СБОРНЫЙ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ИМПЛАНТАТ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к внутрикостным цилиндрическим имплантатам, и может использоваться в стоматологии при имплантации искусственных корней зубов верхней и нижней челюстей.
Требуемые биомеханические условия функционирования зубов характеризуются их способностью эффективно воспринимать осевые, изгибающие и скручивающие нагрузки, а также обеспечивать амортизирующее действие при жевании для уменьшения давления на костную ткань. Поэтому внутри-костные имплантаты, являющиеся искусственными корнями зубов и служащие несущей опорой для несъемных зубных протезов, должны обладать такими же функциональными особенностями, что и естественные зубы. Это может быть достигнуто при выполнении имплантатов с конструктивными частями и элементами, обеспечивающими сопротивление осевому смещению и провороту, а также упругую микроподвижность в процессе жевания. Кроме того, для обеспечения высокой прочности сцепления имплантата с окружающей тканью необходимо создавать такую структуру поверхности, которая способствует эффективному прорастанию костных клеток и процессу ускоренной остеоинтеграции имплантационной конструкции.
Известен зубной имплантат с фиксацией от проворота, содержащий неразъемные коническую коронковую и цилиндрическую внутрикостную части, между которыми находится шейка, при этом на внутрикостной части имеются два наружных продольных выступа, скошенные в направлении от пришеечной зоны к апикальной зоне и расположенные в одной диаметральной плоскости [Патент РФ №96481, МПК: A61C 8/00, опубл. 10.08.2010 г.].
Недостатком данной конструкции является отсутствие в ее составе конструктивных элементов, обеспечивающих сопротивление имплантата осевому смещению и его упругую микроподвижность при действии жевательных нагрузок. Кроме этого, поверхность внутрикостной части не имеет микрошероховатую и макропористую биоактивную структуру, обеспечивающую эффективную остеинтеграцию имплантата.
Известна конструкция зубного имплантата, содержащая неразъемные коническую зубопротезную часть и цилиндрическую внутрикостную часть с полусферическим апикальным основанием, между которыми расположена шейка, при этом на поверхности внутрикостной части выполнены остеоинтеграционные элементы в виде углублений и выступов, образованных пересечением двух винтовых канавок встречного направления и треугольного профиля с одинаковым межвитковым расстоянием, составляющим 0,7-1,0 мм, и шириной канавок, равной 0,45-0,75 мм, а также глухие отверстия на середине выступов диаметром и глубиной, равными ширине винтовых канавок [Патент РФ №116768, МПК: A61C 8/00, опубл. 10.06.2012 г.].
Недостатком данной конструкции является то, что она не имеет технической возможности, обеспечивающей упругую микроподвижность имплантата при действии жевательных нагрузок, и не имеет на поверхности микрошероховатую и макропористую биоактивную структуру.
Ближайшей по технической сущности предлагаемой полезной модели является внутрикостный цилиндрический имплантат для протезирования зубов верхней и нижней челюстей [Патент РФ №2489987, МПК: A61C 8/00, опубл. 20.08.2013 г.], который выполнен разборным и содержит три составных конструктивных части, выполненных раздельно - верхнюю металлическую часть, нижнюю металлическую часть и центральную неметаллическую часть. Верхняя часть состоит из конической коронковой части, имеющей шейку, и цилиндрической пришеечной внутрикостной части, которые соединены друг с другом нераздельно посредством шейки. На цилиндрической поверхности пришеечной внутрикостной части выполнены продольные канавки для сопротивления провороту имплантата, а с торца, направленного к центральной части, выполнено глухое резьбовое отверстие для соединения с центральной частью. Нижняя цилиндрическая внутрикостная часть выполнена с полусферическим апикальным основанием и имеет на поверхности поперечные канавки для сопротивления осевому смещению, а с торца, направленного к центральной части, имеет глухое резьбовое отверстие для соединения с центральной частью. Центральная цилиндрическая часть, обеспечивающая упругую микроподвижность верхней части при жевательных нагрузках, имеет на торцах резьбовые выступы для соединения верхней и нижней частей имплантата в единую конструкцию посредством резьбового соединения.
