選文背景

不同種植系統(tǒng)提供了不同的冷卻方式維持種植體植入時(shí)溫度在適當(dāng)范圍以避免組織過熱。體內(nèi)溫度測(cè)量可以使用熱電偶法與熱像法。本研究嘗試使用種植鉆作為“溫感探頭”進(jìn)行紅外熱像分析。熱像法可以無創(chuàng)地觀測(cè)窩洞預(yù)備過程中外骨板以及種植鉆的溫度變化。紅外熱像法不僅安全無創(chuàng)，而且可以計(jì)算備洞過程中的放熱量。研究目的是為了評(píng)估三個(gè)種植系統(tǒng)的冷卻參數(shù)以及對(duì)骨組織是否有不良影響。

種植窩預(yù)備時(shí)產(chǎn)熱過高可能會(huì)對(duì)種植體骨結(jié)合產(chǎn)生不良影響。本研究的目的是評(píng)估三種不同的種植系統(tǒng)（BEGO®，NEO BIOTECH®，BIOMET 3i®）的冷卻效果，選取了豬肋骨作為研究模型。種植窩預(yù)備使用了三種轉(zhuǎn)速（800，1200，1500 rpm）與三種冷卻方式：使用室溫生理鹽水、使用3℃預(yù)冷生理鹽水、不冷卻。使用3℃預(yù)冷生理鹽水冷卻時(shí)，BEGO系統(tǒng)與NEO BIOTECH系統(tǒng)相比溫度波動(dòng)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（22.3℃與21.8℃）。三個(gè)種植系統(tǒng)的最大溫度波動(dòng)均出現(xiàn)在預(yù)備窩洞時(shí)的先鋒鉆，且均僅在沒有冷卻情況下以1500 rpm轉(zhuǎn)速使用先鋒鉆時(shí)實(shí)際溫度超過了限度。

本研究使用了大型豬上新鮮獲取的9根肋骨，并按阿拉伯?dāng)?shù)字連續(xù)編號(hào)為1-9。各肋骨的長(zhǎng)寬厚均相近，約為1472mm×246mm×213mm。使用的種植系統(tǒng)為：

（1）BEGO（先鋒鉆，Φ2.5鉆，Φ3.0鉆）

（2）BIOMET 3i（先鋒鉆，Φ2.3鉆，Φ2.75鉆）

（3）NEO BIOTECH（先鋒鉆，Φ2.2鉆，Φ2.9鉆）

以上種植系統(tǒng)均在下述參數(shù)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）冷卻：

（a）用室溫（約20℃）0.9%氯化鈉溶液進(jìn)行外冷卻

（b）用預(yù)冷（約3℃）0.9%氯化鈉溶液進(jìn)行外冷卻

（c）不冷卻

（2）轉(zhuǎn)速：

（a）800 rpm（b）1200 rpm（c）1500 rpm

在肋骨表面進(jìn)行種植窩洞預(yù)備，使種植體穿過板層骨到達(dá)松質(zhì)骨，深度為10mm。肋骨均固定在一個(gè)穩(wěn)定的工作臺(tái)面。備洞均由同一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的種植醫(yī)師進(jìn)行。種植體最終均獲得理想的植入扭矩。備洞過程用紅外熱像儀記錄包括骨與鉆在內(nèi)的感興趣區(qū)（ROI）的最高溫度、備洞時(shí)間以及溫度變化。每一個(gè)鉆針只使用三次（800 rpm、1200 rpm、1500 rpm），以避免鉆變鈍導(dǎo)致額外產(chǎn)熱。

