Kolagenový vs. kolagenem obohacený štěp při elevaci sinusu: RCT (C vs CE)

Transkrestrální elevace sinusového dna (tSFE) je etablovaná technika pro vertikální augmentaci kosti v bezzubé zadní maxile, která představuje méně invazivní alternativu k laterálnímu přístupu.

Mezi různými kostními náhradami používanými při transkrestrální augmentaci sinusu je široce používanou možností kolagenem obohacená bovinní kostní náhrada. Tento materiál se skládá převážně z deproteinizovaných bovinních kostních granulí kombinovaných s menším podílem vysoce purifikovaného prasečího kolagenu. Přidání kolagenu zlepšuje manipulační vlastnosti a tvarovatelnost štěpu, což usnadňuje jeho klinickou aplikaci.

Alternativní přístup zahrnuje použití prasečího štěpu, který díky procesu deantigenace zůstává zcela nasycený svým nativním kolagenem. Bylo prokázáno, že to umožňuje lepší regeneraci díky jeho angiogennímu a osteogennímu potenciálu. Primárním cílem této studie je provedení histologického hodnocení kvality kostní regenerace po umístění štěpného materiálu během transkrestrální elevace sinusového dna v případech těžce resorbované zadní maxily. Konkrétně analýza kvantifikuje relativní podíly nativní kosti, nově vytvořené kosti, pojivové tkáně a zbytkového štěpného materiálu v augmentované oblasti. Sekundárními cíli jsou posouzení volumetrických změn štěpované oblasti v čase – včetně rychlosti resorpce nebo smrštění štěpného materiálu – pomocí radiografické analýzy a vyhodnocení míry přežití implantátů spojené s tímto regenerativním přístupem.

Materiály a metody: Studie byla navržena jako prospektivní, randomizovaná, kontrolovaná klinická studie. Všichni pacienti vyžadující implantátem podepřenou rekonstrukci v zadní maxile se zbytkovou výškou kosti menší než 4 mm pod sinusovým dnem byli způsobilí pro studii. Minimální vzorek 12,2 účastníků pro každou skupinu (celkem 24,4 účastníků) byl vyžadován k detekci významných rozdílů mezi oběma skupinami. Preoperativně všichni pacienti podstoupí komplexní klinické a radiografické vyšetření. To zahrnuje kompletní parodontologické vyšetření, posouzení okluzních vztahů a vyhodnocení prostoru pro protetiku. Budou pořízeny snímky kuželového paprsku výpočetní tomografie (CBCT) a digitální otisky zubů. Výsledné soubory Standard Tessellation Language (STL) a Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) budou sladěny a integrovány do digitálního workflow pro virtuální plánování pomocí specializovaného softwaru (RealGUIDE, 3DIEMME, Cantù, Itálie).

Po podání lokální anestezie (2% mepivakain HCl s 1:100 000 epinefrinu) bude elevován minimálně invazivní plnohodnotný obálkový lalok k odhalení chirurgického místa. Přístup do sinusové dutiny bude dosažen pomocí krestálního přístupu. Počáteční vrtání bude provedeno pomocí 2 mm vrtáku, dokud nedojde ke kontaktu s kortikální kostí sinusového dna. Následně budou použity osteotomické šrouby s rostoucími průměry (typicky 3,5 a 4,0 mm) k dokončení krestální antrostomie. Předběžné odloučení Schneiderovy membrány bude provedeno pomocí speciálně navržených mikroelevátorů (Dajelevators, Merighi Umberto, Valsamoggia, Itálie). Po kontrole integrity membrány pomocí Valsalvova manévru bude vybraný kostní štěpný materiál vložen v malých dávkách a jemně zhutněn pomocí pluggeru k další elevaci sinusové membrány od dna a laterálních a mediálních stěn sinusové dutiny. Kolagenní prasečí kostní štěp (MP3, Osteobiol, Giaveno, Itálie) bude vložen v testovací skupině, zatímco kolagenem obohacená bovinní kostní náhrada (Bio-Oss Collagen, Geistlich, Wolhusen, Švýcarsko) bude použita v kontrolní skupině. Jakmile bude dosaženo uspokojivé elevace – definované jako celková výška alespoň 10 mm od úrovně krestální kosti k elevované poloze membrány, ověřené intraoperativními periapikálními rentgeny – bude krestální přístup uzavřen finální dávkou štěpného materiálu.

