Модель головы-фантома была использована для количественной оценки остаточного покрытия красителем после обработки потоком воздуха с эритритолом, воздушно-абразивной полировкой бикарбонатом натрия или инструментальной обработкой никель-титановой щеткой при двух конфигурациях периомплантатных дефектов. Все протоколы оставили остатки красителя. При дефектах классов 1A и 1B эритритол оставил большее остаточное покрытие на уровне имплантата, чем два других протокола.
Исследовательская статья
Механическая очистка поверхностей дентальных имплантатов: остаточное покрытие красителем и качественная морфология поверхности в модели in vitro на фантомной голове
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Механический дебридмент поверхностей имплантатов ограничен геометрией имплантата и ограничениями доступа, связанными с дефектом. В данном исследовании оценивалась остаточная площадь покрытия красителем после трех протоколов механического дебридмента на стандартизированной модели головы-фантома с целью проверки нулевой гипотезы о том, что степень покрытия не будет различаться между протоколами при каждой конфигурации дефекта. Шестьдесят титановых имплантатов были покрыты стойким красителем и подвергнуты воздействию струйного потока эритритола, воздушно-абразивной полировке бикарбонатом натрия или обработке никель-титановыми (Ni-Ti) щетками в симулированных периимплантатных дефектах класса 1A и класса 1B (n = 10 в группе). Остаточное покрытие красителем количественно определяли по трем фотографическим проекциям каждой поверхности с помощью ImageJ и выражали как процент оцениваемой проецируемой площади имплантата, покрытой остаточным красителем, где единицей эксперимента был имплантат. Покрытие до обработки было стандартизировано процедурно, но не измерялось количественно; следовательно, результаты представляют собой остаточное покрытие после обработки, а не количество удаленного загрязнения. Сканирующая электронная микроскопия (SEM) и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDS) использовались для описательной характеристики поверхности. Остаточный краситель сохранился на всех имплантатах. При дефектах класса 1A степень покрытия на уровне имплантата различалась в зависимости от протокола (p < 0.001), при этом использование эритритола показало большее покрытие, чем бикарбонат натрия (скорректированное p < 0.001) и Ni-Ti (скорректированное p = 0.014). Покрытие также различалось при дефектах класса 1B (p < 0.001), где эритритол снова превысил показатели бикарбоната натрия (скорректированное p = 0.018) и Ni-Ti (скорректированное p < 0.001). Бикарбонат натрия и Ni-Ti не имели значимых различий ни в одной из конфигураций (скорректированные p = 0.143 и 0.383). На дистальной поверхности дефектов класса 1B использование Ni-Ti показало меньшее покрытие, чем оба других метода (скорректированные p = 0.003 и 0.005). Распределение по участкам поверхности также различалось внутри каждого протокола при дефектах класса 1B (p ≤ 0.006). Предварительные наблюдения SEM-EDS отдельных образцов выявили различия во внешнем виде поверхности. В рамках ограничений данной модели in vitro степень остаточного покрытия красителем зависела от протокола, и ни один из протоколов не привел к полной очистке поверхности от красителя.
Введение
Периимплантатные заболевания широко распространены и связаны со значительным уровнем заболеваемости, представляя собой серьезную клиническую проблему в современной имплантологии1. Согласно классификации, принятой на Всемирном семинаре 2017 года по классификации периодонтита и периимплантатных заболеваний и состояний, периимплантит определяется как патологическое состояние тканей вокруг зубных имплантатов, связанное с воздействием бактериального налета, которое характеризуется воспалением периимплантатной слизистой оболочки и прогрессирующей потерей поддерживающей костной ткани2,3. Эпидемиологические данные свидетельствуют о том, что почти у каждого пятого пациента (19%–22%) может развиться периимплантит4,5.
Учитывая, что основным этиологическим фактором является накопление бактерий, эффективное лечение периимплантита зависит от тщательного удаления дисбиотической биопленки с поверхности имплантата для купирования воспалительного процесса6. Однако это остается сложной задачей из-за сложной макро- и микротопографии поверхностей имплантатов. Следовательно, хирургические подходы, обеспечивающие прямой доступ к поверхности имплантата, считаются наиболее предсказуемой стратегией для достижения эффективной механической деконтаминации при выраженных костных дефектах вокруг имплантата7,8. На результаты лечения также влияют морфология дефекта и способность методов деконтаминации обеспечить адекватный доступ к пораженной поверхности имплантата9,10.
Было предложено множество стратегий механической деконтаминации, включая использование кюреток, ультразвуковых инструментов, воздушно-абразивных систем и вращающихся титановых щеток11,12. Несмотря на обширные исследования, консенсус относительно наиболее эффективного метода лечения периимплантита так и не был достигнут13. Идеальный метод механической деконтаминации должен не только эффективно удалять биопленку и отложения, но и избегать значительных вредоносных изменений поверхности имплантата14,15. Традиционные механические подходы, такие как использование кюреток и ультразвуковых устройств, могут вызвать повреждение поверхности16 и часто не позволяют восстановить свойства шероховатых поверхностей имплантатов17.
Воздушно-абразивные системы используются для удаления биопленки с поверхностей зубов и имплантатов. Хотя термин «воздушный полишинг» традиционно применялся к удалению биопленки с использованием порошков, включая эритритол, глицин, бикарбонат натрия и карбонат кальция, согласно недавнему экспертному консенсусу, термин «воздушный поток» (air-flowing) является более подходящим, когда используется специальное устройство со специально разработанным порошком эритритола размером 14-µm18. Соответственно, вмешательство на основе эритритола в данном исследовании называется воздушным потоком эритритола, в то время как вмешательство на основе бикарбоната натрия называется воздушным полишингом бикарбонатом натрия.
Среди новых механических подходов все большее внимание привлекают воздушно-абразивные системы и роторные щетки. Систематические обзоры исследований in vitro показывают, что воздушно-абразивные системы позволяют добиться существенной дека contaminating поверхности имплантата, хотя уровень остаточного загрязнения варьируется в зависимости от характеристик порошка, свойств поверхности имплантата, параметров устройства и доступности поверхности19,20. В моделях хирургической симуляции воздушно-абразивные системы и вращающиеся титановые щетки продемонстрировали более эффективную очистку по сравнению с традиционными методами, такими как использование кюретт и ультразвуковых устройств21,22,23,24,25,26. В ряде этих исследований оценивались вращающиеся титановые щетки, а не никель-титановые (Ni-Ti) щетки; следовательно, их результаты не следует интерпретировать как прямое доказательство эффективности инструментов с Ni-Ti щетками. Данные, специально касающиеся оценки Ni-Ti щеток, остаются ограниченными и в настоящее время представлены исследованиями in vitro, оценивающими эффективность удаления биопленки и изменения характеристик поверхности титана27,28.
Несмотря на эти достижения, прямые сравнения инструментов для воздушного потока с эритритолом, воздушного полирования бикарбонатом натрия и Ni–Ti щеток в рамках единой стандартизированной экспериментальной модели остаются ограниченными, особенно в условиях ограниченного хирургического доступа и различных конфигураций периимплантатных дефектов. Важно отметить, что большая часть имеющихся данных получена с использованием упрощенных лабораторных моделей, которые недостаточно точно воспроизводят клинические ограничения доступа или морфологию дефектов29. Таким образом, существует потребность в экспериментальных моделях, которые включают эти клинические трудности в дизайн исследования. Для восполнения этого пробела в данной работе были использованы напечатанные на 3D-принтере модели периимплантита, представляющие две различные конфигурации дефектов, интегрированные в стоматологический фантом головы для воспроизведения заранее определенных ограничений доступа. Целью исследования было сравнение остаточного покрытия красителем после обработки бикарбонатом натрия, эритритолом и Ni-Ti щетками для каждой конфигурации дефекта. Морфология поверхности имплантата и элементный состав проб были дополнительно охарактеризованы качественно с помощью сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии в качестве эксплораторных результатов. Нулевая гипотеза заключалась в том, что остаточное покрытие красителем на уровне имплантата не будет различаться между тремя протоколами дебридмента при раздельном тестировании в каждой конфигурации дефекта.
Протокол
Отчет об этом исследовании in vitro с использованием фантомных голов был проверен и структурирован в соответствии с Контрольным списком для отчетности об исследованиях in vitro (CRIS) в области экспериментальных стоматологических исследований30. Этическое одобрение было получено от Комитета по этике клинических исследований медицинского факультета Университета Акдениз (06.03.2025; решение № TBAEK-282). Экспериментальный протокол был адаптирован на основе ранее установленных методик26 и дополнительно усовершенствован с учетом последующих литературных данных29,31 с внесением модификаций для воспроизведения стандартизированных ограничений доступа. Каждый из трех методов механической деконтаминации (эритритольная воздушная струя, воздушно-абразивная обработка бикарбонатом натрия и Ni-Ti щетка) оценивался отдельно для обеих конфигураций дефектов при периимплантите (класс 1A и класс 1B), что в итоге дало шесть экспериментальных групп. Общий рабочий процесс и структура экспериментальных групп представлены на Рисунке 1 и Рисунке 2 соответственно. Торговые наименования, производители и номера по каталогу всех материалов и инструментов приведены в Таблице материалов.
Рисунок 1: Экспериментальная установка. (A) Интеграция напечатанной на 3D-принтере полимерной модели в фантом головы и (B) создание стандартизированной экспериментальной установки, имитирующей клинические условия. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Схематичная блок-схема, иллюстрирующая дизайн исследования и распределение по экспериментальным группам. SB, гидрокарбонат натрия. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Априорный расчет размера выборки был выполнен с помощью программы G*Power 3.1 (ANOVA: фиксированные эффекты, omnibus-тест, однофакторный анализ). На основании данных сопоставимого in vitro исследование31предполагался размер эффекта f = 0,50. При α = 0,05, мощность 80% и шесть экспериментальных групп, расчетный минимальный общий размер выборки составил 58 имплантатов. Для обеспечения равного распределения по шести группам размер выборки был увеличен до 60 имплантатов, что составило 10 имплантатов на группу и расчетную мощность примерно 0,83 при использовании заранее определенной модели. Для основного анализа три протокола дебридмента сравнивались отдельно для каждой конфигурации дефекта, по 10 имплантатов на протокол. Анализ чувствительности на основе соответствующей общей модели с фиксированными эффектами для трех групп показал, что общий размер выборки в 30 имплантатов обеспечивает мощность 80% для выявления величины эффекта примерно f = 0,60 или выше при α = 0,05. Поисковый анализ конфигурационного взаимодействия по дефектному протоколу не использовался при первоначальном определении объема выборки.
In vitro подготовка 3D-модели периимплантатного дефекта
Образовательная модель нижней челюсти была модифицирована путем удаления первого моляра нижней челюсти и заполнения этого участка мягким силиконом для создания плоского альвеолярного отростка. Модель была оцифрована с помощью лабораторного сканера, и полученные STL-данные были импортированы в программное обеспечение для компьютерного проектирования (CAD) стоматологических конструкций для виртуального моделирования дефекта. Конфигурации периимплантатного дефекта были спроектированы цифровым способом для имитации двух типов дефектов, наиболее часто наблюдаемых на уровне имплантата, — класса 1A и класса 1B, на основании данных, представленных Monje et al.32. Класс 1A представлял собой дефект с вестибулярной дегисценцией, в то время как класс 1B представлял собой комбинированный внутрикостный дефект с двумя или тремя стенками. Для дефектов класса 1A вестибулярный дефект имел протяженность 5 mm и ширину 4.2 mm, что соответствовало диаметру имплантата, использованного в исследовании. Дефекты класса 1B дополнительно включали мезиальный и дистальный компоненты, глубина каждого из которых составляла 5 mm. Готовые STL-файлы были изготовлены с помощью системы трехмерной (3D) печати и модельной смолы. После печати модели промывали в 96% этаноле в течение 5–10 min и подвергали постотверждению в течение 5 min в соответствии с рекомендуемым протоколом обработки. Для стабилизации каждая модель была установлена на блоки фантомной головы с помощью специальной системы фиксации. Металлическая гайка, совместимая с системой фантома, была расположена по центру в основании каждой модели. Поверхность соединения была слегка зашерочена для улучшения механической ретенции, после чего металлический компонент был закреплен универсальным адгезивом и дополнительно усилен текучим композитом для минимизации микроподвижности во время проведения манипуляций.
