Δεδομένα και απόψεις για τη σταθερότητα των ιστών στα εμφυτεύματα επιπέδου οστού Facts and opinions on tissue stability in bone-level implants

Transcript

1 P. Weigl, Γ. Τρίμπου, E. Γκρίζας, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Σταθερότητα ιστών στα εμφυτεύματα επιπέδου οστού 1 P. Weigl, G. Trimpou, E. Grizas, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Tissue stability in bone-level implants Επίσημη Έκδοση της Ελληνικής Περιοδοντολογικής Εταιρείας Official Publication of the Hellenic Society of Periodontology Περιοδοντολογικά Ανάλεκτα Analecta Periodontologica Δεδομένα και απόψεις για τη σταθερότητα των ιστών στα εμφυτεύματα επιπέδου οστού Facts and opinions on tissue stability in bone-level implants Paul Weigl 1, Γεωργία Τρίμπου 2, Ελευθέριος Γκρίζας 3, Georg-Hubertus Nentwig 4, Hans-Christoph Lauer 5 1 Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Προσθετικής, 2 Επίκουρη Καθηγήτρια, Τμήμα Στοματικής Χειρουργικής και Εμφυτευματολογίας, 3 Οδοντίατρος, Τμήμα Στοματικής Χειρουργκής και Εμφυτευματολογίας, 4 Καθηγητής και Διευθυντής, Τμήμα Στοματικής Χειρουργικής και Εμφυτευματολογίας, 5 Καθηγητής και Διευθυντής, Τμήμα Προσθετικής, Οδοντιατρική Σχολή, Πανεπιστήμιο Goethe, Φρανκφούρτη, Γερμανία Paul Weigl 1, Georgia Trimpou 2, Elefterios Grizas 3, Georg-Hubertus Nentwig 4, Hans-Christoph Lauer 5 1 Assistant Professor, Department of Prosthodontics, 2 Assistant Professor, Department of Oral Surgery and Implantology, 3 Dentist, Department of Oral Surgery and Implantology, 4 Professor and Chairman, Department of Oral Surgery and Implantology, 5 Professor and Chairman, Department of Prosthodontics, School of Dentistry, Goethe- University Frankfurt am Main, Germany Περίληψη Η διατήρηση της αρχιτεκτονικής του φατνιακού οστού και η σταθερότητα των μαλακών ιστών γύρω από τα οστεοενσωματούμενα οδοντικά εμφυτεύματα θεωρούνται βασικές προϋποθέσεις για ένα επιτυχημένο θεραπευτικό αποτέλεσμα. Περιεμφυτευματική οστική απορρόφηση παρατηρείται συνήθως γύρω από τα εμφυτεύματα επιπέδου οστού στον πρώτο χρόνο φόρτισης. Η περιεμφυτευματική απώλεια του φατνιακού οστού είναι μια πολυπαραγοντική διαδικασία και οι αιτιολογικοί παράγοντες θα μπορούσαν να διαχωριστούν σε αυτούς που δε σχετίζονται και σε αυτούς που σχετίζονται με το σύστημα των εμφυτευμάτων. Οι δυνάμεις φόρτισης στο περιεμφυτευματικό οστό παίζουν σημαντικό ρόλο στην οστική απορρόφηση και η αυχενική μετάθεση φαίνεται ότι διατηρεί τα επίπεδα του οστού γύρω από τα εμφυτεύματα μειώνοντας τις τάσεις στην περιοχή ανάμεσα στο συμπαγές οστό και στον αυχένα του εμφυτεύματος. Το επιπρόσθετο οριζόντιο διάστημα στα εμφυτεύματα με αυχενική μετάθεση μπορεί να μειώσει την κάθετη οστική απορρόφηση που απαιτείται για την εδραίωση του βιολογικού εύρους στα εμφυτεύματα. Επιπλέον, η απορροή μολυσματικών υγρών από το εσωτερικό του εμφυτεύματος λόγω των μικροκινήσεων ανάμεσα στο εμφύτευμα και το κολόβωμα μπορεί να προκαλέσει απορρόφηση. Οι ελάχιστα παρεμβατικές χειρουργικές επεμβάσεις και τα εμφυτεύματα με αυχενική μετάθεση και ερμητική διεμφυτευματική σύνδεση προάγουν τη σταθερότητα των περιεμφυτευματικών ιστών και ελαχιστοποιούν την οστική απορρόφηση. Περιοδοντολογικά Ανάλεκτα 2010; 21(8):1-12 Λέξεις κλειδιά: περιεμφυτευματική οστική απορρόφηση, οστική απώλεια, διατήρηση οστού, σταθερότητα μαλακών ιστών, επεξηγηματικό μοντέλο, εμβιομηχανική, σύνδεση εμφυτεύματοςκολοβώματος, βιολογικό εύρος, αυχενική μετάθεση Abstract Preservation of the alveolar crestal bone architecture and soft tissue stability around osseointegrated dental implants are considered basic requirements for a successful treatment outcome. Peri-implant bone resorption is routinely observed around bone-level implants within the first year of loading. Peri-implant alveolar crestal bone loss is a multifactorial process and the etiological factors may be differentiated into those unrelated to the implant and those related to the implant system. Loading forces on peri-implant bone play a significant role on bone resorption and platform switching seems to preserve bone levels around implants minimizing strains at the interface between the cortical bone and the implant neck. The additional horizontal space provided in platform-switched implants may reduce the vertical bone resorption required for establishment of the biologic width around implants. Furthermore, the outflow of contaminated fluids trapped in the interior of the implant caused by micromovements between the abutment and the implant may also induce bone resorption. Minimally invasive surgical procedures and placement of platform-switched implants with a sealed implant-abutment junction promote peri-implant tissue stability and minimize bone resorption. Analecta Periodontologica 2010; 21(8):1-12 Key words: peri-implant bone resorption, bone loss, bone preservation, soft-tissue stability, explanatory model, biomechanics, implant-abutment junction, biological width, platform switching Copyright 2010 Hellenic Society of Periodontology. All Rights Reserved.