Lalok bude poté uzavřen pomocí resorbovatelných 6-0 stehů (Monofast, Medipac, Řecko) s použitím jednotlivých přerušovaných stehů. Pooperační péče zahrnovala 5denní antibiotický režim (amoxicilin/klavulanát 1 g třikrát denně) a nesteroidní protizánětlivou medikaci (ketoprofen 80 mg podle potřeby). Stehy budou odstraněny po 14 dnech a hojení bude monitorováno měsíčně.

CBCT snímek bude proveden k posouzení trojrozměrné integrity mukózní elevace.

Instalace zubních implantátů a protetika. Po 6měsíčním hojícím období bude proveden CBCT snímek k posouzení kvality a zrání regenerované tkáně. Následně budou zubní implantáty umístěny podle předem stanoveného chirurgického plánu. Po lokální anestezii a minimálně invazivní elevaci laloku bude použit chirurgický stent k vedení osteotomie. 4 mm externího průměru trepanační fréza, nasazená na chirurgický motor (SA-310 Elcomed, W&H, Bürmoos, Rakousko) bude použita k odběru kostního jádra z plánovaného místa implantátu. Odebrané kostní vzorky budou okamžitě ponořeny do 10% pufrovaného formalinového roztoku (Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Itálie) pro histologickou analýzu. Osteotomie pro implantát bude poté dokončena a implantáty byly vloženy podle plánu.

Po dalším 4měsíčním hojícím období bude provedena protetická rehabilitace podle standardních klinických protokolů. K posouzení rozměrových změn v štěpované oblasti budou analyzovány preoperativní, bezprostředně pooperační a 6měsíční pooperační CBCT snímky. Variace v augmentované oblasti budou hodnoceny z hlediska výšky kosti a objemu štěpu. Pro lineární měření bude jako reference použito místo implantátu a hodnocení bude provedeno podél ideální osy implantátu, dříve stanovené pomocí 3D plánovacího softwaru. Výška krestální kosti (CBH) bude definována jako vertikální vzdálenost mezi alveolárním hřebenem a sinusovým dnem.

Šířka sinusu bude měřena jako mediobukální rozměr ve vzdálenosti 10 mm od hřebene. Prahová hodnota 12 mm bude použita k definici sinusu jako širokého (>12 mm) nebo úzkého (≤12 mm). Pro volumetrickou analýzu budou získány trojrozměrné rekonstrukce štěpovaných oblastí pomocí poloautomatického segmentačního protokolu provedeného v 3D Slicer (verze 5.2.1), open-source softwarové platformě pro analýzu medicínských snímků. Segmentace bude provedena zkušeným operátorem pomocí kombinace technik založených na prahové hodnotě a manuálního upřesnění. Pro každé místo implantátu bude vygenerován STL soubor štěpovaného objemu. STL soubory budou poté zpracovány pomocí MeshLab (verze 2023.12), open-source systému pro zpracování 3D sítí (www.meshlab.net) k výpočtu celkového objemu štěpu, vyjádřeného v kubických milimetrech (mm³). Kostní vzorky budou fixovány v 10% pufrovaném formalinu (Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Itálie) ihned po odběru, aby se minimalizovaly změny tkáně. Fixace bude provedena po dobu 72 hodin, následovaná důkladným propláchnutím vodou k odstranění zbytkového formalinu. Vzorky budou poté dekalcifikovány v 17% EDTA, pH 10 (Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Itálie) pomocí mikrovlnného protokolu, jak bylo dříve popsáno (Savadori et al., 2023). Konec dekalcifikace bude stanoven pomocí chemického testu s amonným oxalátem (Giardino et al., 2019). Po dekalcifikaci budou vzorky podrobeny dehydrataci v řadě stupňovaného ethanolu (70% až 100%), xylenové klarifikaci a parafínovému zalití (Giardino et al., 2023). Histologické řezy o tloušťce 4 μm budou získány pomocí rotačního mikrotomu (RM2245, Leica Biosystems, Nussloch, Německo). Do analýzy budou zahrnuty pouze řezy z centrální části každé biopsie, čímž se vyhnou oblastem potenciálně ovlivněným třením trepanační frézy. Řezy budou namontovány na silanizovaná sklíčka (VWR International, Radnor, PA, USA) a obarveny hematoxylinem a eosinem (Carlo Erba Reagents, Cornaredo, Itálie) k umožnění identifikace a kvantifikace nově vytvořené kosti a zbytkového biomateriálu, stejně jako kvalitativního hodnocení morfologie měkkých tkání, buněčného složení a zánětlivé odpovědi.