Образцы имплантатов и имитация загрязнения
Было использовано в общей сложности 62 дентальных имплантата из титана 4-го класса с уровнем установки на уровне кости (PrimeTaper EV) диаметром 4.2 mm и длиной 11 mm. Имплантаты имели шаг макрорезьбы 0.75 mm и шаг микрорезьбы 0.25 mm. Это были винтообразные имплантаты с определенной структурой поверхности, полученной путем пескоструйной обработки с последующей обработкой в разбавленном растворе плавиковой кислоты. Все 62 имплантата представляли собой стерильные изделия промышленного производства с идентичными характеристиками из одной производственной партии (партия № 527590). Два имплантата служили контрольными образцами: один положительный контроль, который прошел ту же процедуру имитации загрязнения, что и экспериментальные образцы, но не подвергался дебридменту, и один стерильный контрольный образец, который не подвергался ни загрязнению, ни инструментальной обработке. Остальные 60 имплантатов были распределены по шести экспериментальным группам (n = 10 в группе) в фиксированной последовательности, а не с помощью формально сгенерированной последовательности случайного распределения; распределение было открытым.
Фиксированная последовательность распределения была следующей: первые 10 имплантатов были распределены в группу эритритола класса 1A, затем 10 имплантатов — в группу эритритола класса 1B, 10 — в группу бикарбоната натрия класса 1A, 10 — в группу бикарбоната натрия класса 1B, 10 — в группу Ni-Ti щеток класса 1A и последние 10 — в группу Ni-Ti щеток класса 1B. Порядок выполнения протокола также был предопределен, а не рандомизирован: сначала применялся эритритол, затем бикарбонат натрия и, наконец, обработка Ni-Ti щетками.
Имитация контаминации проводилась последовательно в партиях по 20 имплантатов, специфичных для каждого протокола и включавших группы Class 1A и Class 1B, которым был назначен один и тот же протокол дебридмента. За один день до каждого сеанса дебридмента соответствующая партия из 20 имплантатов погружалась в красный перманентный краситель на 15 s, затем высушивалась на воздухе в перевернутом состоянии в течение 24 h при комнатной температуре. После 24-часового периода сушки выполнялся соответствующий протокол дебридмента. Эта последовательность была сначала завершена для групп с эритритолом, затем для групп с бикарбонатом натрия и, наконец, для групп с Ni-Ti щетками. Таким образом, каждая партия, специфичная для конкретного протокола, подвергалась одной и той же последовательности: погружению в краситель, 24-часовому высушиванию и последующему дебридменту в последовательные дни лечения. Имплантат положительного контроля контаминировали отдельно после завершения всех сеансов дебридмента, используя ту же процедуру погружения в краситель на 15 s и высушивания в течение 24 h. Дебридмент ему не проводили; он служил эталоном внешнего вида полностью контаминированной поверхности, не подвергавшейся инструментальной обработке. На протяжении всей подготовки образцов работа с имплантатами осуществлялась исключительно с помощью водителей имплантатов или передаточных штифтов для минимизации непреднамеренного загрязнения поверхности. Один оператор (B.B.A.) устанавливал все экспериментальные имплантаты в 3D-печатные модели. Остеотомии preparing подготавливались с использованием хирургического мотора при 800 rpm и ориентировались параллельно соседним зубам. Каждый имплантат позиционировался таким образом, чтобы 6 mm тела имплантата были погружены в модель, а коронные 5 mm оставались открытыми, тем самым воспроизводя заранее определенную степень имитированной периимплантатной резорбции кости. Поскольку и протокол дебридмента, и конфигурация дефекта были очевидны во время инструментальной обработки, ослепление оператора было невозможно. Модель представляла собой условие инструментальной обработки с открытым доступом, предназначенное для аппроксимации доступа, доступного после хирургического обнажения33. Мягкие ткани, кровотечение, слюна и условия хирургической раны не воспроизводились, и фактического отслоения лоскута не проводилось.
Протоколы механической обработки раны
Полная хирургическая обработка раны Процедуры выполнялись одним и тем же исследователем (B.B.A.) в стандартизированных условиях на манекене головы. Три метода механического дебридмента были оценены следующие методы: воздушная струйная обработка эритритолом (E), воздушная полировка бикарбонатом натрия (SB) и инструментальная обработка щетками из никель-титана (Ni-Ti). Каждый протокол оценивали при конфигурациях дефектов класса 1A и класса 1B. Общее время инструментальной обработки было заранее определено как 2 мин для дефектов класса 1A и 3 мин для дефектов класса 1B в соответствии с ранее описанным экспериментальным протоколом31более длительный период обработки при дефектах класса 1B был обусловлен наличием дополнительных мезиального и дистального компонентов дефекта. При дефектах класса 1A весь 2-минутный период обработки был отведен на обнаженную вестибулярную поверхность. При дефектах класса 1B 3-минутный период обработки был разделен поровну между тремя обнаженными поверхностями, по 60 с на каждую из вестибулярной, мезиальной и дистальной сторон, с контролем времени по секундомеру. Данное распределение времени идентично применялось для всех трех протоколов дебридмента. Поскольку общая продолжительность обработки была определена заранее в зависимости от конфигурации дефекта, а не для выравнивания времени воздействия на каждую отдельную поверхность, время экспозиции конкретных поверхностей различалось для дефектов класса 1A и класса 1B. Соответственно, результаты на уровне имплантатов для двух конфигураций дефектов не сравнивались напрямую; сравнение протоколов проводилось отдельно внутри каждой конфигурации.
Для протокола использования воздушного потока эритритола порошок эритритола с размером частиц 14 µm подавался с помощью субмукозального наконечника при фиксированном рабочем давлении 6 bar. В соответствии с рекомендациями производителя по субмукозальному применению, мощность поддерживалась в рекомендуемом диапазоне 5–10, а подача воды была установлена на максимальный уровень (10). Насадка непрерывно перемещалась по открытой поверхности имплантата вертикальными движениями и не оставалась неподвижной во время обработки. Для каждого имплантата использовался новый субмукозальный наконечник (Рисунок 3A).
Рисунок 3: Применение трех протоколов механического дебридмента. (A) воздушная подача эритритола с использованием субмукозального наконечника, показано на примере дефекта класса 1A; (B) воздушная полировка бикарбонатом натрия с использованием супрамукозального наконечника, показано на примере дефекта класса 1B; и (C) инструментальная обработка Ni–Ti щеткой, показано на примере дефекта класса 1B. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Для протокола воздушного полирования с использованием бикарбоната натрия порошок бикарбоната натрия размером примерно 40-µm подавался с помощью надслизистого наконечника при фиксированном рабочем давлении 4 bar. В соответствии с рекомендациями производителя по эксплуатации, настройка мощности поддерживалась в диапазоне 2–6, подача воды была установлена на максимальный уровень (10), а рабочее расстояние составляло 2–5 mm при угле наклона от 15°–80° относительно поверхности имплантата. В процессе применения угол наклона постоянно регулировался в этом диапазоне при выполнении полукруговых выметающих движений; наконечник не удерживался неподвижно (Рисунок 3B).
Для протокола с использованием никель-титановой щетки применяли роторную систему никель-титановых щеток, работавшую со скоростью 900 rpm с использованием хирургического углового наконечника, что соответствует рекомендованному производителем диапазону рабочих скоростей 600–1,200 rpm. В течение всего процесса обработки проводили непрерывную ирригацию стерильным физраствором согласно инструкциям производителя. Обработку выполняли с использованием рекомендованной производителем техники «касания и отведения» (touch-and-back), которая заключается в осторожных движениях прижатия и отведения для поддержания контролируемого контакта щетки с поверхностью имплантата. Выбор щетки был предопределен перед началом обработки на основании характеристик каждой конструкции щетки, указанных производителем и в описании продукта, а также геометрии доступа к поверхности соответствующего дефекта; одно и то же предопределенное назначение применялось ко всем имплантатам в рамках каждой конфигурации дефекта, и выбор в процессе обработки не осуществлялся.
Щетки Pocket Short, предназначенные для доступа к задним зубам/молярам, использовались для обработки вестибулярной поверхности. Щетки Omega, разработанные для облегчения доступа в глубокие и ограниченные по пространству области, дополнительно применялись на мезиальной и дистальной поверхностях для улучшения инструментальной обработки в условиях узкой анатомии проксимального дефекта. Щетки Nano, характеризующиеся узким коническим наконечником для точечного доступа, использовались на всех обрабатываемых поверхностях в области шейки с микрорезьбой и в межвитковых углублениях. При дефектах класса 1A щетки Pocket Short и Nano применялись по 1 min каждая, что обеспечивало стандартизированное общее время обработки 2 min. При дефектах класса 1B на каждую из вестибулярной, мезиальной и дистальной поверхностей выделялось по 1 min. Вестибулярная поверхность обрабатывалась в течение 30 s щеткой Pocket Short, затем в течение 30 s щеткой Nano. Каждая проксимальная поверхность обрабатывалась в течение 30 s щеткой Omega, затем в течение 30 s щеткой Nano, что в итоге давало стандартизированное общее время обработки 3 min для дефектов класса 1B. Каждый набор щеток заменяли после каждых пяти имплантатов (Рисунок 3C).
Фотофиксация и анализ изображений
Сразу после дебридмента имплантаты извлекали из моделей, осторожно высушивали на воздухе в течение 10 с и помещали в стандартные изготовленные на заказ акриловые держатели для фотографирования.22,25,26,34Изображения были получены с помощью цифровой камеры, оснащенной макрообъективом, при следующих фиксированных параметрах: ISO 160, диафрагма f/16, выдержка 1/250 с и расстояние от камеры до имплантата 15 см. Фотографии были сделаны с фронтального ракурса (0°), перпендикулярно продольной оси имплантата, и примерно от 30° корональный и апикальный углы наклона, соответствующие предыдущим in vitro протоколы23,24,26,31Для дефектов класса 1A для каждого имплантата было получено по три стандартизированных изображения. под заданными углами (Рисунок 4). Для дефектов 1B было получено по девять изображений на каждый имплантат, соответствующих трем поверхностям (щечной, мезиальной и дистальной) при каждом из трех углов наклона (Рисунок 5). В общей сложности в анализ было включено 360 изображений с высоким разрешением.
Рисунок 4: Репрезентативные макроскопические изображения поверхностей имплантатов после очистки в группе с дефектом класса 1A. (A) эритритол, (B) бикарбонат натрия и (C) Ni–Ti. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 5: Репрезентативные макроскопические изображения поверхностей буккальных имплантатов после дебридмента в группе с дефектом класса 1B. (A) эритритол, (B) бикарбонат натрия и (C) Ni–Ti. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Каждая поверхность фотографировалась под тремя углами в специальном держателе. Три ракурса фотографирования были включены в качестве дополнительных компонентов процедуры измерения, а не как независимые экспериментальные наблюдения. Поскольку аспекты геометрии микро- и макровитков, ориентированные коронально и апикально, не визуализируются полностью при одной фронтальной проекции, для получения взаимодополняющих изображений каждой оцениваемой поверхности использовались фронтальный, корональный и апикальный виды. Соответственно, три измерения, полученные при различных проекциях одной и той же поверхности, рассматривались как повторные измерения этой поверхности и не подвергались независимому статистическому сравнению.