2 2 Περιοδοντολογικά Ανάλεκτα Τόμος 21 (2010) Εξελίξεις της περιοδοντολογίας στο ξεκίνημα της νέας χιλιετηρίδας Analecta Periodontologica Volume 21 (2010) Advances in periodontics at the dawn of the new millennium Εισαγωγή Η οστεοενσωμάτωση των οδοντικών εμφυτευμάτων είναι το τελικό αποτέλεσμα τεκμηριωμένων αλληλεπιδράσεων μεταξύ ενός αδρανούς υλικού και των ιστών του σώματος. Με το πέρασμα των χρόνων, η επινόηση λεπτών χειρουργικών επεμβάσεων και οι συνεχόμενες βελτιώσεις των εμφυτευματικών επιφανειών έχουν συμβάλλει στα αυξημένα ποσοστά κλινικής επιβίωσης. Στη σύγχρονη κλινική πράξη παρατηρείται μια αυξανόμενη τάση για αντικατάσταση δοντιών που λείπουν με επιεμφυτευματικές στεφάνες και γέφυρες αντί με συμβατικές ακίνητες προσθετικές αποκαταστάσεις. Ωστόσο, η διατήρηση του φατνιακού οστού και της αρχιτεκτονικής των μαλακών ιστών στην αισθητική ζώνη φαίνεται ότι παίζουν καθοριστικό ρόλο στην εδραίωση και διατήρηση ενός φυσικού «περιγράμματος ανάδυσης». Η απορρόφηση της κορυφής της προστομιακής ακρολοφίας συνοδεύεται από απώλεια ύψους των περιεμφυτευματικών μαλακών ιστών που συνεπάγεται επιπτώσεις στην αισθητική της περιοχής και πιθανά ένα μειονεκτικό αισθητικό αποτέλεσμα. Το κλινικό φαινόμενο της αυχενικής οστικής απορρόφησης των περίπου 2,0 mm που παρατηρείται μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα μετά την τοποθέτηση των εμφυτευμάτων (Astrand και συν. 2008, Cochran και συν. 2009) περιγράφεται με διάφορους κλινικούς όρους που περιλαμβάνουν τον «οστικό ανασχηματισμό», την «απορρόφηση μέχρι την πρώτη σπείρα», τον «σχηματισμό του βιολογικού εύρους», και το «βιολογικό φραγμό». Οι ορισμοί αυτοί αντιπροσωπεύουν κατάλληλες ανατομικές περιγραφές ή επεξηγηματικά μοντέλα της ιστικής απώλειας από φυσιολογικές ή παθολογικές διαδικασίες. Κάποιες υποθέσεις εξηγούν αυτό το φαινόμενο σαν αναπόφευκτη αντίδραση σε ένα ξένο υλικό που ενσωματώνεται σε ιστούς και επικοινωνεί με τη στοματική κοιλότητα. Οι υποθέσεις αυτές στηρίζονται κυρίως στην κλινική παρατήρηση ότι η οστική απορρόφηση παρατηρείται σπάνια σε εμφυτεύματα κατά τη διάρκεια της κλειστής επούλωσης. Ωστόσο, έχουν αναφερθεί και εμφυτεύματα με σημαντικά μικρότερη οστική απορρόφηση στην πιο πρόσφατη βιβλιογραφία (Canullo και συν. 2009a, Laurell και Lundgren 2011). Η παρούσα εργασία παρουσιάζει ένα επεξηγηματικό μοντέλο που προσπαθεί να διερευνήσει πως τα ελάχιστα παρεμβατικά θεραπευτικά πρωτόκολλα και κάποια χαρακτηριστικά των εμφυτευμάτων αυξάνουν τις πιθανότητες διατήρησης των περιεμφυτευματικών ιστών. Το μοντέλο έχει στόχο την αναγνώριση της σημασίας διαφόρων παραγόντων στη διατήρηση του αυχενικού οστού και των μαλακών ιστών, όπως η θέση του εμφυτεύματος σε σχέση με το επίπεδο του οστού, η αυχενική μετάθεση και ο τύπος σύνδεσης εμφυτεύματος-κολοβώματος. Τέλος, παρουσιάζονται κλινικές συστάσεις για την τοποθέτηση εμφυτευμάτων που απορρέουν από αυτό το επεξηγηματικό μοντέλο. Αιτιολογία της αυχενικής οστικής απορρόφησης Η αιτολογία της περιεμφυτευματικής οστικής απορρόφησης είναι πολυπαραγοντική και έχουν προταθεί αρκετές υποθέσεις για την παρατηρούμενη οστική απώλεια. Η έκταση του τραύματος που προκαλείται από τη χειρουργική επέμβαση εμπλέκει αρκετούς παράγοντες που οδηγούν σε οστική απώλεια: η υπερθέρμανση ή η υψηλή πίεση στο συμπαγές οστό κατά τη διάρκεια των τρυπανισμών, η τραυματική αναπέταση κρημνών και οι μεγάλης διάρκειας επεμβάσεις είναι μερικές από τις επιβεβαιωμένες αιτίες που μπορεί να βλάψουν το ευαίσθητο συμπαγές οστό. Η φλεγ- Introduction The osseointegration of dental implants is the final outcome of evidence-based interactions between an inert material and body tissues. Over the years, the innovation of delicate surgical techniques and the continuous optimization of implant surfaces have contributed to increased clinical survival rates. In modern clinical practice, there is an increasing tendency for replacement of missing teeth by implant-borne crowns and bridges instead of conventional fixed prosthetic reconstructions. However, the preservation of alveolar crestal bone and soft tissue architecture in the esthetic region seems to play a decisive role in establishing and maintaining a natural emergence-profile. Bone resorption of the alveolar crest in the labial aspect is accompanied by loss of the vertical dimension of the peri-implant soft tissues with implications in the esthetics of the area and possibly, a negative esthetic outcome. The clinical phenomenon of the approximately 2.0 mm peri-implant crestal bone resorption which takes place shortly after implant insertion (Astrand et al. 2008, Cochran et al. 2009) is described by various clinical terms including bone remodelling, resorption to the first thread, formation of the biologic width, and biologic seal. These definitions represent appropriate anatomical descriptions or explanatory models of tissue loss caused by physiologic or pathological processes. Some hypotheses explain this phenomenon as an inevitable tissue reaction to a foreign material which is integrated in tissues and communicates with the oral environment. These hypotheses are mainly supported by the clinical observation that crestal bone loss seldom occurs at submerged implants during the healing period. However, implants with significantly less crestal bone resorption have been reported in the recent literature (Canullo et al. 2009a, Laurell and Lundgren 2011). The current study describes an explanatory model of how minimally invasive treatment protocols and several implant design characteristics can increase the probability of peri-implant tissue preservation. The model aims to identify the importance of different factors in crestal bone and soft tissue preservation including vertical implant position in relation to the crestal bone level, platform-switching, and type of implantabutment connection. Finally, clinical recommendations for implant placement are proposed, based on this explanatory model. Etiology of crestal bone resorption The etiology of peri-implant bone resorption is multifactorial and several hypotheses have been proposed in an attempt to explain the observed bone loss. The extent of trauma caused by the surgical procedure implicates several factors which result in bone loss: overheating or high pressure to the cortical bone during drilling, traumatic flap elevation, and lengthy surgical operations are only some of the acknowledged factors which can harm the fragile cortical bone. Soft

3 P. Weigl, Γ. Τρίμπου, E. Γκρίζας, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Σταθερότητα ιστών στα εμφυτεύματα επιπέδου οστού 3 P. Weigl, G. Trimpou, E. Grizas, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Tissue stability in bone-level implants (A) C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 C 9 C 10 C 11 C 12 C 13 C 14 C 15 C 16 C 17 C 18 C 19 C 20 C 21 C 22 C 23 C 24 C 25 C 26 C 27 C 28 C 29 C 30 C 31 C 32 C 33 Surgery Softtissue Load Other Unknown (B) C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 C 9 C 10 C 11 C 12 C 13 C 14 C 15 C 16 C 17 C 18 C 19 C 20 C 21 C 22 C 23 C 24 C 25 C 26 C 27 C 28 C 29 C 30 C 31 C 32 C 33 Factorsrelatedtotheimplantsystem Factorsnotrelatedtotheimplantsystem Unknownfactors Εικόνα 1: Η πολυπαραγοντική φύση της περιεμφυτευματικής αυχενικής οστικής απώλειας απεικονίζεται με μια μακριά αλυσίδα (Α) αιτιολογικών παραγόντων που σχετίζονται με το χειρουργείο (πορτοκαλί), τους μαλακούς ιστούς (κόκκινο) και τη φόρτιση (γαλάζιο). Στο μοντέλο υπάρχει πρόβλεψη και για άλλους (πράσινο) ή άγνωστους αιτιολογικούς παράγοντες (λευκό). Η αυχενική οστική απώλεια παρατηρείται ακόμη και όταν σπάσει μόνο ένας κρίκος της αλυσίδας. Η διάκριση σε αιτιολογικούς παράγοντες που σχετίζονται (γκρίζο) ή δεν σχετίζονται (κίτρινο) με το εμφύτευμα, προσφέρει ένα βοηθητικό διαχωρισμό (Β). Figure 1: The multifactorial nature of peri-implant crestal bone loss is represented by a long chain (A) with surgical (orange), soft tissue-related (red), and