小型歯科用インプラントの照射による周囲への散乱効果を計算した

Scattering effects of irradiation on surroundings calculated for a small dental implant.

抄録

歯科修復学の基本的な進歩は，人工歯根の挿入によって欠損した歯を補い，歯科補綴物を保持することである．歯科インプラントの機能は、粘膜の永久穿孔を防ぎ、骨と異物や口腔内微生物との非生理的接触を維持することである。頭頸部がん患者は、放射線治療を受ける予定であるが、歯科インプラントを装着していることがある。以前の研究では、インプラントが照射野に存在する場合、X線の分布が顕著に変化することが示されています。現在、より小さなサイズの新しいインプラントが設計されており、人工歯根を十分に保持することが可能である。本研究では、チタンと同等の物理的特性を持つ小型のインプラントを想定し、確率論的（モンテカルロ）シミュレーションを用いて、異物による照射骨の変化を計算することを目的としました。BEAM/EGS4を用いて、臨床用リニアックによるシミュレーションを行った。計算の結果、寸法を縮小したインプラントが存在すると、インプラント周囲の線量分布に顕著な違いが生じることが示された。照射野に位置する寸法を小さくしたチタン製歯科用インプラントは、大きな放射線散乱を引き起こす可能性があることがわかった。標準的なインプラントと同様に、インプラントに直接接触している骨に対して、線量増加のリスクが顕著に見られた。頭頸部放射線治療を受ける癌患者の治療に携わる全ての治療者は、骨粗しょう症の触媒として、放射線ビームに対する歯科インプラントの影響を考慮する必要がある。

A fundamental improvement of restorative dentistry is the compensation of missing teeth by insertion of artificial dental roots allowing retention of dental prosthesis. The function of dental implants conserves a permanent perforation of the mucosa and upholds a non-physiological contact of bone with foreign material and oral micro-organisms. Occasionally head and neck cancer patients are scheduled to receive radiotherapy but are wearing dental implants. An earlier study had shown that the distribution of x-rays is noteworthily changed when dental implants are present in the irradiation field. New implants of smaller size are currently being designed that allow sufficient retention for dental prosthesis. The aim of this consecutive study was to calculate alterations in the irradiated bone caused by a foreign body, representing an implant of reduced size and physical qualities equivalent to titanium, using a stochastic (Monte Carlo) simulation. A clinical linear accelerator was simulated using BEAM/EGS4. The calculations showed that the presence of a dimension-reduced implant results in remarkable differences of the dose distribution all around the implant. Titanium dental implants of reduced size located in the field of irradiation were capable of causing significant radiation scattering. Similar to standard implants, the risk for dose enhancement was notably important for the bone in direct contact with the implant. All therapists involved in the therapy of cancer patients undergoing head and neck radiotherapy should consider the impact of dental implants on the radiation beam as a catalyst of osteoradionecrosis.