Анализ изображений проводили с помощью ImageJ. Для каждого изображения после дебридмента в качестве специфической области анализа определялся весь сегмент имплантата, соответствующий корональным 5 mm, которые оставались открытыми во время проведения процедур. Апикальные 6 mm 11-миллиметрового имплантата, соответствующие части, встроенной в модель дефекта, были исключены. В пределах этой оцениваемой области измеряли в пикселях общую проекционную площадь имплантата и площадь, покрытую остаточным красным красителем. Степень покрытия остаточным красителем после обработки для каждой проекции рассчитывали как проекционную площадь, покрытую остаточным красителем, деленную на общую оцениваемую проекционную площадь имплантата на том же изображении, с умножением на 100. Поскольку абсолютная проекционная площадь варьировалась в зависимости от угла съемки и незначительных различий в кадрировании образцов, абсолютные площади в пикселях не сравнивались между изображениями или экспериментальными группами; все количественные сравнения основывались на процентном соотношении покрытия остаточным красителем внутри одного изображения. К исходным изображениям не применялось цифровое улучшение. Количественное измерение покрытия красителем до обработки для отдельных имплантатов не проводилось, и отдельный набор фотографий до обработки не создавался. Вместо этого исходный уровень загрязнения был стандартизирован процедурно с использованием идентичного протокола погружения в краситель и сушки для всех образцов. Следовательно, сравнительный анализ данных до и после обработки для каждого отдельного имплантата не проводился, а количественный результат определялся исключительно как покрытие остаточным красителем после обработки и не интерпретировался как количество или процент загрязнения, удаленного по сравнению с исходным уровнем.
Перед началом анализа изображений первый исследователь (B.B.A.) заменил исходные идентификаторы образцов (1.1–6.10), в которых была зашифрована принадлежность к экспериментальным группам, на несвязные четырехзначные числовые коды. Второму исследователю (K.U.) были предоставлены только перекодированные файлы изображений; соответствие между числовыми кодами и исходными группами лечения и дефектов в процессе анализа изображений не раскрывалось. Таким образом, второй исследователь, который не выполнял методы дебридмента, проводил все измерения на изображениях в режиме «слепого» метода, не зная идентификатора образца и распределения по группам. Каждое изображение анализировалось в трех повторностях, и фиксировалось среднее значение; значения отдельных повторов не сохранялись. Для каждой оцениваемой поверхности степень покрытия остаточным красителем сначала рассчитывалась отдельно для фронтальной, корональной и апикальной проекций. Затем три процентных показателя для конкретных проекций усреднялись с равными весами для получения единого значения на уровне поверхности для каждого имплантата. Для дефектов класса 1A значение на уровне имплантата соответствовало значению на уровне щечной поверхности. Для дефектов класса 1B значение на уровне имплантата рассчитывалось как среднее арифметическое значений на уровне щечной, мезиальной и дистальной поверхностей. В качестве экспериментальной единицы для статистического анализа определялся имплантат, а не отдельное изображение или фотографическая проекция.
Основным показателем эффективности был процент остаточного покрытия поверхности имплантата красителем после проведения процедуры (%). Основное сравнение было направлено на оценку различий между тремя протоколами дебридмента отдельно для каждой конфигурации дефекта. В качестве вторичного показателя оценивалось остаточное покрытие красителем конкретных участков поверхности: щечной, мезиальной и дистальной поверхностей при дефектах класса 1B. Значения на уровне имплантатов для классов 1A и 1B не сравнивались статистически, поскольку они были получены из разных наборов оцениваемых поверхностей, а также из-за различий в продолжительности лечения для этих двух конфигураций дефектов.
Предварительная характеристика поверхности с помощью СЭМ и ЭДС
Характеристика поверхности проводилась для восьми имплантатов: по одному из каждой из шести экспериментальных групп, а также двух контрольных образцов — стерильного эталонного контроля и полностью покрытого красителем имплантата, с которым не проводились манипуляции. В каждой экспериментальной группе образец выбирался жребием: десяти имплантатам присваивали номера, из непрозрачного контейнера извлекались соответствующие пронумерованные карточки, и исследовался образец, номер которого совпал с вытянутым. Отбор проводился после завершения всех манипуляций и фотографического анализа. Контрольные образцы исследовали в тех же предопределенных областях и при тех же параметрах визуализации, что и экспериментальные образцы. Поскольку один образец на группу не может считаться репрезентативным для всей группы, данный компонент исследования является качественным и предварительным, а результаты представлены как наблюдения за отдельными образцами, а не как эффекты на уровне протокола. Образцы хранили в стерильных контейнерах и закрепляли на держателях с помощью проводящей углеродной ленты. Для стандартизации ориентации при визуализации имплантаты предварительно маркировали в области шейки. Морфологию поверхности исследовали с вестибулярной, мезиальной и дистальной сторон при различных увеличениях, включая ×100, ×250, ×500, ×1000 и ×5000. Дополнительная визуализация при увеличении ×10,000 проводилась в случаях, когда требовалась детальная оценка. Сканирующая электронная микроскопия с полевой эмиссией выполнялась при напряжении от 10 kV до 30 kV с рабочим расстоянием 12 mm. Для стандартизации СЭМ-визуализации во всех образцах последовательно исследовали предопределенные области. Отсчитывая апикально от шейки имплантата, выбирали вторую микрорезьбу в шейковой микрорезьбовой зоне и вторую макрорезьбу в теле имплантата31. Анализ был сосредоточен на стандартизированном поле площадью 1 mm2 в каждой из этих двух областей. Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия проводилась для определения элементного состава отложений, обнаруженных на поверхностях имплантатов. В пределах каждого предопределенного поля СЭМ точки сбора данных ЭДС выбирались исходя из наличия визуально идентифицируемых поверхностных отложений. Если дискретные отложения отсутствовали, спектр регистрировался с открытой поверхности титана в том же предопределенном поле. Таким образом, выбор точек внутри стандартизированного поля был целевым, а не систематическим, и полученные пропорции элементов описывают состав отдельных отложений; они не представляют средний состав поверхности образца, степень отложения или долю пораженной поверхности. Количественного сравнения содержания элементов между группами не проводилось. Результаты СЭМ и ЭДС рассматривались как предварительные качественные наблюдения и не подвергались инференциальному статистическому анализу.
Статистический анализ
Статистический анализ проводили с использованием программы IBM SPSS Statistics 25. В качестве экспериментальной единицы для всех видов инференциального анализа был определен имплантат. Проверка допущений о распределении осуществлялась с помощью теста Шапиро-Уилка. В связи с малым размером групп (n = 10) и признаками ненормальности распределения в некоторых ячейках «протокол-поверхность», для подтверждающего анализа последовательно применялись непараметрические методы. В описательных целях данные представлены в виде среднего значения ± стандартного отклонения, а также медианы с межквартильным размахом. Три протокола дебридмента сравнивали отдельно для каждой конфигурации дефекта с помощью критерия Краскела-Уоллиса с последующим попарным сравнением по тесту Данна с поправкой Бонферрони в тех случаях, когда общий критерий был значимым. Для дефектов класса 1B межпротокольные сравнения дополнительно проводили отдельно для вестибулярной, мезиальной и дистальной поверхностей. Поскольку эти поверхности оценивались многократно на одних и тех же имплантатах, различия между участками поверхности в рамках каждого протокола оценивали с помощью критерия Фридмана с последующим попарным сравнением по критерию Вилкоксона с поправкой Бонферрони. В качестве эксплораторного анализа влияние протокола дебридмента, конфигурации дефекта и их взаимодействия оценивали с помощью двухфакторного дисперсионного анализа, ограниченного только вестибулярной поверхностью, так как это была единственная поверхность, оцениваемая с использованием идентичной конструкции измерений в обеих конфигурациях дефекта. Допущения модели проверяли с помощью анализа остатков и критерия Ливиня на гомогенность дисперсии. Данный анализ считался эксплораторным. Измерения, специфичные для конкретных проекций при фронтальном, корональном и апикальном фотографических ракурсах, были сохранены для описательного отчета в Дополнительной таблице 1, но не подвергались инференциальному сравнению, так как они представляли собой дополнительные проекции одной и той же поверхности имплантата, а не независимые результаты эксперимента. Величины эффекта указывались как η2H = (H − k + 1)/(n − k) для анализа Краскела-Уоллиса, W Кендалла для анализа Фридмана, r = |z|/√N для попарных сравнений по критерию Вилкоксона, где N — количество парных наблюдений, и частичная η2 для эксплораторного двухфакторного дисперсионного анализа. d Коэна дополнительно указывался как описательная стандартизированная разность средних для попарных контрастов независимых групп. Статистическая значимость была установлена на уровне p < 0.05. Попарные проверки гипотез были двусторонними и скорректированными на множественные сравнения, как указано выше.
Результаты
Оценка остаточного покрытия красителем после обработки и сравнение протоколов на уровне имплантата
Подтверждающие сравнения протоколов дебридмента проводились отдельно для каждой конфигурации дефекта, при этом в качестве экспериментальной единицы выступал имплантат. Описательные значения для всех протоколов, конфигураций дефектов и участков поверхности представлены в Таблице 1. Остаточное покрытие красителем было зафиксировано на каждом имплантате во всех шести экспериментальных группах; ни один образец не был полностью очищен от остаточного красителя после дебридмента.
В пределах дефектов класса 1A остаточное покрытие красителем на уровне имплантата значительно различалось между тремя протоколами дебридмента (Kruskal-Wallis H = 23.28, p < 0.001, η2H = 0.79; Таблица 2). Остаточное покрытие красителем было наибольшим после применения протокола с эритритолом (36.80% ± 2.45%; медиана 37.11%, IQR 35.10–38.77) и наименьшим после протокола с бикарбонатом натрия (19.63% ± 4.44%; медиана 20.04%, IQR 15.46–23.12), в то время как протокол с Ni-Ti щеткой показал промежуточные значения (26.31% ± 3.04%; медиана 26.30%, IQR 23.91–28.21). Попарные сравнения по критерию Данна показали более высокую степень остаточного покрытия красителем после протокола с эритритолом, чем после протокола с бикарбонатом натрия (скорректированное p < 0.001, d = 4.79) или протокола с Ni-Ti щеткой (скорректированное p = 0.014, d = 3.80). Различие между протоколами с бикарбонатом натрия и Ni-Ti щеткой не было статистически значимым (скорректированное p = 0.143).
В группе дефектов класса 1B общий показатель на уровне имплантата, рассчитанный как среднее значение показателей на щечной, мезиальной и дистальной поверхностях, также различался в зависимости от протокола (H = 18,71, p < 0.001, η2H = 0,62; Таблица 3) Остаточное покрытие красителем составило 39,91% ± 3,38% (медиана 39,39%, МКР 38,11–42,71) для протокола с эритритолом, 33,69% ± 3,52% (медиана 33,85%, МКИ 32,53–36,26) для протокола с бикарбонатом натрия и 30,75% ± 1,97% (медиана 30,25%, МКИ 29,64–31,10) для протокола с использованием щетки из Ni-Ti. Остаточное покрытие красителем было выше при использовании эритритола, чем при использовании гидрокарбоната натрия (скорректированное p = 0,018, d = 1,80) и щетку Ni-Ti (скорректированный p < 0.001, d = 3,31), в то время как между группой бикарбоната натрия и группой Ni-Ti щетки значимых различий не наблюдалось (скорректированное p = 0,383).
