Titan med digital teknik
Titan med digital teknik
Titan med digital teknik
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
vetenskap & klinik ● anders örtorp<strong>Titan</strong> <strong>med</strong> <strong>digital</strong> <strong>teknik</strong>– ett alternativ vid implantatbehandling av tandlösa käkarAutoreferatDen 21 januari 2005 försvarade tandläkare Anders Örtorp sin avhandling ”On titanium frameworksand alternative impression techniques in implant dentistry” vid Göteborgs universitet, Sahlgrenskaakademin, Odontologiska institutionen, Göteborg.Fakultetsopponent var professor Kristina Arvidson Fyrberg, Bergen, Norge. Huvudhandledarehar varit professor Torsten Jemt vid specialistkliniken för oral rehabilitering/Brånemarkkliniken ochoral protetik/odontologisk materialvetenskap i Göteborg. Biträdande handledare var professorAnn Wennerberg vid avdelningen för oral protetik/odontologisk materialvetenskap i Göteborg.författareAnders Örtorp,odont dr, övertandläkare,specialistklinikenoral rehabilitering/Brånemarkkliniken,specialisttandvården,Göteborg.Det finns flera orsaker till utvecklingen av titanskelettinom implantatbehandling av helt tandlösa käkar.Det är viktigt att få fram en metall, metod ellerbåde och som möjligen kan sänka kostnaden förimplantatbehandling. När nya implantatmaterial introducerasmåste också fokus vara att minska antaletmetaller i munhålan. Användningen av samma material(titan) i komponenterna som i den protetiskakonstruktionen kan vara en fördel.Den ”konventionella” tillverkningen av fasta implantatbroarhar genomgått få förändringar underdet senaste seklet. Tekniken är till stor del baserad påhantverk av gjutna material. Den är svår att rationalisera/effektiviseraoch personalkrävande.<strong>Titan</strong> kan användas för annan <strong>teknik</strong> vid skelettframställning,till exempel:•••Lasersvetsning av prefabricerade komponenter,vilket användes i de tre första generationernaav Procera® titanskelett på 1980- och 90-talen(Ti-1, Figur 1, Ti-2, Figur 2 och Ti-3).Lasersvetsning av gjutna skelett(CrescoTi®Precision TM ; CTiP).Fräsning av titan grad 2 i ett stycke <strong>med</strong> <strong>digital</strong><strong>teknik</strong>, vilken används sedan slutet av 1990-talet(cnc; Computer Numeric Controlled, Procera®Implant Bridge; pib, Figur 3).Det är viktigt att undersöka nya <strong>teknik</strong>er in vivo.Några studier har kartlagt hur de tidiga lasersvetsadetitanbroarna fungerade, men långtidsuppföljningarbehövs. Långtidsuppföljningar av den senare generationenav titanbroar (cnc) saknas.<strong>Titan</strong> har goda biologiska egenskaper och risken förkorrosion är liten. Det gör det möjligt att framställabroar på implantatnivå (under slemhinnan). Kortaredistanser kan användas, man kan även utesluta distanseroch mekaniskt starkare broskruvkomponenterkan användas. Detta förutsätter dock framställnings<strong>teknik</strong>erav titanskelett <strong>med</strong> ”god” passform till implantaten.De tidiga lasersvetsade titanbroarna hade en passformsom var jämförbar <strong>med</strong> de konventionellt gjutnabroarna av guldlegering. Det finns dock få studier avpassformen när det gäller implantat/distanser av densenare generationen cnc-frästa titankonstruktioner.Det finns inte heller några studier som visar vad somsker <strong>med</strong> passformen när man lagt på fasader avporslin eller akryl. Ingen systematisk undersökninghar publicerats inom områdena förspänning ochytråhet i skruvsäten i titanskeletten. För att visa påvikten av dessa aspekter och kunna utveckla implantatbehandlingenbehövde dessa områden studeras.Kliniska försök <strong>med</strong> cnc-frästa titanskelettframställda <strong>med</strong> fotogrammetri (fotografi somanvänds <strong>med</strong> <strong>digital</strong> information) har publicerats<strong>med</strong> goda resultat. ”Avtryck” <strong>med</strong> fotogrammetri<strong>med</strong> <strong>digital</strong> information måste dock vidareutvecklasoch studeras.Hypotesen var att titanskelett är jämförbara <strong>med</strong>konventionella guldskelett vid implantatbehandling,samt att 3-dimensionell fotogrammetri<strong>teknik</strong> (3-D)är jämförbar <strong>med</strong> konventionell avtrycks- och modellframställnings<strong>teknik</strong>för att återge implantatpositionerför skelettframställning.SyfteSyftet <strong>med</strong> avhandlingen var att:• Studera det kliniska utseendet efter 5 år på implantatunderstöddabroar <strong>med</strong> lasersvetsade ti-58 TANDLÄKARTIDNINGEN ÅRG 97 NR 11 2005
<strong>Titan</strong>skeletttanskelett i tandlösa underkäkar samt att jämföra<strong>med</strong> konventionella guldskelett.• Utvärdera och jämföra den kliniska och röntgenologiskabilden för implantatunderstöddabroar av cnc-frästa titanskelett i helt tandlösakäkar <strong>med</strong> broar som är baserade på konventionellaguldskelett under de första 5 åren sombroarna var i funktion.• Undersöka och jämföra repeterbarheten vid tillverkningav cnc-frästa titanskelett och konventionelltgjutna guldskelett samt att analysera distorsionsom orsakas av olika fasadpåläggningar.• Jämföra förspänningen i skruvretineradetitan- och guldskelett, jämföra förspänningeni titanskelett före och efter fasadpåläggning,samt försöka relatera ytråhet i skruvförbandtill olikheter i förspänning.• Testa repeterbarhet och precision <strong>med</strong> 3-Dfotogrammetri<strong>teknik</strong>för att återge implantatpositionerin vitro samt jämföra denna <strong>teknik</strong><strong>med</strong> konventionella gipsmodeller från två olikaavtrycksmaterial.Delarbete iTestgruppen omfattade 155 patienter som var helttandlösa i underkäken. Patienterna fick i genomsnitt5,3 implantat av två olika typer av lasersvetsade titanbroar.(Broarna var de två första generationernasProcera lasersvetsade titanbroar; Ti-1 och Ti-2, Figur1 och 2). I kontrollgruppen ingick 53 patienter <strong>med</strong>konventionella guldskelett <strong>med</strong> i genomsnitt 5,3 implantat.Patienterna följdes retrospektivt och dataom klinisk och radiologisk bild för de 3 gruppernasamlades in under 5 år.Figur 1. Den förstagenerationen titanskelett(Ti-1) bestårav barkomponenter<strong>med</strong> cylindrar somfogas samman <strong>med</strong>lasersvetsning.Figur 2. Andra generationentitanskelett(Ti-2). Efter att komponenternaslipats ner tillsamma nivå placeradesen titanbar i position.<strong>Titan</strong>baren svetsastill komponenternahorisontellt <strong>med</strong> laser.Figur 3. Fjärde generationentitanskelett.Den slutgiltiga utprovningen<strong>med</strong> plasttändersatta i vax (överst)fungerar som guide vidtillverkningen av förlagan(nederst).<strong>Titan</strong>skelettet fräses ututifrån avläsningen avförlagans koordinater(det ”<strong>digital</strong>iserade utseendet”).I mitten sesett fräst titanskelett i ettstycke inklusive cylindrar.Delarbete iiTestgruppen bestod av 67 broar (23 i maxillan och 44i mandibeln) <strong>med</strong> titanskelett som framställts <strong>med</strong>cnc-fräs<strong>teknik</strong>en (Figur 3). Tekniken innebär i korthetatt man följer ett standardprotokoll för broframställningi den tandlösa käken fram till dess att manprovat tanduppsättningen. Därefter görs en förlagai plast. Förlagan skannas och exakt information avimplantatens position läggs till genom att man mäterpositionen i gipsmodellen <strong>med</strong> hjälp av en koordinatmätmaskin.När alla data samlats in fräser man utett titanskelett (en kopia av förlagan) ur ett titanblockgrad 2. <strong>Titan</strong>skelettet används efter slutjustering avtand<strong>teknik</strong>ern som i sin tur tillverkar den slutgiltigabron <strong>med</strong> konventionell <strong>teknik</strong> (akryl och plasttänder).Kontrollgruppen bestod av 31 broar i maxillanoch 31 broar i mandibeln <strong>med</strong> skelett som tillverkats<strong>med</strong> konventionell <strong>teknik</strong> <strong>med</strong> guldlegering samt<strong>med</strong> samma fasadmaterial som på titanbroarna.Patienterna följdes prospektivt. Data om klinisktuppförande och radiologisk bild samladesin under 5 år.Delarbete iiiTjugo identiska titanskelett framställdes <strong>med</strong> cncfräs<strong>teknik</strong>(delarbete ii, Figur 3) från samma ursprungsmodell.Som kontrollgrupp framställdes femgjutna broar av guldlegering från samma modell.Skeletten mättes <strong>med</strong> avseende på passform i en koordinatmätmaskinkopplad till en dator. Mätningarskedde under olika steg i produktionen samt efter attman lagt på fasad på titanskeletten.Delarbete ivTio identiska cnc-frästa titanskelett och 5 skelett <strong>med</strong>guldlegering framställdes. Guldskruvarna drogs åttill 10 Ncm. Förspänningen mättes dels för guldskelettensamt när det gäller titanskeletten före och efterTANDLÄKARTIDNINGEN ÅRG 97 NR 11 2005 59
anders örtorpFigur 4. 3D-fotografiervar analyseradeoch mättai en stereoskopiskanalytisk plotter.Figur 5. Medeldistorsioni µmav mittpunktenpå skelettenscylindrar <strong>med</strong>ursprungsmodellensom referensi absoluta tal.Jämförelse mellantitan och guldskelettinnanjustering ochpolering avskeletten.DistorsionFigur 6. cncfrästtitanskelett<strong>med</strong> en occlusal“hylla” i titan fråntand 14 till 24.Guld<strong>Titan</strong>x-axeln y-axeln z-axeln 3DDelarbete ivFörspänningen för titan och gulskeletten var likvärdig.Den minskade efter upprepade åtdragningarav guldskruven men var opåverkad av fasadpåläggningpå titanskeletten. Ingen korrelation mellan förspänningoch ytråhet kunde observeras. Belastadetitanskeletts skruvsäten uppvisade ett lägre Sa <strong>med</strong>elfasadpåläggning<strong>med</strong> porslin eller plast. Mätningarav ytråhet gjordes av titanskelettens skruvsäten eftermätningar av förspänningen. Även på tillhörandeguldskruvar analyserades ytråheten.Delarbete vTjugo gipsmodeller framställdes från 10 polyeteravtryck(Impregum®) samt från 10 gipsavtryck (Kühnsavtrycksgips) av samma ursprungsmodell. De 20gipsmodellerna mättes i en koordinatmätmaskin ochjämfördes <strong>med</strong> ursprungsmodellen.Sex separata 3-D-fotografier togs på ursprungsmodellen<strong>med</strong> en specialbyggd kamera. Fotografiernamättes i en analytisk plotter (Figur 4). Resultatenanalyserades och jämfördes <strong>med</strong> koordinaterna förursprungsmodellen och de 20 gipsmodellerna.ResultatDelarbete IAlla patienter som följdes under studien hade en fastimplantatbro i underkäken efter 5 år. Fyra implantatbroari Ti-1-gruppen och två broar i Ti-2-gruppenbyttes ut mot nya titanbroar på grund av skelettfrakturer.Ingen guldbro behövde bytas ut men enguldbro som frakturerade lagades på laboratoriet.Cumulative success rate (csr) för broarna var 95,9procent för titangrupperna och 100 procent för guldgruppen.Cumulative survival rate (csr) för implantaten var99,7 procent för de titangrupperna och 99,6 procentför guldgruppen. Benförlusten vid implantaten var i<strong>med</strong>eltal 0,5 mm under en 5-årig uppföljningsperiod.De vanligaste komplikationerna för titanbroarnavar akryl/fasadfrakturer, mucosit samt frakturer avtitanskeletten (10 %). Lösa eller frakturerade implantatskruv-komponentervar få (
