Trojrozměrná rekonstrukce hřebenových nedostatků vylepšená umělou inteligencí

Těžká parodontitida, trauma a dlouhodobý edentulismus mohou způsobit významné resorpční změny alveolárního výběžku, což vede k závažným kostním defektům v estetické zóně [1]. Pečlivé zhodnocení tvrdých a měkkých tkání před operací implantátu je důležité pro obnovení správné funkce a estetiky. Horizontální, vertikální nebo kombinované defekty hřebene po extrakci významně ovlivňují umístění zubního implantátu a jeho dlouhodobou stabilitu a také konečný estetický výsledek [2].

Za přirozených podmínek po extrakci zubu by alveolární kost kolem prázdné jamky podléhala resorpci a alveolární výběžek by ustupoval do výšky a šířky [3]. Kromě toho, že by vedl k estetickým a funkčním problémům, zmenšený objem kosti by také způsobil nedostatečnou podporu zubního implantátu, což by způsobilo uvolnění a nestabilitu implantátu [4]. U pacientů s těmito problémy je nutná augmentace alveolárního výběžku k regeneraci kostní tkáně a obnovení alveolárního výběžku, aby byla zajištěna dlouhodobá stabilita implantátu [2].

Přestože je pro rekonstrukci alveolárního hřebene k dispozici velké množství aloplastických, alogenních nebo xenogenních kostních náhrad, je použití autogenní kosti stále považováno za zlatý standard. Autogenní kost má vynikající osteoinduktivní, osteokonduktivní a osteogenetické vlastnosti; imunologickým reakcím nebo přenosu onemocnění se lze bezpečně vyhnout a lze získat předvídatelné výsledky augmentace [5].

Již několik let bylo v experimentech a klinických studiích na zvířatech popsáno a zkoumáno použití dentinu jako alternativního autogenního materiálu pro rekonstrukci alveolárního hřebenu a štěpování kostních deficitů [6–15]. Dentin je vhodným roubovacím materiálem, protože je svým organickým i anorganickým složením velmi podobný kosti. Podobně jako u alveolární kosti tvoří asi 90 % organické látky dentinu kolagen typu I. V dentinu lze také nalézt osteogeneticky relevantní strukturální proteiny, jako je osteokalcin, osteonektin, fosfoprotein a sialoprotein [7]. Dentin navíc obsahuje osteogeneticky aktivní faktory, včetně kostního morfogenetického proteinu 2 (BMP-2), tkáňového růstového faktoru-ß (TGF-ß) a insulinu podobného růstového faktoru-2 (IGF-2). Stejně jako v alveolární kosti se anorganické složky dentinu skládají z různých fosforečnanů vápenatých, jako je hydroxylapatit, ß-trikalciumfosfát, oktakalciumfosfát a amorfní fosforečnan vápenatý [16,17]. Ve srovnání s autogenní kostí nabízí použití dentinu tu výhodu, že se vyhneme odběru a možné výsledné morbiditě v místě dárce se slibnými klinickými a histologickými výsledky díky jeho inherentní osteoindukční a osteokonduktivní kapacitě [14,15]. Ve srovnání s autogenním kostním blokovým štěpem vykazují dentinové štěpy také významně nižší resorpci [12,17].

Autogenní dentinový štěp má však i přes svou prokázanou kosttvornou kapacitu omezení: (1) závislost množství na počtu zubů indikovaných k extrakci a stavu extrahovaných zubů, (2) absence standardní metody zpracování autogenního dentinu štěpu a (3) preference pacienta. Proto byla jako alternativní autogenní štěp zvažována aplikace dentinového štěpu od jiných jedinců – alogenní dentinový štěp [18,19]. Allo-dentinový štěp byl konceptualizován z demineralizované kostní matrice, která byla z velké části vyvinuta a definována pro princip kostní indukce, který říká, že proteinová makromolekula v dentinu a kosti indukuje diferenciaci mezenchymálních buněk na osteoblasty; toto bylo postulováno Uristem v roce 1965 [20]. Allo-dentinový štěp je rafinovaný aloštěp, který má osteoinduktivitu a je klinicky používán od 80. let 20. století. Velmi málo studií zkoumalo použití allo-dentinového štěpu jako kostní náhrady při operaci kostního štěpu. Narativní přehled odhalil, že allo-dentinový štěp prokázal velký potenciál pro osteoinduktivitu v extraskeletálních místech, maximální klinickou bezpečnost a účinnost bez antigenicity a nevyvolával imunologické reakce [21].

Vývoj zobrazování pomocí výpočetní tomografie s kuželovým svazkem (CBCT) šel ruku v ruce s rostoucím používáním aplikací 3D zobrazování pro předchirurgické plánování a přenos léčby orálními implantáty [22]. Hlavními důvody triumfu CBCT jsou jeho schopnosti volumetrického zobrazení čelistní kosti při rozumných nákladech a dávkách, s relativní výhodou kompaktního, cenově dostupného a blízkého vybavení [22]. Pro lékaře zabývající se rehabilitací implantátů není síla dentálního 3D datového souboru umístěna pouze v diagnostické oblasti, ale také v potenciálu shromažďování integrovaných informací o pacientech pro předchirurgické a léčebné aplikace související s umístěním implantátu v dutině ústní. Rychlý pokrok digitální technologie a systémů počítačově podporovaného designu/počítačové výroby (CAD/CAM) v dnešní době skutečně vytváří náročné příležitosti pro diagnostiku, plánování chirurgických implantátů a dodávání protéz podporovaných implantáty [23].

Segmentace orgánů a tkání za účelem vytvoření 3-rozměrných modelů je užitečná technika pro diagnostiku, chirurgické plánování a simulaci [24]. Tato technika je také použitelná při plánování 3D augmentace hřebenů, která hraje významnou roli v ústní a maxilofaciální chirurgii. Segmentace umožňuje přesné měření objemu hřebene a poskytuje lékařům kvantitativní pohled na změny způsobené cystami a nádory. Přesná segmentace navíc poskytuje klinickým lékařům cenné vodítko při plánování augmentace hřebene během implantace [25]. I když lze pro tento účel použít manuální segmentaci, je časově náročná a závisí na zkušenostech lékaře kvůli vysoké variabilitě mezi pozorovateli a mezi pozorovateli na snímcích CBCT. Zatímco segmentace pomocí umělé inteligence (AI) je obecně úspěšnější a snadněji proveditelná než manuální segmentace [26].

V současné studii bude hodnocena AI 3D augmentace hřebenů kombinovaných vertikálních a horizontálních deficitních hřebenů s využitím alogenního dentinového bloku oproti alogennímu štěpu dentinové slupky.