Значения на уровне имплантата не подвергались статистическому сравнению между конфигурациями дефектов класса 1A и класса 1B, поскольку они были получены из разных наборов оцениваемых поверхностей, а продолжительность лечения для этих двух конфигураций различалась.
Сравнение протоколов для конкретных поверхностей при дефектах класса 1B
Межпротокольное сравнение проводилось отдельно для вестибулярной, мезиальной и дистальной поверхностей при дефектах класса 1B (Таблица 3).
На вестибулярной поверхности остаточное покрытие красителем значительно различалось между тремя протоколами (H = 18.36, p < 0.001, η2H = 0.61). Среднее остаточное покрытие красителем составило 35.48% ± 6.51% для эритритола, 21.35 ± 5.70% для бикарбоната натрия и 21.74% ± 2.23% для Ni-Ti щетки. Остаточное покрытие красителем было выше после применения протокола с эритритолом, чем после протокола с бикарбонатом натрия (скорректированное p < 0.001, d = 2.31) или протокола с Ni-Ti щеткой (скорректированное p = 0.001, d = 2.83), в то время как протоколы с бикарбонатом натрия и Ni-Ti щеткой значимо не различались (скорректированное p = 1.000).
На мезиальной поверхности степень остаточного окрашивания также значительно различалась между протоколами (H = 8.28, p = 0.016, η2H = 0.23). Средняя степень остаточного окрашивания составила 43.25% ± 2.86% для эритритола, 40.10% ± 6.28% для бикарбоната натрия и 38.69% ± 2.47% для Ni-Ti щетки. После корректировки на множественные сравнения было установлено, что степень остаточного окрашивания была выше после применения протокола с эритритолом, чем после применения Ni-Ti щетки (скорректированное p = 0.014, d = 1.71). Различия между эритритолом и бикарбонатом натрия (p = 0.170), а также между бикарбонатом натрия и Ni-Ti щеткой (p = 1.000) не были статистически значимыми.
На дистальной поверхности остаточное покрытие красителем значительно различалось в зависимости от протокола (H = 14.02, p = 0.001, η2H = 0.45). Среднее остаточное покрытие красителем составило 41.00% ± 4.39% для эритритола, 39.61% ± 2.97% для бикарбоната натрия и 31.84% ± 4.58% для Ni-Ti щетки. Остаточное покрытие красителем было ниже после применения протокола с Ni-Ti щеткой, чем после протокола с эритритолом (скорректированное p = 0.003 , d = 2.04) или протокола с бикарбонатом натрия (скорректированное p = 0.005, d = 2.01), в то время как протоколы с эритритолом и бикарбонатом натрия существенно не различались (скорректированное p = 1.000).
Распределение остаточного покрытия красителем по участкам поверхности в дефектах класса 1B
Поскольку вестибулярная, мезиальная и дистальная поверхности оценивались на одних и тех же имплантатах, различия между участками поверхности оценивались отдельно для каждого протокола с использованием критерия Фридмана (Таблица 4). Остаточное покрытие красителем достоверно различалось между участками поверхности для всех трех протоколов: эритритол (χ2 = 10.40, p = 0.006, W Кендалла = 0.52), бикарбонат натрия (χ2 = 15.20, p < 0.001, W = 0.76) и щетка Ni-Ti (χ2 = 16.20, p < 0.001, W = 0.81).
После применения протокола с эритритолом остаточное покрытие красителем было ниже на щечной поверхности, чем на мезиальной (медианная разность -8,10 процентных пункта, скорректированное p = 0,018, r = 0,87), в то время как сравнения щечной с дистальной и мезиальной с дистальной поверхностями не были статистически значимыми (скорректированные p = 0,193 и p = 0,697 соответственно). После применения протокола с бикарбонатом натрия остаточное покрытие красителем было ниже на щечной поверхности, чем как на мезиальной (медианная разность -17,78 процентных пункта, скорректированное p = 0,006, r = 0,98), так и на дистальной (-18,47 процентных пункта, скорректированное p = 0,006, r = 0,98), при этом значимой разницы между мезиальной и дистальной поверхностями не наблюдалось (скорректированное p = 1,000). После применения протокола с щеткой из Ni-Ti остаточное покрытие красителем было ниже на щечной поверхности, чем как на мезиальной (-17,24 процентных пункта, скорректированное p = 0,006, r = 0,98), так и на дистальной поверхности (-11,19 процентных пункта, скорректированное p = 0,012, r = 0,91), а также было ниже на дистальной поверхности, чем на мезиальной (+6,56 процентных пункта, скорректированное p = 0,018, r = 0,87).
Поисковый анализ взаимодействия протокола и конфигурации дефекта
Был проведен поисковый двухфакторный дисперсионный анализ степени покрытия остаточным красителем вестибулярной поверхности, поскольку это был единственный показатель, измеренный с использованием идентичного конструкта для обеих конфигураций дефекта. Наблюдался значимый основной эффект протокола очистки (F(2,54) = 70.48, p < 0.001, partial η2 = 0.723). Ни основной эффект конфигурации дефекта (F(1,54) = 1.51, p = 0.224, partial η2 = 0.027), ни взаимодействие между протоколом и конфигурацией дефекта (F(2,54) = 2.59, p = 0.084, partial η2 = 0.088) не были статистически значимыми. Данный анализ носил поисковый характер, так как первоначальное определение размера выборки не основывалось на выявлении члена взаимодействия, и, следовательно, исследование не может исключить наличие слабого эффекта взаимодействия.
Поисковые качественные наблюдения методом SEM-EDS
Результаты SEM и EDS представлены как поисковые описательные наблюдения отдельных образцов, включающих один имплантат из каждой экспериментальной группы (n = 1 из 10) и два контрольных имплантата; данные результаты не подвергались инференциальному статистическому анализу. В образце, обработанном эритритом, исследованные области микрорезьбы и макрорезьбы продемонстрировали в значительной степени сохранную морфологию и относительно однородный вид поверхности по сравнению со стерильным эталонным имплантатом. В образце, обработанном бикарбонатом натрия, наблюдались локальные гранулярные неровности и кристаллические отложения в геометрии резьбы. В образце, обработанном щеткой из Ni-Ti, наблюдались изменения поверхности, напоминающие абразивный износ, включая царапины, микротрещиноподобные структуры и сглаживание вершин резьбы, что было наиболее заметно при большем увеличении (×5,000; Рисунок 6, Рисунок 7 и Рисунок 8). Данные наблюдения носили описательный характер и не интерпретировались как эффекты протоколов на уровне групп.
Рисунок 6: СЭМ-изображения поверхностей микрорезьбы и макрорезьбы при дефекте класса 1A. Поверхности микрорезьбы (A) и макрорезьбы (B) при увеличениях ×100, ×250, ×500, ×1000 и ×5000, сравнение необработанной контрольной поверхности и поверхности имплантата после инструментальной обработки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 7: СЭМ-изображения поверхностей микрорезьбы и макрорезьбы на щечной стороне в группе с дефектом класса 1B. (A) Поверхности микрорезьбы и (B>) макрорезьбы при увеличениях ×100, ×250, ×500, ×1000 и ×5000, сравнение необработанного контрольного образца и поверхности имплантата после обработки инструментом. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 8: СЭМ-изображения образцов группы дефекта класса 1A при увеличении ×10,000. На изображениях видны характерные иглообразные кристаллические структуры частиц гидрокарбоната натрия (NaHCO₃) на поверхностях (A) микронити и (B) макронити. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Результаты ЭДС интерпретировались описательно на уровне точек отбора проб, а не как количественные оценки элементного состава всей поверхности. В спектре анализа стерильного контрольного имплантата был обнаружен только титан. В контрольном образце с нанесенным красителем, не подвергавшемся инструментальному воздействию, наблюдались выраженные сигналы углерода и кислорода (Дополнительный рисунок 1). На образце, обработанном эритритом, в исследованных полях не было выявлено отдельных отложений, а analyzed exposed surface (анализируемая открытая поверхность) состояла преимущественно из титана. На образце, обработанном бикарбонатом натрия, в отложениях с кристаллической структурой были обнаружены сигналы натрия и кислорода, что соответствует натрийсодержащим остаткам после протокола обработки бикарбонатом натрия. На образце, обработанном щеткой из Ni-Ti, спектры, полученные от видимых отложений, показали, что основными обнаруженными элементами являются углерод и кислород (Дополнительный рисунок 2). Спектры, содержащие углерод, интерпретировали с осторожностью, поскольку на сигналы углерода могут влиять загрязнение поверхности и подготовка образца.
В данной модели in vitro с использованием фантомной головы покрытие остаточным красителем после обработки существенно различалось между тремя протоколами дебридмента при обеих конфигурациях дефектов, и нулевая гипотеза об отсутствии различий между протоколами для основного показателя была отклонена. На уровне имплантатов протокол с использованием потока воздуха с эритритолом показал более высокую степень покрытия остаточным красителем, чем протоколы с воздушным полированием бикарбонатом натрия и использованием Ni-Ti щетки, как в дефектах класса 1A, так и в дефектах класса 1B, в то время как между протоколами с воздушным полированием бикарбонатом натрия и Ni-Ti щеткой значимых различий в любой из конфигураций не было. В дефектах класса 1B протокол с Ni-Ti щеткой показал меньшее покрытие остаточным красителем на дистальной поверхности, чем протоколы с эритритолом и бикарбонатом натрия, при этом распределение остаточного красителя существенно различалось между участками поверхности внутри каждого протокола. Остаточный краситель сохранялся на всех имплантатах после каждого протокола дебридмента. Анализ взаимодействия протокола и конфигурации дефекта носил исследовательский характер, а результаты SEM-EDS интерпретировались описательно; исследованные образцы продемонстрировали различия во внешнем виде поверхности и элементном составе проб.
