動きで行います。PEEKチップは、そのデザインが許す限りスレッドの間に適用します。作業時間を1Aの欠陥の場合は2分、1Bの欠陥の場合は3分に制限します。</li>
	<li>チタンキュレット:5mmの露出したインプラント表面に約0.75Nの力で、60°〜90°の一定の圧力でインプラント表面に連続して接触させ、1A欠陥の場合は2分間、1B欠陥の場合は3分間塗布します。</li>
	<li>除染後、ドライバーピースを使用して、手が触れないようにインプラントを取り外してください。除染後にモデルが変形した場合は、バックアップモデルに進んでください。実験的なインプラント周囲炎モデルを作業プラットフォーム上でクランプで安定させます。 注:すべての方法は、1人の研究者が校正および適用する必要があります。</li>
</ol>
5. 写真撮影
<ol>
	<li>互換性のあるインプラントドライバーピースを使用して、モデルからインプラントを取り外します。インプラントを20秒間風乾して、表面の緩んだ粒子/残りを取り除きます。</li>
	<li>インプラントをカスタムデザインのアクリル写真モデルに装着して、フラットビュー、30°アピカルビュー、30°コロナビューを撮影し、インプラント表面の糸のアピカル部分とコロナル部分を評価します。</li>
	<li>カメラを三脚に置き、カメラの設定を標準化します(距離15 cm、ISO 160、絞りf / 16、露出時間1/250秒)。部屋が十分に照らされていることを確認してください。三脚でカメラを安定させる必要があります。</li>
	<li>フラッシュでRAW形式のデジタル写真を撮ります。Class1A欠損については合計90枚の頬側写真(インプラント表面ごとに平坦な写真1枚、インプラント表面ごとに30°の頂端部1枚、30°冠状片1枚)を、Class 1Bの欠損部については270枚の写真(インプラントごとに各頬面、近心面、遠位面から平坦な写真、30°の頂端部、30°の冠状片)を取得します。すべてのデジタル写真ファイルをハードディスクに保存して、さらに画像分析を行います。</li>
</ol>
6. 画像解析
<ol>
	<li>すべての解析をデジタル画像ソフトウェア(ImageJ)で行います。分析の前に、Photoshopプログラム(Photoroom)を使用して写真の背景を黒にし、インプラントのみが画像に表示されるようにします。アプリケーションを開き、ギャラリーから各画像を追加します。画像から背景を削除し、オプションから 黒の背景 を選択します。</li>
	<li>ImageJに画像をドラッグ&amp;ドロップします。インプラントまで5mmの冠状動脈を覆うように、画像に正方形を描きます。次に 、「画像」&gt;「切り抜き 」をクリックして標準化します。各画像に対して同じプロセスを繰り返します。</li>
	<li>画像 ˃ タイプ ˃ 8ビット をクリックして画像を 8 ビット形式に変換し、画像 ˃ 調整 ˃ 面積計算のしきい値をクリックしてしきい値を調整します。</li>
	<li>インプラントの表面積全体と赤色の残留物領域を計算するには、 Analyze(分析)˃ Measure(測定)˃ Area(面積)をクリックしてください。</li>
	<li>取得したピクセル領域をスプレッドシートファイルに記録します。未加工の画像データを記録するために、別のスプレッドシートファイルを作成します。</li>
	<li>赤色の残骸の割合を求めるには、赤色の残骸の領域に100を掛け、インプラントの総表面積で割ります。</li>
</ol>
7. SEM分析
<ol>
	<li>すべてのインプラントは、分析の日まで滅菌ボックスに保管してください。</li>
	<li>SEM分析の前に、各処理群から代表サンプルを1つランダムに選択します。各グループから選択したサンプルに加えて、滅菌インプラントを1つ追加し、インプラントのみをインクで完全に覆います。したがって、SEM分析用に合計8つのインプラントサンプルを準備します。</li>
	<li>SEM分析の前に、注入表面のマイクロパウダーを除去するために、ガスガンを使用して窒素ガスを20秒間噴霧します。 注:デバイスの高度な技術により、追加の金コーティングは適用されませんでした。</li>
	<li>導電性カーボン接着ディスクを使用して、各インプラントをSEMスタブに取り付け、手で除染することなく頬側の平坦な表面を分析できるようにします。グループの混乱を避けるために、番号順に並べてください。</li>
	<li>装置に留置されたインプラントから領域を選択し、異なる倍率で画像を撮影します。インプラント表面の異なる領域(近心または遠位)に対して同じ手順を繰り返します。100倍、1000倍、5000倍の倍率で、平均作動距離12 mmの10-30 kVで動作するSEMデバイスを使用して画像を作成します。 注:襟部からの2本目のマイクロストランドとボディからの2本目のマクロストランドは、SEM分析中の標準化を確実にするために、各インプラントに対して選択されました。一部の画像では、比較のためにイメージング中に元素分析(EDS)を実行することをお勧めします。</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67778/67778fig02.jpg"> 
