Популярные виды поверхности зубного имплантата и их характеристики

Многочисленными исследованиями установлено, что свойства поверхности зубных имплантатов играют ключевую роль в скорости и качестве их интеграции в костную и эпителиальную ткань пародонта.

Разработано множество технологий обработки внутрикостных стержней, все они имеют свои особенности, достоинства и недостатки.

Связь дизайна, остеоинтеграции и первичной стабильности

Форма и структура поверхности обуславливает принцип взаимодействия титанового стержня с костной и мягкой тканью.

Стабильность

Первичная стабильность определяется макрорельефом имплантата: формой титанового стержня, диаметром, шагом и конфигурацией резьбы.

Результаты эксплуатации систем людьми, и специальные исследования, проведенные на животных, позволили установить оптимальную для большинства клинических случаев форму наружности имплантата.

«Идеальная» конструкция имеет умеренную конусность, небольшой шаг и углубленные острые витки резьбы. Такой макрорельеф обеспечивает высокую первичную стабильность, большую площадь контакта с костью, сравнительно низкую механическую нагрузку благодаря хорошему распределению жевательной нагрузки.

Остеоинтеграция

Остеоинтеграцией в стоматологии называют структурно-функциональное соединение  окружающей его системы с костной тканью.

Вживление импланта – сложный биохимический процесс, представляющий собой ремоделирование костной ткани вокруг стержня.

Остеоинтеграция сопровождается адсорбцией белков на поверхности внутрикостной части системы, механическим креплением к ней коллагена и фибрина, адгезией участвующих в остеогенезе клеток, образованием фибро- и остеобластов.

Материал и свойства микроповерхности имплантата ключевым образом влияют на все эти процессы.

Установлено, что адсорбция, миграция и дифференциация клеток успешнее всего происходит на шероховатых имплантах. Лучшими для остеоинтеграции параметрами обладает поверхность, имеющая следующие характеристики:

• Шероховатость – 2-4 мкр, размер микропор – 3-11 мкр. Такие параметры обеспечивают наилучшие условия для образования минерализованной кости на стержнях, особенно на ранней стадии.
• Отсутствие загрязнения абразивом и кислотой.
• Смачиваемость (гидрофильность).
• Большая удельная площадь имплантата.

Связь эпителиальных тканей с имплантатом

Для интеграции внутрикостный конструкции большое значение имеет связь эпителия десны с шейкой изделия.

Установлено, что гладкая поверхность в зоне контакта титанового стержня с эпителиальными тканями десны препятствует накоплению и размножению бактерий, снижая тем самым риск периимплантита.

Нанотехнологии

Нанотехнологии применяются для создания на импланте поверхностей со специфической типографией и химическим составом, обеспечивающих предсказуемую интеграцию стержня в костную ткань.

Молодые костные клетки – остеобласты копируют трехмерную поверхность, созданную с помощью нанотехнологии, и модулируют приращение кости в соответствии с ее характеристиками.

Наномодификации обеспечивают улучшенный контакт имплантов с костью, положительно влияют на их клиническое применение.

Для нанесения наноструктур используются разные методики, к наиболее востребованным относятся следующие.

Химические:

• анодирование;
• пероксидация.

Физические:

• плазменное напыление;
• пескоструйная обработка.

Методика осаждения частиц:

• золь-гелевые модификации;
• ДДК.

Может применяться сочетание физических и химических способов.

Модификации

Как уже отмечалось, модифицирование поверхности титановых имплантов может осуществляться по различным технологиям. Наиболее известные из них – SLA и RBM.

SLA

В качестве абразива используется оксид алюминия (корунд, Al2O3). После его воздействия с имплантом образуется макрошероховатая поверхность, протравливаемая затем смесью кислот (H2SO4 и HCl).

Травление оставляет после себя шероховатость с микроуглублениями 2-4 мкр.

Преимущества имплантов SLA

• Отсутствует микропористость поверхности, увеличивающая риск бактериальной колонизации.
• Ускоряется и улучшается остеоинтеграция, благодаря увеличению удельной площади, повышенной гидрофилии (смачиваемости), и улучшению взаимодействия клеток, участвующих в остеогенезе, с шероховатой поверхностью.

Многочисленные гистологические исследования на животных, сопровождавшиеся извлечением систем на разных стадиях вживления, подтвердили, что костная интеграция на имплантах SLA имеет большое преимущества перед гладкими поверхностями (плазменное напыление, фрезерование, покрытие гидроксиапатитом). Особенно сильно это проявляется на начальной стадии вживления.

Чтобы обладать соизмеримой площадью контакта с костью, как при использовании технологии SLA, машинно-обрабатываемые системы должны иметь размер на 30–40% больше.

Недостатки SLA

Основным недостатком технологии SLA являются остатки на поверхности импланта абразива (оксида алюминия), которые ухудшают остеоинтеграцию. В некоторых случаях это приводит к периимплантиту.

Протравливание высококонцентрированной кислотой вымывает оксид алюминия, однако в результате может явиться побочный эффект в виде «смазывания» кислотой шероховатости, достигнутой пескоструйной обработкой.

RBM

Расшифровывается эта аббревиатура как «Resorbable Blast Media» – пескоструйная обработка резорбируемым абразивом средней зернистости.

