各种植体系统冷却效率的红外热像评估
前言
避免备洞产热过多是种植手术中容易被忽视的关键点。然而对于备洞过程中各个钻产热量是多少？冷却效果如何？冷却剂温度如何选择？对这些问题的回答，学友陈丹莹博士通过摘译一篇近期发表的文章与大家分享。
选文背景
不同种植系统提供了不同的冷却方式维持种植体植入时温度在适当范围以避免组织过热。体内温度测量可以使用热电偶法与热像法。本研究尝试使用种植钻作为“温感探头”进行红外热像分析。热像法可以无创地观测窝洞预备过程中外骨板以及种植钻的温度变化。红外热像法不仅安全无创，而且可以计算备洞过程中的放热量。研究目的是为了评估三个种植系统的冷却参数以及对骨组织是否有不良影响。
摘要
种植窝预备时产热过高可能会对种植体骨结合产生不良影响。本研究的目的是评估三种不同的种植系统（BEGO®，NEO BIOTECH®，BIOMET 3i®）的冷却效果，选取了猪肋骨作为研究模型。种植窝预备使用了三种转速（800，1200，1500 rpm）与三种冷却方式：使用室温生理盐水、使用3℃预冷生理盐水、不冷却。使用3℃预冷生理盐水冷却时，BEGO系统与NEO BIOTECH系统相比温度波动有统计学差异（22.3℃与21.8℃）。三个种植系统的最大温度波动均出现在预备窝洞时的先锋钻，且均仅在没有冷却情况下以1500 rpm转速使用先锋钻时实际温度超过了限度。
材料与方法
本研究使用了大型猪上新鲜获取的9根肋骨，并按阿拉伯数字连续编号为1-9。各肋骨的长宽厚均相近，约为1472mm×246mm×213mm。使用的种植系统为：
（1）BEGO（先锋钻，Φ2.5钻，Φ3.0钻）
（2）BIOMET 3i（先锋钻，Φ2.3钻，Φ2.75钻）
（3）NEO BIOTECH（先锋钻，Φ2.2钻，Φ2.9钻）
以上种植系统均在下述参数条件下进行实验：
（1）冷却：
（a）用室温（约20℃）0.9%氯化钠溶液进行外冷却
（b）用预冷（约3℃）0.9%氯化钠溶液进行外冷却
（c）不冷却
（2）转速：
（a）800 rpm（b）1200 rpm（c）1500 rpm
在肋骨表面进行种植窝洞预备，使种植体穿过板层骨到达松质骨，深度为10mm。肋骨均固定在一个稳定的工作台面。备洞均由同一个有经验的种植医师进行。种植体最终均获得理想的植入扭矩。备洞过程用红外热像仪记录包括骨与钻在内的感兴趣区（ROI）的最高温度、备洞时间以及温度变化。每一个钻针只使用三次（800 rpm、1200 rpm、1500 rpm），以避免钻变钝导致额外产热。
结果
表2显示了各组的钻洞时间与最高温度。
如下，图1~3显示了前三钻产生的最高温度在不同转速与各个种植系统之间的比较。
图1 使用先锋钻时产生的最高温度记录在各种植系统与转速中的比较
图2 使用一级钻时产生的最高温度记录在各种植系统与转速中的比较
图3 使用二级钻时产生的最高温度记录在各种植系统与转速中的比较
图1-3：多种不同的因素均能影响窝洞预备时的产热量，其中包括：皮质骨板的厚度，转速，钻针直径，钻针形状以及预备深度。有文献证实种植窝洞预备时温度超过47℃时会对种植体的骨结合产生不良影响，而备洞时间小于1分钟且温度不超过47℃有利于种植成功。另一组学者的研究认为，备洞温度超过50℃且备洞时间延长，是引起骨组织灼伤继而骨坏死的关键原因。大部分的种植系统中使用的能刺激骨结合而不引起骨灼伤的理想转速在1000-1500 rpm。本实验使用的转速分别为低转速（800 rpm）、理想转速（1200 rpm）与最大转速（1500 rpm）。本实验证明了低转速时由于接触力增加会产生更多热能，而最大转速时由于摩擦力增加也会增加产热。另外，所检测的三个系统的先锋钻在三个转速下均有超过限制温度的危险，因此使用先锋钻时必须同时进行冷却降温。
图4~5显示了统计学分析的结果。仅在使用预冷盐水冷却时，BEGO与NEO BIOTECH系统之间的最高温度之间有统计学差异（22.3℃与21.8℃，p=0.024）。
图4 三个种植系统使用全部三个钻时产生的最高温度在不同冷却条件下的比较
图5 三个系统的备洞时间在不同冷却条件下的比较
图4：在不冷却的条件下，所检测的系统一级钻产生的平均温度为27-31℃（钻直径为2.2-2.5mm，转速1200rpm）（表2）。冷却降温对备洞过程产热的降低有重要作用，而冷却剂的温度对降温效果影响不大。
图5：冷却过程本身对备洞时间也会产生影响，可以增加（如NEO BIOTECH系统）或减少（如BIOMET 3和BEGO系统）备洞时间。在使用一级钻与理想钻速（1200 rpm）时，各个系统的备洞时间也存在差异。
结论
◇ 在进行种植窝洞预备时，温度波动与所使用的冷却系统、钻针直径以及马达转速直接相关。
◇ 使用不同的冷却液温度时种植窝洞的温度波动没有发现重要的差异。
◇ 本研究使用的三个种植系统中最显著的温度波动均出现在使用先锋钻时。
◇ 仅在没有冷却情况下以1500 rpm转速使用先锋钻时实际温度超过了限度。
原文
Kirstein, K., Dobrzyński, M., Kosior, P., Chrószcz, A., Dudek, K., Fita, K., ... & Janeczek, M. (2016). Infrared Thermographic Assessment of Cooling Effectiveness in Selected Dental Implant Systems. BioMed research international, 2016.
来源：网络
