В то же время на поверхности титана происходятпроцессырастворения , иионыметалла находятся в окружающих тканях . Наблюдение ученых за имплантатом, находящимсявкостнойтканивтечение 6 лет,иизучение окисного слоя на его поверхности по - зволили сделать вывод о его утолщении по мере нахождения в костной ткани . Кроме того, в этом окисном слое были обнаружены ионы Са, Р и S. Это дало возможность предположить, что титан при взаимодействии с кровью и при последующемвзаимодействиискостью реагирует на изменение внешней среды и является динамической системой . Был введен термин «прогрессирующая остеоинтеграция ». Остеоинтеграция полноценна только тогда, когдасоблюдаютсямногиеусловияили факторы :
1.Тщательное планирование лечения с ис- . пользованиемимплантатов .
2.Подбор адекватного материала , обладающего биоинертными, биотолерантными и по возможности остеоиндуктивными свойствами.
3.Поверхность имплантата должна быть химически чистой, разработанной, т.е. иметь определенный микрорельеф.
4.Для установки имплантата необходимо использовать соответствующее оборудование (специальную бормашину с системой охлаждения - физиодиспенсер, набор инструментов и фрез для формирования ложа имплантата ).
5.Периоперационный контроль за состояниемпациента .
6.Рациональное протезирование.
ПОКАЗАНИЯ И ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ИМПЛАНТАЦИИ
Первоочередной задачей при вторичной адентии является определение необходимости и возможности использования внутрикостных имплантатов при выборе ортопедического метода стоматологического лечения пациентов.
Показаниями к дентальной имплантации служат клинические варианты вторичной адентии: отсутствие одного из зубов во фронтальном отделе; ограниченные включенные дефекты зубного ряда; концевые односторонние и двусторонние дефекты зубного ряда;
полное отсутствие зубов, особенно при снижении высоты альвеолярных отростков; непереносимость съемных протезов вследствие повышенной чувствительности к акрилатам или при выраженном рвотном рефлексе;
отсутствие функциональной окклюзии и(как следствие) возникновение болевого синдрома дисфункции.
Впроцессе сбора анамнеза, выявления жалоб пациента и осмотра полости рта определяются абсолютные и относительные противопоказания к дентальной имплантации.
Абсолютными противопоказаниями служат: заболевания крови и кроветворных органов; заболевания ЦНС (врожденные и приобретенные);
злокачественные новообразования органов и систем у пациента; иммунопатологические состояния;
системные заболевания соединительной ткани(ревматические, ревматоидные процессы, дерматозы, склеродермия и т.д.); туберкулез и его последствия; заболевания слизистой оболочки полости рта (хронический рецидивирующий афтозный стоматит, красная волчанка, пузырчат-
ка, синдром Шегрена, синдром Бехчета и пр.); диабет I типа.
Относительными противопоказаниями являются: неудовлетворительная гигиена и несанированностьполостирта ; гингивит различной этиологии; пародонтит выраженной степени; аномалии прикуса;
артрозо-артрит височно-нижнечелюстныхсуставов ; выраженная атрофия или дефект костной ткани альвеолярного отростка;
вредные привычки (курение, злоупотребление алкоголем, наркомания); бруксизм; беременность.
Предполагаемая операция внутрикостной имплантации вносит определенную специфику в подготовку пациента, обусловленную необходимостью полнойсанацииполостирта .
Входе лечения осложненного кариеса корневые каналы пломбируются до уровня апикального отверстия, а при неэффективности эндодонтического лечения проводится хирургическоелечение. В первуюочередьэторезекцияверхушкикорнясудалениемпериапикальных
гранулем.
Привыявленииочаговвоспаленияв тканяхпародонта проводится терапевтическое лечение с обязательным удалением над - и поддесневых назубных отложений , а в ряде случаев выполняется хирургическая обработка зубодесневых карманов .