図2:調査のフローチャート。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67778/67778fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
8. 統計分析
<ol>
	<li>カテゴリ変数を数値とパーセンテージで表し、連続変数を平均と標準偏差で表します。連続変数の分布の正規性をShapiro-Wilk検定で確認します。</li>
	<li>欠陥グループ間の連続変数を比較するには、スチューデントのt検定を使用します。2つ以上のグループの比較には、統計的仮説が満たされたかどうかに応じて、一元配置分散分析またはクラスカルウォリス検定を使用します。</li>
	<li>正規分布データの場合、分散の均一性に関して、グループの多重比較にテューキー検定を使用します。非正規分布データの場合、ボンフェローニ調整マンホイットニーU検定を使用して、グループの多重比較を行います。すべての統計分析は、IBM SPSS 20を使用して実行されました。すべての検定の統計的有意水準は0.05であると考えられました。</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>3Dプリンター</td><td>DentaFab、イスタンブール、トルコ</td><td></td><td>実験的なインプラント周囲炎の欠損を引き起こす</td></tr><tr><td>3Dプリンティング樹脂&nbsp;</td><td>エイリアス、イスタンブール、トルコ</td><td></td><td>実験的なインプラント周囲炎モデルを作成するには</td></tr><tr><td>3Dスキャナー</td><td>DOF Inc. EDGE、ソウル、韓国</td><td></td><td>歯科用ファントムモデルのスキャンに使用</td></tr><tr><td>エア研磨システム</td><td>AIRFLOW Plus PowderE.M.S.、Electro Medical Systems S.A.、ニヨン、スイス</td><td></td><td>インプラント表面の除染に使用</td></tr><tr><td>CAD/CAMソフトウェア</td><td>エクソキャド 3.2 エレフシナ</td><td></td><td>実験的なインプラント周囲炎の欠損を引き起こす</td></tr><tr><td>カメラ</td><td>キヤノンEOS 70D、日本</td><td></td><td>インプラントの写真記録を取得するには</td></tr><tr><td>インプラント</td><td>DS PrimeTaper、デンツプライシロナ、ハーナウ、ドイツ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>光硬化ユニット</td><td>Solidilite V, 日本</td><td></td><td>実験室での実験モデルの硬化に使用</td></tr><tr><td>パーマネントインク</td><td>エディング、ドイツ&nbsp;</td><td></td><td>バイオフィルムを模倣するためにインプラント表面を染色するために使用されます</td></tr><tr><td>理学療法士</td><td>デンツプライ・シロナ、ハーナウ、ドイツ</td><td></td><td>インプラントを実験モデルに配置するには</td></tr><tr><td>SEMデバイス</td><td>FEI QUANTA FEG 250 FEI Technologies Inc.(米国オレゴン州)</td><td></td><td>インプラント表面のトポグラヒ変化の解析に使用</td></tr><tr><td>外科用インプラントセット</td><td>デンツプライ・シロナ、ハーナウ、ドイツ</td><td></td><td>インプラントを実験モデルに配置するには</td></tr><tr><td>チタンカレット</td><td>ランガー & frac12;チタンキュレット、Hu-Friedy、シカゴ、イリノイ州、アメリカ</td><td></td><td>インプラント表面の除染に使用</td></tr><tr><td>超音波PEEKチップ</td><td>PI-MAX インプラント スケーラー、E.M.S.、Electro Medical Systems S.A.、ニヨン、スイス</td><td></td><td>インプラント表面の除染に使用</td></tr></tbody></table>