Технология RBM предусматривает пескоструйную обработку системы частицами Ca3O8P2 (фосфорнокислым кальцием). После пескоструя поверхность имплантата обрабатывают органической низкоконцентрированной кислотой, которая полностью удаляет частицы бета трикальций фосфата.

Важной особенностью Ca3O8P2 является резорбируемость (растворимость) абразива тканями альвеолярного отростка. Если какая-то часть абразива не будет удалена протравливанием, она раствориться в дальнейшем под действием аутогенных клеток, оставив вместо себя микроуглубление.

На поверхности титана, обработанного по технологии RBM, остаются более глубокие микропоры, чем при SLA. Благодаря этому увеличивается удельная площадь импланта, повышается его остеоинтеграционная способность.

Метод RBM используется при производстве брендов: Alpha Dent, BioHorizons, Lifecore, Osstem, Adin, Apolonia, ABDental, MegaGen, Perio Type.

Преимущества RBM по сравнению с SLA

Поверхность, полученная с помощью RBM, считается оптимальной с точки зрения остеоинтеграции.

Кроме этого:

• шероховатость поверхности (2.05-3.09 мкм) и размер микропор (5-10 мкм), получаемые при RBM, попадают в диапазон оптимальных значений (см. подзаголовок «Остеоинтеграция»);
• удельная площадь поверхности имплантов при RBM больше, чем при SLA .

Анодированное покрытие

Анодное оксидирование (анодирование), заключающееся в образовании на поверхности импланта оксида титана (TiO₂) относится к наиболее часто используемым в стоматологии нанотехнологиям. Размеры частиц оксида находятся в диапазоне 20-150 нм.

Нанесение производится гальваническим способом. Титан в качестве анода и платиновая пластинка в качестве катода связываются между собой медными проводами и подключаются к источнику питания (30В, 3А). Изменяя силу напряжения и время оксидирования можно получать различные размеры нанотубул.

Анодирование является сравнительно простым и экономичным способом формирования поверхности титанового стержня. Оно положительно влияет на контакт «имплант-кость» при образовании новой кости в периимплантатной области.

Исследования позволили установить, что размеры титан-оксидных наночастиц около 100 нм способствуют лучшей интеграции, чем более мелкие (30-70 нм).

Оценка качества и анализ результатов

С момента начала применения дентальной имплантации и по сегодняшний день было проведено большое количество исследований в области имплантологии.

Изучались качество и скорость остеоинтеграции систем в зависимости от свойств поверхности, сравнивались разные технологий ее получения. Приводим результаты 2-х из них.

Влияние шероховатости на скорость и качество вживления

Buser et al. провел следующие исследования. В длинные кости свиней были установлены 6 имплантатов, обработанных разными способами.

• с гладкими поверхностями, полученными машинной обработкой;
• различные виды и сочетания обработки пескоструем и травлением кислотой.

Каждое покрытие обладало уникальными характеристиками. Качество вживления проверялось через 3 и 6 недель гистологически и по крутящему моменту при выворачивании имплантатов.

На обоих контрольных этапах (3-6 недель) прочность вживления изделий с шероховатой поверхностью значительно превосходила остеоинтеграцию гладких систем.

Сравнение метода SLA и RBM.

В бедренные кости 24-х белых кроликам устанавливали по 2 импланта, один из которых был обработан по технологии SLA, другой — RBM. Результаты вживления проверялись через 1, 2, 3, 4 и 8 недель. Извлеченные образцы протравливались и изучались под микроскопом.

У 4-6 недельных образцов с SLA-обработкой обнаружили многочисленные области с неминерализованной остеоидной матрицей.

У образцов RBM того же времени эксплуатации костная ткань была минерализованной, причем во многих областях отмечалось наличие остеоидной матрицы непосредственно на поверхности имплантата.

Был сделан вывод, что системы RBM обладают значительно большим контактом с костью и более остеокондуктивны, чем конструкции SLA.

В видео смотрите, как проводится обработка поверхности на примере имплантов Alpha Dent.

Клинические обоснования и выводы

Многочисленные исследования костной имплантации на животных и результаты эксплуатации, позволили сделать следующие выводы:

• Шероховатая поверхность внутрикостных конструкций, полученная пескоструйной обработкой, обладает гораздо большей остеоинтеграционный силой, чем гладкая, полученная механической обработкой, титано-плазменным напылением или гидроксиапатитное покрытием.

  Особенно большое различие отмечалось в начальной стадии вживления.

• На качество остеоинтеграции влияет вид и размеры абразива. Бета трикальций фосфат (технология RBM) обеспечивает лучшую с тоем, характер интеграции имплантов в кость определяется первичной стабильностью, зависящей от формы и параметров резьбы, а также характечки зрения интеграции поверхность, чем корунд (технология SLA).
• Результат зависит также от чистоты обработанной поверхности, наличия или отсутствия на ней абразива и кислоты. Резорбируемый материал бета трикальций фосфат в технологии RBM обеспечивает более высокую чистоту, а, следовательно, и большую силу интеграции, чем корунд.
• Имеет значение и концентрация использующейся для травления кислоты или их смеси. После разных кислот остаются различные размеры микропор, что влияет на внедрение тканевых клеток в имплантат, быстроту и качество его вживления.

похожие статьи