<strong>Titan</strong>skelettvärde än ej belastade säten, <strong>med</strong>an ytan för belastadeguldskruvar hade högre <strong>med</strong>elvärde för Sa än ickebelastade guldskruvar.Delarbete vEtt systematiskt mönster av distorsion återfannsför båda avtrycks<strong>teknik</strong>erna i x-axeln. Implantatbågensexpansion vid de mest distala implantatenvar i <strong>med</strong>eltal 22 µm för fotografierna och 94 µmför gipsavtrycks<strong>teknik</strong>en. Modeller av polyeteravtryckkontraherade i <strong>med</strong>eltal 52 µm jämfört <strong>med</strong>ursprungsmodellen.I absoluta tal återgav fotogrammetrin och polyeter<strong>teknik</strong>enbåde x-axeln och 3-D-parametern signifikantbättre än gipsavtrycks<strong>teknik</strong>en när cylindernsmittpunktsdistorsion bestämdes. Vinkelfeletvar dock större i absoluta tal för fotogrammetrin änför någon av de två avtrycks<strong>teknik</strong>erna.Kliniska implikationer och framtidsutsikterKlinikenDe data som publiceras i avhandlingen visar en långsiktigtrend <strong>med</strong> förbättrad implantatöverlevnad,minskad benförlust vid implantaten, färre incidenterav broskelettfrakturer, minskat antal komplikationeroch reducerat antal besök för underhåll av konstruktionen.Dessa data indikerar en fortsatt positiv utvecklingför implantatbehandling i den tandlösa käken.Det kvarstår dock en allt för hög andel fasadfrakturer,vilket är tidskrävande och frustrerande för patientoch behandlare. Fortsatta studier bör utvecklaen strategi för att undvika frakturer i akryl och porslinsfasaderna.Den förbättringen måste ske oavsettvilken metall som används. Tänkbara förändringarär förbättrad resinmatrix och ocklusion på metallocklusalt/palatinalt i överkäken när det gäller patientersom utsätter tänderna för ogynnsam belastning.(Figur 6). Att förse dessa patienter <strong>med</strong> en bettskenabör övervägas.<strong>Titan</strong>Tack vare dess fysikaliska och kemiska beskaffenhetfungerar titan för broar i implantatprotetiken. Kombinationenav hög styrka och låg vikt gör att titan ochdess legeringar har en mycket hög styrka/viktproportion.Troligen kommer användningen av titan inomprotetiken att öka tack vare metallens biokompatibilitet,goda passform, låga materialkostnad och möjlighetenatt använda <strong>digital</strong> <strong>teknik</strong> vid framställningen.Trots att fortsatta studier bör ske inom bland annatapparaturdesign och fasadmaterial till titan ser framtidenljus ut för titan inom implantatprotetiken.Framställning av skelettcnc-fräs<strong>teknik</strong>en utvecklades i ett försök att elimineranågra av stegen inom konventionell gjut<strong>teknik</strong>.Detta har inneburit att cnc-<strong>teknik</strong>en erbjuder ettmer kontrollerat och förutsägbart gränssnitt mellanskelett och distanser. Genom att lagra informationom distansens position <strong>digital</strong>t och sedan användaden för att guida fräsprocessen kan man även modifierautseendet på skeletten innan själva tillverkningen.Avhandlingens kliniska och experimentella studiervisar lovande resultat för den <strong>digital</strong>a fräs<strong>teknik</strong>en.Digitalt frästa titanskelett är ett realistiskt alternativtill konventionellt gjutna guldbroar i den tandlösakäken och steget <strong>med</strong> provning av skelettens passformkan uteslutas i kliniken tack vare att man kanförutsäga passformen.Digital avtrycks<strong>teknik</strong>Med högteknologi förvärvas data elektroniskt ochi denna avhandling testades fotogrammetri <strong>med</strong> enspecialframställd kamera. Den kombinerade <strong>teknik</strong>enatt