Dependency of dental implants’ primary stability on rotational speed of insertion: In-vitro investigations in synthetic and natural bone

عندما يُفقد السن، يمكن زرع برغي من التيتانيوم في عظم الفك لتثبيت تاج جديد في مكانه. ولكي يصبح هذا الجذر الاصطناعي جزءاً دائماً من الجسم، يجب أن ينجو أولاً من فترة انتظار حرجة يعتمد فيها كلياً على قبضة ميكانيكية محكمة داخل العظم. هذه القبضة الأولية، المعروفة بالاستقرار الأولي، هي الأساس للعملية البيولوجية التي تدمج المعدن في النهاية مع الأنسجة الحية. وإذا اهتز البرغي ولو قليلاً خلال تلك الأسابيع الأولى، فإن عملية الشفاء تفشل. وبينما يعلم الجراحون أن شكل البرغي وجودة العظم أمران بالغا الأهمية، إلا أن متغيراً واحداً ظل لغزاً: هل تغير السرعة التي يُلف بها البرغي داخل العظم مدى إحكامه؟

وللإجابة على ذلك، صمم باحثون في جامعة أمير كبير للتكنولوجيا في إيران تجربة دقيقة لاختبار كيفية تأثير سرعة دوران غرسة الأسنان على استقرارها الأولي. استخدموا ستين برغياً متطابقاً، يبلغ عرض كل منها أربعة مليمترات وطوله عشرة مليمترات، وأدخلوا كل منها في نوعين مختلفين من المواد. كانت إحدى المواد عبارة عن كتلة من رغوة البولي يوريثان الصلبة، وهي مادة اصطناعية تُستخدم غالباً في المختبرات لأن خصائصها منتظمة ومتكررة تماماً. أما المادة الأخرى فكانت عظم طازج من ضلع بقري، والذي يحاكي البنية المعقدة وغير المنتظمة للعظم البشري. ولضمان عدم تأثير الأيدي البشرية أو التعب على النتائج، قامت آلة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر بكل عملية إدخال. قامت الآلة بلف البراغي في المواد بثلاث سرعات محددة: سرعة بطيئة قدرها خمس دورات في الدقيقة، وسرعة متوسطة قدرها خمس وعشرون دورة في الدقيقة، وسرعة سريعة قدرها خمسون دورة في الدقيقة.

قاس الفريق استقرار كل برغي باستخدام عدة طرق مختلفة. فقد سجلوا أقصى قوة مطلوبة لتدوير البرغي للداخل، وإجمالي الطاقة المستخدمة أثناء عملية التدوير، ودرجة الرنين التي تشير إلى مدى ثبات البرغي في ثقبه. كما أجروا اختباراً تدميرياً حيث دفعوا البرغي مباشرة إلى الأسفل حتى فشل، وقاسوا مقدار القوة والطاقة التي يمكن أن يتحملها مزيج العظم والبرغي قبل الكسر. كشفت النتائج عن نمط واضح في الرغوة الاصطناعية: فمع زيادة السرعة من خمس إلى خمس وعشرين دورة في الدقيقة، تحسنت مؤشرات الاستقرار بشكل ملحوظ. فقد أمسكت البراغي بقوة أكبر، وتطلبت طاقة أكثر لإخراجها، وأظهرت درجات رنين أعلى. ومع ذلك، عندما زادت السرعة أكثر من خمس وعشرين إلى خمسين دورة في الدقيقة، لم يتحسن الاستقرار أي تحسن إضافي؛ إذ لم تضف السرعة الزائدة أي قبضة إضافية.

كانت القصة مختلفة قليلاً في عظم البقر الطبيعي. هنا، لم تغير سرعة الإدخال بشكل كبير القوة المطلوبة لتدوير البرغي للداخل، ولم تغير إجمالي الطاقة المستخدمة أثناء العملية. ومع ذلك، حكت مقاييس الاستقرار الأخرى قصة مشابهة للرغوة؛ فقد زادت درجة الرنين والطاقة المطلوبة لدفع البرغي للخارج بشكل ملحوث عند انتقال السرعة من خمس إلى خمس وعشرين دورة في الدقيقة، ولكن مرة أخرى، لم تقدم زيادة السرعة إلى خمسين دورة في الدقيقة أي فائدة إضافية. لاحظ الباحثون أن الرغوة الاصطناعية والعظم الطبيعي تصرفا بشكل مختلف فيما يتعلق بالقوة اللازمة لتدوير البرغي للداخل، مما يشير إلى أن الرغوة لا تنسخ بدقة كيفية تفاعل العظم الحقيقي مع السرعة. يسلط هذا الاختلاف الضوء على أنه بينما تعد المواد الاصطناعية مفيدة للاختبار المنضبط، إلا أنها لا تستطيع محاكاة السلوك المعقد المرتبط بالمعدل للنسيج الحي بشكل كامل.

في النهاية، تشير الدراسة إلى أنه بالنسبة للمواد والظروف التي تم اختبارها، فإن تدوير الغرسة بسرعة تزيد عن خمس وعشرين دورة في الدقيقة لا يوفر أي ميزة إضافية من حيث الاستقرار الأولي. إن أكبر مكسب في قوة التثبيت يحدث عند الانتقال من سرعة بطيئة جداً إلى سرعة متوسطة. إن الذهاب بسرعة أكبر لا يجعل الغرسة أكثر أماناً، رغم أنه ينهي المهمة في وقت أقل. وتشير النتائج إلى أن الجراحين قد لا يحتاجون إلى الدفع نحو سرعات أعلى لتحقيق نتائج أفضل، وأن اختيار سرعة خمس وعشرين دورة في الدقيقة قد يكون هو "النقطة المثالية" التي توازن بين الكفاءة وأقصى قدر من الاستقرار الأولي.