Стоматологический имплантат
Изобретение относится к области медицины, в частности, к области стоматологии и может быть использовано в хирургической и ортопедической стоматологии для реабилитации больных с частичной или полной потерей зубов. Достигаемый технический результат - увеличение прочности соединения имплантата с костной тканью. В предлагаемом стоматологическом имплантате внутрикостная часть 1 покрыта слоем отрицательно заряженного электрета 3, в частности, пленкой оксида тантала Та2O5, биосовместимого с тканями организма, толщина которого составляет более 0,5 микрон, стимулирующего остеогенез, повышающего противовоспалительную активность и предупреждающего послеоперационные осложнения. Электретная пленка наносится на имплантат методом ионно-плазменного реактивного напыления, что обеспечивает высокую адгезию пленки к поверхности имплантата, а также стерильность пленки и имплантата в целом. Получаемая пленка имеет плотную структуру и полностью покрывает внутрикостную поверхность имплантата, что исключает контакт посторонних включений с костной тканью, которые могут образоваться при механической обработке имплантата. 2 ил.
Изобретение относится к области медицины, в частности, к области стоматологии и может быть использовано в хирургической и ортопедической стоматологии для реабилитации больных с частичной или полной потерей зубов.
Применяемые в настоящее время характерные конструкции стоматологических остеоинтегрируемых имплантатов, как правило, содержат внутрикостную и внекостную части, соединяемые между собой посредством фиксирующего винта.
Внутрикостная часть выполнена с резьбой на наружной поверхности и снабжена внутренним резьбовым отверстием для фиксирующего винта.
Совершенствование конструкций стоматологических имплантатов идет по нескольким направлениям, одно из которых стимулирует остеосинтез путем внутрикостной части имплантата физиологически адаптированного пластика с катализаторами из различных материалов (карбонат кальция, силикат магния или алюминия и т.д.) (патент US №4051598 по кл. А 61 С 13/00, опуб. 4.10.77). Наряду с другими компонентами используется также и костная ткань.
Внутрикостные части имплантатов этого типа обладают недостаточной прочностью связи пористого слоя из различных материалов с материалом основы имплантата и, кроме того, катализаторы не в полной мере стимулируют остеогенез.
Другим направлением совершенствования конструкции стоматологических имплантатов является увеличение площади контакта поверхности внутрикостной части имплантата с костью (патент RU №2146113, кл. А 61 С 8/00, опуб. 10.03.2000). Для увеличения площади контакта на наружной поверхности внутрикостной части имплантата выполнены глухие углубления, являющиеся элементами макроретенции, и шероховатости, являющиеся элементами микроретенции. За счет этих элементов площадь контакта имплантата с костью увеличивается почти на 50%.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является решение, защищенное патентом RU №2179001, кл. А 61 С 8/0, опуб. 10.02.2002. Известный стоматологический остеоинтегрируемый
имплантат состоит из внекостной части и внутрикостной части, на наружной поверхности которой выполнены элементы макроретенции и микроретенции, причем элементы макроретенции выполнены в виде резьбы. Несмотря на развитую поверхность контакта с костью известного имплантата, он не обеспечивает прочного соединения имплантата с костной тканью, так как не обладает свойствами стимуляции остеогенеза.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание стоматологического имплантата, увеличивающего прочность соединения имплантата с костной тканью и ускоряющего процесс его вживления в костную ткань в связи обеспечением стимулирующего влияния на остеогенез.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый стоматологический имплантат содержит, как и известный, внекостную часть и внутрикостную часть, на наружной поверхности которой выполнены элементы макроретенции и микроретенции, причем элементы макроретенции выполнены в виде резьбы, а элементы микроретенции выполнены в виде слоя с развитым микрорельефом, приближенным к микроархитектонике кости.
Но, в отличие от известного, в предлагаемом решении внутрикостная часть покрыта слоем отрицательно заряженного электрета, биосовместимого с тканями организма, толщина которого более 0,5 микрона, причем в качестве электрета может быть использован оксид тантала.
Достигаемый технический результат - увеличение прочности соединения имплантата с костной тканью и ускорение процесса его вживления в костную ткань.
Сущность изобретения поясняется графическим материалами:
фиг.1 - чертеж стоматологического имплантата;
фиг.2 - схема технологической установки ионно-плазменного реактивного нанесения электретной пленки Ta2O 5 на имплантаты.
Имплантат (фиг.1) состоит из внутрикостной части 1 и внекостной части 2. Внутрикостная часть 1 выполнена в форме цилиндра и имеет элементы макроретенции и микроретенции. Элементы макроретенции, выполнены в виде упорной резьбы по всей длине внутрикостной части. Внекостная часть 2 выполнена полой и имеет шестигранный хвостовик, который устанавливается в углубление внутрикостной части с конгруэнтной поверхностью. Внекостная и внутрикостная части соединяются посредством фиксирующего винта, проходящего через внутреннее отверстие внекостной части. На резьбовой
наружной поверхности внутрикостной части имеется развитый микрорельеф, приближенный к микроархитектонике кости, на который нанесен слой отрицательно заряженного электрета 3.
Имплантат изготовлен из упрочненного сплава титана, например марки ВТ1-0, относящегося к разряду GRADE4 (ASTMF67).
Для получения слоя отрицательно заряженного электрета из оксида тантала Та 2О5 используется технология с применением оборудования ионно-плазменного напыления. Технологическая установка (фиг.2) состоит из вакуумной камеры 4, снабженной магнетроном с танталовой мишенью 5 и источником питания 6. Вакуумная камера 4 имеет вакуумный изолированный ввод вращения 7, с приводом вращения 8, для обеспечения вращения подложкодержателя 9, на котором размещаются имплантаты (подложки) 10.
