Impact of Digital Planning on Free-hand Placement of Zygomatic Implants: An In Vitro Pilot Study

Abstract

Amaç: Zigomatik implantlar, ileri derecede maksiller atrofiye sahip hastalarda kemik ogmentasyonu işlemlerine alternatif bir tedavi seçeneği olarak görülmektedir. Ancak, implantların yerleştirilmesi sırasında çevredeki anatomik yapılara zarar verme riski bulunmaktadır. Bu riski en aza indirmek için implantın pozisyonunun doğru belirlenmesi ve üç boyutlu planlama yapılması önerilmektedir. Bu çalışmanın amacı, free-hand yöntemiyle çalışma modeli üzerinde yerleştirilen zigomatik implantların açısal ve doğrusal sapmalarını değerlendirmektir. Gereç ve Yöntemler: On altı zigomatik implant, dört adet yüksek yoğunluklu polietilen model üzerine yerleştirildi. Dijital planlama amacıyla konik ışınlı bilgisayarlı tomografi taramaları yapıldı. Apikal sapmayı değerlendirmek için preoperatif ve postoperatif görüntüler anatomik referans noktaları kullanılarak üst üste bindirildi; sapma, koronal giriş noktası, apikal bitiş noktası ve açısal sapma üzerinden ölçüldü. Sonuçların analizinde one-sample K-S test and the mann-whitney u testleri kullanıldı. Bulgular: Dijital planlama ile model arasında coronal giriş noktası (p=0.029) ve açısal sapmada (p=0.043) anlamlı bir fark bulunurken, apikal uç noktasında anlamlı bir fark gözlenmedi. Buna ek olarak, anterior ve posterior grupları arasında coronal giriş noktasında anlamlı bir fark bulundu. (p=0.028) Sonuç: Dijital planlama, zigomatik implantların sayısını, uzunluğunu ve ideal konumunu önceden belirlemeyi mümkün kılarak, anatomik oluşumlara hasar riskini azaltmakta ve zigomatik kemiğin daha iyi kullanılmasını sağlamaktadır. Preoperatif modelleme ise detaylı bir anatomik inceleme sunarak hasta özelinde bir tedavi planı oluşturulmasına yardımcı olmaktadır.

Keywords

• Digital Planning
• Free-hand Technique
• 3D Model Analysis
• Zygomatic Implants

Free-hand Yöntemiyle Zigomatik İmplantların Yerleştirilmesinde Dijital Planlamanın Etkisi: İn Vitro Pilot Çalışma

Abstract

Amaç: Zigomatik implantlar, ileri derecede maksiller atrofiye sahip hastalarda kemik ogmentasyonu işlemlerine alternatif bir tedavi seçeneği olarak görülmektedir. Ancak, implantların yerleştirilmesi sırasında çevredeki anatomik yapılara zarar verme riski bulunmaktadır. Bu riski en aza indirmek için implantın pozisyonunun doğru belirlenmesi ve üç boyutlu planlama yapılması önerilmektedir. Bu çalışmanın amacı, free-hand yöntemiyle çalışma modeli üzerinde yerleştirilen zigomatik implantların açısal ve doğrusal sapmalarını değerlendirmektir. Gereç ve Yöntemler: On altı zigomatik implant, dört adet yüksek yoğunluklu polietilen model üzerine yerleştirildi. Dijital planlama amacıyla konik ışınlı bilgisayarlı tomografi taramaları yapıldı. Apikal sapmayı değerlendirmek için preoperatif ve postoperatif görüntüler anatomik referans noktaları kullanılarak üst üste bindirildi; sapma, koronal giriş noktası, apikal bitiş noktası ve açısal sapma üzerinden ölçüldü. Sonuçların analizinde one-sample K-S test and the mann-whitney u testleri kullanıldı. Bulgular: Dijital planlama ile model arasında coronal giriş noktası (p=0.029) ve açısal sapmada (p=0.043) anlamlı bir fark bulunurken, apikal uç noktasında anlamlı bir fark gözlenmedi. Buna ek olarak, anterior ve posterior grupları arasında coronal giriş noktasında anlamlı bir fark bulundu. (p=0.028) Sonuç: Dijital planlama, zigomatik implantların sayısını, uzunluğunu ve ideal konumunu önceden belirlemeyi mümkün kılarak, anatomik oluşumlara hasar riskini azaltmakta ve zigomatik kemiğin daha iyi kullanılmasını sağlamaktadır. Preoperatif modelleme ise detaylı bir anatomik inceleme sunarak hasta özelinde bir tedavi planı oluşturulmasına yardımcı olmaktadır.

