ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ДЕНТАЛЬНЫЙ ИМПЛАНТАТ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к внутрикостным цилиндрическим имплантатам для зубного протезирования.
Наиболее перспективными конструкциями внутрикостных цилиндрических имплантатов, используемых в стоматологии, являются внутричелюстные металлические опоры протезов зубов, обеспечивающие высокое сопротивление провороту и осевым смещениям под действием продолжительных функциональных нагрузок. Однако нередко с течением времени под действием больших жевательных сил, передаваемых от зубного протеза имплантату, возникает его подвижность из-за недостаточно прочного остеоинтеграционного закрепления внутрикостной части конструкции в альвеолярном гребне челюсти в виду отсутствия физико-механических условий, обеспечивающих эффективное интеграционное (на микро- и наноуровне) взаимодействие поверхности имплантата с прилегающими костными структурами.
Поэтому проблема повышения эффективности и надежности закрепления цилиндрических дентальных имплантатов с фиксацией от проворота и осевых смещений является весьма актуальной и может быть решена за счет наличия на поверхности внутрикостной части биосовместимого покрытия, обеспечивающего прочность закрепления изделия в кости и повышенные механические характеристики.
Известна конструкция цилиндрического дентального имплантата с фиксацией от проворота и осевых смещений, содержащая 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, а также поперечные канавки, расположенные между продольными выступами [Патент РФ 102493 МПК А61С 8/00 (2006.01), опубликован 10.03.2011 г.].
Недостатком конструкции имплантата с фиксацией от проворота и осевых смещений является отсутствие остеоинтеграционной микро- и наноструктуры поверхности внутрикостной части, обеспечивающей повышенную прочность ее взаимосвязи с костной тканью, недостаточная микротвердость биосовместимого покрытия внутрикостной части имплантата и отсутствие его антимикробных свойств.
Известна конструкция цилиндрического дентального имплантата, содержащая неразъемные коническую коронковую и цилиндрическую внутрикостную части, между которыми находится шейка, на внутрикостной части имеются два наружных продольных выступа, скошенные в направлении от пришеечной зоны к апикальной зоне и расположенные в одной диаметральной плоскости, а также поперечные канавки, расположенные между продольными выступами. Поверхность внутрикостной части, расположенная между поперечными канавками, выполнена с множеством микрополостей эллиптической формы глубиной от 20 мкм до 250 мкм, длиной эллипса (размер по большой оси) от 200 мкм до 500 мкм, высотой эллипса (размер по малой оси) от 100 мкм до 250 мкм, которые формируют остеоинтеграционную микроструктуру поверхности внутрикостной части [Патент РФ 122285 МПК А61С 8/00 (2006.01), опубликован 27.11.2012 г.].
Недостатком данной конструкции имплантата с конструктивными элементами для сопротивления провороту и осевым смещениям является отсутствие остеоинтеграционной наноструктуры поверхности внутрикостной части, обеспечивающей повышенную прочность ее взаимосвязи с костной тканью, а также недостаточная микротвердость биосовместимого покрытия внутрикостной части имплантата и отсутствие его антимикробных свойств.
Наиболее близким к технической сущности предлагаемой полезной модели является конструкция цилиндрического дентального имплантата с остеоинтеграционной структурой [Патент РФ 129382 МПК А61С 8/00 (2006.01), опубликован 27.06.2013 г.]. При этом микроструктурированная поверхность внутрикостной части, характеризуемая наличием между поперечными канавками множества микрополостей эллиптической формы, имеющих глубину от 20 мкм до 250 мкм, длину эллипса (размер по большой оси) от 200 мкм до 500 мкм и высоту эллипса (размер по малой оси) от 100 мкм до 250 мкм, придает имплантату способность к эффективному микроинтеграционному взаимодействию с прилегающей костной тканью, а наноструктурированная поверхность внутрикостной части, образованная биосовместимым покрытием из диоксида циркония с размером пор 5-900 нм и размером частиц 5-700 нм, придает имплантату способность к эффективному наноинтеграционному взаимодействию с увеличенным количеством костных клеток.
Недостатком данной конструкции является недостаточная микротвердость биосовместимого покрытия внутрикостной части имплантата и отсутствие его антимикробных свойств.
Задачей полезной модели является создание цилиндрического дентального имплантата с биосовместимым покрытием, обладающим повышенной микротвердостью поверхности и антимикробными свойствами.
