Efficiency of guided bone regeneration in vertical bone augmentation with titanium-reinforced PTFE membrane and platelet-rich fibrin

Abstract

Objective: Guided bone regeneration (GBR) for vertical bone augmention is an easy-to-implement approach and has a good prognosis. However, there are many different procedures that lead to different clinical outcomes. The use of platelet-rich fibrin (PRF) can improve outcomes in regenerative treatments. Therefore, this study aimed to evaluate the effectiveness of vertical bone grafting by guided bone reconstruction with titanium-reinforced PTFE membrane combined with PRF.

Materials and Methods: Nine patients who come to the Department of Odonto-Stomatology, University of Medicine and Pharmacy, Ho Chi Minh City, have a need for implant treatment and have mild to moderate vertical bone deficiency. Patients are treated with bone grafting by GBR technique: using a mixture of bone grafts including autogenous bone and deproteinized bovine bone (Geistlich Bio-Oss) at a ratio of 1:1, mixed with injectable form PRF in the form of sticky bone. The vertical bone defects were protected by a titanium-reinforced d-PTFE membrane and covered by an A-PRF+ membrane. The bone gain was measured using a cone-beam computed tomography at baseline and after a period of 8 months.

Results: Analyzing the research results on 9 patients, 15 research units corresponding to 15 bone grafting sites, the GBR procedures an increase in bone height (p < 0,05) after treatment. In the two-staged approach, the vertical bone gain was 3.97 ± 0.92 mm; in the group of simultaneous one-staged procedure, the vertical bone gain was 3.89 ± 1.13 mm. In general, the bone height of the study sample achieved an average of 94.16 ± 10.7% compared to the ideal bone height.

Conclusion: GBR technique using a mixture of particulate autogenous bone and xenogenous bone and PRF is effective for vertical bone augmentation in maxillary and mandibular regions, ensuring favorable bone morphology, permitting sufficient bone gain to future implant placement and prosthetics.

GIỚI THIỆU

Cấy ghép implant nhằm mục đích thay thế cho mất răng đơn lẻ, mất răng bán phần hay toàn phần đang ngày càng trở nên phổ biến trong thực hành nha khoa 1 . Tuy nhiên, thể tích xương vùng mất răng có thể không đầy đủ cho việc cấy ghép implant. Tình trạng mất xương theo chiều ngang lẫn chiều đứng, gây khó khăn cho việc đặt implant cũng như thực hiện phục hình trên implant, khó đạt được sự tối ưu về chức năng và thẩm mỹ 2 .

Các phương pháp được đưa ra nhằm tăng kích thước sống hàm theo chiều đứng như kéo dãn sinh xương, ghép xương khối và tái tạo xương có hướng dẫn (GBR) 3 . Phương pháp kéo dãn sinh xương tăng kích thước mô cứng và mô mềm theo chiều đứng nhiều nhất nhưng kỹ thuật thực hiện phức tạp khó đạt được sự hợp tác từ bệnh nhân, nhiều biến chứng, dễ thất bại 4 . Ghép xương khối tự thân có ưu điểm là gia tăng thể tích xương đầy đủ; tuy nhiên, việc lấy xương ghép ở vị trí phẫu thuật thứ hai tăng tổn thương cho bệnh nhân, kéo dài thời gian phẫu thuật. Phương pháp tái tạo xương có hướng dẫn (GBR) là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất 4 . Phương pháp GBR dựa trên nguyên lý sử dụng màng chắn để ngăn cản những tế bào biểu mô và mô liên kết xâm nhập vùng ghép, do đó tạo điều kiện cho tế bào tạo xương tăng sinh chậm hơn có khả năng phát triển và tạo xương.