Ортопедическаяподготовкавключаетзамену некачественных конструкций , а также зубных протезов, провоцирующих возникновение явле - ний гальванизма .
Впрограммуподготовкивходитобязательное обучение пациента гигиене полости рта и специфическому уходу за супраструктурами им - плантата.
Кроме клинической оценки состояния слизисто-надкостничного слоя и ширины альвеолярного отростка в зоне имплантации, в каждом конкретном случае изготавливают и изучают диагностические модели, которые сопоставляются в положении центральной окклюзии. При помощи параллелометра на диагностических моделях уточняется и детализируется место внедрения имплантата, определяется ось наклона планируемой ортопедической конструкции .
Обязательным методом обследования в ходе планирования дентальной имплантации являетсярентгенографиявразличныхвариантах . На основании данных дентальных снимков , ортопантомограмм и компьютерной томографии оценивается плотность костной ткани, ее структура, состояние опорных зубов и зубов-антагонистов . Детально исследуется топография нижнечелюстного канала, дна верхнечелюстного синуса и грушевидного отверстия. На рентгенограммах фломасте-
ром выделяются все топографо-анатомические ориентирыи намечаются меставведенияимплантата по их расчетным данным .
Опыт показывает, что в клинике преобладают концевые дефекты зубов нижней челюсти в 30% случаев и верхней челюсти - в 25%, затем следуют включенные дефекты - 20%, комбинированные - до 12% и двусторонние концевые дефекты - не более 13%. Следовательно, внедрение данного метода лечения позволит значительно повысить эффективность ортопедического стоматологического лечения.
СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИМПЛАНТАТОВ
В мировой стоматологической практике одним из наиболее распространенных материалов, применяемых для изготовления стома - тологических имплантатов, является титан и сплавы на его основе - ВТ1-00 и ВТ1-0, так называемый технический чистый титан, (зарубежные аналоги Grade I, Grade 2), ВТ5 (зарубежный аналог Grade 4, Т15А1) и ВТ6 (зарубежныйаналог Grade5,T1-6A1-4V). Выбор именно этого материала был обусловлен , прежде всего, его уникальной коррозионной стойкостью и биотолерантностью . Высокая коррозионная стойкость титана объясняется быстрым образованием на его поверхности пассивной окисной пленки, прочно связанной с основным металлом и исключающей непосредственный контакт металла с коррозионно-активной средой . Окисная пленка образуется на поверхности титана при окислении на воздухе , анодном окислении и путем самопассивациине только в сильно окислительных , но ив нейтральных, ислабокислыхрастворах .
Одним из важнейших факторов, способствующих образованию защитной пассивной пленки на титане , является наличие в растворе окисляющих агентов и в первую очередь кислорода. Помимо кислорода воздуха роль пассиваторов, резко тормозящих процесс коррозии титана в едких растворах, могут играть известные окислители: азотная или хромовая кислота , перманганат калия и др . В водных растворах пассивация титана может происходить ив отсутствие кислорода воздуха илиспециальных окислителей , что объясняется окислением титана гидроксильной группой. Стойкость титана в пассивном состоянии значительно выше , чем у железа, хрома, никеля и нержавеющих сталей. Кроме того, титан способен сохранять стойкое пассивное состояние в водных растворах , содержащих, наряду с кислородом, ионы хлора практически в любой концентрации. Коррозионная стойкость титановых сплавов в пассивном состоя - нии определяется стойкостью к данной агрессивной среде поверхностных пленок . В большинстве случаев это тонкие окисные пленки рутила, но в кислотных растворах природа поверхностных пленок может меняться . Титан обладает исключительно высокойстойкостью в большинствеорганических соединений . Скорость коррозии его в наиболее агрессивных средах зависит от аэрации раствора или наличия кислорода воздуха.