göra ett ”<strong>digital</strong>t avtryck” <strong>med</strong> hjälp av kameranoch sedan fräsning av titanskelett visade sig ge godpassform och hög repeterbarhet i produktionen.Troligtvis kommer framtiden att visa att mansnabbar på produktionen genom att man kan uteslutatidskrävande steg som finns i konventionell<strong>teknik</strong>. Eftersom det konventionella avtrycket intebehövs vid fotogrammetri minskas även patientensoro och trauma.Visionen bör vara att kunna konstruera ett system<strong>med</strong> ”fotogrammetritoppar” som på ett bra sättkan återge implantatpositionen i bilden. (Teknikenfungerar då även bra på lågt satta distanser samt påfixturnivå.) Återgivningen bör vara <strong>med</strong> en repeterbarhetpå maximalt 10 µm. I dagsläget är dockfotogrammetri och liknande <strong>teknik</strong>er begränsade tilltillverknings<strong>teknik</strong>er som baseras på ”<strong>digital</strong>a plattformar”som cnc-fräs<strong>teknik</strong>en. Den snabba utvecklingeninom <strong>digital</strong>iserade processer kommer dockatt fortsätta. Där<strong>med</strong> blir datoriserad <strong>teknik</strong> merkostnadseffektiv och flexibel.Konklusion• Lasersvetsade titanskelett hade lägre lyckandenivåefter 5 år än guldskelett. Lyckandenivån förandra generationen titanskelett var högre än förförsta generationen, vilket indikerar att det sketten förbättring av skelett framställda <strong>med</strong> lasersvetsnings<strong>teknik</strong>en.• cnc-frästa titanskelett är ett jämförbart alternativtill gjutna guldskelett i den tandlösa käken. Denkliniska och röntgenologiska bilden av de frästaskeletten var likvärdig <strong>med</strong> de konventionellaguldskeletten under de 5 första åren.• Det är möjligt att producera implantatunderstöddatitanskelett <strong>med</strong> väldigt hög precision ochrepeterbarhet <strong>med</strong> cnc-fräs<strong>teknik</strong>. Fasadpåläggning<strong>med</strong> porslin eller akryl påverkar inte passformenför titanskeletten.TANDLÄKARTIDNINGEN ÅRG 97 NR 11 2005 61
anders örtorpAdress:•Anders Örtorp,Brånemarkskliniken,Medicinaregatan 12 C,413 90 GöteborgE-post: anders.ortorp@vgregion.se••Förspänningen för frästa titanskelett var likvärdig<strong>med</strong> skelett av guldlegering och förspänningenminskade för båda vid upprepade åtdragningar.Förspänningen för titanskeletten före och efterfasadpåläggning var likvärdig. Icke belastadefrästa titanskelettskruvhål hade större ytråhet änbelastade, och belastade guldskruvar hade störreytråhet än icke belastade. Det fanns ingen signifikantkorrelation mellan ytråhet i skruvsätenoch förspänning för fasadpålagda titanskelett.Fotogrammetri är ett acceptabelt alternativ föratt återge implantatpositioner. Dess repeterbarhetär jämförbar <strong>med</strong> konventionell avtrycks<strong>teknik</strong>.Fotogrammetri är dock i dag begränsadtill skelettframställning som baseras på <strong>digital</strong>aplattformar.DelarbetenI Örtorp A, Lindén B, Jemt T. Clinical experiences withlaser-welded titanium frameworks supported byimplants in the edentulous mandible: a 5-year followupstudy. Int J Prosthodont 1999; 12:65–72.II Örtorp A, Jemt T. Clinical experiences of computernumeric control-milled titanium frameworks supportedby implants in the edentulous jaw: a 5-yearprospective study. Clin Implant Dent Rel Res 2004;6:199–209.III Örtorp A, Jemt T, Bäck T, Jälevik T. Comparisons of precisionof fit between cast and CNC-milled titaniumimplant frameworks for the edentulous mandible. IntJ Prosthodont 2003; 16:194–200.IV Örtorp A, Wennerberg A, Berggren C, Brycke M, JemtT. Screw preloads and measurements of surfaceroughness in screw joints: an in vitro study onimplant frameworks. Clin Implant Dent Rel Res 2005.Accepted for publication.V Örtorp A, Jemt T, Bäck T. Photogrammetry andconventional impressions for recording implant positions:a comparative laboratory study. Clin ImplantDent Rel Res 2005; 7: 43–50.opponentKristinaArvidssonFyrberg,professor,Bergen, Norge.