Dependency of dental implants’ primary stability on rotational speed of insertion: In-vitro investigations in synthetic and natural bone
सिंथेटिक और प्राकृतिक हड्डी में सीएनसी-नियंत्रित इंसर्शन (CNC-controlled insertion) का उपयोग करने वाला यह इन-विट्रो अध्ययन प्रदर्शित करता है कि घूर्णन गति (rotational speed) को 5 से बढ़ाकर 25 आरपीएम (rpm) करने से कई प्राथमिक स्थिरता संकेतक महत्वपूर्ण रूप से सुधर जाते हैं, जबकि गति को बढ़ाकर 50 आरपीएम करने से कोई अतिरिक्त लाभ नहीं होता है।
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जब एक दांत खो जाता है, तो नए क्राउन को अपनी जगह पर बनाए रखने के लिए जबड़े की हड्डी में एक टाइटेनियम पेंच (स्क्रू) लगाया जा सकता है। इस कृत्रिम जड़ को शरीर का एक स्थायी हिस्सा बनने के लिए, इसे पहले प्रतीक्षा की एक महत्वपूर्ण अवधि से गुजरना पड़ता है जहाँ यह पूरी तरह से हड्डी के भीतर एक मजबूत यांत्रिक पकड़ पर निर्भर करती है। यह प्रारंभिक पकड़, जिसे 'प्राइमरी स्टेबिलिटी' कहा जाता है, उस जैविक प्रक्रिया की नींव है जो अंततः धातु को जीवित ऊतकों के साथ जोड़ देती है। यदि उन शुरुआती हफ्तों के दौरान पेंच थोड़ा भी हिलता है, तो उपचार की प्रक्रिया विफल हो जाती है। हालांकि सर्जन जानते हैं कि पेंच का आकार और हड्डी की गुणवत्ता बहुत मायने रखती है, लेकिन एक चर (वेरिएबल) रहस्य बना हुआ है: क्या जिस गति से पेंच को हड्डी में घुमाया जाता है, उससे इसकी पकड़ बेहतर होती है?
इसका उत्तर देने के लिए, ईरान के अमिरकाबिर यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने यह परीक्षण करने के लिए एक सटीक प्रयोग डिजाइन किया कि डेंटल इम्प्लांट की रोटेशन गति इसके प्रारंभिक स्थायित्व को कैसे प्रभावित करती है। उन्होंने साठ समान पेंचों का उपयोग किया, जिनमें से प्रत्येक चार मिलीमीटर चौड़ा और दस मिलीमीटर लंबा था, और उन्हें दो अलग-अलग प्रकार की सामग्रियों में डाला। एक सामग्री कठोर पॉलीयूरेथेन फोम का एक ब्लॉक था, जो एक सिंथेटिक पदार्थ है जिसका उपयोग अक्सर प्रयोगशालाओं में किया जाता है क्योंकि इसके गुण पूरी तरह से समान और दोहराने योग्य होते हैं। दूसरी सामग्री गाय की पसली की ताजी हड्डी थी, जो मानव हड्डी की जटिल और असमान संरचना की नकल करती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि मानवीय हाथों या थकान का परिणामों पर कोई प्रभाव न पड़े, एक कंप्यूटर-नियंत्रित मशीन ने प्रत्येक इंसर्शन (प्रवेश) को अंजाम दिया। मशीन ने पेंचों को तीन विशिष्ट गतियों पर सामग्रियों में घुमाया: पांच रोटेशन प्रति मिनट की धीमी गति, पच्चीस रोटेशन प्रति मिनट की मध्यम गति, और पचास रोटेशन प्रति मिनट की तेज़ गति।