Какуказывалосьвыше , некоторыестоматологические фирмы , такие как «Конмет» (Россия),«Calcitek» (Франция), в качестве материала для изготовленияимплантатовприменяютсплавы Grade 4 и Grade 5, содержащие до 5% Al(Grade 4) идо 7% А1 и4%V (Grade 5). Последний сплав имеет в своей структуре до 10% (3-фазы, что естественно может привести при определенныхусловияхк нежелательнымотри - цательнымэффектамв процессевживленияи дальнейшейэксплуатации .
Исходя из вышеизложенного, становится очевидным, что, с точки зрения биотолерантности , наиболее целесообразным для изготовления дентальных имплантатов является технически чистый титан, а именно: сплавы ВТ1-00 илиВТ1-0, химическийсоставкоторыхв соответствиис ОСТ 1.90013-80 следующий:
ВТ1-0: Ti - основа, Al<0,7%, C<0,07%, Fe<0,3%, Si<0,l% 0<0,2%, N<0,04%, H<0,01%,сумма прочихпримесейменее 0,3%. ВТ1-00: Ti - основа, Al<0,3%, C<0,05%, Fe<0,2%, Si<0,08%, O<0,1%, N<0,04%, H<0,01%,сумма прочихпримесейменее 0,1 %.
ОтечественныесплавыВТ 1-0 иВТ1-00 имеют более жесткие ограничения по содержанию примесей , чем зарубежный аналог Grade 2, химическийсоставкоторогоследующий (понормам ASTM):
Grade 2: Ti - основа, А1<1%, С<0,1%, Si<0,2%, Fe<0,2% 0<0,25%, N<0,05%,Н<0,015%, сумма прочих примесей менее 0,5%.
Однако по уровню прочностных свойств для изготовления внутрикостных стоматологических имплантатов наиболее пригоден технически чистый титан марки ВТ1-0. Обладая, так же как и титан марки ВТ1-00 (самый «чистый» в мировой практике по содержанию примесей), наиболее высокой по сравнению с другими титановыми сплавами коррозионной стойкостью и бионейтральностью, он имеет такую же высокую технологическую пластичность, т.е. способность к различного вида механической обработке, но более высокий уровень прочности, чем сплав ВТ1-0.
При высоком уровне эксплуатационных нагрузок, наличии концентраторов напряжений, что отмечается в таких конструктивных элементах, как стоматологические имплантаты, целесообразно применение высокосортного технического титана с пониженным содержанием примесей, т.е. титана марки ВТ1-0. Следует отметить, что титан марок ВТ1-0 и ВТ1-00 не уступает по уровню прочности, пластичности и вязкости целому ряду углеродистых и нержавеющих сталей, бронз и медноникелевых сплавов. Как указывалось выше, наибольшее применение в химической, фармацевтической и медицинской промышленности нашел сплав ВТ1-0: из промышленных сплавов он обладает более высокой коррозионной стойкостью и рекомендуется для работы при температуре до 350 °С.
Сплав титана ВТ1-0 (технический чистый титан) обладает в большинстве случаев наиболее высокой коррозионной стойкостью и биосовместимостью по сравнению со сплавами, легированными другими металлами с целью получения более высоких прочностных свойств. Применение технического чистого титана для изготовления элементов, используемых при остеосинтезе и дентальной имплантации в практике хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, с нашей точки зрения, наиболее рационально еще и потому, что изделия из этого сплава могут подвергаться устерилизации без опасения возникновения явлений остаточной радиоактивности.
Совершенствование имплантатов проходило в различных направлениях с целью повышения их качества и устранения недостатков, выявляемых в ходе клинической эксплуатации. В процессе совершенствования применялись самые современные достижения научно-технического прогресса и в первую очередь металлургии, химии, физики, материаловедения, сопромата, биологии и токсикологии.
Ранее при производстве имплантатов применялись наиболее часто титан и его сплавы, разительно отличавшиеся по своему составу от ВТ1-00 и ВТ1-0: Grade 6-7, хром-кобальтовые соединения, тантал и др. В настоящее время имеются данные об использовании циркония - крайне редкого и дорогого металла. Используются также имплантаты, имеющие металлическую основу, но покрытые слоем нитрида титана или гидроксиаппатитом, последний применяется для улучшения остеоинтегрирующих свойств имплантата и создания развитой микроповерхности.