load-related (blue) etiological factors. The model has also provision for other (green) or unknown (white) etiological factors. Crestal bone loss is observed even if only one link of the chain is broken. Distinguish between implant-related (grey) or non implant-related (yellow) etiological factors offers a helpful dichotomy (B). μονή των ιστών που σχετίζεται με φτωχή στοματική υγιεινή ή παρουσία υπολειμμάτων κονίας στο υποουλικό περιβάλλον, οδηγεί στο ίδιο μειονεκτικό αποτέλεσμα. Ωστόσο, όλοι οι παραπάνω εδραιωμένοι αιτιολογικοί παράγοντες είναι ανεξάρτητοι από το σύστημα εμφυτευμάτων που χρησιμοποιείται. Έτσι, τα ειδικά χαρακτηριστικά του σχεδιασμού των εμφυτευμάτων ή η θέση του αυχένα σε σχέση με το επίπεδο του οστού δε λειτουργούν προστατευτικά όταν υπάρχουν παράγοντες που δε σχετίζονται με το σύστημα του εμφυτεύματος. Επιπλέον, οι εμβιομηχανικοί παράμετροι παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην περιεμφυτευματική αυχενική οστική απορρόφηση. Όταν εφαρμόζονται πάνω στο εμφύτευμα πλάγιες δυνάμεις, η ακαμψία του συμπαγούς πετάλου σε συνδυασμό με την ελαστικότητα του σπογγώδους οστού οδηγούν σε συγκέντρωση τάσεων στο επίπεδο του αυχενικού οστού (Akagawa και συν. 2003, Petrie και Williams 2005, Maeda και συν. 2007). Η απώλεια του αυχενικού οστού αξιολογείται συνήθως τον πρώτο χρόνο λειτουργίας που σε ένα πρωτόκολλο μεθύστερης φόρτισης περιλαμβάνει το διάστημα από την τοποθέτηση μέχρι την προσθετική αποκατάσταση. Μετά τον αρχικό οστικό ανασχηματισμό ακολουθεί ένα καθεστώς σταθερότητας για την υπόλοιπη κλινική περίοδο λειτουργίας (Astrand και συν. 2008, Cochran και συν. 2009). Αυτός ο τρόπος απορρόφησης βρίσκεται σε συμφωνία με τις παραπάνω υποθέσεις λαμβάνοντας υπόψη τόσο την επουλωτική διαδικασία όσο και την πρώτη έκθεση του εμφυτεύματος στη στοματική κοιλότητα. Ένα επεξηγηματικό μοντέλο μπορεί να προκύψει από τα παρακάτω δεδομένα: τα επίπεδα του οστού είναι σταθερά κατά τη διάρκεια της κλειστής επούλωσης, η συχνά παρατηρούμενη αυχενική οστική απώλεια πραγματοποιείται μετά την αποκάλυψη του εμφυτεύματος και την τοποθέτηση του κολοβώματος, στα εμφυτεύματα που τοποθετούνται με διαβλεννογόνια επού- tissue inflammation related to poor oral hygiene or remnants of cement in the subgingival environment lead to the same compromised outcome. However, all the above established etiological factors are independent of the type of the implant system used. Therefore, special implant design characteristics or the position of implant platform in relation to the bone level are not protective in the presence of factors which are not related to the implant system. In addition, biomechanical parameters also play a significant role in peri-implant crestal bone resorption. When non-axial loads are applied on the implant, the stiffness of the cortical plate combined with the elasticity of the cancellous bone lead to a strain concentration at the crestal bone level (Akagawa et al. 2003, Petrie and Williams 2005, Maeda et al. 2007). Peri-implant crestal bone loss around implants is typically assessed within the first year of function, which in a delayed loading protocol includes the time interval from implant placement until the prosthetic restoration. After the initial bone remodelling, a steady state is observed for the rest of the clinical functional period (Astrand et al. 2008, Cochran et al. 2009). This resorptive pattern is in agreement with all the aforementioned hypotheses considering both the healing process and the first exposure of the implant to the oral cavity. An explanatory model can be derived from the following facts: bone level is stable during the submerged healing period, the usually observed crestal bone loss occurs after re-entry for implant uncovering and abutment placement. in implants placed with a transmucosal healing Copyright 2010 Hellenic Society of Periodontology. All Rights Reserved.

4 4 Περιοδοντολογικά Ανάλεκτα Τόμος 21 (2010) Εξελίξεις της περιοδοντολογίας στο ξεκίνημα της νέας χιλιετηρίδας Analecta Periodontologica Volume 21 (2010) Advances in periodontics at the dawn of the new millennium λωση, η διαδικασία οστικού ανασχηματισμού ξεκινά αμέσως μετά την τοποθέτηση των εμφυτευμάτων. Αυτές οι τρεις κλινικές παρατηρήσεις οδηγούν σε μια λογική ερμηνεία της οστικής απώλειας: η κλειστή επούλωση προσφέρει ένα άσηπτο και σχεδόν χωρίς φορτίσεις περιβάλλον. Το προστατευτικό περιβάλλον σε συνδυασμό με μια ελάχιστα τραυματική χειρουργική επέμβαση διασφαλίζουν τη διατήρηση του συμπαγούς οστού σε αυτό το στάδιο της επούλωσης. Ωστόσο, μετά τη δεύτερη χειρουργική επέμβαση για την αποκάλυψη του εμφυτεύματος και την τοποθέτηση του κολοβώματος, παρατηρείται απώλεια οστού (King και συν. 2002, Piatelli και συν. 2003). Έτσι, το επαναλαμβανόμενο χειρουργικό τραύμα, η έκθεση σε ένα μολυσματικό περιβάλλον όπως αυτό της στοματικής κοιλότητας και η λειτουργική φόρτιση του εμφυτεύματος μπορεί να συνεισφέρουν στην παρατηρούμενη οστική απορρόφηση. Άλλη προσέγγιση που μπορεί να εξηγήσει τον ανασχηματισμό του αυχενικού οστού είναι η εδραίωση του «βιολογικού εύρους», μια διαδικασία παρόμοια με αυτή που παρατηρείται στα δόντια. Η θεωρία βασίζεται στην ανάγκη ύπαρξης ενός ερμητικού βιολογικού φραγμού ανάμεσα στο αυχενικό οστό και το μη αποστειρωμένο ενδοστοματικό περιβάλλον (Piatelli και συν. 2003). Μια ζώνη μαλακών ιστών με ελάχιστο ύψος περίπου 2 mm είναι απαραίτητη για τη διαφύλαξη της περιεμφυτευματικής υγείας. Όταν δεν υπάρχει το απαιτούμενο διάστημα, το περιεμφυτευματικό αυχενικό οστό απορροφάται για να υποδεχτεί την πρόσφυση των μαλακών ιστών και να εδραιώσει το βιολογικό εύρος. Η διεπιφάνεια και το μικροκενό μεταξύ εμφυτεύματος και κολοβώματος φαίνεται ότι έχουν συνεργική δράση στην οστική απώλεια. Αρκετές μελέτες με ζώα έχουν αναφέρει την ευδιάκριτη οστική απορρόφηση που παρατηρείται κοντά στο μικροκενό της σύνδεσης (King και συν. 2002, Piatelli και συν. 2003, Weng και συν. 2008). Σαν επακόλουθο, κάποιοι κλινικοί έχουν προτείνει χειρουργικά πρωτόκολλα που συνιστούν την υπεροστική τοποθέτηση του εμφυτευματικού αυχένα με στόχο την ελαχιστοποίηση της απορρόφησης (King και συν. 2002). Ωστόσο, σε πολλά κλινικά περιστατικά, η θέση του αυχένα μέσα στους μαλακούς ιστούς παρεμποδίζει την κατασκευή μια στεφάνης με φυσικό περίγραμμα ανάδυσης. Έτσι, τα εμφυτεύματα «επιπέδου ιστών» μπορεί να αποκατασταθούν προσθετικά ευκολότερα στις οπίσθιες περιοχές, ενώ τα εμφυτεύματα «επιπέδου οστού» πλεονεκτούν στην εδραίωση και στη διατήρηση ενός αισθητικού περιγράμματος ανάδυσης στην πρόσθια περιοχή (Canullo και συν. 2009b). Αλληλεπιδράσεις αιτίου-αποτελέσματος Αν και η πλειονότητα των αιτιολογικών παραγόντων που είναι υπεύθυνοι για την περιεμφυτευματική αυχενική απορρόφηση είναι καλά τεκμηριωμένοι, μερικοί είναι υποθετικοί και άλλοι είναι ακόμη άγνωστοι. Ωστόσο, προτείνουμε ότι ακόμη και η παρουσία ενός και μόνο αιτιολογικού παράγοντα είναι ικανή να προκαλέσει απώλεια ιστών με τρόπο παρόμοιο με αυτόν μιας αλυσίδας που κόβεται όταν σπάει ένας μόνο από τους κρίκους της (Εικόνα 1). Η συνεργική δράση δύο, τριών, ή περισσότερων παραμέτρων πιθανά δεν απαιτείται για την έναρξη της απορρόφησης του περιεμφυτευματικού οστού. Ταυτόχρονα, η εξάλειψη ενός αιτιολογικού παράγοντα, για παράδειγμα της σύνδεσης εμφυτεύματος-κολοβώματος με τοποθέτηση εμφυτεύματος «επιπέδου ιστών» ή «1-τεμαχίου» (Cochran και συν. 2009) πιθανά δεν αρκεί για τη διατήρηση του περιεμφυτευματικού οστού όταν mode, the bone remodelling process starts immediately after implant placement. These three clinical observations generate a logical interpretation of the observed bone resorption: the submerged healing process provides an aseptic and nearly load-free environment. The protective setting in combination with a minimally traumatic surgical procedure ensure cortical bone preservation at this healing stage. However, bone loss is noted after the second surgical procedure for implant uncovering and mounting of the abutment (King et al. 2002, Piatelli