Статті

Концептуальні аспекти біоінженерної конструкції імплантатів у системі «VITAPLANT»

0105

Концептуальні аспекти біоінженерної конструкції імплантатів у системі «VITAPLANT»


В даний час накопичено досить багатий теоретичний та практичний досвід ортопедичної реабілітації із застосуванням дентальних імплантатів [1].

У літературі описано безліч конструкцій дентальних імплантатів із різних біоінертних матеріалів. Є віддалені результати багаторічних спостережень багатьох систем імплантатів [2, 3, 4].
Клінічний досвід показує, що ефективність імплантації залишається відносною, оскільки ускладнення зустрічаються досить часто (5-10 %). Ці ускладнення залежать від фізико-хімічних властивостей матеріалу, що імплантується, конструктивних особливостей імплантату, обробки його поверхні, анатомо-фізіологічних особливостей і біологічних процесів, що протікають в кістки.

Ми поставили перед собою завдання проаналізувати всі позитивні та негативні сторони наявних імплантатів вітчизняного та зарубіжного виробництва. У сукупності позитивних якостей кожного з них сконструювати більш уніфіковану конструкцію ендоосальної частини дентального імплантату.
Основним завданням нашого дослідження стала адаптація кісткового імплантаційного ложа та напрям біологічних тканинних процесів кістки в остеоінтеграційне русло.
Матеріали та методи дослідження: З 1995 року під нашим наглядом перебуває 780 хворих, яким встановлено 1919 імплантатів: на нижній щелепі – 860, на верхній – 1059. З них у фронтальній ділянці – 1030, у бічних ділянках – 889. Двохетапно одноетапно – 1160. У роботі використовували імплантати власної конструкції (патент UA № 45176А від 15.03.2002).

При установці імплантатів кісткове та імплантаційне ложе формували залежно від типу кістки. Для оцінки якісної характеристики кістки та ступеня атрофії ми використовували класифікацію U.Lekholm, A.Zarb, згідно з якою виділяється 4 види кістки за щільністю та 5 видів – за ступенем атрофії. [5]
Визначення структурної щільності кістки проведено у 127 хворих на комп'ютерному томографі СРТ-1010 виходячи з коефіцієнта абсорбції (КА) пучка рентгенівського випромінювання за шкалою Хаунсвільда (НU).
Враховуючи виняткову корозійну стійкість, високий опір втоми, питому міцність і низький модуль пружності титану та його сплавів, ми, проаналізувавши матеріали, що застосовуються в імплантології, віддали перевагу останнім.

При виготовленні дентальних імплантатів перевагу віддавали сплаву Ti-6AL-4V (ВТ-6), закордонний аналог Grade 5 (Міжнародний стандарт ISO 5832/3-78 та американський АSТМ 136-84) [6, 7, 8, 14].
Враховуючи токсичність ванадію, що входить до вищезгаданого сплаву, в останні роки ми почали використовувати сплав з ніобієм Ti-6AL-7Nb (Protasul-100), який визнаний вітчизняними імплантологами одним з найкращих. Його хімічний склад, мікроструктура та механічні властивості занесені до Швейцарського стандарту SN056512 у 1987 році [10]. Заслуговує на увагу сплав титану без ванадію і ніобію, але що зберігає їх фізико-хімічні властивості, це композиція титану ВТ1-0, азоту заліза та кисню Ті – О – Fe – N ( Ті – 0,5% О – 0,049% N – о, 1% Fe - 1,5%) [8].

Сплави, що використовуються, привернули нашу увагу також у зв'язку з тим, що на їх поверхні утворюється оксидний шар, який відіграє не тільки захисну роль, але і має виражені остеокондуктивні властивості. На поверхні оксидного шару відбувається адгезія та зв'язування білків, іонів кальцію та фосфору, мітоз остеогенних клітин та подальша життєдіяльність остеобластів та остеоцитів. [9].

Ми вивчили наявні в літературі дані про репаративні процеси в м'яких тканинах і кістках, прилеглих до імплантатів з пористою поверхнею [11]. Визначено оптимальні розміри пор (вони приблизно дорівнюють розмірам остеону). Дудко О.С. та співавтори [12], фахівці канадської фірми "Innova" підтверджують, що кісткова тканина проростає в мікропори розміром 50-150 мкм. Тому імплантати, що мають мікропористість у межах 50-150 мкм, вважаються остеоінтегрованими. Ці дані покладено основою конструкції імплантатів: Миргозизова М.З. - пористі титанові спечені імплантати з порами 50-150 мкм, Смирнова С.А. - пористість становить 120-180 мкм, Перовий М.Д. – імплантат, текстура якого конгруентна з кістково-мозковими осередками до 300 мкм та інші. На наш погляд одним із недоліків цих імплантатів є необхідність встановлювати їх у два етапи в очікуванні формування імплантаційного ложа, бо остеоінтеграційні процеси наступають у межах 3-6 місяців залежно від типу кістки.