ДОСТУПНОСТЬ ДАННЫХ:
Данные, подтверждающие результаты этого исследования, включая необработанные количественные наборы данных, а также оригинальные файлы СЭМ и ЭДС, доступны в качестве Дополнительных материалов (Дополнительный файл 1).
| Протокол | Дефект | Поверхность | n | Среднее значение ± СД | Медиана [МКР] | Диапазон |
| Эритрит | Класс 1A | Щечная (на уровне имплантата) | 10 | 36.80 ± 2.45 | 37.11 [35.10–38.77] | 32.59–39.99 |
| Эритритол | Класс 1B | Щечной | 10 | 35.48 ± 6.51 | 35.12 [32.69–35.87] | 26.14–50.76 |
| Эритритол | Класс 1B | Медиальный | 10 | 43.25 ± 2.86 | 44.12 [43.22–44.45] | 36.37–46.56 |
| Эритритол | Класс 1B | Дистальный | 10 | 41.00 ± 4.39 | 39.60 [37.81–42.59] | 37.22–50.50 |
| Эритритол | Класс 1B | На уровне имплантата | 10 | 39.91 ± 3.38 | 39.39 [38.11–42.71] | 34.84–45.14 |
| Бикарбонат натрия | Класс 1A | Щечная (на уровне имплантата) | 10 | 19.63 ± 4.44 | 20.04 [15.46–23.12] | 13.77–25.93 |
| Бикарбонат натрия | Класс 1B | Щечный | 10 | 21.35 ± 5.70 | 19.76 [16.73–24.65] | 14.72–30.75 |
| Бикарбонат натрия | Класс 1B | Мезиальный | 10 | 40.10 ± 6.28 | 41.28 [34.11–43.56] | 32.03–51.57 |
| Бикарбонат натрия | Класс 1B | Дистальный | 10 | 39.61 ± 2.97 | 39.61 [38.12–40.84] | 34.03–44.31 |
| Бикарбонат натрия | Класс 1B | На уровне имплантата | 10 | 33.69 ± 3.52 | 33.85 [32.53–36.26] | 27.28–38.15 |
| Щетка из Ni–Ti | Класс 1A | Щечная сторона (на уровне имплантата) | 10 | 26.31 ± 3.04 | 26.30 [23.91–28.21] | 22.13–31.28 |
| Щетка из Ni–Ti | Класс 1B | Щечный | 10 | 21.74 ± 2.23 | 21.36 [20.16–22.62] | 18.98–26.03 |
| щетка из Ni–Ti | Класс 1B | Мезиальный | 10 | 38.69 ± 2.47 | 38.82 [38.02–40.25] | 34.13–42.24 |
| Щетка из Ni–Ti | Класс 1B | Дистальный | 10 | 31.84 ± 4.58 | 31.39 [28.85–33.60] | 24.71–40.79 |
| Щетка из Ni–Ti | Класс 1B | На уровне имплантата | 10 | 30.75 ± 1.97 | 30.25 [29.64–31.10] | 28.44–34.58 |
Таблица 1: Остаточное покрытие красителем после обработки в зависимости от протокола, конфигурации дефекта и участка поверхности. Остаточное покрытие красителем выражено в процентах пикселей, покрытых остатками красителя, относительно общей оцениваемой проекционной площади имплантата на том же изображении. Каждое значение для поверхности представляет собой среднее значение для фронтальной, корональной и апикальной проекций; значения на уровне имплантата являются средними значениями для оцениваемых поверхностей. Приведены только описательные статистики; сравнения между протоколами представлены в Таблице 2 и Таблице 3. При дефектах класса 1A для инструментальной обработки и оценки была доступна только щечная поверхность; следовательно, значение на уровне имплантата идентично значению для щечной поверхности. При дефектах класса 1B значение на уровне имплантата является средним значением для щечной, мезиальной и дистальной поверхностей одного и того же имплантата. Покрытие красителем до обработки количественно не измерялось для отдельных имплантатов. Базовое загрязнение было стандартизировано процедурно с использованием идентичного протокола погружения в краситель и сушки для всех образцов. Таким образом, значения интерпретируются исключительно как остаточное покрытие красителем после обработки, а не как количество или процент удаленного загрязнения. Продолжительность обработки составляла 2 min для дефектов класса 1A и 3 min для дефектов класса 1B. Значения на уровне имплантата для классов 1A и 1B получены из разных наборов оцениваемых поверхностей и не сравнивались статистически.
| Протокол | Среднее значение ± СД | Медиана [МКР] | Н | p | η²H |
| Эритритол | 36.80 ± 2.45 | 37.11 [35.10–38.77] | 23.28 | < 0.001 | 0.79 |
| Бикарбонат натрия | 19.63 ± 4.44 | 20.04 [15.46–23.12] | |||
| Щетка из Ni–Ti | 26.31 ± 3.04 | 26.30 [23.91–28.21] | |||
| Попарные сравнения (критерий Данна с поправкой Бонферрони) | |||||
| Сравнение | z | p | d-индекс Коэна | ||
| Эритритол в сравнении с бикарбонатом натрия | 4.80 | < 0.001 | 4.79 | ||
| Эритритол в сравнении с щеткой из никелида титана (Ni–Ti) | 2.82 | 0.014 | 3.80 | ||
| Бикарбонат натрия в сравнении с щеткой из Ni–Ti | 1.98 | 0.143 | −1.76 | ||
Таблица 2: Сравнение протоколов дебридмента при дефектах класса 1A. Остаточное покрытие красителем (%) на уровне имплантата после обработки; в данной конфигурации значение на уровне имплантата соответствует щечной поверхности. Имплантат является экспериментальной единицей; каждое значение представляет собой среднее арифметическое для трех углов наклона. n = 10 в каждой группе. Критерий Краскела-Уоллиса с последующими попарными сравнениями по методу Данна (в случаях, когда общий тест был значимым) с поправкой Бонферрони. η2H = (H − k + 1)/(n − k). Продолжительность обработки составляла 2 min для всех трех протоколов в данной конфигурации. Положительное значение d Коэна указывает на более высокое остаточное покрытие красителем для первого названного протокола.
| Уровень / статистический показатель | Эритритол | Бикарбонат натрия | Щетка из Ni–Ti | H | p | η²H |
| Общий уровень имплантата (первичный) | ||||||
| Среднее значение ± СО (стандартное отклонение) | 39.91 ± 3.38 | 33.69 ± 3.52 | 30.75 ± 1.97 | 18.71 | < 0.001 | 0.62 |
| Медиана [МКИ] | 39.39 [38.11–42.71] | 33.85 [32.53–36.26] | 30.25 [29.64–31.10] | |||
| Щечная поверхность | ||||||
| Среднее значение ± СД (стандартное отклонение) | 35.48 ± 6.51 | 21.35 ± 5.70 | 21.74 ± 2.23 | 18.36 | < 0.001 | 0.61 |
| Медиана [МКР] | 35.12 [32.69–35.87] | 19.76 [16.73–24.65] | 21.36 [20.16–22.62] | |||
| Мезиальная поверхность | ||||||
| Среднее значение ± СД | 43.25 ± 2.86 | 40.10 ± 6.28 | 38.69 ± 2.47 | 8.28 | 0.016 | 0.23 |
| Медиана [МКР] | 44.12 [43.22–44.45] | 41.28 [34.11–43.56] | 38.82 [38.02–40.25] | |||
| Дистальная поверхность | ||||||
| Среднее значение ± СД (стандартное отклонение) | 41.00 ± 4.39 | 39.61 ± 2.97 | 31.84 ± 4.58 | 14.02 | 0.001 | 0.45 |
| Медиана [МКИ] | 39.60 [37.81–42.59] | 39.61 [38.12–40.84] | 31.39 [28.85–33.60] | |||
| Попарные сравнения (критерий Данна с поправкой Бонферрони) | ||||||
| Уровень | Сравнение | z | p | d Коэна | ||
| Общий уровень имплантата | Эритритол в сравнении с бикарбонатом натрия | 2.74 | 0.018 | 1.80 | ||
| Общий уровень имплантата | Эритритол в сравнении с щеткой из Ni–Ti | 4.27 | < 0.001 | 3.31 | ||
| Общий уровень имплантата | Бикарбонат натрия в сравнении с Ni–Ti щеткой | 1.52 | 0.383 | 1.03 | ||
| Щечной | Эритритол в сравнении с бикарбонатом натрия | 3.89 | < 0.001 | 2.31 | ||
| Щечный | Эритритол в сравнении с Ni–Ti щеткой | 3.51 | 0.001 | 2.83 | ||
| Щечной | Бикарбонат натрия в сравнении с щеткой из никелида-титана (Ni–Ti) | 0.38 | 1.000 | −0.09 | ||
| Мезиальный | Эритритол в сравнении с бикарбонатом натрия | 1.91 | 0.170 | 0.65 | ||
| Медиальный | Эритритол в сравнении с Ni–Ti щеткой | 2.82 | 0.014 | 1.71 | ||
| Мезиальный | Бикарбонат натрия в сравнении с Ni–Ti щеткой | 0.91 | 1.000 | 0.30 | ||
| Дистальный | Эритритол в сравнении с бикарбонатом натрия | 0.18 | 1.000 | 0.37 | ||
| Дистальный | Эритритол в сравнении с щеткой из никелид-титана (Ni–Ti) | 3.33 | 0.003 | 2.04 | ||
| Дистальный | Бикарбонат натрия в сравнении с никель-титановой щеткой | 3.15 | 0.005 | 2.01 | ||
Таблица 3: Сравнение протоколов дебридмента при дефектах класса 1B на уровне имплантата и по участкам поверхности. Остаточное покрытие красителем (%) после обработки. Сравнение на уровне имплантата является основным анализом для данной конфигурации; сравнения по конкретным поверхностям являются вторичными. Поверхности оценивались на одних и тех же имплантатах и анализировались отдельно. n = 10 в группе. Тест Краскела-Уоллиса с последующими попарными сравнениями Данна (в случаях, когда общий тест был значимым) с поправкой Бонферрони. Продолжительность обработки составляла 3 min для всех трех протоколов в данной конфигурации. Незначимые попарные различия не следует интерпретировать как доказательство эквивалентности. Положительное значение d Коэна указывает на более высокое остаточное покрытие красителем для первого указанного протокола.
| Протокол / статистика | Щечный | Мезиальный | Дистальный | χ² | p | W Кендалла |
| Эритритол | ||||||
| Среднее значение ± стандартное отклонение | 35.48 ± 6.51 | 43.25 ± 2.86 | 41.00 ± 4.39 | 10.40 | 0.006 | 0.52 |
| Медиана [МКР] | 35.12 [32.69–35.87] | 44.12 [43.22–44.45] | 39.60 [37.81–42.59] | |||
| Бикарбонат натрия | ||||||
| Среднее значение ± СКО (стандартное отклонение) | 21.35 ± 5.70 | 40.10 ± 6.28 | 39.61 ± 2.97 | 15.20 | < 0.001 | 0.76 |
| Медиана [МКР] | 19.76 [16.73–24.65] | 41.28 [34.11–43.56] | 39.61 [38.12–40.84] | |||
| Щетка из Ni–Ti | ||||||
| Среднее значение ± стандартное отклонение | 21.74 ± 2.23 | 38.69 ± 2.47 | 31.84 ± 4.58 | 16.20 | < 0.001 | 0.81 |
| Медиана [МКР] | 21.36 [20.16–22.62] | 38.82 [38.02–40.25] | 31.39 [28.85–33.60] | |||
| Попарные сравнения (критерий Вилкоксона, с поправкой Бонферрони) | ||||||
| Протокол | Сравнение | Медианная разность | p | r | ||
| Эритритол | Щечная сторона в сравнении с мезиальной | −8.10 | 0.018 | 0.87 | ||
| Эритритол | Щечная сторона против дистальной | −5.36 | 0.193 | 0.58 | ||
| Эритритол | Мезиальный против дистального | +3.82 | 0.697 | 0.38 | ||
| Бикарбонат натрия | Щечная поверхность против мезиальной поверхности | −17.78 | 0.006 | 0.98 | ||
| Бикарбонат натрия | Щечная сторона против дистальной стороны | −18.47 | 0.006 | 0.98 | ||
| Бикарбонат натрия | Мезиальный против дистального | −1.72 | 1.000 | 0.00 | ||
| Щетка из Ni–Ti | Щечный против мезиального | −17.24 | 0.006 | 0.98 | ||
| щетка из никелида титана (Ni–Ti) | Щечная сторона в сравнении с дистальной | −11.19 | 0.012 | 0.91 | ||
| Щетка из Ni–Ti | Мезиальный против дистального | +6.56 | 0.018 | 0.87 | ||
Таблица 4: Распределение остаточного покрытия красителем на участках поверхности внутри дефектов класса 1B после обработки. Щечные, мезиальные и дистальные поверхности оценивались на одних и тех же имплантатах и рассматривались как повторные измерения внутри одного имплантата. Каждое значение представляет собой среднее значение фронтальных, корональных и апикальных проекций; n = 10 имплантатов на протокол. Использовался критерий Фридмана с последующими попарными сравнениями по критерию Уилкоксона с поправкой Бонферрони. W Кендалла — размер эффекта для общего теста; r = |z|/√n для попарных сравнений. Отрицательные медианные разности указывают на меньшее остаточное покрытие красителем на поверхности, указанной первой. Продолжительность обработки составляла 3 min для всех трех протоколов. Исследование проводилось только в дефектах класса 1B, так как проксимальные поверхности были недоступны в конфигурации класса 1A.