et al. 2003). Therefore, the repeated surgical trauma, the exposure to an infectious environment such as the oral cavity and the functional loading of the implant can contribute to the observed bone resorption. Another approach to explain crestal bone remodelling is the formation of the biologic width which is a process very similar to that observed around teeth. The theory is based on the need for a tight biological seal between the peri-implant crestal bone and the nonsterile intraoral environment (Piatelli et al. 2003). A collar of soft tissue with a minimum vertical height of approximately 2 mm is essential for preservation of peri-implant health. When the required space is not provided, peri-implant crestal bone is resorbed to accommodate the soft tissue attachment and to establish the biologic width. The interface and the microgap between the implant and the abutment seem to have a synergistic effect on crestal bone loss. Several animal studies have reported the distinct bone resorption in close proximity to the microgap of this connection (King et al. 2002, Piatelli et al. 2003, Weng et al. 2008). As a consequence, some clinicians have proposed surgical protocols recommending supracrestal placement of the implant platform in order to minimize bone resorption (King et al. 2002). However, in many clinical cases the location of the implant platform within the soft tissue impedes the construction of a crown with a natural emergence profile. Therefore, tissue-level implants can be restored without prosthetic drawbacks in the posterior region, whereas bone-level implants are more favorable to establish and preserve an esthetic emergence profile in the anterior region (Canullo et al. 2009b). Cause-effect interactions Although the majority of the etiological factors that are responsible for peri-implant crestal bone resorption are well established, some are speculative and others are still unknown. However, we suggest that even the presence of only one parameter is capable of causing tissue loss in a manner similar to that of a broken chain when only one chain link fails (Figure 1). The synergistic effect of two, three or more parameters is probably not required to trigger periimplant crestal bone resorption. Concomitantly, the elimination of one etiological factor, for instance the implant-abutment connection by placement of a tissue-level or 1-piece implant (Cochran et al. 2009) will probably not preserve peri-implant crestal bone in

5 P. Weigl, Γ. Τρίμπου, E. Γκρίζας, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Σταθερότητα ιστών στα εμφυτεύματα επιπέδου οστού 5 P. Weigl, G. Trimpou, E. Grizas, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Tissue stability in bone-level implants Εικόνα 2: Οι πλάγιες φορτίσεις προκαλούν άνιση κατανομή δυνάμεων εξαιτίας της διαφορετικής ελαστικότητας μεταξύ σπογγώδους και συμπαγούς οστού. Μια μεγάλη συμπιεστική φόρτιση στο συμπαγές οστό μπορεί να ενεργοποιήσει την αυχενική οστική απώλεια. Figure 2: Non-axial loads cause uneven stress distribution because of different elasticity between spongy and cortical bone. A high compressive load at the cortical bone may trigger crestal bone loss. Εικόνα 3: Εμφύτευμα με αυχενική μετάθεση (Ankylos ) σε θέση κάτω γομφίου με πρόβολο στη μονήρη στεφάνη και καλή σταθερότητα ιστών μετά από 16 χρόνια λειτουργίας σε στόμα βρουξιστή. Οι ανταγωνιστές είναι αποκατεστημένοι με ακίνητη προσθετική εργασία. 2 3 Loading of peri-implant crestal bone Loading of crestal bone after implant placement depends on the clinical protocol followed. However, in both the immediate and delayed loading, the implant is anchored apically in cancellous bone which is unprepared for and weak to bear loading forces (Berυφίστανται άλλοι παράγοντες κινδύνου όπως η υπερθέρμανση ή η υπέρμετρη πίεση στη διάρκεια των τρυπανισμών. Αυτή η μονοδιάστατη αλληλεπίδραση αιτίου-αποτελέσματος μπορεί να εξηγήσει τα συχνά αντικρουόμενα αποτελέσματα που αναφέρονται για παράδειγμα σε κλινικές μελέτες που διερευνούν την ικανότητα της αυχενικής μετάθεσης να προλαμβάνει την περιεμφυτευματική απώλεια ιστών (Becker και συν. 2007). Οι αιτιολογικοί παράγοντες της περιεμφυτευματικής απορρόφησης θα μπορούσαν να διαχωριστούν σε αυτούς που σχετίζονται και σε αυτούς που δε σχετίζονται με το σύστημα των εμφυτευμάτων (Εικόνα 1). Ωστόσο, η απουσία των παραγόντων που δε σχετίζονται με το εμφύτευμα είναι ασήμαντη με την παρουσία ενός και μόνο αιτιολογικού παράγοντα που σχετίζεται με το εμφύτευμα. Ακόμη και το θετικό αντίκτυπο της μη τραυματικής χειρουργικής επέμβασης και της ελάχιστης μετεγχειρητικής φλεγμονής δεν αρκούν για τη σταθερότητα των περιεμφυτευματικών ιστών όταν υπάρχει ένας αιτιολογικός παράγοντας που σχετίζεται με το εμφύτευμα (King και συν. 2002, Becker και συν. 2007). Στην πολυκεντρική κλινική μελέτη των Cochran και συν. (2009), ένας αιτιολογικός παράγοντας που σχετίζεται με το εμφύτευμα ήταν πιθανά υπεύθυνος για την οστική απώλεια σε όλα τα 596 εμφυτεύματα, παρά την τοποθέτηση από έμπειρους κλινικούς. Παράγοντες που σχετίζονται με το εμφύτευμα Η αναγνώριση των πιθανών αιτιολογικών παραγόντων που σχετίζονται αποκλειστικά με το σχεδιασμό και τα μορφολογικά χαρακτηριστικά του εμφυτεύματος (Εικόνα 1) είναι ουσιαστική για τη σταθερότητα των σκληρών και μαλακών ιστών γύρω από τα εμφυτεύματα. Οι ακόλουθοι τρεις παράμετροι θεωρούνται ουσιαστικοί στα εμφυτεύματα με αυχενική μετάθεση για τη συμπεριφορά του αυχενικού οστού (Atieh και συν. 2010). Ιδιαίτερα ενδιαφέρων είναι ο μηχανισμός διατήρησης του οστού που απορρέει από την ανάλυση των συγκεκριμένων παραγόντων. Φόρτιση του περιεμφυτευματικού αυχενικού οστού Η φόρτιση του αυχενικού οστού μετά την τοποθέτηση του εμφυτεύματος εξαρτάται από το κλινικό πρωτόκολλο. Ωστόσο, τόσο στην άμεση όσο και στη μεθύστερη φόρτιση, το εμφύτευμα στηρίζεται ακρορριζικά σε ανώριμο σπογγώδες οστό, που είναι απροετοίμαστο και αδύναμο για να δεχτεί δυνάμεις φόρτισης Figure 3: A platform-switched implant (Ankylos ) in the first mandibular molar position with a distal cantilever at the single crown and excellent tissue stability after 16 years of function. The opposing dentition of this excessive bruxer is restored with a fixed prosthesis. the presence of other risk parameters such as overheating or excessive pressure on bone during drilling. This one-dimensional cause-effect interaction may explain the usually reported contradictory results, for instance in clinical studies investigating the ability of platform switching to prevent peri-implant tissue loss (Becker et al. 2007). Etiological factors for peri-implant bone resorption could be differentiated into factors related to the implant system and factors not related to the implant (Figure 1). However, the absence of non implant-related factors is meaningless in the presence of even only one implant-related etiological factor. Even the positive effects of a non-traumatic surgical procedure and the minimal postsurgical inflammatory response are not adequate for peri-implant tissue stability when an implant-related etiological factor is present (King et al. 2002, Becker et al. 2007). In the multicenter clinical trial by Cochran et al. (2009), an implant-related factor was possibly responsible for the crestal bone resorption observed around all 596 implants, even though implant placement was performed by experienced clinicians. Implant-related factors The identification of potential etiological factors that are solely related to implant design and morphological characteristics (Figure 1) is essential for hard and soft tissue stability around implants. The following three parameters are considered significant in platform-switched implants with respect to crestal bone behavior (Atieh et al. 2010). Especially interesting is the mechanism of bone preservation deduced from the analysis of these specific parameters. Copyright 2010 Hellenic Society of Periodontology. All Rights Reserved.