Результати спостережень та їх обговорення

Переваги розроблених гвинтових імплантатів ми бачимо, перш за все, в тому, що витки різьблення самі формують імплантаційне ложе, забезпечуючи таким чином, первинну фіксацію імплантату і виключають необхідність очікування проростання кістки в мікропори і міжвиткові простори. При використанні запропонованої нами конструкції різьбової частини витки формують імплантаційне ложе адаптивно у всіх шарах кістки, сприяють швидкому відновленню життєдіяльності наявної кісткової тканини у міжвиткових просторах.

Враховуючи важливу роль мікротектури (шорсткості) поверхні імплантату [13], ми домагаємося потрібної мікротектури шляхом обробки ендоосальної частини піскоструминним апаратом з подальшим травленням двома кислотами - азотної та фтористо-водневої, що узгоджується з обробкою поверхні імплантатів. (США).

Імплантати системи «Вітаплант» обробляються за вказаною методикою з досягненням глибини западин 6-11мкм при травленні в кислоті протягом 10 сек. Результати мікроскопічних досліджень із збільшенням Х 750раз, а також графічне зображення глибини пористої структури поверхні металу на профілометр-профілограф (фірми Simens) додаються (додаток №1).

При виборі форми внутрішньокісткової частини імплантату враховували розподіл векторів функціонального навантаження. У циліндричних імплантатах вони в основному розподіляються на дно «п'яті» і мало на міжвиткові простори. У конусоподібних – навантаження розподіляється на кожний наступний різьбовий виток. Цей ефект посилюється при притискній формі різьблення. Такий віялоподібний розподіл векторів функціонального навантаження на конусоподібних імплантатах більш фізіологічно так, як це визначає формування кісткових балок на всій довжині імплантату («закон Вольфа» Wolf, 1892; Trehame, 1981г.) Тому ми віддали перевагу з досвідом деяких зарубіжних фірм, які також виготовляють імплантати конусоподібної форми (K.S.I.Bayer-Schraube, Gimlet-1, Replase, CTAC, Impladent).

Враховуючи, що імплантати циліндричної форми краще витримують бічні навантаження, а конусоподібні – вертикальні, різьбова частина запропонованого нами імплантату складається з двох контурів циліндричного та конусоподібного. Форма різьблення трапецієподібно-притискна. В кінцевій частині імплантату до глибини внутрішнього контуру і до ½ довжини імплантату створено дві борозни, розташовані діаметрально протилежно. Ці борозни виконують роль мітчика для нарізки різьблення в кістковому ложі і надалі служать дератаційним елементом (додаток №2).

Зовнішній контур різьблення, починаючи від полірованої шийки до ½ висоти імплантату, має циліндричну форму, потім - конусоподібну. Внутрішній контур різьблення має строго конусоподібну форму. Це створює змінну глибину різьблення: біля полірованої шийки - 0,5 мм, в області переходу циліндричної частини в конусоподібну глибину різьблення досягає 1,0 мм, і в конічній частині - 0,8 мм. Крок різьблення ми збільшили до 1,25 мм. Така максимальна глибина профілю різьблення зі збільшеним кроком не порушує регенераторних властивостей кістки. Крок та висота різьблення взаємопов'язані. Створена змінна глибина міжвиткових просторів сприяє адаптації імплантаційного ложа до пошарової густини кістки. Зважаючи на те, що компактний шар кістки більш щільний і збіднений судинами, то й репаративні процеси протікатимуть більш мляво. Тому різьблення в цьому шарі має бути не глибоким. У губчастому шарі кістки, де хороше кровопостачання, репаративні процеси протікають інтенсивніше, глибина різьблення має бути більшою.

Конструктивно всі ці особливості різьблення у імплантатах системи «Вітаплант» витримані. Запропонована форма різьблення у конусоподібному імплантаті зменшує дроблення кістки, мінімально ішимізує кістку, що перешкоджає збільшенню зони некрозу. Зламані трабекули спонгіозної частини є матеріалом для подальшого остеутворення і, ущільнюючись, забезпечують збільшенню площі контакту поверхні імплантату з кісткою до 80%. Це забезпечує хорошу первинну фіксацію імплантату, що дозволяє вдатися до одноетапної установки та більш раннього навантаження на імплантат. Таких критеріїв адаптивного моделювання імплантату дотримуються фірми «Astra Tech», «Спектр» [14]. Але вони досягають цього результату шляхом поєднання укрупнення різьблення в губчастому шарі і мікрорізьблення в цервікальній частині, що не дозволяє вдаватися до раннього навантаження на імплантат тому, що при використанні циліндричної форми імплантату контакт останнього з кісткою в області ложа імплантації становить не більше 75%.
Терміни встановлення головки (абатменту), при двоетапній установці імплантату визначаються хірургом – імплантологом залежно від первинної фіксації імплантату. Тому класичні терміни (6 місяців – на верхній та 3 місяці – на нижній щелепі) є відносними.