インプラント周囲炎治療における機械的方法がインプラント表面の除染と粗さに及ぼす影響

Effects of Mechanical Methods Used in Peri-implantitis Treatment on Implant Surface Decontamination and Roughness

ここで説明するインプラント表面の除染を分析するための実験プロトコルでは、さまざまな治療手順間で大きな違いが明らかになりました。さらに、治療後のSEMプロトコルでは、研究グループ間で程度の差こそあれ、インプラント表面に有意な変化が見られました。
除染後のインプラントレベルの比較(総インプラント平均) インプラント レベルの比較は、各インプラントの一般的な平均値 (クラス 1A 欠損の頬面の測定平均と、クラス 1B 欠損の頬面、近心面、および遠位面の測定平均) を比較することによって実行されました。したがって、最も効果的な除染は、1A欠損(0.19 ± 0.02)のAAで得られました(p &lt; 0.001)。このグループに続いて、AA-1B(0.29±0.04)、PI-1B(0.38±0.04)、PI-1A(0.43±0.03)が続きました。除染が最も少なかったのは、TIT-1A(0.53±0.03)およびTIT-1B(0.56±0.03)グループでした。チタンキュレット群(1A-1B)間に有意差はなかったが、他のすべての群のペアワイズ比較で...

Various mechanical methods have been proposed for decontaminating dental implant surfaces with varying success. This in vitro study evaluated the ...

この研究では、走査型電子顕微鏡分析を使用して、インプラント表面の除染のための空気摩耗システム、PEEK 超音波チップ、およびチタン キュレットの有効性と、それらが表面粗さに及ぼす影響を評価します。インプラント周囲炎の有病率は世界中で増加しており、この病気の効果的な治療法のための決定的なプロトコルはありません。結果は、空気摩耗が再生目的でのインプラント表面の除染に安全かつ効率的に使用できることを示しています。SEMはインプラント表面の詳細を提供できますが、表面処理後の変化を区別するためのオブジェクトインデックスが必要です。[ナレーター]まず、教育用下顎ファントムモデルから第一大臼歯を取り外します。ドライバーを使用して、第一大臼歯を固定しているネジを緩めて取り外します。ソケットからスレッドを引き出します。柔らかいシリコン素材をソケットに成形して、平らな歯槽堤を作成します。モデルレジンを使用してデジタルモデルを印刷します。次に、印刷された実験モデルを96%エタノールで5〜10分間すすぎます。洗浄後、モデルを発光硬化装置に入れます。モデルを光で5分間硬化させます。インプラントを染色するには、粘性のある耐水性の赤インクに15秒間完全に浸します。染色されたインプラントを歯科用ユニットのエアシリンジで自然乾燥させ、インクの均一な分散を実現します。次に、歯科用理学療法士の設定を毎分 800 回転、40 ニュートン トルクに調整し、生理食塩水洗浄を行いません。外科用インプラントドリルを使用して、長さ11mm、幅4.2mmのインプラントの実験モデルでインプラントソケットを作成します。次に、キャリアハンドピースを使用してインプラントをソケットに挿入します。インプラントの 5 ミリメートルが頬側表面に露出したままであることを確認してください。モデルの舌側骨稜と同じ高さに沈めるインプラントを位置合わせします。空気研磨システムの場合は、水灌漑でデバイスをフルパワーに設定し、14マイクロメートルのエリスリトール粉末を塗布します。インプラント表面から2〜3ミリメートルのところにデバイスの先端を持ち、粉末を均一に塗布します。ポリエーテル-エーテル-ケトンまたはPEEK超音波チップの場合は、デバイスを最大水灌漑で電力レベル8に設定します。直線および平行な動きで除染を実行し、可能な限りインプラントスレッド間に確実に適用します。チタンキュレットの場合は、インプラント表面に60〜90度の角度で一定の圧力で連続した接触を適用します。互換性のあるインプラントドライバーピースを使用して、モデルからインプラントを取り外します。インプラントを 20 秒間自然乾燥させて、表面の緩んだ粒子や残りを取り除きます。インプラントをカスタム設計のアクリル写真モデルに配置して、インプラントスレッドの頂端領域と冠状領域を評価します。次に、カメラを三脚に取り付け、カメラの設定を標準化します。部屋が適切に照らされていることを確認してください。フラッシュでRAW形式のデジタル写真を撮影します。画像分析の場合は、[画像]、[タイプ] の順にクリックし、8 ビットを押して画像を 8 ビット形式に変換します。面積計算の画像、調整、しきい値を順番にクリックしてしきい値を調整します。次に、分析を押し、次に測定を押します。次に、面積をクリックして、インプラントの総表面積と赤い残留面積を計算します。SEM分析では、まずガスガンを使用してインプラントに窒素ガスを20秒間噴霧し、インプラント表面から微粉末を除去します。導電性カーボン粘着ディスクを使用して、各インプラントをSEMスタブに取り付けます。SEMイメージング前の誤認を防ぐために、インプラントを番号順に並べてください。最も効果的な除染はAA-1A群で観察された。除染が最も少なかったのは、TIT-1A群とTIT-1B群であった。1B 欠損群の近心および遠位領域では、AA 治療群の頬側領域と比較して、糸の下により多くのインク残留物が見られました。さらに、1B欠損群の頬側マイクロスレッド部位に粉末粒子が観察されました。PEEKグループでは、ぼやけた穴あきの外観が観察されました。ただし、PEEK処理は、1000倍および5,000倍の倍率で、1B欠損群の近心および遠位領域でAAと同様の結果をもたらしました。チタンキュレットは広範囲の表面変化を引き起こし、1A 欠損群のマイクロスレッド頬側領域の粗い構造は区別できなくなりました。他のサイトでは、平坦化、縦方向および水平方向の傷が見られました。1B欠損群の近心部と遠位部では、粗い構造が消え、傷の数が増加しました。滅菌参照インプラントの元素分析により、99.2% のチタン含有量が明らかになりました。他のグループのブラックホールのような構造を分析し、完全にインクで覆われた未処理のインプラント表面は、炭素が優勢な組成を示しました。

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医学

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