टीम ने कई अलग-अलग तरीकों का उपयोग करके प्रत्येक पेंच की स्थिरता को मापा। उन्होंने पेंच को घुसाने के लिए आवश्यक अधिकतम बल, घुमाने की प्रक्रिया के दौरान उपयोग की गई कुल ऊर्जा, और एक रेजोनेंस स्कोर (अनुनाद स्कोर) को रिकॉर्ड किया जो यह दर्शाता है कि पेंच अपने छेद में कितनी मजबूती से बैठा है। उन्होंने एक विनाशकारी परीक्षण (डिस्ट्रक्टिव टेस्ट) भी किया जहाँ उन्होंने पेंच को सीधे नीचे की ओर तब तक धकेला जब तक कि वह विफल नहीं हो गया, जिससे यह मापा गया कि हड्डी-पेंच संयोजन टूटने से पहले कितने बल और ऊर्जा को सहन कर सकता है। परिणामों ने सिंथेटिक फोम में एक स्पष्ट पैटर्न का खुलासा किया: जैसे-जैसे गति पांच से पच्चीस रोटेशन प्रति मिनट तक बढ़ी, स्थिरता के संकेतक काफी बढ़ गए। पेंच अधिक कसकर पकड़े गए, उन्हें बाहर निकालने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता हुई, और उच्च रेजोनेंस स्कोर दिखाया। हालांकि, जब गति पच्चीस से बढ़कर पचास रोटेशन प्रति मिनट हो गई, तो स्थिरता में कोई और सुधार नहीं हुआ। अतिरिक्त गति ने कोई अतिरिक्त पकड़ नहीं जोड़ी।
प्राकृतिक गाय की हड्डी में कहानी थोड़ी अलग थी। यहाँ, पेंच को घुसाने के लिए आवश्यक बल में गति ने कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं किया, और न ही इसने प्रक्रिया के दौरान उपयोग की गई कुल ऊर्जा को बदला। फिर भी, अन्य स्थिरता मापों ने फोम के समान ही कहानी सुनाई। रेजोनेंस स्कोर और पेंच को बाहर निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा दोनों में तब काफी वृद्धि हुई जब गति पांच से पच्चीस रोटेशन प्रति मिनट हुई, लेकिन पच्चीस से पचास रोटेशन प्रति मिनट की गति बढ़ाने से कोई अतिरिक्त लाभ नहीं हुआ। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि सिंथेटिक फोम और प्राकृतिक हड्डी, पेंच को घुसाने के लिए आवश्यक बल के संबंध में अलग-अलग व्यवहार करते हैं, जो यह सुझाव देता है कि फोम पूरी तरह से यह नकल नहीं कर पाता कि वास्तविक हड्डी गति के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करती है। यह अंतर रेखांकित करता है कि हालांकि सिंथेटिक सामग्रियां नियंत्रित परीक्षण के लिए उपयोगी हैं, वे जीवित हड्डी के जटिल और दर-निर्भर व्यवहार की पूरी तरह से नकल नहीं कर सकती हैं।
अंततः, अध्ययन यह सुझाव देता है कि परीक्षण की गई सामग्रियों और स्थितियों के लिए, इम्प्लांट को पच्चीस रोटेशन प्रति मिनट से तेज़ घुमाना प्रारंभिक स्थिरता के संदर्भ में कोई अतिरिक्त लाभ प्रदान नहीं करता है। पकड़ की शक्ति में सबसे बड़ी वृद्धि बहुत धीमी गति से मध्यम गति की ओर बढ़ने पर होती है। इससे भी तेज़ जाने से इम्प्लांट अधिक सुरक्षित नहीं होता, हालांकि यह काम को कम समय में पूरा कर देता है। निष्कर्ष बताते हैं कि सर्जनों को बेहतर परिणाम प्राप्त करने के लिए उच्च गति के लिए दबाव डालने की आवश्यकता नहीं हो सकती है, और पच्चीस रोटेशन प्रति मिनट का चयन दक्षता और अधिकतम प्रारंभिक स्थिरता के बीच संतुलन बनाने वाला एक 'स्वीट स्पॉट' हो सकता है।
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