Nhiều loại màng và vật liệu ghép được sử dụng trong kĩ thuật GBR. Màng không tiêu giúp duy trì khoảng trống cho quá trình tái tạo xương. Trong đó, màng PTFE có gia cố khung titan (TR-PTFE) được sử dụng ngày càng phổ biến vì dễ tạo hình màng theo hình dạng sống hàm mong muốn, tỉ lệ biến chứng lộ màng ít hơn so với màng titan dạng lưới 5 . Việc sử dụng các yếu tố tăng trưởng với đặc tính tái tạo đang đóng vai trò quan trọng trong y học hiện đại. Trong nha khoa, ứng dụng yếu tố tăng trưởng như sợi tơ huyết giàu tiểu cầu (PRF) đang là một xu hướng điều trị hiện đại 6 . PRF dạng màng giúp giảm nguy cơ lộ màng, nhiễm trùng sau phẫu thuật. PRF dạng dung dịch trộn với các hạt xương ghép tạo thành khối xương kết dính ổn định (còn được gọi là dạng “sticky bone” ) nhằm làm giảm sự di chuyển các hạt vật liệu cũng như giảm tiêu xương ghép dưới lực ép của mô mềm, góp phần tăng hiệu quả điều trị tái tạo xương 6 . Tuy nhiên, hiện nay vẫn còn ít nghiên cứu thực hiện quy trình phẫu thuật GBR với màng TR-PTFE có kết hợp sử dụng PRF. Vì vậy chúng tôi tiến hành thực hiện nghiên cứu với mục tiêu đánh giá hiệu quả thay đổi kích thước sống hàm theo chiều đứng bằng cách kỹ thuật GBR với màng TR-PTFE, hỗn hợp xương tự thân và xương bò khử protein kết hợp với PRF.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Thiết kế nghiên cứu

Báo cáo loạt ca, được thực hiện tại khoa Răng Hàm Mặt – Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh từ tháng 02/2022 đến tháng 10/2022. Nghiên cứu được thông qua Hội đồng Y đức trong nghiên cứu Y sinh học Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh (QĐ 224/HĐĐĐ- ĐHYD). Bệnh nhân kí vào giấy đồng ý tham gia nghiên cứu sau khi được giải thích rõ về nghiên cứu.

Đối tương nghiên cứu

Bệnh nhân trên 18 tuổi đến khám và điều trị tại khu điều trị kỹ thuật cao khoa Răng Hàm Mặt – Đại học Y Dược TPHCM, có nhu cầu phục hồi răng mất bằng điều trị cấy ghép implant nha khoa và có tình trạng thiếu xương theo chiều đứng ở vị trí dự định cấy ghép implant.

Tiêu chuẩn chọn mẫu

• Bệnh nhân đảm bảo đủ sức khỏe tham gia nghiên cứu, có khả năng hợp tác trong quá trình điều trị.

• Bệnh nhân có tình trạng mất răng đơn lẻ, bán phần (khoảng mất răng tối đa 4 răng) ở hàm trên và hàm dưới

• Bệnh nhân có vùng sống hàm mất răng thiếu xương theo chiều đứng mức độ nhẹ hoặc trung bình (có mức thiếu xương theo chiều đứng ít hơn 6 mm – theo phân loại điều trị của Urban và cs)

Tiêu chuẩn loại trừ mẫu

• Bệnh nhân hút thuốc > 10 điếu/ ngày.

• Bệnh nhân nữ đang có thai hoặc dự định mang thai.

• Bệnh nhân có tình trạng tại chỗ hoặc toàn thân ảnh hưởng đến quá trình phẫu thuật, lành thương.

Phương pháp chọn mẫu

Các bệnh nhân đến khám trong khoảng thời gian từ tháng 02/2022 đến 9/2022, tại Khu điều trị Khoa Răng Hàm Mặt – ĐH Y Dược TP. Hồ Chí Minh nếu đủ tiêu chuẩn chọn mẫu đều được chọn vào mẫu nghiên cứu. Tiêu chuẩn chọn mẫu và tiêu chuẩn loại trừ được xác định dựa trên việc hỏi bệnh và thăm khám bệnh nhân.

TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU

Giai đoạn khám, làm phục hình tạm, lên kế hoạch điều trị

Thực hiện khám lâm sàng tổng thể và vùng mất răng. Tiến hành lấy dấu 2 hàm, đỗ mẫu nghiên cứu, sắp răng tạm ở vị trí mất răng. Răng tạm được gắn và điều chỉnh trên miệng bệnh nhân ( Figure 1 ) rồi được quét bằng máy scan 3Shape TRIOS (3Shape Global) để tạo dữ liệu kỹ thuật số ở định dạng STL.

