Тестирование тактильных функций пародонта вокруг имплантата, зубов
Экстероцептивную функцию можно рассмотреть с помощью нейрофизиологических и психофизических методов.
а) Нейрофизиологическая оценка. Нейрофизиологические исследования сенсорной функции тройничного нерва человека рискованны, поэтому подобных сообщений мало (Johansson et al., 1988a, b; Trulsson et al., 1992 и др.). В качестве альтернативы можно рассмотреть неинвазивные подходы для оценки тактильной оральной функции. Первый подход заключается в записи так называемых тригеминальных соматосенсорных потенциалов после стимуляции рецепторов в полости рта. К сожалению, соматосенсорные потенциалы от ветвей тройничного нерва, в отличие от подаваемых от конечностей, слабые, и их трудно выделить из фонового шума. Нужен расширенный анализ сигнала, чтобы получить достоверную информацию (van Loven et al., 2000, 2001).
Другой неинвазивный метод оценки сенсорной функции — визуализация деятельности мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) (Borsook et al., 2006). Это комплексный метод, который почти не привлек внимания при изучении тактильной функции зубов и имплантатов (Lundborg et al., 2006; Miyamoto et al., 2006; Habre Hallage et al., 2010.). Объединение фМРТ с другими методами, такими как психофизика и регистрация тригеминальных соматосенсорных потенциалов, может обеспечить новый неинвазивный подход к оценке соматосенсорной функции полости рта человека.
б) Психофизическая оценка. Сенсорную функцию также можно оценить с помощью психофизического тестирования, которое опирается на ответ пациента. Этот метод часто применяют для проверки тактильной функции полости рта (Jacobs et al., 2002, b-r). Основное преимущество психофизического тестирования заключается в том, что при нем используют простые неинвазивные методы, которые можно применить в клинических условиях. Когда этот процесс осуществляют в строго стандартных условиях, психофизическая реакция может быть непосредственно связана с нервной активацией рецепторов (Vallbo, Johansson, 1984).
в) Тактильные функции пародонта: влияние стоматологического статуса. Оральная тактильная функция зависит от положения зубов и стоматологического статуса (Jacobs, van Steenberghe, 2006). Тактильная функция зубов в первую очередь зависит от наличия рецепторов пародонтальной связки. «Живые» и «неживые» зубы могут продемонстрировать сопоставимую тактильную функцию. Однако когда рецепторов периодонта мало или вообще нет (например, вследствие пародонтита, бруксизма, жевания, удаления, анестезии), тактильная функция нарушается (табл. 1). Клинически это означает, что способность пациента чувствовать окклюзионные нарушения (например, вызванные восстановительным лечением) в этих ситуациях уменьшается.
Экстероцепторы информируют нервную систему о воздействии, следствием чего становится активация группы двигательных нейронов для оптимизации движений челюсти и предупреждения излишней нагрузки. Устранение этих экстероцепторов при удалении зуба может значительно снизить тактильную функцию (см. Jacobs, van Steenberghe, 2006). Даже после реабилитации с помощью протеза, тактильная функция остается неполноценной, и неадекватная экстероцептивная обратная связь может привести к перегрузке протеза (Jacobs, van Steenberghe, 2006). По сравнению с тактильной функцией естественных зубных рядов, для зубных протезов активный порог оценки толщины в 7-8 раз выше, а для имплантатов — только в 3-5 раз (см. табл. 1).
Для пассивного определения сил, приложенных к верхним зубам, порог для зубных протезов увеличен в 55 раз, а для имплантатов — в 50 раз (см. табл. 1). Большие расхождения между активными и пассивными порогами можно объяснить тем фактом, что несколько групп рецепторов могут реагировать на активное выявление толщины, в то время как применение пассивной силы избирательно активирует только рецепторы периодонта. Эти рецепторы удаляются вместе с зубом, что может обусловливать пониженную тактильную функцию у беззубых пациентов.