Однако существенным недостатком имплантата является, то, что на поверхности внутрикостной части отсутствует микрошероховатая и макропористая биоактивная структура, обеспечивающая эффективную остеоинтеграцию.
Задачей полезной модели является создание сборного цилиндрического имплантата с конструктивными частями и элементами, обеспечивающими его сопротивление осевому смещению и провороту, а также упругую микроподвижность при жевательных нагрузках, и с внутрикостной поверхностью, имеющей микрошероховатую и макропористую биоактивную структуру.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение эффективных условий прорастания костной ткани в структуру поверхности имплантата для прочного его закрепления в костном ложе и эффективного выполнения своих биомеханических функций.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом сборном имплантате для протезирования зубов, содержащем металлическую коническую коронковую часть с шейкой, соединенную с цилиндрической внутрикостной частью, при этом цилиндрическая внутрикостная часть выполнена в виде разборной конструкции, состоящей из трех цилиндрических частей одинакового диаметра, где к верхней пришеечной металлической части, имеющей продольные канавки, дополнительно присоединена центральная неметаллическая часть, соединенная с нижней металлической частью, имеющей поперечные канавки, при этом на торцах верхней металлической части и нижней металлической части, направленных к центральной неметаллической части, выполнены глухие резьбовые отверстия, а на торцах центральной неметаллической части выполнены резьбовые выступы, согласно новому техническому решению, поверхность верхней пришеечной металлической части с продольными канавками имеет микрошероховатую структуру, а поверхность нижней металлической части с поперечными канавками имеет макропористое биоактивное покрытие.
Полезная модель поясняется изображениями, где на фиг. 1 показана конструкция имплантата в разборном виде, на фиг. 2 показана конструкция имплантата в сборке, где позициями обозначены: 1 - верхняя металлическая часть; 2 - нижняя металлическая часть; 3 - центральная неметаллическая часть; 4 - коническая коронковая часть; 5 - шейка; 6 - пришеечная внутрикостная цилиндрическая часть; 7 - продольные канавки пришеечной внутрикостной части; 8 - глухое резьбовое отверстие верхней металлической части; 9 - полусферическое апикальное основание нижней металлической части; 10 - поперечные канавки нижней металлической части; 11 - глухое резьбовое отверстие нижней металлической части; 12 - резьбовые выступы центральной неметаллической части, 13 - микрошероховатая структура пришеечной внутрикостной цилиндрической части, 14 - макропористое биоактивное покрытие нижней металлической части.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Для обеспечения сборным имплантатом сопротивления осевому смещению, сопротивления провороту, упругой микроподвижности при жевательных нагрузках и эффективных условий прорастания костной ткани в поверхностную структуру имплантата конструкция выполнена с частями, элементами и структурой поверхности, обеспечивающими прочное его закрепление в костном ложе и эффективное выполнение своих биомеханических функций. При этом имплантат состоит из трех отдельных частей, соединяемых при сборке в единую медико-техническую конструкцию, и включает верхнюю металлическую часть 1, нижнюю металлическую часть 2 и центральную неметаллическую часть 3.
Верхняя металлическая часть 1 состоит из конической коронковой части 4 и пришеечной внутрикостной части 6 в виде цилиндра, которые соединены друг с другом нераздельно посредством шейки 5. На поверхности пришеечной внутрикостной части 6 выполнены продольные канавки 7, являющиеся конструктивными элементами, обеспечивающими сопротивление провороту имплантата при прорастании в них костной ткани. Кроме того, поверхность пришеечной внутрикостной части 6 с продольными канавками 7 имеет микрошероховатую структуру 13 (на фиг. 1 и фиг. 2 показана в виде множества точек), получаемую с помощью, например, пескоструйной обработки корундовым абразивом и обеспечивающую лучшее сцепление со стенками костного ложа. С торца, направленного к центральной неметаллической части 3, имеется глухое резьбовое отверстие 8 для соединения с центральной неметаллической частью 3 посредством вкручивания в отверстие 8 резьбового выступа 12 центральной неметаллической части 3 (фиг. 1).