Trên phần mềm DTX Studio (Envista), kết hợp dữ liệu từ phim CBCT (định dạng DICOM) và dữ liệu quét trong miệng (định dạng STL). Điều chỉnh lát cắt ngoài trong vị trí implant lý tưởng sẽ cấy ghép. Trên lát cắt này đo kích thước theo chiều nhai nướu từ mào xương đến các điểm mốc giải phẫu như nền mũi, đáy xoang hàm, bờ dưới xương hàm dưới, ống thần kinh xương ổ răng dưới. Mô phỏng vị trí cổ implant tương lại cách vị trí viền cổ răng phục hình tương lai 4 mm. Từ đó dự tính kích thước xương cần phải tăng thêm theo chiều đứng ( Figure 2 ).

Figure 1 . Thử và điều chỉnh răng tạm

Figure 2 . Tính toán kích thước xương thiếu theo chiều đứng trên phim CBCT

Tư vấn phương pháp điều trị với bệnh nhân. Nếu bệnh nhân đồng ý tham gia nghiên cứu, bệnh nhân kí xác nhận vào giấy tham gia nghiên cứu, đưa vào mẫu nghiên cứu. Chia bệnh nhân thành 2 nhóm nghiên cứu:

• Vị trí dự định cấy ghép implant cần tăng chiều cao xương ít hơn 4 mm thì đưa vào nhóm A (ghép xương và cấy ghép implant đồng thời)

• Vị trí dự định cấy ghép implant cần tăng chiều cao xương từ 4 đến 6 mm thì đưa vào nhóm B (ghép xương và cấy ghép implant trì hoãn sau ghép xương 8 tháng)

Giai đoạn phẫu thuật

Lấy máu tĩnh mạch và quay ly tâm máu tĩnh mạch:

Thực hiện lấy máu tĩnh mạch, đựng trong ống lấy máu A-PRF+ và S-PRF. Quay ly tâm máu tĩnh mạch bằng máy Choukron PRF Duo Quattro (tốc độ quay 1300 vòng/phút trong 14 phút). Sản phẩm thu được là PRF dạng màng ( Figure 3 ) và PRF dạng dung dịch.

Figure 3 . PRF thu được sau khi quay ly tâm

a) Quy trình phẫu thuật:

Bệnh nhân uống kháng sinh phòng ngừa (Amoxicillin 2g) trước phẫu thuật 1 tiếng 7 , 8 , 9 . Cho bệnh nhân súc 15 ml chlorhexidine gluconate 0,12% (KIN) trong 2 phút. Sát trùng trong và ngoài miệng bằng dung dịch Povidine 10%. Gây tê tại chỗ vùng phẫu thuật bằng Lidocaine 2%.

Thực hiện tạo vạt toàn phần với đường rạch trên đỉnh sống hàm tại vị trí mất răng, đi trong khe nướu ít nhất đến 2 răng về phía gần và phía xa kế cận khoảng mất răng. 2 đường giảm căng nhánh đứng được rach ở mặt ngoài. Vạt toàn phần niêm mạc màng xương được lật bằng cây bóc tách vạt, bộc lộ nền xương nhận ghép. Khoan các lỗ xương bằng mũi khoan tròn đường kính 1 – 1,5 mm nhằm tăng lượng máu nuôi và tăng khả năng tân tạo mạch, cung cấp tế bào tạo xương đến vùng ghép.

Các hạt xương tự thân được lấy bằng cây cạo xương ở vị trí xương xung quanh vùng thiếu hổng. Xương tự thân dạng hạt được trộn với xương bò khử protein (Bio-Oss) với tỉ lệ 1:1, sau đó trộn với PRF dạng dung dịch để tạo thành hỗn hợp xương kết dính ( Figure 4 ). Màng TR-PTFE được điều chỉnh sau cho màng cách cổ răng thật 2 mm và được cố định đầu tiên ở mặt trong. Implant được cấy ghép ở nhóm B theo máng hướng dẫn phẫu thuật, xương ghép được đưa vào phủ qua nắp lành thương (cover srew) của implant. Tiếp tục cố định màng ghép ở mặt ngoài bằng pin hoặc vít ( Figure 5 ). Màng A-PRF+ được dùng để bao phủ toàn bộ vùng ghép.

