Kết nối phục hình

Có nhiều thiết kế khác nhau cho kết nối implant – abutment. Chúng có thể là kiểu kết nối bên ngoài hoặc bên trong dựa vào vị trí của kết nối so với phần thân của implant. Các kết nối phục hình bên ngoài, chủ yếu là hình lục giác. Các kết nối trong có cấu trúc hình học kết nối bên trong thân implant. Cả hai loại kết nối đều có lịch sử sử dụng an toàn và hiệu quả, và đã được ghi chép đầy đủ trong các tài liệu lâm sàng.

Kết nối phục hình có nhiều chức năng. Nó đóng vai trò là điểm nối giữa implant và phục hình, được sử dụng để truyền các lực cần thiết để đặt implant vào xương, và định hướng các phần của phục hình. Trong hầu hết các thiết kế implant hiện đại, phục hình được gắn chặt vào implant bằng vít abutment. Bởi vì tải trọng truyền từ phục hình sang implant tại kết nối nên kết nối phải đủ mạnh để chịu được bất kỳ lực liên quan nào về mặt lâm sàng. Đường kính và tiết diện của implant và vít abutment cũng có ý nghĩa quyết định đến độ bền tổng thể của kết nối phục hình.

Các kết nối ngoài là những kết nối đầu tiên được sử dụng rộng rãi trên implant kiểu vít. Implant Branemark external hex, với hex bên ngoài cao 0,7 mm, được thiết kế để kết nối với 1 ngàm cố định để đặt implant và sau đó kết nối với phần xuyên niêm mạc của phục hồi cho một cung hàm mất răng. Kết nối hex bên ngoài hoạt động tốt cho phương thức điều trị này; tuy nhiên, nó không lý tưởng khi được sử dụng cho các phục hình mão đơn và mất răng bán phần vì vít abutment phải chịu tải trọng bên nhiều hơn so với các phục hình có nẹp, và việc tăng chiều cao của hex bên ngoài (để cung cấp khả năng chống chịu nhiều hơn đối với lực theo hướng bên) làm cản trở abutment góc.

Kết nối trong được phát triển để khắc phục một số trở ngại do sử dụng kết nối ngoài trong những trường hợp bị mất răng bán phần. Mong muốn có được một kết nối implant chắc chắn hơn, ổn định hơn đã dẫn đến sự phát triển của kết nối trong được sử dụng rộng rãi ngày nay. Một trong những thiết kế kết nối trong đầu tiên được áp dụng rộng rãi là kết nối lục giác bên trong với góc 45 độ. Thiết kế hex bên trong vẫn được sử dụng rộng rãi hơn 30 năm sau khi nó được phát triển lần đầu tiên. Thiết kế của kết nối hex bên trong đã giảm thiểu một số thách thức cố hữu của kết nối hex bên ngoài, chẳng hạn như abutment góc và phần vát (lead-in bevel) ổn định kết nối tốt hơn chống lại các lực nghiêng, giảm tỷ lệ nới lỏng vít.

Một kết nối trong khác được sử dụng rộng rãi là kết nối implant hình nón. Kết nối hình nón sâu hơn bên trong thân implant, và góc của giao diện abutment nhỏ hơn. khu vực giao diện kết nối cải thiện độ ổn định của trụ, độ vừa vặn và hiệu suất làm kín. Caricasulo và cộng sự đã xem xét ảnh hưởng của kết nối abutment-implant với tình trạng mất xương quanh implant và nhận thấy rằng các kết nối hình nón biểu hiện sự mất xương thấp hơn trong thời gian ngắn và trung bình so với các kết nối ngoài. Quaresma và cộng sự đã tiến hành phân tích implant kết nối lục giác bên trong và implant kết nối hình nón. Họ phát hiện ra rằng implant kết nối hình nón được kết nối với một abutment hình nón vững chắc bên trong, tạo ứng suất thấp hơn lên xương ổ răng và phục hình, và ứng suất lớn hơn lên trụ so với implant kết nối lục giác bên trong.

Hansson đã sử dụng phân tích để nghiên cứu sự phân bố của ứng suất trong xương cho các implant kết nối hình nón được đặt ngang xương. Ông phát hiện ra rằng ứng suất cao nhất ở xương do tải trọng theo chiều dọc lan xuống sâu hơn trong xương khi giao diện abutment-implant hình nón. Các kết nối phục hình hình nón cung cấp một kết nối abutment ổn định, ứng suất trên xương thấp hơn khi được đặt ngang với xương viền và khả năng chịu tải trọng theo chiều dọc cao.