Дополнительная фигура 1: ЭДС-анализ поверхности стерильного контрольного имплантата и поверхности необработанного имплантата, загрязненного красителем. (A) Поверхность стерильного контрольного имплантата и (B>) поверхность необработанного имплантата, загрязненного красителем. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная фигура 2: Энергодисперсионный рентгеновский анализ (ЭДРС) поверхностей имплантатов после очистки. (A) Эритритол, (B) гидрокарбонат натрия и (C) Ni–Ti. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительная таблица 1: Остаточное покрытие красителем для конкретных проекций в зависимости от угла фотографирования (дескриптивное). Остаточное покрытие красителем (%) для каждой из трех фотографических проекций, представленное для обеспечения прозрачности данных. Эти значения не подвергались инференциальному сравнению: фронтальный, корональный и апикальный виды являются взаимодополняющими проекциями одной и той же поверхности имплантата, а не независимыми результатами эксперимента, и значения на уровне поверхности, использованные во всех анализах, представляют собой их среднее арифметическое с равными весами. n = 10 имплантатов на протокол и конфигурацию. Значения представляют собой средние показатели на уровне имплантата для указанной проекции. Значения p не приводятся. Измерения для конкретных проекций носят исключительно дескриптивный характер. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Дополнительный файл 1: Raw data.zip. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.
Обсуждение
Настоящее in vitro В исследовании проводилось сравнение использования эритритола (струйная обработка), бикарбоната натрия (воздушно-абразивная полировка) и никель-титановых щеток в рамках стандартизированной системы с фантомной головой, включающей две конфигурации периимплантатных дефектов. Важной особенностью данной модели было наличие ограничений доступа, обусловленных геометрией дефекта и прилежащими зубами. Ранее in vitro исследования21,22,25,26,34 часто оценивали механические инструменты, используя горизонтальные, циркулярные или иные, более доступные конфигурации дефектов. Конфигурации класса 1A и класса 1B, использованные в данной работе, напротив, представляют собой два часто встречающихся типа дефектов на уровне имплантата, описанных Monje et al.32и Хан и др.29и Озгу и др.31...аналогичным образом использовали трехмерные модели дефектов для исследования механической обработки. В настоящем исследовании интеграция этих моделей дефектов в дентальный фантом-манекен расширила данный подход за счет введения дополнительных ограничений, связанных с соседними зубами и позиционированием оператора. Соответственно, наблюдаемые различия следует интерпретировать в контексте данной модели на фантом-манекене, а не как доказательство биологической деконтаминации или эффективности клинического лечения. Основным количественным результатом стало то, что использование эритритола при воздушном потоке привело к большему остаточному покрытию красителем на уровне имплантата, чем воздушная полировка бикарбонатом натрия и обработка щеткой из Ni-Ti в обеих конфигурациях дефекта, в то время как между воздушной полировкой бикарбонатом натрия и обработкой щеткой из Ni-Ti на уровне имплантата значимых различий не наблюдалось. Различия, отмеченные между использованием эритритола при воздушном потоке и воздушной полировкой бикарбонатом натрия, следует интерпретировать на уровне полных протестированных протоколов. Предыдущие систематические обзоры показали существенную вариабельность эффективности воздушно-абразивных систем в зависимости от характеристик поверхности имплантата, свойств порошка, условий доступа и параметров инструментальной обработки.19,20В данном эксперименте два протокола воздушно-абразивной обработки различались не только составом и размером частиц порошка, но и конструкцией наконечника, рабочим давлением, рабочим расстоянием, углом наклона и характером подачи. Следовательно, более низкий уровень остаточного покрытия красителем, наблюдавшийся при использовании бикарбоната натрия, не может быть attributed конкретно к его приблизительно 40-µm размер частиц относительно 14-µm порошок эритритола. Характеристики порошка могут способствовать механическому взаимодействию с поверхностью, однако их влияние невозможно изолировать от других параметров конкретного протокола. Данная интерпретация подтверждается лабораторными исследованиями, в которых эритритол и бикарбонат натрия приводили к различным или сопоставимым результатам в зависимости от условий эксперимента, а также недавними данными, демонстрирующими, что конструкция наконечника, мощность, давление воздуха, рабочее расстояние и поверхность имплантата могут существенно влиять на эффективность протокола воздушно-абразивной обработки.35,36В отдельной in vitro модель биопленки, Pujarern et al.37 не сообщили о значимых различиях между эритритолом и бикарбонатом натрия. Различия между результатами того исследования и настоящими данными могут быть обусловлены вариациями в экспериментальной модели и специфическими условиями проведения протокола, однако прямое сравнение ограничено, так как измеряемые показатели и условия эксперимента не были эквивалентны.
На уровне имплантата обработка щетками из Ni-Ti существенно не отличалась от воздушного полирования бикарбонатом натрия при обеих конфигурациях дефекта. Однако при дефектах класса 1B обработка щетками из Ni-Ti привела к более низкому остаточному покрытию красителем дистальной поверхности по сравнению как с воздушным потоком эритритола, так и с воздушным полированием бикарбонатом натрия. Этот результат, специфичный для конкретной поверхности, не следует обобщать как доказательство общего превосходства инструментов из Ni-Ti при сложных конфигурациях дефектов. Результат на уровне имплантата согласуется с отчетом in vitro о сопоставимой эффективности очистки систем воздушного абразива и вращающихся щеток на загрязненных красителем поверхностях имплантатов24, однако в том исследовании оценивались титановые щетки, а не щетки из Ni-Ti, и поэтому оно дает лишь косвенный контекст для настоящих результатов. Результаты, специфичные для конкретной поверхности при дефектах класса 1B, дополнительно подчеркивают важность геометрии доступа. Распределение остаточного красителя различалось между щечной, мезиальной и дистальной поверхностями для всех трех протоколов, хотя характер различий не был идентичным: покрытие щечной поверхности было ниже, чем мезиальной, после применения воздушного потока эритритола, и ниже, чем мезиальное и дистальное покрытие, после воздушного полирования бикарбонатом натрия и обработки щетками из Ni-Ti. Эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями имитации периимплантатных дефектов, показавшими, что труднодоступные участки поверхности, геометрия имплантата и конфигурация дефекта могут влиять на количество и распределение материала, остающегося на поверхностях имплантата после механической обработки21,24. Прямое сравнение на уровне имплантата между двумя конфигурациями дефектов было невозможно: значения для класса 1A были получены только для щечной поверхности, тогда как значения для имплантата при классе 1B включали щечную, мезиальную и дистальную поверхности, а продолжительность лечения также различалась между двумя конфигурациями. Эксплораторный анализ, ограниченный щечной поверхностью, которая была единственным идентичным измеряемым параметром для обеих конфигураций, показал значимый эффект протокола, но отсутствие статистически значимого эффекта конфигурации дефекта или взаимодействия протокола и дефекта. Соответственно, настоящие данные не подтверждают утверждение о том, что конфигурация дефекта изменяет относительную эффективность трех протоколов. Эксплораторный анализ взаимодействия не обладал достаточной мощностью для обнаружения такого эффекта, и небольшое взаимодействие не может быть исключено. Результаты по щеткам из Ni-Ti также требуют интерпретации применительно к конкретному участку. При дефектах класса 1B обработка щетками из Ni-Ti привела к более низкому остаточному покрытию красителем на дистальной поверхности, чем оба протокола воздушного абразива, и к более низкому покрытию на мезиальной поверхности, чем воздушный поток эритритола. Эти различия, специфичные для поверхности, не следует обобщать как доказательство общего преимущества щеток из Ni-Ti при сложных дефектах. Результат на дистальной поверхности может отражать прямое механическое воздействие, обеспечиваемое заданной последовательностью щеток Omega и Nano в условиях ограниченной проксимальной анатомии. Однако геометрия щеток была назначена участкам поверхности априори: щетки Omega и Nano использовались на проксимальных поверхностях, а щетки Pocket Short и Nano — на щечной поверхности. Таким образом, тип щетки был спутан с участком поверхности, и наблюдаемое различие на дистальной поверхности не может быть независимо приписано инструментам из Ni-Ti, геометрии щетки или условиям доступа.
Компонент SEM-EDS предоставляет дополнительную описательную информацию, которую необходимо интерпретировать отдельно от количественного анализа остаточного красителя. Качественная оценка SEM-EDS проводилась для одного имплантата в каждой группе, а участки сбора данных EDS выбирались в пределах заранее определенных полей в соответствии с наличием видимых отложений. Таким образом, полученные результаты характеризуют отдельные образцы и выбранные участки, а не позволяют оценить частоту или выраженность изменений поверхности в рамках каждого протокола. Для каждого образца использовался протокол многоуровневого увеличения вместо использования только отдельных полей с высоким увеличением, что позволило совместно исследовать общую морфологию резьбы и локальные особенности поверхности. Это снизило зависимость от одного поля зрения, но не устранило ограничение, связанное с исследованием только одного образца в группе. В этих пределах образец, обработанный эритритолом, продемонстрировал вид поверхности, относительно схожий со стерильным контролем в исследованных областях микро- и макрорезьбы (Рисунок 6, Рисунок 7, Дополнительный рисунок 1A и Дополнительный рисунок 2A). Образец, обработанный гидрокарбонатом натрия, показал локальные кристаллоподобные отложения, в которых были обнаружены натрий и кислород (Рисунок 8 и Дополнительный рисунок 2B). Эти данные совместимы с наличием натрийсодержащих остатков после воздушно-абразивной полировки гидрокарбонатом натрия. Напротив, образец, обработанный Ni-Ti, продемонстрировал абразивные изменения поверхности, включая царапины, микротрещины и затупление вершин резьбы (Рисунок 6 и Рисунок 7). Эти наблюдения на уровне образцов согласуются с экспериментальными данными, показывающими, что щетки из нитинола и титана могут изменять морфологию и топографию шероховатых титановых поверхностей, при этом эффекты варьируют в зависимости от типа поверхности38. Спектры EDS с преобладанием углерода интерпретировались с осторожностью, так как сигналы углерода могут быть подвержены влиянию случайного загрязнения поверхности и подготовки образца (Дополнительный рисунок 2C). Поскольку количественный топографический анализ, такой как профилометрия, не проводился, наблюдения SEM не позволяют установить степень наблюдаемых изменений поверхности или то, происходили ли они систематически на остальных имплантатах. Также следует учитывать возможность износа щеток и высвобождения металлических частиц. Видимый износ Ni-Ti щеток наблюдался после использования и был задокументирован на фотографиях (Рисунок 3C). Однако щетки не исследовались систематически до и после использования, и степень износа, деформации щетинок или потери материала не была количественно определена. Таким образом, хотя наблюдаемый износ указывает на возможность высвобождения частиц Ni-Ti во время обработки, данный эксперимент не позволяет определить, были ли такие частицы высвобождены или отложены на поверхности имплантата. Аналогично, отсутствие детектируемого сигнала никеля в исследованных точках EDS не исключает его высвобождения в других частях поверхности имплантата или высвобождения ниже пределов пространственного или аналитического обнаружения применяемого протокола EDS. Этот вопрос особенно актуален для устройств из Ni-Ti, так как никельсодержащие сплавы вызывают специфические опасения относительно возможного высвобождения ионов или частиц, особенно учитывая известный аллергенный потенциал никеля. Настоящие данные не позволяют сделать выводы о высвобождении никеля, коррозии или биологических эффектах. Поэтому будущие исследования должны сочетать систематическую характеристику Ni-Ti щеток до и после использования с количественным анализом частиц и методами, чувствительными к поверхности, такими как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS), для оценки возможных изменений химического состава поверхности, а также состава или степени окисления пассивирующего слоя оксида титана. XPS использовалась для характеристики химического состава поверхности после обработки металлическими щетками, включая обработку титановыми щетками в работе Lollobrigida et al.39, а в последнее время применялась совместно с SEM, EDX и профилометрией для характеристики химического влияния обработки нитиноловыми щетками на поверхность38.