С развитием промышленности появилась возможность увеличивать площадь поверхности имплантатов и, соответственно, площадь контакта с костной тканью за счет придания поверхности развитого микрорельефа, что достигается путем разного рода поверхностно-пластической обработки, травления кислотами, механическими способами (накатом). Однако все перечисленные методы не обеспечивают должной чистоты поверхности тела имплантата из-за неизбежных механических или химических загрязнений. Проблема решается на современном уровне путем напыления на поверхность имплантата химически чистых металлов (титана, циркония или керамики ГАП). К числу наиболее прогрессивных методов создания развитой поверхности имплантата, обеспечивающих, кроме того, высочайшую степень очистки поверхности материала, относится метод использования источников высокой энергии - мощных ионных пучков (МИП). Данный метод позволяет контролировать размер и форму микропор на поверхности, что крайне важно для интеграции с костной тканью. Указанный метод изменяет также состояние подповерхностных слоев материалов с получением целого ряда новых, важных в имплантологии качеств имплантатов. Комплексные научные исследования в этом направлении, проведенные совместно лабораторией титана (ВИАМ) и кафедрой факультетской хирургической стоматологии с курсом имплантологии(МГМСУ), позволили разработать и внедрить в стоматологическую практику новую отечественную систему двухэтапных имплантатов«ЛИКо», по целому ряду параметров превосходящих зарубежные аналоги, а также улучшить эксплуатационные свойства ранее хорошо известных пластиночных имплантатов. Московский Всероссийский научно-исследовательский институт медицинской техники(ВНИИМТ) - пионер в области российской имплантологии, удерживающий первенство по количеству выпускаемых имплантатов, постоянно совершенствует выпускаемые им пластиночные имплантаты, модернизируя практически все их характеристикиот качества титана до изменения конструкций, форм, размеров, количества и формы головок, вида шеек, покрытия ГАП, изготовления индивидуальных имплантатов по заказам. Доработка имплантатов с целью обновления свойств их поверхности проводится ВНИИМТ совместно с ВИАМ, что привносит в производство технологии, использовавшиеся ранее только в авиакосмической промышленности и недоступные большинству производителей. Так, например, проведенными ранее исследованиями доказано, что угол изгиба головки пластиночного имплантата, изготовленного из титана марки ВТ1-0 или Grade 2, не должен превышать 15°, однако после дополнительной обработки поверхности пластиночных имплантатов МИПом появляется возможность увеличить угол изгиба
головки имплантата до 25° без нарушения микроструктуры титана [Гончаров И.Ю., 1999].
В последнее время, наряду с традиционными титановыми сплавами, в качестве материала для внутрикостных стоматологических имплантатов стал применяться цирконий. Этот металл, располагающийся в одном ряду с титаном в периодической системе, является практически полным его аналогом по многим физико-химическим свойствам и обладает такой же высокой бионейтральностью. Применение его в медицинской практике во многом ограничивалось большим стратегическим значением и высокой стоимостью.
По распространенности в природе цирконий превосходит такие металлы , как медь, цинк, олово, никельисвинец . Егосодержаниев земной коре достигает 0,02% по массе. Для сравнения:содержаниевземнойкоредвухостальныхпредставителей 4Вподгруппытаблицы Менделеева - титана и гафния - 0,061% и 0,0032%, соответственно . Основнымиминераламициркония , используемымиприегополучении , являются циркон (ZrSiO2) и бадделеит (ZrO2).Втехнологическуюсхемупроизводства Zr, кромеобогащенныхминералов циркона и бадделеита , входит: термическое разложение концентратов с выделением чистого Zr02 илихлорирование сформированиемтехнического ZrCl4;девятиступенчатая экстракциявосстановлениянатрием , магниемиликальцием приповышенных температурах ; электролитическое , электродуговое и йодидное рафи - нирование. Последний способ позволяет получать прутки Zr диаметром до 50 ммидлинойдо 1,52 м с содержанием газовых примесей менее 0,005% и углерода на уровне 0,01-0,03% при твердости НВ=700-800 Мпа. Более глубокая очистка достигается при использовании зон-
ной плавки - 99,9999%.