После реабилитации с использованием протезов, фиксированных на внутрикостных опорах, у беззубых пациентов отмечают достаточно хорошее функционирование. Эти пациенты воспринимают механические раздражители, воздействующие на остеоинтегрированные имплантаты в кости челюсти. Некоторые даже отмечают особое сенсорное восприятие фиксированными протезами, называемое остеоперцепцией. Этот термин может быть определен как восприятие внешних раздражителей, передаваемых через имплантат на кость за счет активации рецепторов, расположенных в периимплантатной зоне, надкостнице, коже, мышцах и/или суставах; иннервация из надкостницы играет при этом ключевую роль (Jacobs, 1998). Существование остеоперцепции дает основание для гипотезы о частичном восстановлении обратного пути сигналов от протеза к сенсорным участкам коры мозга.
Последняя активирует группу двигательных нейронов, что приводит к более естественному функционированию и предупреждению перегрузки.
Рисунок 12. а — Электрическая стимуляция остеоинтегрированного имплантата с использованием кольцевого электрода, фиксируемого заглушкой;
б — тригеминальный индуцированный потенциал, вызванный электрической стимуляцией оссеоинтегрированного имплантата в нижней челюсти. Аналогичный потенциал может поддерживаться после местного обезболивания периимплантатных мягких тканей, что свидетельствует о том, что потенциалы тройничного нерва возникли из других периимплантатных структур, таких как рецепторы кости и надкостницы
г) От тактильных функций пародонта к периимплантатной остеоперцепции. Нейрофизиологические доказательства пластичности коры головного мозга, обусловливающей восприятие имплантата в сенсорной зоне, можно найти в некоторых экспериментах, в которых вызывали тригеминальные соматосенсорные потенциалы при стимуляции имплантата. При зондировании с помощью устройства стимуляции имплантата с кумуляцией данных и расширенным анализом на электроэнцефалограмме можно отметить значительные волны (рис. 12). Такие эксперименты показывают, что внутрикостные и/ или периостальные рецепторы вокруг имплантатов передают ощущение (Van Loven et al., 2000). Эти механизмы могут служить основой для имплантат-опосредованного сенсомоторного контроля, имеющего большое клиническое значение для более естественного функционирования поддерживаемых имплантатом протезов.
Доказательство пластичности коры мозга может открыть путь к полной интеграции имплантатов в человеческом теле. Henry et al. (2005) удалял нижние резцы у слепых крыс и, используя анализ данных фМРТ, продемонстрировал реорганизацию орофациального восприятия в первичной сенсорной зоне коры через 5-8 мес. Это исследование может свидетельствовать о том, что корковая репрезентация зубов может привести к значительной реструктуризации после их потери. Аналогичным образом с помощью фМРТ Lundborg и соавт. (2006) обнаружили, что при тактильной стимуляции остеоинтегрированных имплантатов большого пальца первичные участки соматосенсорной коры характеризуются двусторонней активностью в области соответствующей им руки.
Поскольку стимуляция здорового большого пальца, как можно было бы ожидать, активирует контралатеральную зону коры мозга, наличие двусторонней активации участков коры при стимуляции имплантата можно объяснить некоторым компенсаторным механизмом, который мобилизует дополнительные сенсорные зоны после ампутации (Lundborg et al., 2006).
Рисунок 13. Данные функциональной магнитно-резонансной томографии демонстрируют активацию коры мозга во время тактильной стимуляции (1 Гц) имплантатов зубов 21 (а) и 23 (б) у того же пациента (анализы случайного эффекта выборочной совокупности). Первичная соматосенсорная зона отображается зеленым цветом, вторичная соматосенсорная зона — желтым цветом, а другие очаги активации — оранжевым.
