Testy a klinické skúšky

Predtým ako sa systém zaviedol do praxe prešiel množstvom prísnych klinických skúšok a testov. Z dôvodu veľkej rozsiahlosti obsahu Vám uvádzame len ich zoznam. Podrobnejšie sa budeme venovať tým, ktoré sú pre nás kľúčové.

cytologické, histologické, elektrónmikroskopické vyšetrenia a chemické rozbory, ktoré skúmali zmeny vznikajúce na giníve u pacientov s voľne končiacim mostíkom podopretým o sklenené piliere ZX-27 (odborný posudok Prof. MUDr. Tibora Kerényiho – univerzitný profesor, primár patologického oddelenia Vojenskej nemocnice v Budapešti)

skúšky na vhodnost použitia špeciálneho borosilikátového skla ZX-27 na zhotovenie špeciálnych fixných protetických náhrad (odborný posudok MUDr. Gustáva Bougueta, univerzitný pedagóg, katedra Všeobecnej a anorganickej chémie, Univerzita Lóranda Eotvosa v Budapešti)

in vitro hemolytické testy na urcovanie hemolytickej aktivity látok, ktoré sú v kontakte s kosťtou alebo mäkkými tkanivami (odborný posudok Prof. MUDr. Gusztáva Keszthelyiho – riaditeľ DOTE stomatologickej kliniky v Debrecéne)

in vitro hemolytické testy na urcenie toxicity sklenených pilierov ZX-27 (odborný posudok MUDr. Evy Olveti, klinická chemicka, vedúca chemického laboratória v Debrecéne)

skúšky na vhodnosť používania borosilikátového skla ZX-27 na dentálne úcely (odborný posudok Prof. MUDr. Gusztáva Keszthelyiho – riaditeľ DOTE stomatologickej kliniky v Debrecéne)

vyšetrenia pevnosti mostíka podopretého sklenenými piliermi ZX-27 v porovnaní s mostíkom podopretým pilierovými zubami (vykonané v BME mechanicko – konštrukčnom inštitúte Technickej Univerzity v Budapešti),

odborný posudok na vhodnosť použitia materiálu ZX-27 na stomatologické účely (Doc. MUDr. Eugen Durovic, DrSc., II. Stomatologická klinika LF UPJŠ, Košice)

Na základe všetkých výsledkov sú špeciálne borosilikátové sklenené piliere ZX-27 vhodné na umiestnenie v ústnej dutine ako časti špeciálnej fixnej protetickej náhrady. V súčasnosti prebieha kontrolná klinická štúdia na II. Stomatologickej klinike v Košiciach pod vedením Doc. MUDr. Eugena Duroviča, DrSc. Všetky odborné posudky sú k dispozícii na vyžiadanie. Pre ich rozsiahlosť sme ich v tomto materiáli neuviedli.

Patologické skúšky

Cytologické vzorky odobraté z tekutiny pre vypláchnutie ústnej dutiny sa v prevažnom množstve nachádzali bunky superficiálne, zrelé. Zo 67 cytologických preparátov odobratých deviatim pacientom bolo v 17 vzorkách troch pacientov so sklenými piliermi nájdených vedľa veľkého množstva zrelých, nezrohovatených buniek aj zrohovatené, ináč typické bunky v minimálnom množstve (Obr. 1a)

obr. 1/a - zrohovatené bunky v malom množstve

Títo traja pacienti nosili mostíky podoprené sklenenými piliermi zavedenými pred dvoma až štyrmi rokmi. Ani v preparátoch ostatných vyšetrených pacientov s mostíkmi so sklenenými piliermi, ani v tekutine pre vypláchnutie ústnej dutiny u kontrolných osôb s obyčajnými mostíkmi sa nezistilo významné zrohovatenie.
Pod skleneným pilierom bol na povrchu ďasna viacvrstvový epitel s typickou štruktúrou s výjavmi zrohovatenia (obr. 2a a 2b). Zrohovatenie odpovedalo histologicky parakeratóze a hyperkeratóze. Medzi bunkami epitelu neboli žiadne, ktoré by vykazovali rozpad, vrstvy epitelu javili na povrchu iba pravidelnú tendenciu dozrievania (Obr. 2a).
Použitá fixačná tekutina stabilizuje glykogén tkaniva zle, napriek tomu obsahuje cytoplazma buniek hojne glykogén (obr. 3a a 3b).

