压电手术与传统钻头：组织学随机对照试验

• 研究设计和伦理委员会 这是一项试点、平行组、双盲（患者 - 组织学家 - 统计学家）、分口随机临床试验。
• 患者选择和随机化 该研究包括 6 名双侧部分缺牙患者，共有 12 个上颌或下颌牙槽嵴缺牙。 所有患者均转诊至意大利博洛尼亚大学 Alma Mater Studiorum 口腔颌面外科科。 纳入标准为：1) 种植体植入前不需要骨再生的双侧下颌骨或上颌骨缺牙部位； 2) 美国麻醉医师协会 (ASA) 地位 1； 3）理解和接受研究条件的能力； 4) 持续参与至少 1 年的随访。 排除标准是： 1) 既往治疗部位骨增量； 2）口腔卫生差； 3）吸烟>10支/天； 4) 滥用酒精或药物； 5）怀孕； 6）急性局部或全身感染； 7) 未控制的糖尿病或其他代谢性疾病； 8) 严重的肝或肾功能不全； 9) HIV、HBV 或 HCV 感染； 10）近5年内接受过化疗或放疗； 11) 目前正在接受免疫抑制治疗； 12) 自身免疫性疾病；或 13) 双膦酸盐疗法。

使用计算机生成的方法将牙槽嵴随机分为两组：A 组包括六个区域，其中植入部位通过压电手术准备，B 组六个区域通过常规钻孔准备。

所有患者都被告知研究的目的和方案。 每位患者在参与任何与研究相关的程序之前都会收到书面信息并提供书面知情同意书。 入组后，为每位患者的每个部位分配一个唯一的识别号，用于数据收集和分析。

- 临床程序 I - 植入手术 所有个人、医疗和诊断数据均使用特定的临床记录收集表进行记录，并在每天的监测中记录下来。 手术前一周，所有患者都接受了专业的牙齿清洁以减少细菌负荷。 所有患者在治疗前 1 小时接受预防性抗生素治疗（2 g 阿莫西林和克拉维酸）和抗炎治疗（100 mg 尼美舒利）。

手术和修复方案 在手术当天 (T0)，使用 2% (w/v) 甲哌卡因和 1:100,000 肾上腺素进行局部麻醉。 所有手术均由一名外科医生 (A.C.) 进行。 在无牙槽嵴的角化组织内做中牙槽骨水平切口，在颊舌侧翻起全层手术瓣，小心避免损伤舌神经或颏神经。 所有种植体均为圆柱形，仅在顶端部分具有圆锥形进展，颈部和主体由 ZirTi（Premium，瑞典和 Martina，Due Carrare，帕多瓦，意大利）加工而成。 在 A 组中，根据制造商的方案（Piezosurgery，Mectron Medical Technology，Carasco，Italy），使用带有 IM1、IM2、IM2-3 或 IM3 压电插入件的压电装置准备所有植入部位。 在每个无牙槽嵴中放置一个或两个种植体，并在相邻区域放置一个额外的 3.3 x 8.5 毫米种植体，称为“研究固定装置”。 在 B 组中，根据制造商的方案（Premium，Sweden & Martina，Due Carrare，Padova，Italy）使用常规钻头准备所有种植体部位；与 A 组类似，在每个无牙槽嵴中放置一或两个种植体，并在相邻区域放置一个额外的 3.3 x 8.5 毫米“研究夹具”。

放置覆盖螺钉后，拍摄平行根尖周 X 光片，并用 4-0 Vicryl 缝合皮瓣。 手术后，抗生素治疗（1 克阿莫西林和克拉维酸，每 8 小时一次，持续 4 天）、镇痛治疗（尼美舒利 200 毫克/天，持续 2 天，如果疼痛持续，则继续）和抗菌治疗（氯己定 0.2% [w/v]每日 3 次）。

• 临床程序 II - 再入手术 在手术后 28 天 (T1)，使用环钻将两组中的所有“研究夹具”移植，注意用 0.5 毫米的种植体周围骨组织移植夹具。 根据之前的动物研究 12，再入手术 (T1) 的时间固定为 28 天。 在组织学分析之前，所有取回的带有骨组织活检的植入物都固定在 4% (v/v) 福尔马林中（图 7,8）。
• 临床程序 III - 修复体修复 在手术后 3 个月 (T2)，对角化组织进行牙槽骨中部水平切口，无垂直切口，以暴露埋入式种植体并放置愈合螺钉。 一个月后 (T3)，种植体支持的金属陶瓷固定修复体被交付给患者以允许功能负荷。

组织学、组织形态学和免疫组织化学分析 标本在 4% (v/v) 福尔马林中固定 10 小时，并在 65 mL 85% (v/v) 甲酸、40 mL 65% (v) 的混合物中脱钙 12 小时/v) 硝酸和 895 mL 蒸馏水。 所有样品均包埋在石蜡中，使用切片机切成 3-5 μm 厚的薄片（Microm International GmbH，海德堡，德国），并用苏木精和伊红染色。 所有定量和定性分析均由单个盲操作员 (A.R.) 使用 BX51 显微镜（奥林巴斯，东京，日本）进行，该显微镜连接到基于计算机运行区域的图像分析软件（Dot-Slide 1.2 版）。 简而言之，切片在高倍放大（400 倍）下进行筛选，缺乏活骨细胞的坏死骨区域以及骨再生区域，用指针自动勾勒出轮廓，并使用数字帕尔贴冷却相机（Q-color 3 ；分辨率 1,376 x 1,032 像素；奥林巴斯）。 对每个样本的中心区域进行组织学和组织形态学分析，并使用 Image J 软件（美国国立卫生研究院，贝塞斯达，马里兰州，美国）确定炎症浸润的存在和类型，并量化形态学参数。