В вакуумной камере 4 смонтирован радиационный нагреватель имплантатов (подложек) 11. Напуск рабочих газов аргона и кислорода осуществляется с помощью дозирующих клапанов (натекателей) 12 и 13. Измерение степени вакуума в вакуумной камере 4 осуществляется с помощью теплоэлектрического 14 и ионизационного 15 манометров. Стандартное устройство ионной очистки имплантатов в тлеющем разряде, на фиг.2 не показано.
Нанесение электретных пленок Та2О5 на имплантаты осуществляется в рамках единого технологического цикла. В начале вакуумную камеру 4 с помещенными на подложкодержателе 9 имплантатами 10 откачивают до давления не более 10-2 Па, затем производят очистку имплантатов 10 в тлеющем разряде, нагревают их до температуры 250-400°С, далее осуществляют напуск аргона до давления, при котором зажигается газовый разряд и начинается распыление танталовой мишени - обычно давление аргона составляет величину порядка 10-1 Па. Одновременно через дозирующий клапан 13 осуществляется напуск кислорода в камеру, парциальное давление которого выбирается из условия образования оксида стехиометрического состава Ta2O 5, (на два атома тантала должно приходится пять атомов кислорода).
Для равномерности напыления слоя осуществляется вращение подложкодержателя 9 с имплантатами 10.
Таким образом, на поверхности имплантата образуется диэлектрическая пленка оксида тантала. Через изолированный ввод 7 на имплантаты подается положительный потенциал относительно заземленной точки (вакуумной камеры).
В результате этого в процессе напыления пленки Та 2O5 происходит ее электризация, и она приобретает электретные свойства за счет преимущественного осаждения частиц с отрицательным зарядом. Толщина слоя электрета более 0,5 микрон обеспечивает сплошную пленку на поверхности имплантата.
Полученная таким образом электретная пленка Ta2O5 оказывает мощное стимулирующее действие на процесс вживления имплантата, повышает противовоспалительную активность и предупреждает послеоперационные осложнения. Это происходит из-за того, что она обладает высокой стерильностью, поскольку процесс ее получения осуществляется в вакууме, а используемые при этом газы имеют спектральную чистоту. Кроме того, обычный имплантат, хотя и изготавливается из чистого сплава титана марки ВТ1-0, после механической обработки имеет на своей поверхности посторонние включения от применяемого инструмента, используемых абразивов. Электретная пленка, покрывая сплошным слоем имплантат, тем самым исключает контакт этих включений с костной тканью. Электретная пленка имеет высокую адгезию (силу сцепления) с поверхностью имплантата, поскольку частицы, образующие пленку, осаждаются на имплантат, имея большую энергию.
Стехиометрический состав и качество электретных пленок определялось с использованием растрового электронного микроскопа JSM-35CF, рентгеновского микроанализатора энергодисперсионного типа Link 860 и установки катодного напыления JEC-1100.
Условия анализа: для электронного микроскопа - ускоряющее напряжение 25 кВ, ток зонда 6·10-10 А; для рентгеновского микроанализатора - напряжение 25 кВ, ток зонда 2·10 -9 А. При подготовке поверхности для обеспечения хорошего разрешения и контраста изображения на установке катодного распыления JEC-1100 на исследуемую поверхность напылялось тонкое проводящее покрытие из золота толщиной не более 5·10 -10 м.
Имплантат устанавливается следующим образом. После выполнения местной анестезии проводят разрез, обнажают альвеолярный отросток и, последовательно, двумя или тремя сверлами (развертками), формируют костное имплантационное ложе. Далее метчиком, профиль которого конгруэнтен геометрии резьбовой поверхности имплантата, нарезают резьбу - в зависимости от плотности кости до половины или на всю длину формируемого костного ложа. Затем с помощью ключа-имплантатовода устанавливают имплантат до уровня
кортикального слоя кости, завинчивают винт-заглушку и ушивают операционную рану. После завершения процесса остеоинтеграции через небольшой разрез обнажают внутрикостную часть имплантата, удаляют заглушку и ввинчивают формирователь десны для получения плотного импланто-десневого контакта в виде кругового рубца. После определенного срока заменяют формирователь десны внекостной частью, сопрягаемый шестигранный хвостовик, который вставляют во внутрикостную часть и фиксируют их друг относительно друга винтом. Это начало второго, ортопедического этапа имплантации.
Имплантат апробирован в клинике Московского государственного медицинского стоматологического университета. Проведено лечение 11 пациентов обоего пола в возрасте от 30 до 60 лет без выраженной сопутствующей патологии с использованием 72 имплантатов. В ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде осложнений не наблюдается. При отсутствии воспаления репарация костной ткани проходит по пути контактного остеосинтеза, о чем свидетельствуют результаты многочисленных экспериментальных работ, и в данном случае это показал рентгеновский мониторинг. Такой тип кости является морфологическим эквивалентом остеоинтеграции, когда в пограничном имплантату пространстве формируются зрелые костные структуры, кость постепенно интегрирует с имплантатом, что приводит к образованию прочного соединения костная ткань-имплантат.
1. Стоматологический имплантат, содержащий внекостную часть и внутрикостную часть, на наружной поверхности которой выполнены элементы макроретенции и микроретенции, отличающийся тем, что наружная поверхность внутрикостной части имеет поверхностный слой в виде отрицательно заряженного электрета, биосовместимого с тканями организма.
2. Стоматологический имплантат по п.1, отличающийся тем, что слой отрицательно заряженного электрета выполнен из оксида тантала Та2О 5.
3. Стоматологический имплантат по п.1, отличающийся тем, что слой отрицательно заряженного электрета имеет толщину более 0,5 мкм.