Аналіз клінічних та лабораторних даних (комп'ютерна томографія та ортопантограма) проведений у 1019 оперованих хворих дозволили укласти, що позитивні результати спостерігалися у 97,4% хворих, оперованих на верхній щелепі та у 98,3% пацієнтів імплантати яким були встановлені в області нижньої.

Відсоток відторгнення на нижній щелепі становив 15 одиниць (1,7%), на верхній - 28 одиниць (2,6%). Середній відсоток відторгнення – 2,24%. Незначний відсоток відторгнення обумовлений суворим дотриманням показань та протипоказань до імплантації. Установка кожного імплантату вимагає індивідуального підходу, навіть у тих випадках, коли встановлюються однакові імплантати, що стоять поруч. При формуванні кісткового ложа необхідно якнайменше травмувати кістку і слизово-окістяний клапоть, дотримуватися принципів адаптивного моделювання кісткового та імплантаційного ложа.
Стан кістки диктує імплантологу, як формувати кісткове ложе та який вид імплантату необхідно встановити.
У плані подальшого дослідження цієї проблеми планується вивчити на гістологічних зрізах, яким чином імплантати системи «вітаплант» впливають на процеси контактного та дистантного остеогенезу, як даний імплантат адаптований до всіх верств імплантаційного ложа при різних типах кістки, порівняно з іншими системами дентальних.

Необхідно розробити математичну форму, що дозволяє визначити площу поверхні імплантату. Розрахунок площі контакту поверхні імплантату з кістковим матриксом, дозволить точніше визначити терміни функціонального навантаження, тобто. терміни протезування.

ВИСНОВКИ:

     Внутрішньокісткова частина імплантату системи «Вітаплант», що має гвинтову конусоподібну форму, і задане різьблення, адаптивно формує імплантаційне ложе до репаративних процесів.
     Розроблена конструкція імплантату може застосовуватися для встановлення за будь-якого типу кістки.
     Даний імплантат можна встановлювати в один або два етапи, в залежності від щільності кістки.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Безруков В.М., Матвєєва А.І., Кулаков А.А., / / Стоматологія 2002 - № 1 - с. 52 – 55
2. Іванов С.Ю., Ломакін М.В., / / Російський стоматологічний журнал 2000 - № 2 - с. 21 - 27.
3. Перова М.Д., Козлова В.А. // Клінічна імплантологія в стоматології 1999 - №2 с. 36 - 43.
4. Олесова В.М., Кащенко Н.А. // Російський стоматологічний журнал 2000 №2 – с. 7 – 10.
5. Матвєєва А.І., Агєєнко А.М. / / Стоматологія 1989 - № 6 с. - 76 - 78.
6. Куцевляк В.І., Гречка Н.Б., Рябоконь О.М. // Новинки стоматології 1998 - №1 (14) – с. 39 - 41. / / Новинки стоматології 1998 - № 2 (15) - с. 22 -24.
7. Іголкін А.І., Чечулін Б.Б., // Травматологія, ортопедія та протезування 1993 - №5 с. 86 - 90.
8. Іванов С.Ю., Ломакін М.В. // Нове в стоматології 2001 - №19 с. - 82 - 83.
9. Параскевич В.Л. // Дентальна імплантологія 2002 с. -88 - 89.
10. Кузьменко В.В., Фомін В.А. // Травматологія, ортопедія та протезування 1991 - №10 с. 74 - 78.
11. Мергазізов М.З., Мелікян М.Л. // Російський стоматологічний журнал 2000 №2 – с. 27 - 30 .
12. Дудко А.С., Швед А.І., Зубков Ю.М. // Нове у стоматології 1994 - №1 с. -31 - 33..
13. КулаковА.А., Абдулаєв Ф.М. // Клінічна стоматологія 2002 №3 – с. 36 – 38.
14. Albrektsson T., Hansson A.N. – biomaterials 1985 v 62(2) – p97 – 101.
15. Leo I. Kupp DDS ph. У «Поверхня імплантатів та остеовідтворення» // Нове у стоматології 2001 - №19 с. -85-86.

The conceptual aspect of implants bioengineering construction in the system "VITAPLANT". Moseyko A.A.
The Center of Extreme and the first Aid medicine Zaporizhia.
80 Pobedy st. Zaporizhia, 69000.
The intra bone part of dental implants "VITAPLANT" is a cone-sapped self
Cutting screw that simplifies the installation and minimizes the bone trauma. It provides the optimal adaptive formation of implantation bed that makes the implant primary fixation better, divides the functional loading vectors physiologically. The groove design and its surface processing are made with the account of osseous anatomy-physiological peculiarities and its reparative properties.
Key words: dental implant, osseous regeneration, biocompatibility, adaptation, osseous bed, and implantation bed.

УДК 616.314-089.28-089.843
Міська клінічна лікарня екстремальної
та швидкої медичної допомоги м. Запоріжжя

Автор: Мосейко О.О., доцент, к.м.н., заслужений лікар України