Figure 4 . Vật liệu ghép dạng hạt (Bio-Oss) sau khi trộn với PRF dạng hạt tạo thành dạng xương kết dính (sticky bone)

Figure 5 . Tình trạng thiếu xương ban đầu và sau khi ghép xương, cố định màng PTFE gia cố khung titan bằng pin

Rạch màng xương để giúp giảm căng vạt. Sử dụng kỹ thuật khâu 2 lớp với mũi khâu đệm ngang đóng vạt mô mềm ở vị trí cách đường rạch đỉnh sống hàm 5 mm kết hợp với mũi khâu đơn bổ sung và khâu kín 2 đường rạch giảm căng. Chỉ khâu sử dụng là chỉ tự tiêu (Vicryl 3-5 ô). Bệnh nhân được kê toa thuốc hậu phẫu: Augmentine 1g, uống trong 5 ngày, mỗi ngày uống 2 lần mỗi lần 1 viên; Mobic 7,5 mg, uống trong 3 ngày, mỗi ngày uống 2 lần mỗi lần 1 viên; Paracetamol 500mg, uống trong 3 ngày, mỗi ngày uống 3 lần mỗi lần 1 viên; tái khám sau 7 ngày và 10 ngày để cắt chỉ. Trong thời gian theo dõi lành thương là 6-9 tháng, bệnh nhân đến thăm khám mỗi tháng một lần, theo dõi, ghi nhận và xử trí các biến chứng xảy ra như lộ màng, nhiễm trùng.

Đánh giá kết quả ghép xương

Phim CBCT đánh giá kết quả sau ghép xương sau 8 tháng được chồng với với phim CBCT ban đầu. Sử dụng phần mềm Implant Studio (3Shape) để chập 2 phim lại dựa trên các điểm mốc là các răng thật. Từ đó tính toán sự thay đổi chiều cao xương tại các vị trí nghiên cứu ( Figure 6 ).

Giá trị R0 là chiều cao xương ban đầu của bệnh nhân, được đo từ mào xương ban đầu tới điểm mốc giải phẫu như nền mũi, đáy xoang hàm, bờ dưới xương hàm dưới, ống thần kinh xương ổ răng dưới. Giá trị R2 là chiều cao xương sau ghép 8 tháng.

Chiều cao xương gia tăng: Rx = R2- R0

Theo nghiên cứu của Urban và cs (2021) 9 , dựa trên mức độ thiếu hụt chiều cao xương ban đầu, tính tỉ lệ phần trăm xương đạt được = Rx.100%/(Mức thiếu xương ban đầu). Phần trăm xương đạt được tối đa là 100%.

Figure 6 . Sử dụng phần mềm Implant Studio (3Shape) để chồng dữ liệu phim CBCT trước và sau khi lành thương xương ghép hoàn tất để tính toán sự gia tăng chiều cao xương

Xử lý số liệu thống kê

Dữ liệu được rà soát và chạy phân tích trên phần mềm STATA (phiên bản 16.0). Các biến liên tục được trình bày dưới dạng số trung bình ± độ lệch chuẩn. Phép kiểm paired sample t test được dùng để so sánh chiều cao xương trước và sau khi điều trị phẫu thuật ghép xương chiều đứng. Phép kiểm independent - samples t test dùng để so sánh chiều cao xương gia tăng giữa 2 nhóm điều trị. Giả thuyết có ý nghĩa khi p < 0,05.

KẾT QUẢ

Mẫu nghiên cứu gồm 9 bệnh nhân (6 nam, 3 nữ) với độ tuổi trung bình 46,67. Phân bố theo giới tính và nhóm tuổi của mẫu được thể hiện trong Table 1 . Figure 7 cho thấy phân bố vị trí ghép xương theo từng nhóm răng. Thông tin chi tiết về giá trị chiều cao xương đo được tại các thời điểm ở hai nhóm điều trị thể hiện trong Table 2 và Table 3 .