Нижняя металлическая внутрикостная часть 2 выполнена в виде цилиндра с полусферическим апикальным основанием 9 и имеет на поверхности поперечные канавки 10, являющиеся конструктивными элементами, обеспечивающими сопротивление осевому смещению имплантата при прорастании в них костной ткани, а также макропористое биоактивное покрытие 14, например, из гидроксиапатита, фторгидроксиапатита и других видов резорбируемой кальцийфосфатной керамики (на фиг. 1 и фиг. 2 показано в виде множества извилистых линий), наносимое, например, газотермическим способом и обеспечивающее высокоэффективную остеоинтеграцию поверхности нижней металлической внутрикостной части 2 с высокопрочным ее закреплением в кости. С торца, направленного к центральной части 3, имеется глухое резьбовое отверстие 11 для соединения с центральной неметаллической частью 3 посредством вкручивания в отверстие 11 резьбового выступа 12 центральной неметаллической части 3 (фиг. 1).
Центральная неметаллическая часть 3 выполнена в виде цилиндра, на торцах которого имеются резьбовые выступы 72, предназначенные для соединения с глухими резьбовыми отверстиями 8 и 11 верхней 1 и нижней 2 металлических частей и их объединения в единую конструкцию (фиг. 2). Данная часть выполнена из биосовместимого полимерного материала с высокими упруго-пластическими свойствами для обеспечения возможности упругой микроподвижности верхней металлической части 1 имплантата при действии жевательных нагрузок.
При этом значения диаметров верхней металлической части 1, нижней металлической части 2 и центральной неметаллической части 3 являются одинаковыми, а высота центральной неметаллической части 3 составляет не менее 1/3 высоты пришеечной внутрикостной цилиндрической части 6 и высоты нижней металлической части 2, но не более 1/2 высоты пришеечной внутрикостной части 6 и высоты нижней металлической части 2. Указанное отношение высоты центральной неметаллической части 3 к высоте пришеечной внутрикостной части 6 и к высоте нижней металлической части 2 выбрано исходя из условий обеспечения требуемой упругой микродеформации центральной неметаллической части 3 при жевательных нагрузках. Выполнение центральной неметаллической части 3 с отношением высоты менее 1/3 высоты пришеечной внутрикостной части 6 и высоты нижней металлической части 2 не позволяет обеспечить достаточную упругую микроподвижность верхней металлической части 1 имплантата при нагрузках, а выполнение центральной неметаллической части 3 с отношением высоты более 1/2 высоты пришеечной внутрикостной части 6 и высоты нижней металлической части 2 приводит к недопустимой макроподвижности верхней металлической части 1 при нагрузках, а также расшатыванию имплантата с опасностью появления раздражения окружающих тканей и его последующего отторжения.
Ширина продольных канавок 7 пришеечной внутрикостной части 6 и поперечных канавок 10 нижней металлической части 2, а также шаг их расположения выбираются исходя из условий обеспечения эффективного сопротивления осевому смещению и провороту имплантата после прорастании кости в канавки, и составляют значения в пределах: ширина 0,45-0,75 мм, шаг расположения 0,7-1,0 мм. Отклонение от указанных пределов не позволяет обеспечить высокое сопротивление осевому смещению и провороту имплантата при действии жевательных нагрузок.