При стимуляции Habre-Hallage и соавт. (2010) перемежающимися тактильными стимулами частотой 1 Гц, применяемыми к зубам и имплантатам, группа исследователей обнаружила, что при стимуляции имплантатов и зубов была активирована соматосенсорная зона коры мозга (Habre-Hallage, 2011). Имплантат активировал большую зону двусторонней сети коры за пределами соматосенсорной области. Это исследование демонстрирует, что тактильная механическая стимуляция имплантата активизирует корковые соматосенсорные области и индуцирует пластичность мозга (Habre-Hallage, 2011) (рис. 13). Эта активация может представлять собой основной механизм остеоперцепции и подтверждать, что он действительно может быть связан с пластичностью коры мозга.
Тем не менее, центральные нервные пути и нейронные характеристики, способствующие имплантат-опосредованному сенсомоторному контролю, остаются неясными. Будущие исследователи должны попытаться с помощью визуализирующих методов продемонстрировать пластичность коры после удаления зуба и дальнейшей функциональной реабилитации с имплантатами у человека. Следует учитывать, что удаление зуба с применением протокола немедленной установки имплантата и последующей реабилитации может активизировать другие пути ремоделирования коры — в сравнении с традиционным двухэтапным протоколом реабилитации после имплантации. Интересное явление в плане соматосенсорной интеграции остеоинтегрированных имплантатов можно представить как так называемый фантомный зуб (после удаления) или фантомная конечность (после ампутации), которые позволяют субъективно ощущать утраченные части тела (Jacobs et al., 2002с).
Можно предположить, что такое фантомное чувство утерянной конечности может совпадать или усиливаться при остеоинтегрированном протезировании конечности (Jacobs et al., 2000). Таким образом, фантомные ощущения могут способствовать физиологической интеграции закрепленного в кости имплантата.
С того момента как нейропластичность после ампутации и остеоинтеграции получит научное обоснование, ее можно включить в процесс реабилитации и адаптации к установленному имплантату (Feine et al., 2006).
д) От остеоперцепции к имплантат-опосредованному сенсомоторному взаимодействию. В течение нескольких последних десятилетий миллионы пациентов были реабилитированы с помощью остеоинтегрированных имплантатов. Даже если часть механизма периферической обратной связи утрачивается после удаления зуба, у беззубых пациентов, по-видимому достаточно хорошая функциональная способность, особенно если осуществляют реабилитацию с использованием протеза с опорой на остеоинтегрированных имплантатах (Jacobs, 1998). Эти данные хорошо соответствуют таковым у пациентов, перенесших ампутацию конечности и реабилитированных с помощью остеоинтегрированного протеза вместо модульных (съемных) протезов.
Рисунок 14. Психофизический установочный тест с использованием контролируемого пациентом пульта дистанционного управления для вибротактильного стимулятора, прикрепленного к оссеоинтегрированному имплантату в области лучевой (а) и бедренной (б) костей. Этот установочный тест подтверждает превосходную перцепцию для имплантатов и фиксированных в кости протезов — по сравнению с модульными (съемными) протезами.
Во время скелетной реконструкции психофизическое тестирование демонстрирует улучшенную тактильную и вибротактильную способность при остеоинтегрированных имплантатах и фиксированных в кости протезах (рис. 14). Кроме того, пациенты как без зубов, так и с ампутированными конечностями сообщают о более глубоком восприятии при поддерживаемом имплантатом протезе. Это подтверждает гипотезу о том, что путь периферической обратной связи частично восстанавливается с репрезентацией искусственного чувства конечности в сенсорной зоне коры (Lundborg et al., 2006). Если эта гипотеза подтвердится, мы будем уверены, что остеоинтегрированные имплантаты в челюсти или других костях скелета способствуют имплантат-опосредованному сенсорному управлению движением, обеспечивая физиологическую интеграцию имплантата в тело человека и, как следствие, более естественное функционирование (Jacobs, van Steenberghe, 2006).