Важной методологической особенностью настоящего исследования стало включение заранее определенных ограничений доступа в стандартизированную установку с использованием манекена головы. Конфигурации дефектов класса 1A и класса 1B были спроектированы в цифровом виде и напечатаны на 3D-принтере; при этом сохранялись соседние зубы, обнажение имплантата было стандартизировано до 5 mm в коронковой части, а инструментальная обработка проводилась одним оператором в соответствии с заранее определенными условиями протокола. Согласно ранее описанной методике23,24, для получения изображений с фронтального вида, а также под коронарным и апикальным углами в 30° использовались индивидуальные акриловые блоки (Рисунок 4 и Рисунок 5). Фотографическая оценка была структурирована таким образом, чтобы фронтальные, коронарные и апикальные проекции служили дополнительными ракурсами одной и той же поверхности, а не независимыми экспериментальными наблюдениями. Для получения единого значения на уровне поверхности использовалось их среднее арифметическое с равным весом, при этом единицей эксперимента оставался имплантат. Кроме того, перед анализом файлы изображений были перекодированы с использованием непоследовательных числовых идентификаторов, что позволило исследователю, выполняющему измерения в ImageJ, не знать о распределении групп лечения и идентификаторе имплантата. Эти особенности позволили снизить несколько источников измерительной и аналитической вариабельности, сохранив при этом ограничения доступа, созданные конфигурацией манекена головы.
Следует рассмотреть несколько дополнительных ограничений. Во-первых, распределение по группам и порядок выполнения протоколов следовали фиксированной последовательности, а не были рандомизированы, а имитация загрязнения проводилась отдельными партиями для каждого протокола в последовательные дни обработки. Все образцы представляли собой стерильные единицы промышленного производства с идентичными характеристиками из одной производственной партии, что ограничивает вариабельность на уровне образцов; тем не менее, протокол был сопряжен с днем обработки и партией, несмотря на то что для каждого экспериментального образца поддерживались идентичное 15-с погружение в краситель и 24-ч интервал сушки. Такая схема могла привести к возникновению систематических различий, которые невозможно статистически отделить от эффектов обработки. Распределение не было скрытым, а ослепление оператора было невозможно, так как и инструменты, и конфигурации дефектов были визуально заметны во время обработки; поскольку все процедуры выполнял один оператор, нельзя исключить систематическую ошибку исполнения. Во-вторых, остаточный краситель определяли вручную в ImageJ. Каждое изображение измеряли в трех повторностях и использовали среднее значение, но индивидуальные результаты повторных измерений не сохранялись; следовательно, ретроспективно невозможно рассчитать воспроизводимость внутри одного исследователя и внутриклассовый коэффициент корреляции. Слепое кодирование файлов изображений снизило вероятность предвзятости оценки с учетом метода обработки, но не устранило субъективный компонент ручной сегментации; более того, конфигурацию дефекта можно было определить по содержанию изображения, так как изображения класса 1B включают проксимальные поверхности, отсутствующие на изображениях класса 1A. Оценка была основана на двумерных изображениях: хотя для захвата поверхностей, невидимых при одной проекции, использовали три угла наклона, остаточный краситель в самых глубоких бороздках резьбы не может быть разрешен фотографически, и сообщаемые значения могут недооценивать реальную площадь покрытия остаточным красителем трехмерной поверхности имплантата. В-третьих, хотя время обработки и последовательность использования щеток были предопределены для каждой конфигурации дефекта, разные геометрии Ni-Ti щеток намеренно назначались для разных поверхностей. Следовательно, воздействие Ni-Ti следует интерпретировать как выполнение полного предопределенного протокола чистки щетками, а не как изолированный эффект материала щетки или конструкции отдельной щетки. Кроме того, каждый набор щеток использовался для пяти имплантатов, несмотря на инструкции производителя по одноразовому использованию. После обработки наблюдалось видимое ухудшение состояния Ni-Ti щеток, что было задокументировано фотографически; однако степень износа, деформации щетинок или потери материала не была количественно оценена. Таким образом, нельзя исключить влияние прогрессирующего износа щеток на эффективность обработки. В-четвертых, классы 1A и 1B различались как по продолжительности обработки, так и по поверхностям, влияющим на результат на уровне имплантата; по этой причине прямых статистических сравнений между конфигурациями намеренно избегали. В-пятых, расчет размера выборки подтвердил заранее определенные основные сравнения, но исследование обладало ограниченной чувствительностью к меньшим эффектам, особенно к различиям по конкретным поверхностям и исследовательскому взаимодействию «протокол-дефект». Соответственно, незначимые сравнения не следует интерпретировать как доказательство эквивалентности. В-шестых, оценивали только один вариант конструкции титанового имплантата 4-го класса и одну определенную шероховатую поверхность. Результаты могут отличаться для других макрогеометрий имплантатов, конструкций резьбы, методов обработки поверхности или материалов. Наконец, SEM-EDS основывался на одном имплантате на экспериментальную группу и на целевом отборе проб EDS без количественной профилометрии, XPS или систематического анализа частиц. Следовательно, эти наблюдения нельзя обобщать как эффекты поверхности на уровне протокола. Тем не менее, модель с постоянным красителем определяет важную границу для интерпретации. В исследовании количественно определяли процент оцениваемой проекции поверхности имплантата, покрытой остаточным красным красителем после обработки. Постоянный краситель обеспечивает стандартизированный визуальный контраст и позволяет применять одну и ту же процедуру анализа изображений ко всем образцам, как в нескольких предыдущих экспериментальных моделях очистки имплантатов14,21,24. Однако высохший краситель не воспроизводит структурную организацию, внеклеточный матрикс, адгезионные характеристики, жизнеспособность микробов или взаимодействия с организмом хозяина, характерные для естественно развившейся периимплантатной биопленки, и полученные результаты не следует экстраполировать на удаление биопленки или на биологические и клинические исходы. Более того, хотя нанесение красителя было процедурно стандартизировано с использованием одной и той же процедуры погружения и сушки, отдельный набор фотографий до обработки не был получен, и начальное покрытие красителем не было количественно определено для каждого имплантата. Следовательно, показатели изменений внутри одного имплантата не могли быть рассчитаны, и результат представляет собой покрытие остаточным красителем после обработки. Таким образом, настоящие результаты не могут установить абсолютное количество или процент красителя, удаленного относительно исходного уровня, а также не могут подтвердить гибель бактерий, разрушение биопленки или восстановление биосовместимости поверхности. Их следует интерпретировать исключительно как сравнительное покрытие остаточным красителем после обработки. Модель «фантомной головы» также существенно отличается от биологической и процедурной среды при лечении периимплантита. Она воспроизвела отдельные механические ограничения доступа, но не включала мягкие ткани, настоящий слизисто-надкостничный лоскут, кровотечение, слюну, слюнную пелликулу, зубной камень, естественно развившуюся многовидовую биопленку, воспалительные реакции организма, заживление или факторы, связанные с пациентом. Соответственно, настоящие результаты не могут предсказать разрешение клинического заболевания, реоссеоинтеграцию, прогноз лечения или относительную клиническую эффективность трех процедур. Таким образом, механический кюретаж поверхности следует рассматривать как один из компонентов лечения периимплантита, а не как самостоятельную стратегию; эффективное лечение также требует постоянного контроля периимплантатной биопленки и поддержания или восстановления стабильного периимплантатного барьера из мягких тканей40,41. Таким образом, настоящие результаты следует рассматривать как доклинические доказательства распределения остаточного красителя в определенных условиях доступа, и их не следует использовать в качестве основы для рекомендации любого протокола клинического лечения.
В данной модели in vitro на фантомной голове степень покрытия остаточным красителем после обработки различалась в зависимости от трех протоколов дебридмента при обеих конфигурациях дефектов. При использовании эритритола с воздушным потоком остаточное покрытие на уровне имплантата было выше, чем при воздушном полировании бикарбонатом натрия и инструментарии с Ni-Ti щетками, как в дефектах класса 1A, так и в дефектах класса 1B, в то время как между воздушным полированием бикарбонатом натрия и использованием Ni-Ti щеток на уровне имплантата при обеих конфигурациях значимых различий не наблюдалось. В дефектах класса 1B распределение остаточного красителя варьировалось в зависимости от участка поверхности, и протокол с Ni-Ti щетками привел к меньшему остаточному покрытию дистальной поверхности по сравнению с двумя другими протоколами. После применения каждого протокола краситель оставался на поверхности, что согласуется с предыдущими экспериментальными данными20,22,25,26,34. Предварительные наблюдения с помощью SEM-EDS дополнительно указали на различия во внешнем виде поверхности и составе отобранных проб отложений между отдельными образцами, однако эти наблюдения требуют подтверждения в исследованиях с адекватной выборкой на уровне групп и количественной характеристикой поверхности. В будущих работах следует оценить данные протоколы с использованием моделей биологического загрязнения, рандомизированных последовательностей лечения, проспективной оценки внутри- и межэкспертного согласия при сегментации изображений, одноразовых Ni-Ti инструментов с систематическим анализом износа и частиц, а также методов характеристики поверхности, способных количественно определять топографические и химические изменения.
Раскрытие информации
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении данного исследования. Исследование было частично профинансировано авторами и их учреждениями. Компании, поставившие материалы для исследования, не принимали участия в его планировании, проведении, анализе, интерпретации или представлении результатов.