<strong>Titan</strong> <strong>med</strong><strong>digital</strong> <strong>teknik</strong>Opponenten har ordetSedan osseointegrerade implantat introduceradesför nära 40 år sedan har en ansenlig mängd vetenskapligaartiklar publicerats inom detta område.Merparten av dessa arbeten har varit fokuserade påsjälva fixturen och integreringen i benet <strong>med</strong>an derent protetiska arbetena först på senare år fått ettstörre intresse.Anders Örtorp är specialisttandläkare i oral protetikoch arbetar sedan många år <strong>med</strong> implantatprotetikvid Brånemarkskliniken i Göteborg. Parallellt<strong>med</strong> sin kliniska verksamhet har han även varit engageradi ett aktuellt forskningsprojekt som lett framtill avhandlingsarbetet ”On titanium frameworksand alternative impression techniques in implantdentistry”. I avhandlingsarbetet ingår fem delarbetensom samtliga är publicerade alternativt accepterade iinternationella tidskrifter av hög vetenskaplig rang.Ett av vardagens problem för den som arbetar <strong>med</strong>implantatprotetik är att välja rätt metallkonstruktionför de protetiska arbetena samt att kunna kvalitetssäkraden färdiga produkten så att det bland annatblir en optimal passform mellan den protetiskaöverstrukturen och implantatkomponenterna. Olikaalternativa lösningar finns för att nå det optimalaresultatet till exempel avtrycks<strong>teknik</strong> och framställningsprocedurerför metalldelen i titan eller guldlegering.Inom metallhanteringen har en stor utvecklingskett från konventionell gjut<strong>teknik</strong> via lasersvetsningav prefabricerade metalldelar till framställning avmetallkonstruktionen i ett helt stycke via datorstyrdaprogram.Många tandläkare har prövat sig fram till en ellerflera material och metoder som känns tillfredsställandeför framställningen av implantatretinerade broartill helt tandlösa käkar. Det finns dock få jämförandestudier som vägleder till ett optimalt handhavande.Anders Örtorp har i sitt kliniska arbete stött på flerav dessa frågeställningar och avhandlingen bygger påretrospektiva och prospektiva kliniska studier samtexperimentella analyser för att i detalj studera materialval,framställningssätt och passform.I ett av delarbetena – en laboratoriestudie – har AndersÖrtorp jämfört konventionell avtrycks<strong>teknik</strong><strong>med</strong> fotografisk registrering. Projektet visar lovanderesultat och kommer säkert efter hand att få stor betydelsei den kliniska verksamheten.Utifrån de resultat han funnit i den retrospektivastudien har han planerat den prospektiva studien därförsökspersonerna behandlats <strong>med</strong> suprastrukturer ititan. Som kontrollgrupp använde han patienter <strong>med</strong>suprastrukturer i guldlegering.Sammantaget har Anders Örtorp genom sina studiertillfört implantatprotetiken efterfrågade kunskaper.Arbetena och analyserna är dessutom mycketvälgjorda. Det är mycket imponerande att en klinisktheltidsverksam tandläkare <strong>med</strong> relevanta patientrelateradefrågeställningar använder en stor del avsin fritid till ett så omfattande forskningsprojekt.Anders Örtorp har gjort ett gediget arbete i form avprojektdesign, relevanta metoder och analyser <strong>med</strong>konklusioner av resultaten i avhandlingens samtligadelarbeten. Det är ett mycket imponerande avhandlingsarbete.●62 TANDLÄKARTIDNINGEN ÅRG 97 NR 11 2005