Keywords

• Dijital Planlama
• Free-hand Yöntemi
• 3D Model Analizi
• Zigomatik İmplant

References

1. Petersen PE, Bourgeois D, Ogawa H, Estupinan-Day S, Ndiaye C. The global burden of oral diseases and risks to oral health. Bull World Health Organ. 2005;83(9):661-9.
2. World Health Organization. (2022, November 9). Oral health. World Health Organization. https://www.who.int/ news-room/fact-sheets/detail/oral-health
3. Ramezanzade S, Yates J, Tuminelli FJ, Keyhan SO, Yousefi P, Lopez-Lopez J. Zygomatic implants placed in atrophic maxilla: an overview of current systematic reviews and meta-analysis. Maxillofac Plast Reconstr Surg. 2021;43(1):1.
4. Danesh-Sani SA, Loomer PM, Wallace SS. A comprehensive clinical review of maxillary sinus floor elevation: Anatomy, techniques, biomaterials and complications. Br J Oral Maxillofac Surg. 2016;54(7):724- 30.
5. Al-Dubai M, Mounir R, Ali S, Mounir M. Maxillary vertical alveolar ridge augmentation using sandwich osteotomy technique with simultaneous versus delayed implant placement: A proof of principle randomized clinical trial. Clin Implant Dent Relat Res. 2023;25(1):77- 86.
6. Avila-Ortiz G, Vegh D, Mukaddam K, Galindo- Moreno P, Pjetursson B, Payer M. Treatment alternatives for the rehabilitation of the posterior edentulous maxilla. Periodontol 2000. 2023;93(1):183-204.
7. Aghaloo TL, Misch C, Lin GH, Iacono VJ, Wang HL. Bone augmentation of the edentulous maxilla for implant placement: A systematic review. Int J Oral Maxillofac Implants. 2016;31 (Suppl:s)19-30.
8. Konstantinović VS, Abd-Ul-Salam H, Jelovac D, Ivanjac F, Miličić B. Pterygoid and tuberosity implants in the atrophic posterior maxilla: A retrospective cohort study. J Prosthet Dent. 2023;130(2):219.e1-219.e10.