6 6 Περιοδοντολογικά Ανάλεκτα Τόμος 21 (2010) Εξελίξεις της περιοδοντολογίας στο ξεκίνημα της νέας χιλιετηρίδας Analecta Periodontologica Volume 21 (2010) Advances in periodontics at the dawn of the new millennium (Berglundh και συν. 2003). Σε εμφυτεύματα που φορτίζονται άμεσα με την τοποθέτηση μιας μεταβατικής αποκατάστασης και σε μικρότερο βαθμό στο διαβλεννογόνιο μοντέλο επούλωσης, παρατηρείται συγκέντρωση τάσεων στο συμπαγές οστό. Η άνιση κατανομή τάσεων είναι αποτέλεσμα της διαφορετικής σχετικής ακαμψίας μεταξύ συμπαγούς και σπογγώδους οστού. Ειδικότερα, η υψηλή συμπιεστική φόρτιση στο συμπαγές πέταλο (Εικόνα 2) είναι πιθανά υπεύθυνη για την αυχενική οστική απώλεια. Παρόμοια, στο κλειστό μοντέλο επούλωσης το σπογγώδες οστό που περιβάλλει το εμφύτευμα δε δέχεται φορτίσεις για αρκετούς μήνες. Η φόρτιση ξεκινά μετά την αποκάλυψη του εμφυτεύματος και την τοποθέτηση του κολοβώματος επούλωσης ή του προσθετικού κολοβώματος. Σε αναλογία με το πρωτόκολλο άμεσης φόρτισης, οι δυνάμεις που εφαρμόζονται μεταβιβάζονται κυρίως στο άκαμπτο συμπαγές πέταλο. Ωστόσο, η σταδιακή λειτουργική προσαρμογή του σπογγώδους δικτύου στην εφαρμογή δυνάμεων οδηγεί τελικά σε ισομερή κατανομή των φορτίσεων και συν. 2003). Η λειτουργική αναδιοργάνωση του σπογγώδους οστού θεωρείται ύψιστης σημασίας για τη σταθερότητα των επιπέδων του περιεμφυτευματικού αυχενικού οστού (Huiskes και συν. 2000, Ruimerman και συν. 2005). Έχουν προταθεί αρκετές λύσεις για τη μείωση των αρχικά υψηλών συμπιεστικών δυνάμεων στο συμπαγές πέταλο. Η ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (FEA) έχει τεκμηριώσει ότι οι μικροσπείρες στον αυχένα του εμφυτεύματος (Hannson 2003) και τα μεγάλης διαμέτρου ή μήκους εμφυτεύματα (Petrie και Williams 2005) μειώνουν τις τάσεις στην περιοχή ανάμεσα στο συμπαγές οστό και στον αυχένα του εμφυτεύματος. Ωστόσο, οι δύο τελευταίες λύσεις περιορίζονται μόνο σε θέσεις με ικανοποιητική οστική διαθεσιμότητα. Μια άλλη προσέγγιση για τη μεταβολή της κατανομής δυνάμεων είναι η προσθήκη μιας εσοχής στο επίπεδο του οστού. Η αυχενική μετάθεση προκύπτει με την τοποθέτηση ενός κολοβώματος μικρότερης διαμέτρου από αυτή του εμφυτευματικού αυχένα. Η συγκέντρωση τάσεων μεταφέρεται από την επιφάνεια στην εσωτερική γωνία της εσοχής, μειώνοντας την τάση στην περιοχή ανάμεσα στο συμπαγές οστό και την επιφάνεια του εμφυτεύματος (Maeda και συν. 2007). Η συχνά παρατηρούμενη οστική απορρόφηση μέχρι την πρώτη σπείρα του εμφυτεύματος μπορεί να είναι αποτέλεσμα της ίδιας μηχανικής αρχής με το εσωτερικό τμήμα της σπείρας να λειτουργεί σαν την εσωτερική γωνία της εσοχής στην αυχενική μετάθεση. Ωστόσο, η τοποθέτηση της εσοχής στο επίπεδο του οστού (Cappiello και συν. 2008) ή υποοστικά (Fickl και συν. 2010), είναι προαπαιτούμενο για την αποτελεσματική μείωση των περιεμφυτευματικών τάσεων και τη διατήρηση του οστού στην αυχενική μετάθεση. Η υπεροστική τοποθέτηση της εσοχής (Becker και συν. 2007) μετατρέπει το εμφύτευμα με αυχενική μετάθεση σε ένα συμβατικό εμφύτευμα «επιπέδου οστού», δηλαδή η συγκέντρωση τάσεων βρίσκεται και πάλι στην περιοχή ανάμεσα στο συμπαγές οστό και στο εμφύτευμα με αποτέλεσμα την περιεμφυτευματική οστική απώλεια. Μια πρόσφατη συστηματική ανασκόπηση υποστηρίζει τη σταθερότητα μαλακών και σκληρών ιστών σε εμφυτεύματα «επίπεδου οστού» με αυχενική μετάθεση (Atieh και συν. 2010). Σε ελεγχόμενες κλινικές μελέτες, η ισοϋψής (Cappiello και συν. 2008) και υποοστική τοποθέτηση (Fickl και συν. 2010) εμφυ- glundh et al. 2003). In implants loaded immediately with the placement of a provisional restoration and to a smaller extent in the transmucosal healing mode, strain concentration is observed at the cortical bone. Uneven stress distribution is a result of the difference in relative stiffness between cancellous and cortical bone. In particular, the high compressive load at the cortical bone (Figure 2) is probably responsible for crestal bone loss. Similarly, in the submerged healing mode the trabecular bone surrounding the implant is unloaded for several months. Loading commences upon implant uncovering and mounting of a healing or a prosthetic abutment. In analogy to the immediate loading protocol, the applied forces are mainly transferred to the stiff cortical plate. However, the gradual functional adaptation of the trabecular bone framework to applied stress ultimately results in even distribution of the loading forces (Akagawa et al. 2003). Functional reorganization of the trabecular bone is considered of paramount importance in the stability of peri-implant crestal bone levels (Huiskes et al. 2000, Ruimerman et al. 2005). Several solutions have been suggested to reduce the initially high compressive forces to the cortical plate. Finite element analysis (FEA) has demonstrated that micro-threads at the implant neck (Hannson 2003) and wide-diameter or long implants (Petrie and Williams 2005) minimize strain at the interface between the cortical bone and the implant neck. However, the latter two solutions are restricted for sites with significant bone availability. Another approach to modify the stress distribution pattern is the addition of an inward step at the crestal bone level. Platform switching is obtained by mounting an abutment with a diameter smaller than that of the respective implant platform. The stress concentration is shifted from the surface to the inner corner of the step, significantly reducing the strain at the interface between cortical bone and implant surface (Maeda et al. 2007). The frequently observed crestal bone resorption up to the first threat of the implant may be the result of the same mechanical concept where the inner part of the thread acts as the inner corner of the platform-switched step. However, placement of the inward step at the bone level (Cappiello et al. 2008) or subcrestaly (Fickl et al. 2010) is a prerequisite for effective reduction of peri-implant strain and bone preservation in platform switching. Supracrestal positioning of the step (Becker et al. 2007) transforms the platform-switched implant to a conventional bone-level implant, and thus the stress concentration is again located at the interface between cortical bone and implant resulting in periimplant bone loss. A recent systematic review supports the hard and soft tissue stability at platform-switched bone-level implants (Atieh et al. 2010). In controlled clinical trials, the crestal (Cappiello et al. 2008) and subcrestal placement (Fickl et al. 2010) of platform-switched

7 P. Weigl, Γ. Τρίμπου, E. Γκρίζας, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Σταθερότητα ιστών στα εμφυτεύματα επιπέδου οστού P. Weigl, G. Trimpou, E. Grizas, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Tissue stability in bone-level implants Α B Γ/C Δ/D Ε ΣΤ/F Ζ/G H Θ/Ι Ι/J K 7 Λ/L Εικόνα 4: Τραυματικό κάταγμα ρίζας του αριστερού κεντρικού τομέα (Α). Την άμεση υποοστική τοποθέτηση ενός εμφυτεύματος με αυχενική μετάθεση και σύνδεση κωνικής απόφραξης (Β), ακολούθησε η άμεση καταγραφή της θέση του εμφυτεύματος (Γ). Το «κλειδί μεταφοράς» για την ενσωμάτωση του εργαστηριακού αναλόγου στο διαγνωστικό εκμαγείο (Δ) που μετατρέπεται έτσι σε τελικό εκμαγείο και εξατομίκευση του τελικού κολοβώματος ZrO2 (Ε). Μετά από εξωστοματική σάρωση με την οποία παρακάμπτεται η ανάγκη για ενδοστοματική αποτύπωση, πραγματοποιήθηκε αναγόμωση του κεντρικού τομέα στο τελικό εκμαγείο με τη χρήση μήτρας πολυπροπυλενίου (ΣΤ). Σύνδεση του τελικού κολοβώματος σύμφωνα με την αρχή ένα κολόβωμα, μία φορά (Ζ, Η). Επανέλεγχος 2 μέρες (Θ) και 4 μήνες μετά την εμφύτευση, χωρίς τη μεταβατική αποκατάσταση (Ι). Κλινικός (Κ) και ακτινογραφικός (Λ) επανέλεγχος, 1 χρόνο μετά την τοποθέτηση της τελικής ολοκεραμικής στεφάνης. Figure 4: Traumatic root fracture of the left central incisor (A). The immediate subcrestal placement of an implant with a platform switch design and Morse taper connection (B) was followed by an immediate indexing of the implant position (C). Index for the integration of the implant analog into the study cast (D) which is transformed into a definitive cast and customizing of the final ZrO2 abutment (E). After extraoral scanning to avoid intraoral impression, the central incisor was relined at the definitive cast utilizing a polypropylene matrix (F). Connection of the final abutment according to the one abutment, one time concept (G, H). Recall at 2 days after implant placement (I) and after 4 months without the provisional restoration (J). Clinical (K) and radiographic (L) recall, 1 year after insertion of the final all-ceramic crown. Copyright 2010 Hellenic Society of Periodontology. All Rights Reserved.