此外，实验室使用一种单克隆抗体（克隆 1A10；Diapath S.p.A.，Martinengo BG，意大利）和 SATB2（特殊的富含 AT 的序列结合蛋白）对 CD31（分化簇 31）的 5 µm 厚石蜡包埋样品进行免疫组织化学染色2) 使用另一种单克隆抗体（1:250 稀释；Sigma，St. Louis，MO，USA）和自动免疫染色仪（Ventana BenchMark AutoStainer，Ventana Medical Systems，Tucson，AZ，USA）。 包括适当的阳性和阴性对照。 对照载玻片在没有一抗或非免疫血清的情况下孵育；免疫反应可以忽略不计。

使用运行“dot slide”软件（Olympus Europa SE & Co. KG，Hamburg，Germany）的自动显微镜（Olympus Slide Digital Virtual Microscope）以 10 倍放大倍率扫描所有 CD31 和 SATB2 免疫染色的载玻片以获得 VSI（虚拟Slide Image) 文件，并计算 CD31 和 SATB2 阳性细胞的数量。

• 数据收集 在手术期间和所有术后就诊（T0、T1、T2 和 T3）中，临床和影像学数据由一名操作员 (E.V.) 记录。 在骨活检和实验室分析 (T1) 后，组织学、组织形态学和免疫组织化学数据记录在相同的表格上。
• 临床数据 外科医生在种植体截骨术中通过触觉初步对骨质量进行分类，如下 16：D1 硬度与橡木或枫木相似，D2 硬度与白松或云杉木材相似，D3 硬度与轻木相似，D4 硬度相似到聚苯乙烯泡沫塑料。 从 T0 到 T2 记录所有手术和愈合并发症。 手术并发症分级为17级：A级，皮瓣损伤（软组织穿孔或撕裂）； B 级，神经损伤（感觉异常或感觉迟钝）； C 级，血管损伤（出血）。 愈合并发症是：缺乏初始愈合；感染（疼痛、肿胀和/或化脓）；以及缺乏种植体骨整合。 通过使用手动测力扳手测量插入扭矩 (IT)（以 Ncm 为单位）来评估种植体稳定性，该扳手测量的扭矩高达 100 Ncm。
• 实验室数据

根据坏死骨面积 (NBA%) 和新形成骨面积 (nFBA%) 的百分比，以及这些值与总骨面积 (TBA) 的比率，对所有标本进行了全面分析。 对于每个标本，作者确定了三个不同的区域，从夹具表面到活检边界：1 区，正在重塑的坏死骨；区域 2，编织和新形成的骨头；和 3 区，天然骨骼。 对于每个区域，我们记录了：

1. 绝对和相对面积：区域面积表示为相对于总面积的绝对值 (mm2) 和相对值 (%)。
2. 炎症浸润：对炎症浸润（如果存在）的存在和类型进行分类；我们将炎症评分为不存在（无炎症细胞）、最小（< 5 个细胞/mm2）或存在（> 5 个细胞/mm2）。
3. CD31（血管内皮分化和新骨生成标志物）：CD31 表达记录为阳性血管数/mm2

4. SATB2（成骨细胞分化和成骨标志物）：SATB2 表达记录为阳性点数/mm2。

   • 数据管理和统计分析

作者使用了 Excel 数据收集表格和数据管理系统（Microsoft Excel 2011；Windows，ver. 14.0.0; 微软公司，美国华盛顿州雷德蒙德）。 所有数据均由一名操作员输入。 在录入之前，对所有数据的准确性和完整性进行了评估：验证了逻辑一致性，并计算了定量数据的范围。

在这项研究中，非劣效性统计方法基于替代假设，即 A 组（压电种植体插入物）在坏死骨百分比方面不劣于 B 组（传统种植体钻头）（1 区是主要结果） ，根据报告试验的统一标准（CONSORT 声明）。

Piezo-Group 的非劣效性阈值与 Drill-Group 的平均变化差异小于 10%。 非劣效性界值设定为 4.04（增量 - 临床可接受的最大差异）。 此外，针对 CD31 和 SATB2（单侧置信区间方法）对 1、2、3 区进行了非劣效性测试。

基于监管机构不排除从优效性分析转向非劣效性分析的可能性21，对所有变量采用优效性方法进行了二次统计分析。 零假设是实验治疗（A 组）优于常规治疗（B 组）。 对于每个变量，均值、中值、标准差 (SD)、四分位距 (IQR) 和置信区间 (CI) 值均已报告。 正态性假设通过偏度/峰度检验进行检验（如果 p 值 > 0.05，则为正态分布）。 变量之间差异的统计显着性通过 t 检验评估，必要时使用 Wilcoxon 配对符号秩检验。 统计学家被蒙蔽并处于工作组 (A.F.) 之外。 使用 STATA/IC 软件（StataCorp LLC，College Station，TX，USA）进行数据分析。