Ren của implant

Bước ren (Thread Pitch)

Bước ren là khoảng cách từ 1 điểm trên 1 ren tới điểm tương ứng trên ren kế cận, theo trục dọc.

Lead là khoảng cách theo chiều dọc trục mà ren xoay hết 1 vòng của chính nó. Đối với ren 1 đầu mối, pitch và lead giống nhau. Với ren nhiều mối, lead gồm nhiều bước ren. Với ren 2 đầu mối, 1 lead là 2 pitch. Với ren 3 đầu mối, 1 lead là 3 lần pitch.

Mặc dù implant tiến xa hơn vào xương sau mỗi vòng quay trên implant nhiều mối, nhưng diện tích bề mặt không tăng lên vì bước ren vẫn giữ nguyên. Bước ren nhỏ hơn làm tăng diện tích bề mặt và được cho là cải thiện sự phân bố ứng suất trong xương. Orsini và cộng sự đã thử nghiệm implant với bước ren 0,5 mm và 1,7 mm để tích hợp xương. Những phát hiện của họ cho thấy neo cơ học ban đầu và sự tích hợp xương sớm trong xương mật độ thấp có thể được cải thiện bằng cách giảm bước ren. Bước ren nhỏ hơn làm tăng sự tiếp xúc giữa xương với implant và độ ổn định ban đầu, lượng xương mới lắng đọng nhiều hơn và trưởng thành hơn. Bước ren nhỏ hơn 1,7 mm là tối ưu hơn cho sự ổn định sơ khởi và tích hợp xương.

Tuy nhiên, do sự tương tác giữa bước ren, dạng ren và độ sâu của ren, bước ren tối ưu để phân bố ứng suất trong xương vỏ và xương xốp có thể khác nhau. Hassan và cộng sự khảo sát mức độ ảnh hưởng của số lượng ren trong cổ implant đối với ứng suất. Ứng suất cao nhất ở xương vỏ ở cổ implant và thấp nhất ở xương xốp. Giảm số lượng ren ở cổ dẫn đến giảm ứng suất ở cả hai loại xương.

Kong và cộng sự chỉ ra rằng xương xốp nhạy cảm với bước ren hơn so với xương vỏ. Bước ren đóng vai trò lớn hơn trong việc bảo vệ implant dưới tải trọng theo chiều dọc hơn là dưới tải trọng ngoài trong, và bước ren lớn hơn 0,8 mm là lựa chọn tối ưu về mặt cơ sinh học. Geramizadeh và cộng sự phát hiện bước ren 0,808 mm trong vùng thân implant là tối ưu cho ren hình chữ V. Đối với implant ren tam giác, bước ren tối ưu là 1,2 mm; đối với ren hình thang là 1,6 mm.

Bước ren cũng liên quan đến mô-men xoắn lúc đặt và thời gian cần thiết để đặt implant. Implant nhiều ren đòi hỏi nhiều vòng quay hơn và cần nhiều lực hơn ở vùng xương dày đặc. Nó là yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định chính, sự lành thương ban đầu, và phân bố ứng suất.

Hình dạng ren (Thread Shape)

Hình dạng ren là đặc điểm có tác dụng phân bố lực vào xương. Các dạng ren bao gồm: hình vuông, dạng chữ V, dạng trụ và dạng trụ ngược.

• Ren dạng chữ V phát triển cho chỉ định lưu giữ chung.
• Ren vuông và ren trụ phát triển để chịu tải nặng liên tục (sườn ren truyền lực gần vuông góc với trục).
• Trụ ngược có sườn định hướng ngược lại.

Nhiều thiết kế hiện đại sử dụng ren trụ để truyền tải trọng nén và một số kết hợp thiết kế ren vuông. Eraslan và İnan phân tích 3D cho thấy hình dạng ren ảnh hưởng đến ứng suất nén (dù ứng suất von Mises tương đương nhau). Geng và cộng sự chỉ ra rằng ren chữ V và ren vuông lớn là hình dạng tối ưu. Các thử nghiệm lâm sàng đối với implant chịu tải ngay cho thấy hiệu suất rất tốt của các hình dạng ren biến đổi và trụ ngược. Do các ren truyền lực đến xương gần như vuông góc với trục, ren trụ và ren vuông có hình dạng tối ưu trong điều kiện lực tải theo chiều dọc.

