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溫度在適當范圍以避免組織過熱。體內(nèi)溫度測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”進行紅外熱像分析。熱像法可以無創(chuàng)地觀測窩洞預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)，而且可以計算備洞過程中的放熱量。研究目的是為了評估三個種植系統(tǒng)的冷卻參數(shù)以及對骨組織是否有不良影響。

      種植窩預備時產(chǎn)熱過高可能會對種植體骨結(jié)合產(chǎn)生不良影響。本研究的目的是評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℃預冷生理鹽水、不冷卻。使用3℃預冷生理鹽水冷卻時，BEGO系統(tǒng)與NEO BIOTECH系統(tǒng)相比溫度波動有統(tǒng)計學差異（22.3℃與21.8℃）。三個種植系統(tǒng)的最大溫度波動均出現(xiàn)在預備窩洞時的先鋒鉆，且均僅在沒有冷卻情況下以1500 rpm轉(zhuǎn)速使用先鋒鉆時實際溫度超過了限度。

      本研究使用了大型豬上新鮮獲取的9根肋骨，并按阿拉伯數(shù)字連續(xù)編號為1-9。各肋骨的長寬厚均相近，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)條件下進行實驗：

（1）冷卻：

（a）用室溫（約20℃）0.9%氯化鈉溶液進行外冷卻

（b）用預冷（約3℃）0.9%氯化鈉溶液進行外冷卻

（c）不冷卻

（2）轉(zhuǎn)速：

（a）800 rpm（b）1200 rpm（c）1500 rpm

      在肋骨表面進行種植窩洞預備，使種植體穿過板層骨到達松質(zhì)骨，深度為10mm。肋骨均固定在一個穩(wěn)定的工作臺面。備洞均由同一個有經(jīng)驗的種植醫(yī)師進行。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、備洞時間以及溫度變化。每一個鉆針只使用三次（800 rpm、1200 rpm、1500 rpm），以避免鉆變鈍導致額外產(chǎn)熱。

     表2顯示了各組的鉆洞時間與最高溫度。

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

圖1  使用先鋒鉆時產(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  使用一級鉆時產(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  使用二級鉆時產(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備時的產(chǎn)熱量，其中包括：皮質(zhì)骨板的厚度，轉(zhuǎn)速，鉆針直徑，鉆針形狀以及預備深度。有文獻證實種植窩洞預備時溫度超過47℃時會對種植體的骨結(jié)合產(chǎn)生不良影響，而備洞時間小于1分鐘且溫度不超過47℃有利于種植成功。另一組學者的研究認為，備洞溫度超過50℃且備洞時間延長，是引起骨組織灼傷繼而骨壞死的關鍵原因。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。本實驗使用的轉(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）。本實驗證明了低轉(zhuǎn)速時由于接觸力增加會產(chǎn)生更多熱能，而最大轉(zhuǎn)速時由于摩擦力增加也會增加產(chǎn)熱。另外，所檢測的三個系統(tǒng)的先鋒鉆在三個轉(zhuǎn)速下均有超過限制溫度的危險，因此使用先鋒鉆時必須同時進行冷卻降溫。

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

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

圖5  三個系統(tǒng)的備洞時間在不同冷卻條件下的比較

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

圖5：冷卻過程本身對備洞時間也會產(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)）備洞時間。在使用一級鉆與理想鉆速（1200 rpm）時，各個系統(tǒng)的備洞時間也存在差異。

◇  在進行種植窩洞預備時，溫度波動與所使用的冷卻系統(tǒng)、鉆針直徑以及馬達轉(zhuǎn)速直接相關。

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

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

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

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.