低密度骨への骨内インプラント埋入のためのオッセオデンシフィケーションドリリングの生体力学的および組織学的基礎。羊を用いた実験的研究

Biomechanical and histologic basis of osseodensification drilling for endosteal implant placement in low density bone. An experimental study in sheep.

抄録

骨内インプラントの埋入に際して、骨切り壁の緻密化により一次的安定性を向上させる骨ドリルコンセプト、すなわちオッセオデンシフィケーションが導入されている。本研究では、低密度の骨に埋入した円錐形および平行壁の骨内インプラントの初期安定性とオッセオインテグレーションに及ぼすオッセオデンシフィケーションの影響について検討した。5頭の雄ヒツジを使用した。3本のインプラントが腸骨に両側から挿入され、合計30本のインプラント（n=15円錐形、n=15平行形）が使用された。各動物には各タイプのインプラントが3本ずつ、以下のように準備された骨部位に挿入された。(i) 通常のドリリング (R: 2mm pilot, 3.2mm, 3.8mm twist drill), (ii) 時計回りの骨増生 (CW), (iii) Densah Bur (Versah, Jackson, MI, USA): 2.0mm pilot, 2.8mm, 3.8mm multi-fluted burs による逆時計回り (CCW) 骨増生ドリリングを行った.インプラントの種類とドリリングテクニックの関数としての挿入トルクは、インプラントマクロジオメトリーにかかわらず、R-ドリリングと比較して高いオッセオデンシフィケーションの値を明らかにした。オッセオデンシフィケーションでは、Rドリリングと比較して、BICが有意に高かった（p<0.05）。インプラントの種類によるBICの統計的な差はなく（p=0.58）、ドリリングテクニックによる骨面積占有率（BAFO）の差もなかった（p=0.22）が、円錐形のインプラントよりも平行形のインプラントの方がBAFOが高いレベルであった（p=0.001）。術後6週目には、全グループでリモデリング部位に沿った新生骨形成が観察された。インプラント近傍の骨片は、R-drilling群ではほとんど観察されなかったが、CWではよく観察され、CCW骨増生法ではより多く観察された。低密度の骨では、骨内膜インプラントをオッセオデンシフィケーションドリリング部位に埋入すると、標準的なサブトラクティブドリリング法と比較して、オッセオインテグレーションを損なわず、高い挿入トルクレベルを示した。

A bone drilling concept, namely osseodensification, has been introduced for the placement of endosteal implants to increase primary stability through densification of the osteotomy walls. This study investigated the effect of osseodensification on the initial stability and early osseointegration of conical and parallel walled endosteal implants in low density bone. Five male sheep were used. Three implants were inserted in the ilium, bilaterally, totaling 30 implants (n=15 conical, and n=15 parallel). Each animal received 3 implants of each type, inserted into bone sites prepared as follows: (i) regular-drilling (R: 2mm pilot, 3.2mm, and 3.8mm twist drills), (ii) clockwise osseodensification (CW), and (iii) counterclockwise (CCW) osseodensification drilling with Densah Bur (Versah, Jackson, MI, USA): 2.0mm pilot, 2.8mm, and 3.8mm multi-fluted burs. Insertion torque as a function of implant type and drilling technique, revealed higher values for osseodensification relative to R-drilling, regardless of implant macrogeometry. A significantly higher bone-to-implant contact (BIC) for both osseodensification techniques (p<0.05) was observed compared to R-drilling. There was no statistical difference in BIC as a function of implant type (p=0.58), nor in bone-area-fraction occupancy (BAFO) as a function of drilling technique (p=0.22), but there were higher levels of BAFO for parallel than conic implants (p=0.001). Six weeks after surgery, new bone formation along with remodeling sites was observed for all groups. Bone chips in proximity with the implants were seldom observed in the R-drilling group, but commonly observed in the CW, and more frequently under the CCW osseodensification technique. In low-density bone, endosteal implants present higher insertion torque levels when placed in osseodensification drilling sites, with no osseointegration impairment compared to standard subtractive drilling methods.