Độ sâu ren (Thread Depth)

Độ sâu ren được đo bằng khoảng cách giữa chân và đỉnh ren. Chiều sâu ren ảnh hưởng trực tiếp đến bề mặt chịu lực nén. Ren càng sâu, diện tích truyền lực nén càng lớn. Tăng độ sâu ren cũng làm tăng mômen đặt và độ ổn định sơ khởi trong xương mật độ thấp. Trong xương đặc, mô-men xoắn tăng lên có thể yêu cầu sử dụng mũi taro xương (bone tap).

Độ dày thành implant so với độ sâu ren cần được cân nhắc (đặc biệt implant đường kính nhỏ), vì tăng khoảng cách chân-đỉnh ren sẽ làm mất độ dày thành và ảnh hưởng độ bền thân implant. Độ sâu ren lớn hơn 0,44 mm và chiều rộng từ 0,19 đến 0,23 mm gây ra ứng suất thấp nhất trong xương có độ đặc vừa phải. Chiều sâu ren có ảnh hưởng lớn hơn chiều rộng đối với ứng suất và độ ổn định sơ khởi.

Việc tăng độ sâu ren nên được thực hiện bằng cách tăng đường kính chính (Major diameter) thay vì giảm đường kính phụ (Minor diameter) để tránh làm giảm độ bền của implant.

(Đường kính chính và phụ của implant)

Vùng chóp implant (Apical Region)

Vùng chóp của implant có các đặc điểm giúp đặt implant vào xương và bắt đầu sự gắn kết. Đầu implant thuôn nhọn cho phép một phần đi vào vị trí cấy ghép trước khi tiếp xúc thành xương, giúp giữ thẳng trục và bệnh nhân không cần há miệng quá to. Đầu chóp của implant truyền thống phải có hình dạng tròn để giảm thiểu xác suất thủng màng xoang. Đầu chóp trên các implant đường kính nhỏ thường thuôn nhọn để tiến vào xương mà không cần chuẩn bị thêm.

Vùng chóp có thể có lỗ hoặc khe (cutting flutes) để xương bám vào, tăng neo giữ chống lực xoắn (khi tháo healing, siết vít). Thông thường, vùng chóp kết hợp các vùng phẳng hoặc rãnh theo chu vi để chống xoay và hỗ trợ đưa vào (tự taro - self-tapping). Nó tạo ra các vụn xương nhỏ tích tụ trong các rãnh này thay vì bị ép vào thành ổ xương, giúp giảm lực đặt.

Vật liệu implant

Vật liệu phải tương thích sinh học, độ bền kéo/nén cao, chống mỏi, chống ăn mòn và có mô đun đàn hồi gần với xương.

Tương hợp sinh học

Titan tinh khiết thương mại (cpTi), hợp kim titan (Ti-6Al-4V) và zirconia (ZrO2) là các vật liệu sinh học đại diện. Titan có lịch sử sử dụng lâu nhất với tính tương hợp sinh học tuyệt vời. Zirconia cũng tương thích sinh học và có tính thẩm mỹ cao (màu trắng).

Độ bền

Titan cấp 4 mạnh gấp đôi cấp 1. Titan cấp 5 (hợp kim) mạnh hơn cấp 4 hơn 60%. Cấp 23 là dạng cấp 5 có độ tinh khiết cao chống mỏi tốt hơn. Zirconia có cường độ nén lớn hơn titan nhưng độ bền kéo kém và dễ gãy uốn. Nhiều implant thất bại do mỏi (fatigue) hơn là do quá tải lực trực tiếp. Giới hạn mỏi của implant được kiểm tra theo tiêu chuẩn ISO 14801.

Kháng mòn

Titan tự tạo lớp màng thụ động titan oxit chống ăn mòn. Zirconia trơ trong môi trường miệng nhưng dễ bị phân hủy/lão hóa ở nhiệt độ thấp khi có sự hiện diện của nước (chuyển đổi từ pha tetragonal mạnh sang pha monoclinic yếu hơn - Low Temperature Degradation).

Mô đun đàn hồi

Sự chênh lệch mô đun đàn hồi giữa vật liệu và xương gây ra hiện tượng che chắn ứng suất (stress shielding). Mô đun của xương vỏ là 16 GPa. Titan là ~105-114 GPa. Zirconia rất cứng (200 GPa).

Tại thời điểm này, hợp kim titan vẫn là vật liệu sinh học tốt nhất để cấy ghép nha khoa nhờ sự kết hợp lý tưởng giữa tính tương thích sinh học, sức mạnh, chống ăn mòn và hiệu suất chống mỏi.

Nguồn: Resnik, R. R., & Misch, C. E. (2021). Misch’s contemporary implant dentistry. Elsevier.