Snímky budou pořízeny pomocí mikroskopu v procházejícím světle (CX43, Olympus Corporation, Tokio, Japonsko) vybaveného kamerou Olympus LC30 a zpracovány softwarem LCmicro (verze 2.2) (Olympus Corporation, Tokio, Japonsko). Pro každý vzorek budou analyzovány tři reprezentativní řezy. Bude pořízeno více snímků s vysokým rozlišením na řez a digitálně spojeno do jediného panoramatického obrazu pomocí softwaru AutoStitch (verze 1.0) (University of British Columbia, Vancouver, Kanada; www.cs.ubc.ca/~mbrown/autostitch/autostitch.html). Tyto kompozitní obrazy budou použity pro histomorfometrickou analýzu ke kvantifikaci oblastí nově vytvořené kosti a zbytkového biomateriálu, vyjádřených jako procento celkové plochy řezu. Měření budou provedena na všech třech řezech a byl vypočítán aritmetický průměr. Analýza obrazu bude provedena pomocí softwaru ImageJ (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA; https://imagej.nih.gov/ij/). Stejné obrazy budou také použity pro kvalitativní hodnocení.

Pro standardizovanou analýzu bude každé kostní jádro rozděleno na segmenty dlouhé 2,5 mm, aby se zabránilo porovnávání oblastí s různými regeneračními vzorci ve stejné rovině a snížil se potenciální bias způsobený zlomeninami jádra během odběru nebo zpracování. I když budou vynaloženy úsilí k získání jader jednotné délky (7-8 mm), existuje možnost, že intaktní vzorky nebudou vždy získatelné kvůli mechanické křehkosti během extrakce trepanem nebo dekalcifikace. Z tohoto důvodu bude segmentální analytický přístup přijat jako metodologický standard: špatně mineralizované vzorky, ve kterých může být hodnocen pouze omezený segment, tak nebudou váženy stejně jako delší, strukturálně intaktní vzorky. Neregenerované části budou vyloučeny z analýzy, když je jejich mechanická integrita kompromitována.

Kromě toho bude hematoxylin a eosin (H&E) barvení použito pro semikvantitativní hodnocení zánětlivých infiltrátů na základě dříve validovaného hodnoticího systému. Zánětlivá odpověď bude hodnocena podle hustoty a distribuce zánětlivých buněk, jak následuje:

• Skóre 0: Žádný zánětlivý infiltrát
• Skóre 1: Ojedinělé izolované mononukleární buňky
• Skóre 2: Fokální mononukleární infiltrát s omezenou distribucí
• Skóre 3: Difúzní mononukleární infiltrát střední intenzity
• Skóre 4: Rozsáhlý infiltrát s buněčnými agregáty a/nebo granulocytárními složkami.

Statistická analýza a vizualizace dat budou provedeny pomocí GraphPad Prism (verze 8.0.1 pro Windows; GraphPad Software, Boston, MA, USA). Všechny proměnné v datové sadě budou nejprve testovány na normalitu pomocí Shapiro-Wilkova testu. Data budou poté shrnuta pomocí průměru a směrodatné odchylky pro normálně rozdělené proměnné nebo mediánu a interkvartilového rozsahu (IQR) pro nenormálně rozdělené proměnné.

Rozdíly mezi testovací a kontrolní skupinou z hlediska věku, zbytkové výšky krestální kosti, mediobukálního rozměru sinusu, celkové mineralizované tkáně, nově vytvořené kosti, zbytkového štěpu a objemu sítě (mm³) budou hodnoceny pomocí nepárového t-testu nebo Mann-Whitneyho U testu, v závislosti na normalitě rozdělení. Rozdíly v kategoriálních proměnných (pohlaví, kuřácké návyky, anamnéza parodontitidy, přítomnost perforace membrány) budou hodnoceny pomocí Fisherova exaktního testu. Meziskupinové rozdíly v průměrných pořadích nově vytvořené kosti a zbytkového štěpu napříč třemi definovanými oblastmi kostního jádra budou analyzovány pomocí Kruskal-Wallisova testu.

Pro všechny statistické analýzy byla p-hodnota ≤ 0,05 považována za statisticky významnou. Nulová hypotéza v každém případě tvrdila, že nebude žádný rozdíl mezi skupinami pro testovaný parametr.