Figure 7 . Đặc điểm phân bố vị trí nghiên cứu: Vị trí đặt implant (Số lượng)

Table 1 Đặc điểm về giới tính và tuổi của mẫu nghiên cứu

Table 2 Sự thay đổi chiều cao xương sau 8 tháng ở nhóm A

Table 3 Sự thay đổi chiều cao xương sau 8 tháng ở nhóm B

Table 4 Sự thay đổi chiều cao xương trước và sau điều trị 8 tháng ở hai nhóm điều trị

Nhóm A (10 vị trí ghép xương) có sự gia tăng chiều cao xương trung bình Rx = 3,97 ± 0,92 mm (p < 0,05); giá trị này ở nhóm B (5 vị trí ghép xương) là Rx = 3,89 ± 1,13 mm (p < 0,05) ( Table 4 ). Sự khác biệt giữa 2 nhóm không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05). Xét chung toàn mẫu nghiên cứu chiều cao xương đạt được trung bình 94,16 ± 10,7%.

THẢO LUẬN

Kết quả của nghiên cứu cho thấy có sự gia tăng chiều cao xương ở cả 2 nhóm, sự thay đổi này có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% (p<0,05); cụ thể chiều cao xương gia tăng 3,97 ± 0,92 mm (nhóm A) và 3,89 ± 1,13 mm (nhóm B). Giá trị này so với các nghiên cứu loạt ca của tác giả Urban và cs (2014) tăng chiều cao xương 5,45 ± 1,93 mm 8 , nghiên cứu của Amaral Valladao và cs (2020) gia tăng 5,6 ± 2,6 mm xương theo chiều đứng 7 , là thấp hơn. Tuy nhiên khi so sánh về hiệu quả ghép xương dựa trên phần trăm chiều cao xương đạt được thực tế so với chiều cao xương thiếu hổng ban đầu thì kết quả sau ghép đạt được 94,16 ± 10,7%, tương tự như giá trị trong nghiên cứu của Urban và cs (2021) là 96,5 ± 13,9%. 9 Điều đó cho thấy sự hiệu quả có ý nghĩa lâm sàng trong điều trị ghép xương chiều đứng bằng kỹ thuật GBR.

Sự chênh lệch về chiều cao xương gia tăng so với các nghiên cứu khác có thể do nhóm mẫu nghiên cứu chưa đủ lớn, các bệnh nhân mức độ thiếu xương theo chiều đứng đa phần ít hơn4 mm (tỉ lệ 53%), trường hợp thiếu xương nhiều nhất là 4,33 mm. Urban và cs (2021) thực hiện nghiên cứu trên nhóm bệnh nhân có mức độ thiếu xương trung bình là 5,5 mm; trường hợp thiếu xương lớn nhất là trên 8 mm. Mẫu nghiên cứu trong nghiên cứu của chúng tôi chưa đa dạng vì thời gian nghiên cứu ngắn hơn và tiêu chuẩn chọn mẫu tập trung vào nhóm đối tượng thiếu xương chiều đứng mức độ nhẹ và trung bình (thiếu ít hơn 6 mm chiều cao xương).

Kết quả nghiên cứu trên phim CBCT ở nhóm B trung bình là 3,89 mm, còn ở nhóm A là 3,97 mm. Sự khác biệt giữa 2 nhóm là không có ý nghĩa thống kê, nhưng kết quả này cũng trái ngược với các nghiên cứu tổng hợp và phân tích trước đây như của Milinkovic và Cordaro (2014) 10 kết luận quy trình ghép xương chiều đứng có cấy ghép implant đồng thời tăng ít hơn quy trình ghép xương đơn thuần. Vì số lượng mẫu nghiên cứu của nhóm B ít (chỉ có 5 đơn vị nghiên cứu) nên giá trị trung bình chiều cao xương thay đổi ở nhóm B cũng bị ảnh hưởng theo đó.