8 8 Περιοδοντολογικά Ανάλεκτα Τόμος 21 (2010) Εξελίξεις της περιοδοντολογίας στο ξεκίνημα της νέας χιλιετηρίδας Analecta Periodontologica Volume 21 (2010) Advances in periodontics at the dawn of the new millennium τευμάτων με αυχενική μετάθεση επέδειξαν σημαντικά λιγότερη οστική απορρόφηση (Εικόνες 3, 4Λ) σε σύγκριση με τα εμφυτεύματα συμβατικού σχεδιασμού των ομάδων ελέγχου. Ωστόσο, η υπεροστική τοποθέτηση των εμφυτευμάτων με αυχενική μετάθεση δεν ήταν προστατευτική έναντι της αυχενικής οστικής απώλειας (Becker και συν. 2009). Οριζόντια συνιστώσα του βιολογικού φραγμού Εκτός από τη μεταφορά των φορτίσεων μακριά από την περιοχή ανάμεσα στο συμπαγές οστό και τον αυχένα του εμφυτεύματος, η αυχενική μετάθεση χαρακτηρίζεται επίσης από τη διαφοροποιημένη διαμόρφωση του βιολογικού φραγμού. Η επούλωση των μαλακών ιστών γύρω από ένα εμφύτευμα με αυχενική μετάθεση εκμεταλλεύεται την οριζόντια διάσταση της εσοχής και χρησιμοποιεί το διαθέσιμο χώρο ανάμεσα στον αυχένα του εμφυτεύματος και το κολόβωμα για την εδραίωση του βιολογικού εύρους (Lazzara και Porter 2006). Έτσι, το επιπρόσθετo οριζόντιο διάστημα που παρέχει η εσοχή στον αυχένα του εμφυτεύματος μπορεί να μειώνει την κατακόρυφη οστική απορρόφηση που απαιτείται για την εδραίωση των διαστάσεων του περιεμφυτευματικού φραγμού των μαλακών ιστών. Αν αυτή η υπόθεση είναι σωστή, τότε θα πρέπει να υπάρχει μια σχέση ανάμεσα στο μέγεθος της εσοχής και στην έκταση της κατακόρυφης οστικής απώλειας. Πράγματι, αυτή η άμεση συσχέτιση επιβεβαιώθηκε από μία τυχαιοποιημένη ελεγχόμενη κλινική μελέτη (Canullo και συν. 2009b). Επιπρόσθετα, η συστηματική ανασκόπηση και μετα-ανάλυση των Atieh και συν. (2010) έδειξε ότι η διαφορά διαμέτρου μεταξύ εμφυτεύματος και κολοβώματος 0,4 mm συσχετίστηκε με ευνοϊκότερη διατήρηση του οστού. Επιπλέον, ο βαθμός απορρόφησης του αυχενικού οστού ήταν αντιστρόφως ανάλογος με το μέγεθος της αυχενικής μετάθεσης. Επιμόλυνση των ιστών από το υγρό απορροής της διεπιφάνειας εμφυτεύματος-κολοβώματος Ένα κοινό χαρακτηριστικό της ένωσης εμφυτεύματοςκολοβώματος είναι οι δύο επιφάνειες που πιέζουν η μια έναντι της άλλης, κάθετα προς τον άξονα του εμφυτεύματος. Ένα επιπλέον χαρακτηριστικό αυτής της «μετωπικής σύνδεσης» είναι η αλληλοεπικάλυψη ανάμεσα στο εμφύτευμα και το κολόβωμα που εκτείνεται κατά μήκος του εμφυτευματικού άξονα στο κέντρο του εμφυτεύματος. Ο παράλληλος προσανατολισμός των επιφανειών που αλληλοεπικαλύπτονται μορφοποιεί μια παράλληλη σύζευξη στο εσωτερικό του εμφυτεύματος. Η τηλεσκοπικού τύπου σύνδεση απαιτεί μια ανοχή συναρμογής, ένα μικρό διάκενο μεταξύ των επιφανειών για αποφυγή της τριβής στη διεπιφάνεια σύνδεσης. Η εφαρμογή πλάγιων δυνάμεων προκαλεί μια σχετική πλευρική κίνηση του κολοβώματος αφού οι επιφάνειες που συνδέονται με προσανατολισμό παράλληλο με τον άξονα του εμφυτεύματος χαρακτηρίζονται από το διάκενο συναρμογής. Το μέγεθος του μικροκενού εξαρτάται από ένα αριθμό παραγόντων που περιλαμβάνουν το μήκος της παράλληλης σύνδεσης, τις διαστάσεις του διάκενου συναρμογής και την ελαστική παραμόρφωση της βίδας που ενώνει το εμφύτευμα με το κολόβωμα. Ωστόσο, με την απομάκρυνση των δυνάμεων κατά τη διάρκεια του μασητικού κύκλου, η κεκαμμένη βίδα σύνδεσης επανέρχεται στο πρότερο σχήμα και μέγεθός της και το κολόβωμα μετατοπίζεται στην αρχική του θέση. Η βίδα λειτουργεί σαν ελατήριο που προκαλεί μικροκινήσεις στη διεπιφάνεια εμφυτεύματος-κολοβώματος. Βασισμένοι σε αυτές τις μηχανικές παρατηρήσεις (Zipprich implants demonstrated significantly less bone resorption (Figures 3, 4L) compared with the conventionally shaped implants of the control groups. However, supracrestal positioning of platform-switched implants was not protective against crestal bone loss (Becker et al. 2009). Horizontal component of the biological seal Apart from for the load transfer away from the surface between the cortical bone and the implant neck, platform switching is also characterized by the altered configuration of the biological seal. Soft tissue healing around a platform-switched implant might exploit the horizontal dimension of the inward step and utilize the available space between the implant platform and the abutment for the establishment of the biologic width (Lazzara and Porter 2006). Therefore, the additional horizontal space provided at the inward step of the platform may reduce vertical bone resorption necessary to establish the dimensions of the peri-implant soft tissue barrier. If this hypothesis is correct, there should be a correlation between the length of the inward step and the amount of vertical bone loss. Indeed, this direct association was confirmed by a randomized controlled clinical study (Canullo et al. 2009b). Furthermore, a systematic review and meta-analysis by Atieh et al. (2010) demonstrated that an implant-abutment diameter difference of 0.4 mm was associated with more favorable bone preservation. In addition, the degree of marginal bone resorption was inversely related to the extent of the implant-abutment mismatch. Tissue contamination by the outflow of fluid at the implant-abutment interface A very common feature of the implant-abutment connection is the two surfaces pressing against each other, perpendicular to the implant axis. An additional feature of this butt joint is the overlap between the abutment and the implant, running along the implant axis in the implant center. A parallel orientation of the overlapped surfaces results in a keyway with parallel walls in the inner structure of the implant. Joining of a telescope-type key with parallel walls to a keyway requires a small clearance fit, a minute gap between the joined surfaces to safely avoid friction at the connection interface. Application of non-axial loads causes a relative lateral movement of the abutment because the joined surfaces parallel to the implant axis feature a clearance space. The size of the microgap is dependent on a number of factors including the length of the parallel connection, the size of the clearance gap, and the elastic deformation of the abutment-implant connecting screw. However, when the load is removed during the mastication cycle the bent connecting screw returns to its original size and shape and the abutment moves back to its original position. The screw acts like a spring causing micromovements at the implantabutment interface. Based on these mechanical remarks (Zipprich et