obr. 2/a - viacvrstvový epitel s prejavmi zrohovatenia	obr. 2/b viacvrstvový epitel s prejavmi zrohovatenia

Hranica medzi epitelom a spojivovým tkanivom bola jasná a papily boli jemne vyhladené. V spojivovom tkanive takmer vôbec nebolo vidieť vaskularizáciu, množstvo kolagénu sa však zvýšilo. V epiteli bolo možné vidiet bazálnu vrstvu iba miestami, spinocelulárnu vrstvu vo väcšom množstve a v súlade s chovaním aj vo väcších rozmeroch (obr. 2a a 2b).

obr. 3/a - cytoplazma s glykogénom	obr. 3/b - cytoplazma s glykogénom

V kontrolných rezoch gingívy spod odnímateľlnej protézy, ako aj tej bez náhrady zubov sa objavila tiež tendencia zrohovatenia, aj ked zrohovatená vrstva sa zdala byt tenšia ako pod skleneným pilierom (obr. 4).

obr. 4 - zrohovatená vrstva pod skleneným pilierom

Pri vyšetrení v scanujúcom elekrónovom mikroskope bol povrch nového piliera v oblasti povrchu na gingiválnej strane hladký. Žiadne škrabance, mechanické poškodenia ani žiadne iné deformácie pričinené iritáciou sliznice neboli zistené.

Chemické zloženie bolo prakticky rovnaké (merané na piatich rozličných miestach s priemerom 350 mikrónov). Povrch a chemické zloženie sklenených pilierov vložených do ústnej dutiny pred ôsmymi mesiacmi až jedným rokom boli totožné s tými nového skleneného piliera.

Po cytologických a histologických vyšetreniach je možné potvrdiť, že sliznica má pod skleneným pilierom miernu, avšak typickú tendenciu zrohovatenia, ktorého stav je možné označiť za hyperketózu a paraketózu, avšak za žiadnych okolností nie displáziu pretumorickej leukoplakie.

Obdobne, ako to bolo u sliznice kontrolných osôb, ktoré nosili obyčajný mostík alebo protézu, alebo žuli iba ďasnami, aj medzi tými so sklenenými piliermi sa zistili známky histologicky neškodnej adaptívnej keratózy. Miera zrohovatenia zaostáva ďaleko od miery zrohovatenia u leukoplakie, ktorú spôsobujú horúce jedlá alebo ostré korenie a naviac bunky sú naďalej typické.

Na záver je možné tvrdiť, že cytologické a histologické zmeny sliznice pod sklenenými piliermi sa kvalitatívne neodlišujú (len kvantitatívne) od sliznice pacientov, ktorý nosia obyčajné mostíky, protézy alebo žujú ďasnami.

Analýza DNK bola vykonaná na preparátoch Feulgen-Schiff za pomoci výpočtovej techniky, použitím kvantitatívneho histologického programu na spracovanie obrazov (DNASK). Program dokáže sprostredkovať trinásť morfo a denzitometrických parametrov bunkového jadra.

Analýza obrazov pre stanovenie DNK v bazálnych bunkách epitelovej vrstvy poskytovala vo všetkých troch skúmaných skupinách (pacienti so sklenenými piliermi, odnímateľnou protézou a žujúci ďasnami) pravidelnú Gaussovu krivku, ktorej vrchol sa nachádza v diploidnej oblasti DNK. Pocet tetraploidných bunkových jadier bol pod štyrmi percentami, aneuploidná polyploidia sa vôbec nevyskytla.

Vyšetrenie DNK je pri takomto postupe velmi dôležité. Morfologicky úplne rovnako vyzerajúce histologické zmeny môžu zodpovedať značne odlišným prognózam, ak je vôbec možné voľným okom alebo prostredníctvom mikroskopu zistiť, že obsah DNK sa v bunkách zmenil. Táto zmena môže byť následkom nadmerného zataženia. V takomto prípade sa obsah DNK znásobuje a vytvárajú sa polyploidné, tetraploidné bunky. Ak však epitel prejavuje známky displázie, metaplázie, co môže byt pretumorický stav, potom sa obsah DNK nezdvojnásobí, iba nepravidelne zmení. Môže dosiahnuť dva a pol až tri a pol násobok normálneho stavu.