Благодарности
Авторы выражают благодарность компании Dentsply Sirona за предоставление имплантатов, использованных в данном исследовании. Авторы также благодарят компанию EMS за предоставление порошков и подслизистых насадок, использованных в экспериментальных процедурах.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Система 3D-печати | DentaFab, Istanbul, Turkey | https://www.dentafab.com/ | Использовалась для изготовления финальных STL-файлов 3D-моделей периимплантатных дефектов с использованием модельной смолы. |
| Акриловый держатель для фотографий | Изготовлен на заказ | Изготовлен на заказ | Использовался для стандартизации положения имплантата при получении изображений после деконтаминации. |
| Air-Flow Classic Comfort (40 µm) | EMS, Nyon, Switzerland | https://www.ems-dental.com/en-us/products/airflow-comfort | Порошок гидрокарбоната натрия (40 µm); использовался для деконтаминации методом воздушно-абразивной полировки гидрокарбонатом натрия. |
| Airflow Max | EMS, Nyon, Switzerland | https://www.ems-dental.com/en-us/products/airflow-max | Насадка для воздушно-абразивной полировки, супрамукозальная; использовалась с порошком гидрокарбоната натрия при давлении 4 bar, с соблюдением дистанции 2-5 mm, углом наклона 15°–80°, максимальной подаче воды и мощности, рекомендованной производителем. |
| ПО CAD | Exocad GmbH, Darmstadt, Germany | Не указано | Использовалось для импорта STL-данных и цифрового проектирования конфигураций дефектов при периимплантите. |
| Canon EOS 70D | Canon Inc., Japan | Не указано | Цифровая камера; использовалась для стандартизированного фотодокументирования с высоким разрешением при фиксированных настройках камеры. |
| Лабораторный сканер EDGE | DOF Inc., Seoul, Korea | Не указано | Использовался для оцифровки модифицированной фантомной модели нижней челюсти и генерации STL-данных. |
| Учебная стоматологическая фантомная модель | Frasaco, Tettnang, Germany | https://www.frasaco.de/ | Модифицирована путем удаления первого моляра нижней челюсти и замены этого участка мягким силиконовым материалом для создания плоского альвеолярного отростка. |
| Система энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии | Блок EDS, интегрированный с СЭМ, FEI Company | Не указано | Использовалась на выбранных образцах для определения элементного состава поверхностных остатков. |
| Порошок эритритола | Air-Flow PLUS, 14 µm, EMS, Switzerland | Не указано | Использовался для деконтаминации методом воздушно-абразивного потока эритритолом. |
| ImageJ v1.54g | NIH, USA | Версия v1.54g | Программное обеспечение для анализа изображений; использовалось для количественной оценки остаточного загрязнения поверхности. RRID: SCR_003070. |
| Винт для имплантата или слепочный штифт | Dentsply Sirona, Germany | https://www.dentsplysirona.com/en-us/shop/BP-1000191388/implant-driver-ev.html | Использовались для манипуляций с имплантатами в ходе процедур загрязнения и эксперимента, чтобы избежать прямого контакта с поверхностью имплантата. |
| KaVo Dental SURGmatic S201 XL Pro | KaVo Dental Excellence, Germany | https://www.kavo.com/en/surgmatic-s201-xll-pro | Хирургический наконечник; использовался для работы системы щеток из никелида титана на скорости 900 rpm. |
| Макрообъектив | EF 100 mm f/2.8L Macro IS USM, Canon Inc., Japan | Не указано | Использовался с цифровой камерой для стандартизированной макрофотографии поверхностей имплантатов. |
| Металлическая гайка | DIN 934-I6I(A2K) SW7-M4; Würth | Не указано | Использовалась как часть индивидуальной системы фиксации для крепления 3D-печатных моделей к блокам фантомной головы. |
| Модельная смола | Alias, Istanbul, Turkey | Не указано | Использовалась для изготовления 3D-печатных моделей дефектов при периимплантите. |
| Набор щеток NiTi | Hans Korea Co. Ltd., South Korea | Код GMDN: 57955 | Включал типы щеток Omega, Pocket short, Pocket и Nano; использовались на скорости 900 rpm при постоянном орошении физиологическим раствором. |
| Perioflow | EMS, Nyon, Switzerland | https://www.ems-dental.com/en-us/products/perioflow-max | Насадка для воздушно-абразивного потока, субмукозальная; использовалась с порошком эритритола 14 µm при давлении 6 bar, максимальной подаче воды и мощности, рекомендованной производителем. |
| Имплантат PrimeTaper EV | OsseoSpeed, Dentsply Sirona, Germany | 68011099 | Стоматологический имплантат; коммерчески чистый титан, класс 4; шейковый диаметр 4.2 mm; длина 11 mm; шаг макрорезьбы 0.75 mm; шаг микрорезьбы 0.25 mm. Номер производственной партии: 527590 |
| QUANTA FEG 250 | FEI Technologies Inc., Oregon, USA | Не указано | Сканирующий электронный микроскоп; использовался для качественной характеристики поверхности при 10-30 kV и рабочем расстоянии 12 mm. |
| Красный перманентный краситель | Edding Permanent Lumocolor, Nuremberg, Germany | https://www.edding.com/ | Использовался в качестве имитации биопленки; имплантаты погружались в краситель на 15 s и высушивались на воздухе в течение 24 h. |
| SPSS Statistics 25 | IBM SPSS Statistics 25, SPSS Inc., USA | Версия 25 | Программное обеспечение для статистического анализа; использовалось для статистической обработки данных. RRID: SCR_016479. |
| Хирургический мотор | Dentsply Sirona, Charlotte, USA | https://www.dentsplysirona.com/en-us | Использовался для подготовки остеотомий на скорости 800 rpm параллельно соседним зубам. |
| Tokuyama Universal Bond | Tokuyama Universal Bond, Tokuyama Dental, Japan | Не указано | Универсальный адгезив; использовался для закрепления металлической гайки у основания каждой 3D-печатной модели. |
Ссылки
- Herrera D, et al. Prevention and treatment of peri-implant diseases—The EFP S3 level clinical practice guideline. J Clin Periodontol. 2023;50(S26):4-76.
- Berglundh T, et al. Peri-implant diseases and conditions: Consensus report of workgroup 4 of the 2017 World Workshop on the Classification of Periodontal and Peri-Implant Diseases and Conditions. J Periodontol. 2018;89:S313-8.
- Schwarz F, Derks J, Monje A, Wang HL. Peri-implantitis. J Clin Periodontol. 2018;45:S246-66.
- Derks J, Tomasi C. Peri-implant health and disease. A systematic review of current epidemiology. J Clin Periodontol. 2015;42(S16):S158-71.
- Diaz P, et al. What is the prevalence of peri-implantitis? A systematic review and meta-analysis. BMC Oral Health. 2022;22(1).
- Lindhe J, Meyle J. Peri-implant diseases: Consensus report of the Sixth European Workshop on Periodontology. J Clin Periodontol. 2008;35(S8):282-5.
- Chan H, et al. Surgical management of peri-implantitis: A systematic review and meta-analysis of treatment outcomes. J Periodontol. 2014;85(8):1027-41.
- Renvert S, Polyzois IN. Clinical approaches to treat peri-implant mucositis and peri-implantitis. Periodontol 2000. 2015;68(1):369-404.
- Ramanauskaite A, Daugela P, Juodzbalys G. Treatment of peri-implantitis: Meta-analysis of findings in a systematic literature review and novel protocol proposal. Quintessence Int. 2016;47(5):379-93.
- Claffey N, Clarke E, Polyzois I, Renvert S. Surgical treatment of peri-implantitis. J Clin Periodontol. 2008;35(S8):316-32.
- Meyle J. Mechanical, chemical and laser treatments of the implant surface in the presence of marginal bone loss around implants. Eur J Oral Implantol. 2012;5(Suppl):S71-81.
- González FJ, et al. Adjuvant effect of titanium brushes in peri-implant surgical treatment: A systematic review. Dent J (Basel). 2021;9(8):84.
- Esposito M, et al. Interventions for replacing missing teeth: Treatment of perimplantitis. Cochrane Database Syst Rev. 2010;6:CD004970.
- Mensi M, et al. Comparison between four different implant surface debridement methods: An in-vitro experimental study. Minerva Stomatol. 2020;69(5):286-94.
- Louropoulou A, Slot DE, van der Weijden F. The effects of mechanical instruments on contaminated titanium dental implant surfaces: A systematic review. Clin Oral Implants Res. 2014;25(10):1149-60.
- Fox SC, Moriarty JD, Kusy RP. The effects of scaling a titanium implant surface with metal and plastic instruments: An in vitro study. J Periodontol. 1990;61(8):485-90.
- Louropoulou A, Slot DE, Van der Weijden F. Influence of mechanical instruments on the biocompatibility of titanium dental implants surfaces: A systematic review. Clin Oral Implants Res. 2015;26(7):841-50.
- Liu CC, et al. Air powder waterjet technology using erythritol or glycine powders in periodontal or peri-implant prophylaxis and therapy: A consensus report of an expert meeting. Clin Exp Dent Res. 2024;10(1):e855.
- Moharrami M, et al. Effects of air abrasive decontamination on titanium surfaces: A systematic review of in vitro studies. Clin Implant Dent Relat Res. 2019;21(2):398-421.
- Francis S, et al. Titanium surface decontamination: A systematic review of in vitro comparative studies. Int J Oral Maxillofac Implants. 2022;37(1):76-84.
- Steiger-Ronay V, et al. Location of unaccessible implant surface areas during debridement in simulated peri-implantitis therapy. BMC Oral Health. 2017;17(1):137.
- Keim D, et al. In vitro efficacy of three different implant surface decontamination methods in three different defect configurations. Clin Oral Implants Res. 2019;30(6):550-8.
- Sanz-Martín I, et al. Significance of implant design on the efficacy of different peri-implantitis decontamination protocols. Clin Oral Investig. 2021;25(6):3589-97.
- Luengo F, et al. In vitro effect of different implant decontamination methods in three intraosseous defect configurations. Clin Oral Implants Res. 2022;33(11):1087-97.
- Korello K, et al. In vitro efficacy of non-surgical and surgical implant surface decontamination methods in three different defect configurations in the presence or absence of a suprastructure. Clin Implant Dent Relat Res. 2023;25(3):549-63.
- Sahrmann P, et al. In vitro cleaning potential of three different implant debridement methods. Clin Oral Implants Res. 2015;26(3):314-9.
- Conserva E, et al. Evaluation of biological response of STRO-1/c-Kit enriched human dental pulp stem cells to titanium surfaces treated with two different cleaning systems. Int J Mol Sci. 2019;20(8):1868.
- Ichioka Y, et al. Mechanical removal of biofilm on titanium discs: An in vitro study. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2022;110(5):1044-55.
- Khan SN, Koldsland OC, Tiainen H, Hjortsjö C. Anatomical three-dimensional model with peri-implant defect for in vitro assessment of dental implant decontamination. Clin Exp Dent Res. 2024;10(1):e841.
- Krithikadatta J, Gopikrishna V, Datta M. CRIS Guidelines (Checklist for Reporting In-vitro Studies): A concept note on the need for standardized guidelines for improving quality and transparency in reporting in-vitro studies in experimental dental research. J Conserv Dent. 2014;17(4):301.
- Ozgu I, Ustun K. Effects of mechanical methods used in peri-implantitis treatment on implant surface decontamination and roughness. J Vis Exp. 2025;217:67778.
- Monje A, et al. Morphology and severity of peri-implantitis bone defects. Clin Implant Dent Relat Res. 2019;21(4):635-43.
- Heitz-Mayfield LJA, Mombelli A. The therapy of peri-implantitis: A systematic review. Int J Oral Maxillofac Implants. 2014;29(Suppl):325-45.
- Tuchscheerer V, et al. In vitro surgical and non-surgical air-polishing efficacy for implant surface decontamination in three different defect configurations. Clin Oral Investig. 2021;25(5):2819-28.
- Matsubara VH, et al. Cleaning potential of different air abrasive powders and their impact on implant surface roughness. Clin Implant Dent Relat Res. 2020;22(1):96-104.
- Wei MCT, Tran C, Meredith N, Walsh LJ. Effectiveness of implant surface debridement using particle beams at differing air pressures. Clin Exp Dent Res. 2017;3(4):148-53.
- Pujarern P, et al. Efficacy of biofilm removal on the dental implant surface by sodium bicarbonate and erythritol powder airflow system. Eur J Dent. 2024;18(4):1022-9.
- De Lauretis A, et al. Surface-specific outcomes of mechanical debridement with titanium, chitosan and nitinol brushes on titanium dental implant surfaces. J Dent. 2025;162:106010.
- Lollobrigida M, et al. The prevention of implant surface alterations in the treatment of peri-implantitis: Comparison of three different mechanical and physical treatments. Int J Environ Res Public Health. 2020;17(8):2624.
- Jiao Y, Tay FR, Niu L-N, Chen J-H. Advancing antimicrobial strategies for managing oral biofilm infections. Int J Oral Sci. 2019;11(3):28.
- Tang K, et al. The integration of peri-implant soft tissues around zirconia abutments: Challenges and strategies. Bioact Mater. 2023;25:348-61.