Внастоящеевремяпромышленностьювыпускается йодидный Zr в виде прутков, листов, проволоки, порошков и др. при средней стоимо - сти до 100$ за кг. Стоимость технически чистого титана и гафния, по данным Гиредмета , на 1998 г. составляет 45 и 350$, соответственно. Таким образом, стоимость Zr более чемв 2 разавышестоимости титана .
Определить преимущества титана и циркония из приведенных данных крайне сложно. Это обусловлено прежде всего тем , что основные характеристики этих металлов получены в различных условиях и по различным методикам . Последнее представляется особенно важнымс точкизрениячистотыизучаемыхисследователямиметаллов , о которойвомногихпубликацияхвообщенесообщается , тогдакак наличие приме - сей внедрения, особенно углерода , кислорода, азота иводорода , может кардинально изменить уровеньэксплуатационных свойств титана и цир - кония. Здесь необходимо констатировать , что в России практически весь цирконий получают йодидным методом, что гарантирует очень низкоесодержаниепримесей . Этого нельзя сказать о титане , финишнойоперацией получениякоторого являетсявакуумно-дуговая плавка . Такое несоответствие в исходном состоянии металлов необходимо учитывать при дальнейшем анализе . Титан и цирконий имеют только трисущественноразличные базовые характеристики :
удельный вес (у титана он ниже почти в 1,5 раза); сечение захвата нейтронов (у циркония оно рекордно низкое); стоимость (у циркония она выше в 2 раза).
В то же время цирконий обладает несколько более высокой коррозионной стойкостью(почти во всех активных средах), а титан имеетболеевысокиепрочностныеипластическиехарактеристики . Именно эти факторы и предопределили преимущественное приме - нение титанав промышленности , втомчислеивмедицинской (исключение составляет применение цирконияв реакторной технике ).
Из сравнения электродных потенциалов видно, что хотя термодинамическая активность циркониядостаточновелика , егоэлектрод - ный потенциал в большинстве активных сред лежит в пределах от -0,2 до +0,1 Б. Это определяетсябольшойсклонностью циркония кса - мопассивации. В ряду пассивности цирконий стоит рядом с титаном, хотя характер устойчивостиего пассивного состояния , а следовательно коррозионнойстойкостиибионейтральности , заметно отличается от пассивности и стойкости титана .
Цирконий пассивен и устойчив в азотной кислоте всех концентраций, если она не содержит группы N02. Однако в отличие от титана цирконий теряет свою стойкость в азотной кислоте при наличии в ней хлор-иона. Так, например, цирконий не устойчив в царской водке и вообще в растворах окислителей при наличииС 1-(хлор-иона), нестоеконивхлорнойводе . Эта неустойчивостьцирконияв указанных услови - ях классифицируется как перепассивация . У циркония этот процесс аналогичен явлению пробоя защитной пленки : связь Zr-O в пассивной пленке заменяется связью Zr-Cl. Приэтомпроисходитменьшеесмещениеэлектродного потенциала в анодную сторону,чем при связи Ti-O. Проанализировавпредставленныеданные , можно сделать вывод, что из общетеоретических соображений при равных условиях чистоты титан и цирконий будутобладать высокой коррозионной стойкостью в биологических средах , однако через достаточно про - должительное время (более 5 лет) на поверхности этих материалов могут появляться «следы» коррозии (равномерная коррозия титана , питтингиуциркония ).