е) Клинические проявления имплантат-опосредованного сенсомоторного взаимодействия. Психофизическое тестирование различных фиксируемых к кости протезов подтверждает улучшенную тактильную функцию, приводящую к лучшей физиологической интеграции конечности. Если обеспечена хорошая перцепция при стимуляции имплантата, периферический механизм обратной связи может восстановиться, что приведет к более тонкому управлению движением. Это имплантат-опосредованное сенсомоторное взаимодействие способствует достижению более естественного функционирования фиксируемого в кости протеза. Остеоинтегрированные протезы большого пальца даже позволяют пациентам в повседневной жизни свободно выполнять действия, которые можно отнести к костной фиксации и двусторонней репрезентации в коре мозга после стимуляции протезов.
Учитывая повышенный тактильный пороговый уровень для стимуляции имплантатов, нужно рассмотреть несколько клинических наблюдений. Во время реабилитации с помощью протезов с опорой на имплантаты стоматологу не следует полагаться на восприятие окклюзии самим пациентом. Стоматолог также должен быть осведомлен о постепенном увеличении тактильного восприятия в течение периода заживления после установки имплантата. Это может быть особенно важно при протоколе с немедленной нагрузкой. Для того чтобы избежать каких-либо перегрузок, связанных с неоптимальным механизмом обратной связи, пациентам рекомендуют ограничить жевательные усилия, употребляя только мягкую пищу в течение периода заживления. Кроме того, парафункциональные привычки, такие как бруксизм или сильное сжимание зубов, могут оказать негативное влияние во время заживления, хотя необходимы дальнейшие исследования для подтверждения этого предположения (Lobbezoo et al., 2006).
До получения дополнительных доказательств бруксизм можно считать относительным противопоказанием к протоколу немедленной нагрузки (Glauser et al., 2001).
ж) Заключение. Сенсорная обратная связь играет важную роль в тонкой настройке управления движением челюсти и конечностей. Пародонтальные механорецепторы, расположенные в периодонте, чрезвычайно чувствительны к внешним механическим стимулам. Эти рецепторы играют ключевую роль в тактильной функции зубов, снижая порог обнаружения толщины до 20 мкм между зубами-антагонистами и 1-2 г при нагрузке на зуб. Эта сенсорная характеристика и связанная с ней периферическая обратная связь позволяют рецепторам периодонта тонко регулировать жевательные и другие ротовые движения.
Совершенно очевидно, что любое воздействие, способное повлиять на механорецепторы пародонта (например, разрушение пародонта, бруксизм, реплантация, анестезия), может также изменить сенсорные пути обратной связи и таким образом повлиять на тактильную функцию и управление движением челюсти. В результате удаления зубов утрачиваются связки пародонта и его механорецепторы. После установки дентальных имплантатов порог обнаружения толщины увеличивается до 50-100 мкм и 50-100 г при нагрузке на зуб.
Удивительно, но пациенты, реабилитированные с помощью остеоинтегрированных имплантатов, по-видимому, достигают достаточно хорошей функциональности и/или еще лучшего восприятия. В соответствии с этим пациенты, перенесшие ампутацию и реабилитацию с использованием протеза нижней конечности, прикрепленного к кости с помощью остеоинтегрированных имплантатов, сообщали, что они могут определять тип поверхности, по которой они ходят. Точно так же у пациентов с протезом большого пальца было сознательное восприятие пальца.
Лежащий в основе этого явления механизм так называемой остеоперцепции остается предметом дискуссий, но предполагают, что механорецепторы в периимплантатной кости и соседней надкостнице можно активировать при нагрузке на имплантат. Накоплены гистологические, нейрофизиологические и психофизические результаты, подтверждающие остеоперцепцию. Это повышает вероятность того, что периферические пути обратной связи могут восстановиться при использовании остеоинтегрированных имплантатов. Такой имплантат-опосредованный сенсомоторный контроль может иметь большое клиническое значение, так как поддерживаемые имплантатом протезы позволяют достичь более естественного функционирования. Это может открыть двери для физиологической и психофизической интеграции имплантатов в организме человека.