9 P. Weigl, Γ. Τρίμπου, E. Γκρίζας, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Σταθερότητα ιστών στα εμφυτεύματα επιπέδου οστού 9 P. Weigl, G. Trimpou, E. Grizas, G.-H. Nentwig, H.-C. Lauer: Tissue stability in bone-level implants και συν. 2007) έχουμε αναπτύξει ένα ακόμη μοντέλο αιτιολόγησης της περιεμφυτευματικής οστικής απώλειας. Το επαναλαμβανόμενο ανοιγοκλείσιμο του μικροκενού λειτουργεί σαν αντλία για το υγρό που βρίσκεται στις κοιλότητες του εμφυτεύματος. Το υγρό που παγιδεύεται στο εσωτερικό του εμφυτεύματος περιέχει μικροβιακές ενδοτοξίνες και αναδύει δυσάρεστη οσμή. Οι ενδοτοξίνες των Gram-αρνητικών στοματικών μικροβίων προκαλούν την οστική απορρόφηση στην περιοδοντίτιδα και μπορούν να παίξουν καθοριστικό ρόλο στην απώλεια του περιεμφυτευματικού οστού. Η μικροκίνηση μεταξύ εμφυτεύματος και κολοβώματος θα έπρεπε να θεωρείται ένας από τους πολλούς αιτιολογικούς παράγοντες της αυχενικής οστικής απορρόφησης (Εικόνα 1). Η μόνιμη στεγανοποίηση της σύνδεσης μεταξύ εμφυτεύματος και κολοβώματος, ειδικά σε συνθήκες περιοδικής φόρτισης, θα μπορούσε να αποτρέψει την πιθανή αυχενική οστική απώλεια. Αντίθετα με την μετωπική σύνδεση, η σύνδεση κωνικής απόφραξης προσφέρει προβλέψιμη και ερμητική συναρμογή (Εικόνα 3). Η σύνδεση του εσωτερικού κώνου που βρίσκεται στο εμφύτευμα με τον εξωτερικό κώνο του κολοβώματος αποφράσσει το εσωτερικό του εμφυτεύματος από τους περιβάλλοντες ιστούς (Zipprich και συν. 2007, Aloise και συν. 2010). Ερμηνεία αντικρουόμενων ευρημάτων Η περιεμφυτευματική αυχενική οστική απώλεια είναι μια πολυπαραγοντική διαδικασία και οι σχετικές δημοσιεύσεις αναφέρουν συχνά αντικρουόμενα αποτελέσματα. Η ενότητα αυτή αποτελεί μια προσπάθεια ερμηνείας των αντίθετων ευρημάτων της πρόσφατης βιβλιογραφίας, με βάση τις αρχές και τα ερμηνευτικά μοντέλα που συζητήθηκαν. Οι Fickl και συν. (2010) έδειξαν ότι τα εμφυτεύματα με αυχενική μετάθεση που τοποθετήθηκαν υποοστικά παρουσίασαν στατιστικά σημαντικά μικρότερη οστική απορρόφηση (0,39 ± 0,07 mm) σε σχέση με εμφυτεύματα χωρίς αυχενική μετάθεση (1,00 ± 0,22 mm, P <0,01). Παρόμοια, μία τυχαιοποιημένη, προοπτική, πολυκεντρική μελέτη ανέφερε καλύτερη διατήρηση επιπέδων οστού σε ειδικά σχεδιασμένα εμφυτεύματα αυχενικής μετάθεσης με διευρυμένο αυχένα σε σχέση με το συνδυασμό συμβατικών εμφυτευμάτων με κολοβώματα μειωμένης διαμέτρου (Prosper και συν. 2009). Ωστόσο, η τοποθέτηση του εμφυτευματικού αυχένα στο επίπεδο του οστού (Cappiello και συν. 2008) οδήγησε σε μεγαλύτερη αυχενική οστική απώλεια σε σχέση με την υποοστική τοποθέτηση (Fickl και συν. 2010). Αν και μία μόνο μελέτη (Fickl και συν. 2010) περιέλαβε άμεση σύγκριση ανάμεσα στην υποοστική και στην ισοϋψή τοποθέτηση, η οστική απορρόφηση που προκαλείται από την αναπέταση του κρημνού μπορεί συχνά να οδηγήσει σε υπεροστικά επίπεδα τον αυχένα του εμφυτεύματος που είχε τοποθετηθεί αρχικά στο ύψος της οστικής ακρολοφίας. Μία ελεγχόμενη, ιστομορφομετρική μελέτη με σκυλιά κατέληξε παράδοξα στο συμπέρασμα ότι η αυχενική μετάθεση δεν ήταν ικανή να σταθεροποιήσει τα επίπεδα του αυχενικού οστού (Becker και συν. 2009). Ωστόσο, τα εμφυτεύματα με αλλά και χωρίς αυχενική μετάθεση τοποθετήθηκαν 0,4 mm υπεροστικά. Όπως ήδη τονίστηκε, η υπεροστική τοποθέτηση του αυχένα εμπόδισε την κεντρομόλο μεταφορά της συγκέντρωσης τάσεων από την επιφάνεια οστού-εμφυτεύματος στην εσωτερική γωνία ανάμεσα στον αυχένα του εμφυτεύματος και το κολόβωμα στα εμφυτεύματα με αυχενική μετάθεση. al. 2007) we have developed another model to explain peri-implant bone loss. Cyclic opening and closing of the microgap acts like a pump for the liquid contained in the cavities of the implant. The fuid trapped in the interior of the implant contains endotoxins of bacterial origin and emanates a foul-smelling odor. Endotoxins of Gram-negative oral microorganisms stimulate bone resorption in periodontitis and could also play a determinative role in peri-implant crestal bone loss. Micromovements between the abutment and the implant should be considered as one of the numerous etiological factors for peri-implant crestal bone resorption (Figure 1). Permanent seal of the implant-abutment joint, especially under cyclic loading conditions, could prevent possible crestal bone loss. Contrary to the butt joint, Morse taper is a conical connection that offers a predictable and tight fit (Figure 3). The connection of the inner cone that resides inside the implant and the outer cone that is located on the abutment seals off the interior of the implant from the surrounding tissues (Zipprich et al. 2007, Aloise et al. 2010). Interpretation of controversial findings Crestal bone loss around implants is a multifactorial process and the related publications often report conflicting results. This section is an attempt to interpret the controversial findings of the recent relevant literature, based on the discussed principles and explanatory models. Fickl et. al. (2010) demonstrated that subcrestal placement of platform-switched implants exhibited statistically significant less crestal bone resorption (0.39 ± 0.07 mm) compared with platform-matched implants (1.00 ± 0.22 mm, P <0.01). Similarly, a randomized prospective multicenter trial reported improved bone preservation for specially designed platform-switched implants with enlarged platforms compared with the combination of conventional implants and abutments with reduced diameter (Prosper et al. 2009). However, the placement of the implant platform at bone crest (Cappiello et al. 2008) resulted in greater crestal bone loss compared with subcrestal placement (Fickl et al. 2010). Even though only one study (Fickl et al. 2010) included direct comparison between supracrestal and crestal implant positioning, bone resorption induced by flap elevation may often result in supracrestal position of the implant platform that was originally placed at bone crest. A controlled histomorphometrical study in dogs has surprisingly concluded that platform switching was not able to stabilize crestal bone levels (Becker et al. 2009). However, both platform-switched and platform-matched implants were placed 0.4 mm supracrestally. As already pointed out, the supracrestal position of the platform precluded the centripetal transfer of stress concentration from the bone-implant interface to the inward step between the implant platform and the abutment in the platform-switched implants. Copyright 2010 Hellenic Society of Periodontology. All Rights Reserved.