9. Jensen OT, Adams MW, Butura C, Galindo DF. Maxillary V-4: Four implant treatment for maxillary atrophy with dental implants fixed apically at the vomernasal crest, lateral pyriform rim, and zygoma for immediate function. Report on 44 patients followed from 1 to 3 years. J Prosthet Dent. 2015;114(6):810-7.
10. Nunes M, de Araújo Nobre M, Camargo V. All-on-4 Hybrid with extra-long transnasal implants: Descriptions of the technique and short-term outcomes in three cases. J Clin Med. 2024;13(11):3348.
11. Aparicio C, Manresa C, Francisco K, Claros P, González-Martín O, Albrektsson T. Zygomatic implants: Indications, techniques and outcomes, and the zygomatic success code. Periodontol 2000. 2014;66(1):41-58.
12. Brennand Roper M, Vissink A, Dudding T, Pollard A, Gareb B, Malevez C, et al. Long-term treatment outcomes with zygomatic implants: A systematic review and metaanalysis. Int J Implant Dent. 2023;9(1):21.
13. Aparicio C. A proposed classification for zygomatic implant patients based on the zygoma anatomy guided approach (ZAGA): A cross-sectional survey. Eur J Oral Implantol. 2011;4(3):269-75.
14. Block MS, Haggerty CJ, Fisher GR. Nongrafting implant options for restoration of the edentulous maxilla. J Oral Maxillofac Surg. 2009;67(4):872-81.
15. Brånemark PI, Gröndahl K, Ohrnell LO, Nilsson P, Petruson B, Svensson B, et al. Zygoma fixture in the management of advanced atrophy of the maxilla: Technique and long-term results. Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg. 2004;38(2):70-85.
16. Hung KF, Ai QY, Fan SC, Wang F, Huang W, Wu YQ. Measurement of the zygomatic region for the optimal placement of quad zygomatic implants. Clin Implant Dent Relat Res. 2017;19(5):841-8.
17. Rigo L, Tollardo J, Giammarinaro E, Covani U, Caso G. Fully guided zygomatic implant surgery. J Craniofac Surg. 2021;32(8):2867-72.
18. Xing Gao B, Iglesias-Velázquez O, Tresguerres GF, Rodríguez González Cortes A, Tresguerres I, Ortega Aranegui R, et al. Accuracy of digital planning in zygomatic implants. Int J Implant Dent. 2021;7(1):65.
19. Esposito M, Worthington HV, Coulthard P. Interventions for replacing missing teeth: Dental implants in zygomatic bone for the rehabilitation of the severely deficient edentulous maxilla. Cochrane Database Syst Rev. 2013;(9):CD004151.
20. Lan K, Wang F, Huang W, Davó R, Wu Y. Quad zygomatic implants: A systematic review and metaanalysis on survival and complications. Int J Oral Maxillofac Implants. 2021;36(1):21-9.
21. Polido WD, Machado-Fernandez A, Lin WS, Aghaloo T. Indications for zygomatic implants: A systematic review. Int J Implant Dent. 2023;9(1):17.
22. Aboul-Hosn, Centenero S, Lázaro A, Giralt-Hernando M, Hernández-Alfaro F. Zygoma quad compared with two zygomatic implants: A systematic review and metaanalysis. Implant Dent. 2018;27(2):246-53.
23. Davó R, David L. Quad zygoma: Technique and realities. Oral Maxillofac Surg Clin North Am. 2019;31(2):285-97.
24. Wang F, Bornstein MM, Hung K, Fan S, Chen X, Huang W, et al. Application of real-time surgical navigation for zygomatic implant insertion in patients with severely atrophic maxilla. J Oral Maxillofac Surg. 2018;76(1):80-7.
25. Duarte LR, Filho HN, Francischone CE, Peredo LG, Brånemark PI. The establishment of a protocol for the total rehabilitation of atrophic maxillae employing four zygomatic fixtures in an immediate loading system—a 30-month clinical and radiographic follow-up. Clin Implant Dent Relat Res. 2007;9(4):186-96.
26. Stella JP, Warner MR. Sinus slot technique for simplification and improved orientation of zygomaticus dental implants: A technical note. Int J Oral Maxillofac Implants. 2000;15(6):889-93.
27. González-García R, Monje A, Moreno-García C, Monje F. Endoscopically-Assisted Zygomatic Implant Placement: A Novel Approach. J Maxillofac Oral Surg. 2016;15(2):272-6.
28. Aparicio C, Polido WD, Zarrinkelk HM. The zygoma anatomy-guided approach for placement of zygomatic implants. Atlas Oral Maxillofac Surg Clin North Am. 2021;29(2):203-31.
29. Aparicio C, Manresa C, Francisco K, Aparicio A, Nunes J, Claros P, et al. Zygomatic implants placed using the zygomatic anatomy-guided approach versus the classical technique: A proposed system to report rhinosinusitis diagnosis. Clin Implant Dent Relat Res. 2014;16(5):627-42.
30. Takamaru N, Nagai H, Ohe G, Tamatani T, Sumida K, Kitamura S, et al. Measurement of the zygomatic bone and pilot hole technique for safer insertion of zygomaticus implants. Int J Oral Maxillofac Surg. 2016;45(1):104-9.