Микрошероховатая структура 13 поверхности пришеечной внутрикостной цилиндрической части 6 с продольными канавками 7 имеет параметры микронеровностей в следующих интервалах значений: наибольшая высота микровыступов - 5,0-7,5 мкм, средняя высота микронеровностей - 3,5-4,0 мкм, средний шаг местных выступов профиля - 10,0-20,0 мкм. Значения параметров микронеровностей меньше указанных величин не позволяют обеспечить такую микрошероховатость поверхности, которая способствует эффективному сцеплению пришеечной внутрикостной цилиндрической части 6 со стенками костного ложа при условии соблюдения необходимой микроподвижности (амортизации) верхней металлической части 1 при жевательных нагрузках, а значения параметров микронеровностей, превышающие указанные величины, приводят к высокопрочному срастанию поверхности пришеечной внутрикостной цилиндрической части 6 с окружающей костью, что ограничивает упругую микроподвижность и амортизацию верхней металлической части 1 при восприятии жевательных нагрузок.
Макропористое биоактивное покрытие 14 нижней металлической части 2 с поперечными канавками 10 имеет параметры пористости, значения которых находятся в следующих пределах: размер пор - 20-80 мкм, глубина пор - 10-30 мкм, суммарная пористость - 40-65%. В случае если параметры пористости меньше указанных значений, то не происходит высокопрочного сцепления поверхности нижней металлической части 2 с окружающей костной тканью, не проявляется высокая остеоинтеграционная способность биоактивного покрытия. В случае если параметры пористости имеют значения выше указанных пределов, то макропористое биоактивное покрытие 14 становится механически непрочным и способно к хрупкому разрушению при небольших жевательных нагрузках на имплантат.
Для установки имплантата в кости челюсти выполняют цилиндрическое ложе. Перед установкой имплантата осуществляют его сборку, при которой посредством резьбового соединения верхнюю металлическую часть 1 и нижнюю металлическую часть 2 закрепляют к центральной неметаллической части 3, объединяя их в единую конструкцию. Собранный цилиндрический имплантат погружают в сформированное ложе до уровня шейки 5.
В начальном процессе приживления и остеоинтеграции имплантата окружающая костная ткань прорастает в микрошероховатую структуру 13 поверхности пришеечной металлической внутрикостной цилиндрической части бив макропористое биоактивное покрытие 14 нижней металлической части 2, создавая, тем самым, ускоренное остеоинтеграционное закрепление имплантата в ложе. При этом микрошероховатая структура 13 способствует эффективному сцеплению поверхности пришеечной внутрикостной цилиндрической части 6 со стенками костного ложа при условии соблюдения микроподвижности (амортизации) верхней металлической части 1 при жевательных нагрузках, а макропористое биоактивное покрытие 14 обеспечивает усиленное остеоинтеграционное закрепление нижней металлической части 2 в ложе и ее неподвижность в кости челюсти.
На более поздних стадиях приживления окружающая кость заполняет продольные канавки 7 пришеечной металлической внутрикостной цилиндрической части 6 и поперечные канавки 10 нижней металлической части 2 конструкции. За счет того, что костная ткань заполняет имеющиеся продольные канавки 7, создается высокое сопротивление провороту имплантата при жевательных нагрузках, а за счет того, что костная ткань заполняет имеющиеся поперечные канавки 10, создается высокое сопротивление осевому смещению имплантата.
Благодаря выполнению центральной неметаллической части 3 из полимерного биосовместимого материала, обладающего высокими упруго-пластическими свойствами, обеспечивается упругая (амортизационная) микроподвижность верхней металлической части 1 имплантата при действии на нее жевательных нагрузок, что позволяет уменьшить давление на костную ткань и создать биомеханические условия, максимально приближенные к условиям функционирования естественных зубов.
Таким образом, за счет предложенной сборной конструкции цилиндрического имплантата обеспечиваются его сопротивление осевому смещению и провороту, упругая микроподвижность в процессе жевательных нагрузок и эффективные условия прорастания кости в структуру поверхности имплантата для прочного его закрепления в костном ложе и выполнения заданных биомеханических функций.