Việc sử dụng xương tự thân có nhiều tế bào tạo xương và yếu tố tăng trưởng; trong khi xương Bio-Oss là xương dị loại, đóng vai trò là vật liệu duy trì thể tích và cấu trúc khối xương ghép, vì bản chất tiêu chậm của chúng. PRF được sử dụng ở dạng dịch (S-PRF) và dạng màng (A-PRF+) có vai trò tăng cường quá trình lành thương xương ghép bởi sự tập trung nhiều yếu tố tăng trưởng và hoạt hóa trong quá trình tân sinh mạch máu, di chuyển và biệt hóa của các tế bào trung mô. Dạng xương kết dính còn giúp dễ thao tác, ổn định và cải thiện các đặc tính cơ học xương ghép dạng hạt. Màng A-PRF+ có nhiều bạch cầu có lợi trong kháng khuẩn, hỗ trợ lành thương mô mềm, giảm đau và sưng trong quá trình hậu phẫu, giảm nguy cơ nhiễm trùng hay lộ màng ghép tại vùng phẫu thuật. 7 Do đó, màng A-PRF+ được sử dụng để làm làm phủ lên khối màng và xương ghép. 6

Nguyên tắc để đảm bảo thành công của kỹ thuật GBR trong ghép xương chiều đứng là sự ổn định của vật liệu ghép và vai trò của màng ngăn mô mềm TR- PTFE. Để tăng độ ổn định, màng PTFE có thêm khung titan, giữ cho vùng ghép trải qua giai đoạn tái tạo, hình thành xương mới. Việc cố định màng bằng pin hay vít là rất quan trọng để ngăn các vi dịch chuyển, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng xương tân tạo sau cùng. Ứng dụng PRF trong hỗ trợ lành thương và kết dính vật liệu ghép cũng đang là một hướng phối hợp đang được nghiên cứu hiện nay, tuy nhiên vẫn cần nhiều hơn các nghiên cứu lâm sàng trong lĩnh vực này để tìm ra các bằng chứng cụ thể hơn về lợi ích của PRF trong quá trình lành thương xương.

KẾT LUẬN

Điều trị thiếu hổng xương đang là một mối quan tâm trong lĩnh vực nha khoa tái tạo, nhằm phục hồi trạng thái tối ưu về mặt chức năng và thẩm mỹ trước khi phục hồi răng mất. Ghép xương chiều đứng là một thách thức vì yếu tố giải phẫu không thuận lợi cũng như vấn đề cần duy trì ổn định vùng ghép. Kỹ thuật GBR được sử dụng nhiều vì tính chất dễ tiên lượng được kết quả, ít xâm lấn hơn các kỹ thuật khác, giảm nguy cơ biến chứng. Kết quả của nhóm nghiên cứu cho thấy kết quả về mặt lâm sàng sau ghép xương đã phục hồi được vùng mất xương về trạng thái gần như tối ưu cho phục hình trên implant, chứng tỏ việc kết hợp giữa kỹ thuật GBR thông thường và PRF là có hiệu quả.

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

GBR (guided bone regeneration): phương pháp tái tạo xương có hướng dẫn.

PRF (Platelet Rich Fibrin): sợi tơ huyết giàu tiểu cầu.

S-PRF (sticky bone – PRF): PRF dạng dung dịch để tạo dạng xương kết dính.

A-PRF+ (advanced – PRF+): PRF dạng cải tiến.

TR-PTFE (titanium-reinforced PTFE): màng PTFE có gia cố khung titan.

CBCT (Cone Beam Computed Tomography): chụp cắt lớp điện toán chùm tia hình nón.

XUNG ĐỘT LỢI ÍCH

Nhóm tác giả cam kết rằng không có xung đột lợi ích khi thực hiện nghiên cứu này

ĐÓNG GÓP CỦA TÁC GIẢ

Cao Chánh Đức thực hiện việc theo dõi, thu thập số liệu, phân tích số liệu, viết bản thảo và bài báo. Lê Đức Lánh, Phạm Thị Hương Loan, Võ Lâm Thùy lên ý tưởng và thiết kế nghiên cứu. Võ Chí Hùng, Đậu Cao Lượng thực hiện phẫu thuật. Các tác giả cùng sửa chữa bản thảo và bài báo.