31. Wu Y, Tao B, Lan K, Shen Y, Huang W, Wang F. Reliability and accuracy of dynamic navigation for zygomatic implant placement. Clin Oral Implants Res. 2022;33(4):362-76.
32. Becktor JP, Isaksson S, Abrahamsson P, Sennerby L. Evaluation of 31 zygomatic implants and 74 regular dental implants used in 16 patients for prosthetic reconstruction of the atrophic maxilla with cross-arch fixed bridges. Clin Implant Dent Relat Res. 2005;7(3):159-65.
33. Kämmerer PW, Fan S, Aparicio C, Bedrossian E, Davó R, Morton D, et al. Evaluation of surgical techniques in survival rate and complications of zygomatic implants for the rehabilitation of the atrophic edentulous maxilla: A systematic review. Int J Implant Dent. 2023;9(1):11.
34. Esposito M, Barausse C, Balercia A, Pistilli R, Ippolito DR, Felice P. Conventional drills vs piezoelectric surgery preparation for placement of four immediately loaded zygomatic oncology implants in edentulous maxillae: Results from a 1-year split-mouth randomised controlled trial. Eur J Oral Implantol. 2017;10(2):147-58.
35. Kernen F, Kramer J, Wanner L, Wismeijer D, Nelson K, Flügge T. A review of virtual planning software for guided implant surgery: Data import and visualization, drill guide design, and manufacturing. BMC Oral Health. 2020;20(1):251.
36. Skjerven H, Riis UH, Herlofsson BB, Ellingsen JE. In vivo accuracy of implant placement using a full digital planning modality and stereolithographic guides. Int J Oral Maxillofac Implants. 2019;34(1):124-32.
37. Grecchi F, Stefanelli LV, Grivetto F, Grecchi E, Siev R, Mazor Z, et al. A novel guided zygomatic and pterygoid implant surgery system: A human cadaver study on accuracy. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(11):6142.
38. González Rueda JR, Galparsoro Catalán A, de Paz Hermoso VM, Riad Deglow E, Zubizarreta-Macho Á, Pato Mourelo J, et al. Accuracy of computer-aided static and dynamic navigation systems in the placement of zygomatic dental implants. BMC Oral Health. 2023;23(1):150.
39. Davó R, Fan S, Wang F, Wu Y. Long-term survival and complications of quad zygoma protocol with anatomy-guided approach in severely atrophic maxilla: A retrospective follow-up analysis of up to 17 years. Clin Implant Dent Relat Res. 2024;26(2):343-55.
40. Yi C, Li S, Wen A, Wang Y, Zhao Y, Zhang Y. Digital versus radiographic accuracy evaluation of guided implant surgery: An in vitro study. BMC Oral Health. 2022;22(1):540.
41. Fan S, Gielisch MW, Díaz L, Thiem DGE, Al-Nawas B, Kämmerer PW. Minimally invasive navigation-guided quad zygomatic implant placement: A comparative in vitro study. Int J Oral Maxillofac Implants. 2023;38(2):367-73.
42. Taheri Otaghsara SS, Joda T, Thieringer FM. Accuracy of dental implant placement using static versus dynamic computer-assisted implant surgery: An in vitro study. J Dent. 2023;132:10114487.
43. Ren Y, Sun X, Chen L, Li Y, Sun M, Duan X, et al. Structures and impact strength variation of chemically crosslinked high-density polyethylene: effect of crosslinking density. RSC Adv. 2021;11(12):6791-7.
44. Zhou M, Zhou H, Li SY, Yang XB, Geng YM, Che YJ. Accuracy of implant placement guided with surgical template: An in vitro and in vivo study. Int J Periodontics Restorative Dent. 2021;41(2):e55-e62.
45. Pellegrino G, Bellini P, Cavallini PF, Ferri A, Zacchino A, Taraschi V, et al. Dynamic navigation in dental implantology: The influence of surgical experience on implant placement accuracy and operating time. Int J Environ Res Public Health. 2020;17(6):2153.
46. Gallo F, Zingari F, Bolzoni A, Barone S, Giudice A. Accuracy of zygomatic implant placement using a full digital planning and custom-made bone-supported guide: A retrospective observational cohort study. Dent J (Basel). 2023;11(5):123.
47. Grecchi E, Stefanelli LV, Grecchi F, Grivetto F, Franchina A, Pranno N. A novel guided zygomatic implant surgery system compared to free hand: A human cadaver study on accuracy. J Dent. 2022;119:103942.
48. Fan S, Sáenz-Ravello G, Diaz L, Wu Y, Davó R, Wang F, et al. The accuracy of zygomatic implant placement assisted by dynamic computer-aided surgery: A systematic review and meta-analysis. J Clin Med. 2023;12(16):5418.
49. Chen CK, Yuh DY, Huang RY, Fu E, Tsai CF, Chiang CY. Accuracy of implant placement with a navigation system, a laboratory guide, and freehand drilling. Int J Oral Maxillofac Implants. 2018;33(6):1213-8.
50. Van Steenberghe D, Malevez C, Van Cleynenbreugel J, Bou Serhal C, Dhoore E, Schutyser F, et al. Accuracy of drilling guides for transfer from three-dimensional CT-based planning to placement of zygoma implants in human cadavers. Clin Oral Impl Res. 2003;14(1):131-6.