Таким образом, при одинаковой степени «чистоты» титана и циркония предпочтение дляприменениявкачествематериаладляэле - ментов остеосинтеза и имплантатов почти по всем параметрам следовало бы отдать титану . Титан имеет более низкую стоимость на фоне бо - леевысокойпрочности , пластичностиикоррозионной стойкости в присутствии хлориона . На практике же, как отмечалось выше , из-за различной технологии получения титана и циркония , последний по чистоте намного превосходит технический титан и , следовательно, обладает комплексом более высоких антикоррозионных характеристик, а также повышенной бионейтральностью.
Следует отметить, что в настоящее время завершена совместная разработка ВИАМ и МГМСУ по созданию нового экономически выгодного титанового сплава, биосовместимость и коррозионные свойства которого будут превышать характеристики сплава ВТ1-0 наряду со значительным выигрышем в прочностных свойствах. Этот сплав на основе композиции Ti-0-Fe-N по-
зволит создать уникальные по своим эксплуатационным свойствам конструкции для применения их в качестве элементов для остеосинтеза и имплантации в практике хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОЙ ИМПЛАНТАЦИИ
В этой главе мы представляем два отечественных , наиболее широко используемых в России набора для проведенияоперацийвнутрико - стной имплантации :
1.Набор инструментов «ЛИКо» для проведения двухэтапнойвнутрикостнойимплантации с использованием винтовых им - плантатов.
2.Набор инструментов ВНИИМТ для проведения операции с использованием пластиночных имплантатов.
СИСТЕМА «ЛИКо» (описание инструментария):
а) шаровидная фреза используется для обозначения места формирования ложа под имплантат (диаметр не более 3-4 мм); б) «пилотный бор» (или фреза Линдемана) используется для формирования направляющего отверстия под имплантат (диаметр рабочейчасти 1,9-2,3 мм);
в) фреза-формировательложадляимплан татов используется последовательно, меняя диаметр рабочей части, при формировании ложа под имплантат (диаметр рабочей части 2,5; 2,75; 3,0 мм); г) глубиномер применяется для определения глубины ложа под имплантат и в качестве ориентира для параллельного введения последующих имплантатов;
д) метчик используется для нанесения резьбы в сформированном ложе под имплантат; е) ключ большой используется для установки имплантатов в ранее сформированное ложе(общая длина 25 и 30 мм);
ж) ключ малый используется для закручивания «винта-заглушки» в имплантат при формировании резьбы и при закручивании имплантата большим ключом в сформированное ложе; з) ключ реверсивный используется при работе с метчиком и при закручивании имплантатов в сформированное ложе;
и) пинцет-держатель имплантатов используется для извлечения имплантата из стерильной упаковки и перемещения его в сформи - рованное ложе; к) перфоратор слизистой оболочки над имплантатом (мукотом) используется перед началом второго этапа имплантации для поиска
иобозначенияместарасположенияимплантата под слизистой оболочкой
Набор инструментов «ЛИКо»для проведения двухэтапной имплантации. Сверху вниз:
а) шаровидная фреза; .
б) фреза Линдемана - «пилотный бор»; в) фреза-формирователь ложа имплантата;
3.г) глубиномер; д) ключ большой; е) ключ малый; ж) метчик;
4.з) пинцет-держатель имплантатов;
и) перфоратор слизистой оболочки (мукотом); к) ключ реверсивный.
5.Набор инструментов для установки пластиночных имплантатов (ВНИИМТ).
6.Боры фиссурные для фрезирования ложа под имплантат.
7.Дисковая фреза для формирования ложа под имплантат.
8.Распаторы: прямой, угловой - левый.
9.Распатор угловой - правый, стружкоудалитель.
10.Имплантатовод.
11.Штанга-интрадуктор.
12.Имплантационный молоток.
13.Перфоратор (мукотом).
14.Плоскогубцы.
15.Отсос хирургический.
16.Физиодиспенсер.