Thermal changes observed at implant sites during internal and external irrigation

• Published in: Clinical oral implants research Vol. 13; no. 3; pp. 293 - 297
• Main Authors: Benington, Ian C., Biagioni, Paul A., Briggs, James, Sheridan, Sean, Lamey, Philip-John
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Oxford, UK Blackwell Science, Ltd 01.06.2002
• Subjects: Animals; Body Temperature; Burns - etiology; Burns - prevention & control; Cattle; Dental High-Speed Technique - adverse effects; Dental Implantation, Endosseous - methods; dental implantology; Dental Implants; Dentistry; external irrigation; Hot Temperature - adverse effects; Implants, Experimental; infrared thermographic imaging; internal irrigation; Mandible; Therapeutic Irrigation - methods; Thermography
• ISSN: 0905-7161; 1600-0501
• DOI: 10.1034/j.1600-0501.2002.130309.x

: In the preparation of osseointegrated dental implant sites, the use of bone drilling with conventional external irrigation has been shown to be thermally non‐injurious to bovine bone, when employed as a model for dental implantology. The use of internal irrigation drilling systems is promoted on the basis of improved delivery of coolant to the bone/drill interface, which should subsequently improve local debridement and cooling, and therefore reduce thermal insults to the bone. The aim of this bovine model study was to compare the temperatures that were generated with external and internal irrigation systems during bone preparation for dental implants. A constant drill load of 1.7 kg was applied throughout the drilling procedures via a drilling rig. The burs that were used for both irrigation methods were a 2 mm twist drill for cutting the channel and a 3.25 mm drill for trephining this channel. The principal recorded parameter was the change in temperature generated via the drilling procedure. The 2 mm twist drills produced a maximum change in temperature of only 3.0°C and 3.1°C for the internal and external irrigation systems, respectively. Maximum changes for the 3.25 mm drills were 1.34°C and 1.62°C, respectively. Using the t‐test, no statistical benefit was observed for one irrigant delivery system over the other. The clinical benefit of using the more expensive internal irrigation systems is therefore deemed unjustifiable, on the grounds that these systems do not appear to reduce the thermal challenge to the bone over and above that of simple flood irrigation. Résumé Le forage de l'os afin d'y intégrer des implants dentaires à l'aide d'une irrigation externe conventionnelle s'est montré thermiquement acceptable pour l'os bovin servant de modèle d'étude. L'utilisation d'une irrigation interne est de plus en plus proposée sur base d'un apportamélioré du refroidissement de l'interface os/foret, d'où une amélioration du forage et une réduction de l'insulte thermique. Le but de cette étude a été de comparer la température générée lors de la préparation osseuse enayant recours à un modèle bovin pour les systèmes d'irrigation tant interne qu'externe. Une charge constante de 1,7 kg a été appliquée pendant le forage. Les fraises utilisées pour les deux méthodes d'irrigation étaient de 2 mm pour couper et de 3,25 mm pour trépaner ce canal. Le principal paramètre enregistré a été la variation de température induite par ce processus de forage. Les forets de 2 mm produisaient une variation maximale de température de seulement 3,0°C et 3,1°C pour les systèmes d'irrigation interne et externe. Les variations maximales pour les foret de 3,25 mm étaient respectivement de 1,34 et 1,62°C. Avec le test‐t aucun bénéfice statistique n'a été observé d'un système par rapport à l'autre. Comme aucune différence mesurable entre les deux systèmes d'irrigation n'a été observée, le bénéfice clinique de l'utilisation d'une irrigation interne beaucoup plus coûteuse était donc injustifiée car elle ne réduisait pas davantage le problème thermique au niveau osseux que l'irrigation conventionnelle. Zusammenfassung Einführung: Mit dem Rinderknochenmodell konnte bezüglich zahnärztlicher Implantologie gezeigt werden, dass das Vorbohren eines Empfängerbettes für ein osseointegrierendes Implantat mit der konventionellen externen Kühlung für den Knochen in thermischer Hinsicht nicht unbedenklich ist. Man empfahl daher den Einsatz eines mit interner Kühlung ausgerüsteten Bohrsystems, da dies die Kühlflüssigkeit direkt auf die Kontaktfläche zwischen Bohrer und Knochen liefert. Somit kann eine Verbesserung bezüglich lokaler Entfernung von Bohrmehl und Kühlung erwartet werden, mit entsprechender Verminderung von Hitzeschädigung des Knochens. Ziel: Ein Vergleich der Temperaturen während der Knochenaufbereitung für Zahnimplantate mit zwei Bohrsystemen am Rindermodell. Eines hatte eine externe und eines eine interne Kühlung. Material und Methode: Mit einer speziellen Bohrvorkehrung konnte während des ganzen Bohrvorganges ein konstanter Druck von 1.7 kg aufrechterhalten werden. Bei beiden Spülmethoden wurde ein 2 mm dicker Vorbohrer und anschliessend ein 3.25 mm dicker Bohrer zur definitiven Aufbereitung des Kanals verwendet. Resultate: Die Werte von Interesse waren die temperaturschwankungen während des Bohrvorganges. Der 2 mm‐Vorbohrer erzeugte eine Temperturschwankung von nur 3.0°C bei der internen beziehungsweise 3.1°C bei der externen Spülung. Die Maximalschwankungen bei den 3.25 mm‐Bohrern lag bei 1.34°C beziehungsweise 1.62°C. Mit dem t‐Test konnte kein statistisch nachgewiesen werden. Schlüsse: Da keine messbaren Unterschiede bei den beiden Kühlsystemen beobachtet werden konnten, musste der klinische Vorteil des wesentlich teureren Bohrsystems mit interner Kühlung verneint werden. Diese Feststellung beruht auf der Tatsache, dass die interne Kühlung nicht in der Lage ist, die thermischen Veränderungen im Knochen besser auszugleichen, als die einfachere externe Kühlung. Resumen Introducción: La perforación para la preparación del lugar del implante dental osteointegrado usando irrigación convencional externa ha demonstrado ser térmicamente no perjudicial al hueso bovino cuando se emplea como modelo para implantología dental. El uso de sistemas de perforación de irrigación interna son promovidos en base a un mejor suministro de refrigerante a la interfase hueso/fresa y subsecuentemente una mejora en la desbridación local y refrigeración y por ello una reducción en el insulto térmico al hueso. Intención: Para comparar la temperatura generada durante la preparación de hueso para implantes dentales usando en modelo bovino con sistemas de irrigación externos frente a internos. Material y Métodos: Se aplicó una carga de perforación de 1.7 kg a lo largo de todo el procedimiento de perforación por medio de un sistema de perforación. Las fresas usadas para los dos tipos de irrigación fueron una fresa de 2 mm para cortar el canal y una fresa de 3.25 mm para trepanar este canal. Resultados: El parámetro principal registrado fue el cambio de temperatura generada por el procedimiento de perforación. Las fresas de 2 mm produjeron un cambio máximo de temperatura de solo 3.0°C y 3.10°C para los sitemas de irrigación interna y externa respectivamente. Los cambios máximos para las fresas de 3.25 mm fueron de 1.34°C y 1.62°C respectivamente. Usando el test‐t no se observó beneficio estadístico para un sistema de irrigación sobre el otro. Conclusiones: Como no se observó diferencia entre los sistemas de suministro de irrigación, no se justifica el beneficio clínico de usar el sistema de irrigación interno más caro, en base a que no reduce el desafío térmico al hueso por encima de la irrigación simple de chorro.