Pred analýzou DNK sa predpokladalo, že vedľa normálneho diploidného obrazu tkaniva bude prítomných aj omnoho menšie množstvo tetraploidnej bunkovej populácie, co je možné odvodiť z mechanického zataženia. Avšak sa nenašla žiadna aneuploidná, ciže nepravidelná polyploidia, ktorá by bola príznakom pretumorických stavov (Obr. 5).

Výsledok patologických vyšetrení je možné zhrnúť takto: podľa našich všeobecných patologických vedomostí právom očakávame istú pravdepodobnosť výskytu zmien v displáziu alebo metapláziu. Namiesto toho sa pod skleneným pilierom zistila prítomnosť jednoduchej adaptívnej keratózy. Nedosiahla ani stupeň adaptívnej hyperkeratózy pacientov, ktorí žuli ďasnami. Sklenený pilier nepredstavuje v prípade epitelu pre sliznicu ani také zaťaženie, ako priame žuvanie.

obr. 5 - diagram DNK

Statické skúšky

Pre riešenie takzvaných situácii s voľným koncom sa používajú odnímateľné protézy alebo protézy podložené implantátmi.

V mnohých prípadoch nemôžu pacienti nosiť odnímateľné protézy. Nasadenie implantátov je sťažené z biologických a finančných dôvodov. Svoju úlohu zohráva aj strach pacientov z operacného zákroku.

So statickým vyšetrením sa sledoval ciel zistiť úlohu skleneného piliera ako podpery, resp. jeho funkciu pri odvádzaní vytvorených síl. Chceli sme tiež vyvrátiť názor, podľa ktorého riešenia typu ZX 27 sa od mostíkov s volným koncom staticky a funkčne neodlišujú.

Použitá metóda konečných prvkov (Finite Element Method - FEM) je vhodná pre získanie odpovede na otázky stanovené v cieľoch vzhľadom na definované a očakávané výsledky. Na základe obrázkov je možné tvrdiť, že sklenený pilier má pri odvádzaní, prípadne rozdelení síl, ktoré pôsobia na podporné zuby, enormnú, odľahcujúcu úlohu.

Na obrázku (obr. 6) je jednoznačne viditeľné, že odvedenie existujúcich síl pôsobí omnoho lepšie na dva nosné zuby ako je to u volne sa končiacich mostíkov (obr. 6 a 7). Na obrázku č. 6 a 7 zjavne vidno rozdiel medzi voľne končiacim mostíkom a voľne končiacim mostíkom podopretým skleneným pilierom ZX-27. V prípade voľne končiaceho mostíka pôsobenie sily je najväčšie na koreni posledného pilierového zuba. Postupným preťažovaním pacient o tento zub môže prísť. Životnosť takejto náhrady je nízka.

V prípade voľne končiaceho mostíka podopretého o sklenený pilier ZX-27 sa totožná sila rozkladá prostredníctvom skleneného piliera na väčšiu plochu, čo znamená, že vlastné pilierové zuby sú týmto spôsobom odľahčované až o 60 - 70 %. Toto riešenie odľahčovaním chráni vlastné zuby pred preťažením a týmto sa predlžuje životnosť nosenia týchto náhrad.

obr. 6. Voľne končiaci fixný mostík	obr. 7. Voľne končiaci fixný mostík podopretý skl. pilierom ZX-27

Výsledok statického vyšetrenia, ktoré bolo vykonané metódou konecných prvkov (FEM), jednoznačne podporuje to, že výbava mostíkmi podloženými sklenenými piliermi nezodpovedá praxi a teoretickému systému mostíkov s voľným koncom.
Údaje potrebné pre statické vyšetrenia sme získali z medzinárodných odborných časopisov a prostredníctvom vlastných meraní takto:

- gingíva 2 mm
- kortikálna kosť 3 mm
- parodontium pozdĺž zubného koreňa 0,25 mm
- Hrúbka kortikálnej kosti 0,5 mm