10 10 Περιοδοντολογικά Ανάλεκτα Τόμος 21 (2010) Εξελίξεις της περιοδοντολογίας στο ξεκίνημα της νέας χιλιετηρίδας Analecta Periodontologica Volume 21 (2010) Advances in periodontics at the dawn of the new millennium Σε μια πιο πρόσφατη μελέτη που διερεύνησε την υποοστική τοποθέτηση εμφυτευμάτων με σύνδεση κωνικής απόφραξης, οι Donovan και συν. (2010) ανέφεραν ελάχιστη απώλεια σκληρών ιστών (0,1 ± 0,3 mm). Δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική συσχέτιση ανάμεσα στο βαθμό της υποουλικής τοποθέτησης και στην απώλεια του αυχενικού οστού (r = 0,15, P >0,05). Το οστό ανιχνεύτηκε στο ύψος του εμφυτευματικού αυχένα στο 69% των εμφυτευμάτων στον επανέλεγχο μετά από 1 χρόνο. Τα ευρήματα αυτά υποστηρίζουν τις θετικές επιπτώσεις της ερμητικής σύνδεσης κωνικής απόφραξης (Aloise και συν. 2010), η οποία έχει τεκμηριωθεί και σε ζώα (Weng και συν. 2008). Απορρόφηση αυχενικού οστού παρατηρήθηκε και σε εμφυτεύματα ενός τεμαχίου (Cochran και συν. 2009), παρόλο που δεν υπάρχει σύνδεση εμφυτεύματος-κολοβώματος στο επίπεδο του οστού, γεγονός που συνεπάγεται απουσία μικροκινήσεων και απορροής μικροβιακών προϊόντων στην περιοχή του αυχενικού οστού. Σε αυτή την περίπτωση, ο αιτιολογικός παράγοντας ήταν η απουσία της αυχενικής μετάθεσης σε ένα εμφύτευμα που τοποθετήθηκε ελαφρά υποοστικά και είχε σαν αποτέλεσμα την συγκέντρωση τάσεων ανάμεσα στο εμφύτευμα και στο οστό. Σε άλλη ιστομορφομετρική μελέτη με σκυλιά, οι Becker και συν. (2007) ανέφεραν παρόμοια αυχενική οστική απορρόφηση σε εμφυτεύματα με και χωρίς αυχενική μετάθεση. Ωστόσο, στη μελέτη χρησιμοποιήθηκε ένα σύστημα εμφυτευμάτων με σαφή μικροκίνηση της ένωσης εμφυτεύματος-κολοβώματος (Zipprich και συν. 2007). Το περιοδικό, δυναμικό ανοιγοκλείσιμο του μικροκενού ανάμεσα στο εμφύτευμα και το κολόβωμα οδήγησε σε απορροή επιβλαβών υγρών και οστική απορρόφηση. Οι Crespi και συν. (2009) δε μπόρεσαν να ανιχνεύσουν στον επανέλεγχο των 2 χρόνων διαφορές στις μεταβολές των επιπέδων οστού μεταξύ συμβατικών εμφυτευμάτων και εμφυτευμάτων με μετάθεση που τοποθετήθηκαν σε μετεξακτικά φατνία και φορτίστηκαν άμεσα. Ωστόσο, το σύστημα που χρησιμοποιήθηκε είχε σύνδεση εξωτερικού εξαγώνου μεταξύ κολοβώματος και εμφυτεύματος. Σε αντίθεση, μία άλλη ελεγχόμενη κλινική μελέτη με παρόμοιο κλινικό πρωτόκολλο άμεσης εμφύτευσης και φόρτισης, έδειξε σταθερότητα των επιπέδων του περιεμφυτευματικού οστού στα εμφυτεύματα με αυχενική μετάθεση (Canullo και συν. 2009a). Η μέση τιμή της οστικής απώλειας ήταν 0,30 ± 0,16 mm μετά από μια περίοδο παρακολούθησης 25 μηνών. Η ομάδα ελέγχου με τα συμβατικά εμφυτεύματα παρουσίασε στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη οστική απώλεια (1,19 ± 0,35 mm). Ωστόσο, τα εμφυτεύματα που χρησιμοποιήθηκαν είχαν εσωτερική σύνδεση ερμητικής συναρμογής. Η ερμητική απόφραξη ανάμεσα στα τμήματα των εμφυτευμάτων δύο τεμαχίων απέτρεψε την επιμόλυνση του αυχενικού οστού με επιβλαβή υγρά από τις εσωτερικές εμφυτευματικές κοιλότητες. Επιπρόσθετα, οι Canullo και συν. (2009b) ανέφεραν 0,18 mm κέρδος του παρειακού βλεννογόνου γύρω από τα εμφυτεύματα με αυχενική μετάθεση σε σύγκριση με την απώλεια ύψους 0,88 mm μαλακών ιστών στα εμφυτεύματα χωρίς αυχενική μετάθεση. Τέλος, η συστηματική ανασκόπηση και μετα-ανάλυση των Atieh και συν. (2010) τεκμηρίωσε ότι η αυχενική μετάθεση μπορεί να διατηρήσει το ύψος του μεσοεμφυτευματικού οστού και των μαλακών ιστών. Επιβεβαιωτικά συμπεράσματα για τα εμφυτεύματα με αυχενική μετάθεση αναφέρθηκαν επίσης και σε μία πρόσφατη βιβλιογραφική ανασκόπηση (López-Marí και συν. 2009). In a more recent study investigating subcrestal placement of implants with a Morse taper connection, Donovan et al. (2010) reported minimal loss of hard tissue (0.1 ± 0.3 mm). There was no statistically significant correlation between the degree of subcrestal implant position and loss of marginal bone (r = 0.15, P >0.05). Bone was detected at the level of the implant shoulder in 69% of the implants at the 1-year followup visit. These findings support the positive effects of the tight-sealed Morse taper connection (Aloise et al. 2010), which have also been confirmed in animals (Weng et al. 2008). Crestal bone resorption was also observed around one-piece implants (Cochran et al. 2009), even though there is no implant-abutment junction at the bone level which translates into the absence of micromovements or leakage of microbial products at the bone crest. In this case, the etiological factor for bone loss was the absence of an inward step in an implant that was positioned slightly subcrestally, leading to stress concentration at the implant-bone interface. In a histomorphometrical study in dogs, Becker et al. (2007) reported similar crestal bone resorption for both platform-switched and platform-matched implants. However, an implant system with a distinct micromovement of the implant-abutment junction was used in this study (Zipprich et al. 2007). The cyclic dynamic closing and opening of the microgap between the implant and the abutment led to the outflow of noxious fluids and bone resorption. Crespi et al. (2009) were not able to detect differences in bone level changes between platformswitched and conventional implants placed in fresh extraction sockets and loaded immediately, at the 2-year follow-up. However, the implant system used had an external hexagonal implant-abutment connection. In contrast, another controlled clinical trial following a similar clinical protocol with immediate placement and loading, demonstrated peri-implant alveolar bonelevel stability at platform-switched implants (Canullo et al. 2009a). The average bone reduction was 0.30 ± 0.16 mm after a follow-up observation period of 25 months. The control group with conventional implants showed a statistically significant greater bone loss (1.19 ± 0.35 mm). However, the implants utilized had an internal precise fitting implant-abutment junction. The tight seal between the components of the two-piece implants prohibited peri-implant crestal bone resorption by noxious fluids contained into the internal implant cavities. In addition, Canullo et al. (2009b) reported 0.18 mm gain of the buccal periimplant mucosa surrounding the platform-switched implants compared with 0.88 mm vertical loss of soft tissues at the platform-matched implants. Finally, the systematic review and meta-analysis by Atieh et al. (2010) demonstrated that platform switching may preserve inter-implant bone height and soft tissue levels. Supportive conclusions for platform-switched implants were also reported by another recent literature review (López-Marí et al. 2009).