表2顯示了各組的鉆洞時(shí)間與最高溫度。

如下，圖1~3顯示了前三鉆產(chǎn)生的最高溫度在不同轉(zhuǎn)速與各個(gè)種植系統(tǒng)之間的比較。

圖1 使用先鋒鉆時(shí)產(chǎn)生的最高溫度記錄在各種植系統(tǒng)與轉(zhuǎn)速中的比較

圖2 使用一級(jí)鉆時(shí)產(chǎn)生的最高溫度記錄在各種植系統(tǒng)與轉(zhuǎn)速中的比較

圖3 使用二級(jí)鉆時(shí)產(chǎn)生的最高溫度記錄在各種植系統(tǒng)與轉(zhuǎn)速中的比較

圖1-3：多種不同的因素均能影響窩洞預(yù)備時(shí)的產(chǎn)熱量，其中包括：皮質(zhì)骨板的厚度，轉(zhuǎn)速，鉆針直徑，鉆針形狀以及預(yù)備深度。有文獻(xiàn)證實(shí)種植窩洞預(yù)備時(shí)溫度超過47℃時(shí)會(huì)對(duì)種植體的骨結(jié)合產(chǎn)生不良影響，而備洞時(shí)間小于1分鐘且溫度不超過47℃有利于種植成功。另一組學(xué)者的研究認(rèn)為，備洞溫度超過50℃且備洞時(shí)間延長(zhǎng)，是引起骨組織灼傷繼而骨壞死的關(guān)鍵原因。大部分的種植系統(tǒng)中使用的能刺激骨結(jié)合而不引起骨灼傷的理想轉(zhuǎn)速在1000-1500 rpm。本實(shí)驗(yàn)使用的轉(zhuǎn)速分別為低轉(zhuǎn)速（800 rpm）、理想轉(zhuǎn)速（1200 rpm）與最大轉(zhuǎn)速（1500 rpm）。本實(shí)驗(yàn)證明了低轉(zhuǎn)速時(shí)由于接觸力增加會(huì)產(chǎn)生更多熱能，而最大轉(zhuǎn)速時(shí)由于摩擦力增加也會(huì)增加產(chǎn)熱。另外，所檢測(cè)的三個(gè)系統(tǒng)的先鋒鉆在三個(gè)轉(zhuǎn)速下均有超過限制溫度的危險(xiǎn)，因此使用先鋒鉆時(shí)必須同時(shí)進(jìn)行冷卻降溫。

圖4~5顯示了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的結(jié)果。僅在使用預(yù)冷鹽水冷卻時(shí)，BEGO與NEO BIOTECH系統(tǒng)之間的最高溫度之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（22.3℃與21.8℃，p=0.024）。

圖4 三個(gè)種植系統(tǒng)使用全部三個(gè)鉆時(shí)產(chǎn)生的最高溫度在不同冷卻條件下的比較

圖5 三個(gè)系統(tǒng)的備洞時(shí)間在不同冷卻條件下的比較

圖4：在不冷卻的條件下，所檢測(cè)的系統(tǒng)一級(jí)鉆產(chǎn)生的平均溫度為27-31℃（鉆直徑為2.2-2.5mm，轉(zhuǎn)速1200rpm）（表2）。冷卻降溫對(duì)備洞過程產(chǎn)熱的降低有重要作用，而冷卻劑的溫度對(duì)降溫效果影響不大。

圖5：冷卻過程本身對(duì)備洞時(shí)間也會(huì)產(chǎn)生影響，可以增加（如NEO BIOTECH系統(tǒng)）或減少（如BIOMET 3和BEGO系統(tǒng)）備洞時(shí)間。在使用一級(jí)鉆與理想鉆速（1200 rpm）時(shí)，各個(gè)系統(tǒng)的備洞時(shí)間也存在差異。

◇ 在進(jìn)行種植窩洞預(yù)備時(shí)，溫度波動(dòng)與所使用的冷卻系統(tǒng)、鉆針直徑以及馬達(dá)轉(zhuǎn)速直接相關(guān)。

◇ 使用不同的冷卻液溫度時(shí)種植窩洞的溫度波動(dòng)沒有發(fā)現(xiàn)重要的差異。

◇ 本研究使用的三個(gè)種植系統(tǒng)中最顯著的溫度波動(dòng)均出現(xiàn)在使用先鋒鉆時(shí)。

◇ 僅在沒有冷卻情況下以1500 rpm轉(zhuǎn)速使用先鋒鉆時(shí)實(shí)際溫度超過了限度。

原文

Kirstein, K., Dobrzyński, M., Kosior, P., Chrószcz, A., Dudek, K., Fita, K., ... & Janeczek, M. (2016). Infrared Thermographic Assessment of Cooling Effectiveness in Selected Dental Implant Systems.BioMed research international, 2016.