Zistenie ostatných údajov bola pre pomerne jednoduchú meratelnosť vlastností materiálov jednoduchšia. Ide tu pritom o vlastnosti keramických a kovových materiálov. Charakterizujú sa modulom pružnosti a takzvaným Poissonovým číslom v tabuľke.
Pre nedostupnosť údajov v odbornej literatúre a pre variabilné vlastnosti špecifické pre jednotlivých pacientov obsahujú merania nepresnosti, avšak tieto výsledky meraní sú pod hranicou uvažovaných hodnôt reálnych údajov. To znamená, že sklenené piliere zasadené do ústnej dutiny preukazujú lepšie výsledky ako výsledky meraní. Vysvetlením preto je, že sklenený pilier s konkávnym povrchom preukazuje v skutočnosti lepšie vlastnosti pri vodorovnom a bočnom zaťažení ako zobrazený rovný povrch skleneného piliera (obr. 8 a 9) s pre výpočty použitým rovným povrchom gingívy (vykazuje nižšie ekvivalentné napätie). Konkávny povrch môže časť bočného zataženia preniesť na konvexný povrch gingívy a tým znížiť bočné ohybné zataženie koruny (obr. 10 a 11).

obr. 8. Trojrozmerný pozdlžny rez modelovaného mostíka s voľným koncom	obr. 9. Trojrozmerný pozdĺžny rez modelovaného mostíka s voľným koncom podopretým o sklenený pilier
obr. 10. Model prenášania vertikálnych síl pri zaťažení 100N na voľne končiaci mostík	obr. 11.Model prenášania vertikálnych síl pri zaťažení 100N na voľne končiaci mostík podopretého sklenenými piliermi ZX-27

Z toho vyplýva, že toto vyšetrenie nemohlo vykázať pôsobenie pulzujúcich síl na parodontálne vlákna a sliznicový a kostný základ. Tieto úcinky sa potvrdili neskoršími, predovšetkým klinickými, dlhodobými vyšetreniami, ktoré uvedieme neskôr.

Patologické a statické vyšetrenia, ktoré na prvý pohľad spochybňovali použitelnosť atraktívneho systému sklenených pilierov ZX 27 dali uspokojivé výsledky. Aj vyšetrenia chronickej toxicity, cytotoxicity a genotoxicity, ako aj bioperzistencie sa uzavreli s negatívnym výsledkom. V tomto bode bolo treba zistiť, aké zmeny kostného základu vyvolá predmet, ktorý sa je v dlhodobom kontakte s sliznicou alveolárnej kosti.

Rádiológia

Aby bolo možné presne popísať stav kostí, nepoužili sa OPG snímky zaužívané v stomatológii. Rozhodli sme sa pre CT snímky, pomocou ktorých je možné stanoviť aj hustotu kostí. Tradičná metóda rádiologického vyšetrenia zubného lôžka predstavuje takzvaný panoramatický röntgen. Je tiež veľmi užitočný pri navrhovaní zubných protéz a pri vyšetrovaní resorpcii kostí v dôsledku zápalu. Kvalita a kvantita množstva vápnika v kostiach sa tým však určite nedá stanoviť.

Vyšetrenia rezov podporené výpočtovou technikou boli preto vykonané na jednom, podľa možnosti tenkom reze. Týmto spôsobom je možné zviditelniť materiál kostí, okrem kompaktnej vonkajšej vrstvy dokonca aj hubovité tkanivo (obr. 12 a 13). Denzitometriou je možné získať dokonca nepriame informácie o obsahu vápnika.
Problematické bolo, že každý človek má osobitú štruktúru kostí, ktorá je ovplyvnená starnutím, pohlavím a životosprávou. S objavením osteoporózy v zubnom lôžku sa ešte medicína nevysporiadala, preto nie je možné uviesť absolútne čísla. Merali sa denzitometrické hodnoty v okolitom kostnom materiále a v kostnom materiále pod skleným pilierom.

obr. 12. Umiestnenie sklen. piliera v sánke	obr. 13. Štruktúra kosí pod skleneným pilierom

V meranom objeme je v označenej dutine vždy trabecula obsahujúca vápnik a tukové tkanivo. Trabecula zvyšuje, tukové tkanivo v označenej dutine naopak znižuje hustotu. Čím väcšie sú hodnoty hustoty, tým väcší je obsah vápnika.

obr. 14. Stav štruktúry kostí v čase prvého vyšetrenia, rok po nasadení do úst	obr. 15. Stav štruktúry kostí v čase prvého vyšetrenia, rok po nasadení do úst

Vyšetrenia vybraných pacientov boli vykonané v období medzi 27.6.1996 a 19.10.1999. Vyšetrenie pacientov so sklenenými piliermi sa konali na zubnom lôžku v axiálnej rovine, v diskrétnej hrúbke natívneho rezu 1,5 mm, od štruktúry náhrady zubov až po takmer celému objemu materiálu kostí.

Prostredníctvom takto nameraných údajov je možné povedať, že sklenený pilier ZX 27 napriek svojmu kontaktu s gingívou neovplyvňuje obsah vápnika v nosnom kostnom materiále, nenastáva žiaden fokálny úbytok vápnika (resorpcia kostí). Práve naopak! Výsledky meraní potvrdzujú lokálne zosilnenie kosti (obr. 14). Porovnanie štruktúry kosti veľmi dobre vidno na obrázkoch 16 - 19. Hodnoty vápnika v oblasti pod skleneným pilierom vykazujú dvojnásobné hodnoty ako v oblasti pred skleneným pilierom. Zosilnenie štruktúry kosti pod skl. pilierom sa dajú vysvetliť tým, že skl. pilier svojou plochou pôsobí primeranou stimulujúcou silou na kostný materiál. Ak by bola sila pôsobenia príliš veľká, dochádzalo by k preťažovaniu kostného základu a tým k deštrukcii, resorpcii kosti.

V opačnom prípade, ak by sila pôsobenia bola príliš nízka, by dochádzalo k nedostatočnej stimulácii kosti tak, ako je to u snímacích náhrad čoho výsledkom by bola znova resorpcia kosti.

Klinickými skúškami bolo zistené, že u jedného pacienta dôjde priemerne za 1 deň 3 a pol tisíc krát k zaťaženiu a odľahčeniu kostného základu skleneným pilierom. Táto pulzujúca sila zohráva dôležitú úlohu aj pri samoočisťovacej funkcii skl. piliera, pri ktorej vzniká jav prirodzenej pumpy. Pri tlaku sú sliny vytláčané spod skl. piliera a pri odľahčení sú znovu nasávané pod skl. pilier. Je to vďaka maximálnej presnosti naliehania na sliznicu alveolárneho oblúka a maximálnej homogenity materiálu. Hlavne z toho dôvodu nie sú potrebné nejaké špeciálne techniky čistenia u pacienta. Samozrejme treba poučiť pacienta ako sa treba starať o fixnú náhradu. Táto samočistiaca funkcia bola dokázaná testami so scanning mikroskopom, kde sa po troch rokoch skúmal povrch skleneného piliera. Všade na fixnom mostíku boli zjavné nánosy plaku avšak na skl. pilieri nebol žiadny náznak ukladania sa plaku.

Systém sklenených pilierov (obr. 12) je zobrazený na oboch stranách ako štruktúra s hyperdenzitou, vedľa sánky. Piliere na obr. 13 znázorňujú rez kostou pod systémom sklenených pilierov. Další obrázok (obr. 14) ukazuje štruktúru kosti v čase prvého vyšetrenia. Hrúbka vonkajšej a vnútornej vrstvy kostí je identická so susediacimi oblasťami. Hubovité tkanivo má väcšiu hyperdenzitu pod systémom sklenených pilierov ako susedné oblasti.

Zhrnutie: Počas doby troch rokov nenastala v štruktúre kostí pod skleneným pilierom žiadna resorpcia.

obr. 16. Obsah vápnika v sánke nameraný v oblasti vpredu vľavo od skleneného piliera v čase druhého vyšetrenia, štyri roky po nasadení práce do úst	obr. 17. Obsah vápnika v sánke nameraný v oblasti pod skl. pilierom vľavo, v čase druhého vyšetrenia, štyri roky po nasadení práce do úst
obr. 18. Obsah vápnika v sánke nameraný v oblasti vpredu vľavo pod skl. pilierom v čase druhého vyšetrenia, štyri roky po nasadení do úst	obr. 19. Obsah vápnika v sánke nameraný v oblasti pod skl.pilierom vpravo, v čase druhého vyšetrenia, štyri roky po nasadení do úst