+
Технический результат полезной модели заключается в упрочнении, в частности, повышении микротвердости биосовместимого покрытия цилиндрического дентального имплантата за счет синтеза на поверхности внутрикостной части имплантата углеродной алмазоподобной пленки и придания антимикробных свойств за счет ионно-лучевого модифицирования ионами серебра (Ag).
2
+
+
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом цилиндрическом дентальном имплантате, содержащем объединенные в неразъемное соединение шейкой коническую коронковую часть и цилиндрическую внутрикостную часть с двумя наружными продольными выступами, скошенными в направлении от пришеечной зоны к апикальной зоне и расположенными в одной диаметральной плоскости, поперечные канавки, расположенные между продольными выступами, и микроструктурированную в виде множества микрополостей эллиптической формы поверхность внутрикостной части, расположенную между поперечными канавками с биосовместимым наноструктурированным покрытием из диоксида циркония, согласно новому техническому решению, на поверхности покрытия из диоксида циркония имеется углеродная алмазоподобная пленка, синтезированная в процессе обработки в вакуумной среде углекислого газа (СО) пучком ионов инертного газа аргона с имплантацией ионов аргона (Аr) в поверхность покрытия из диоксида циркония, модифицированная ионами серебра (Ag) в процессе ионно-лучевой обработки.
2
+
+
Изготовление предлагаемого цилиндрического дентального имплантата может осуществляться путем литья по выплавляемым моделям, а также с помощью применения технологических операций прессования (формообразование имплантата с двумя антиротационными элементами в виде продольных выступов, скошенных в направлении от пришеечной зоны к апикальной зоне), фрезерования (формообразование поперечных канавок), электроискровой обработки (формообразование микрополостей эллиптической формы), химико-термической обработки (нанесение биосовместимого наноструктурированного покрытия из диоксида циркония), ионно-лучевой обработки (модифицирование покрытия углеродной алмазоподобной пленкой, синтезированной в процессе обработки в вакуумной среде углекислого газа (СО) пучком ионов инертного газа аргона с имплантацией ионов аргона (Аr) в поверхность покрытия из диоксида циркония и модифицирование ионами серебра (Ag)).
Описание конструкции.
На фиг. приведена предлагаемая конструкция цилиндрического дентального имплантата, где позициями обозначены: 1 - коронковая часть, 2 - внутрикостная часть, 3 - шейка, 4 - продольный выступ, 5 - поперечные канавки, 6 - микрополости, 7 - биосовместимое наноструктурированное покрытие, 8 - углеродная алмазоподобная пленка, 9 - ионы серебра.
2
+
+
Конструкция имплантата (фиг.) состоит из коронковой части 1 в виде усеченного конуса, внутрикостной части 2 в виде цилиндра с полусферическим апикальным основанием, шейки 3, объединяющей коронковую и внутрикостную части в единую конструкцию, при этом на внутрикостной части 2 имеются два продольных выступа 4, скошенные от пришеечной зоны к апикальной зоне имплантата и расположенные в одной диаметральной плоскости, и поперечные канавки 5, расположенные между продольными выступами 4. На поверхности внутрикостной части 2 выполнено множество микрополостей 6 эллиптической формы, которые расположены на участках поверхности между поперечными канавками 5. Кроме того, вся поверхность внутрикостной части 2 имеет биосовместимое наноструктурированное покрытие из диоксида циркония 7 (на фиг.показано в виде множества точек) и имеет углеродную алмазоподобную пленку 8, синтезированную в процессе обработки в вакуумной среде углекислого газа (СО) пучком ионов инертного газа аргона с имплантацией ионов аргона (Аr) в поверхность покрытия из диоксида циркония, имеющая толщину 10-12 нм с повышенными показателями твердости, и модифицированная ионами серебра (Ag) 9 в процессе ионно-лучевой обработки, обладающая антимикробными свойствами.
Для установки предлагаемого цилиндрического дентального имплантата в альвеолярном гребне челюсти выполняется цилиндрическое костное ложе, в котором фиксируется внутрикостная часть 2 конструкции. При этом в процессе погружения имплантата происходит постепенное атравматичное внедрение продольных выступов 4 в стенки костного ложа так, что продольные выступы 4 углубляются в прилегающую костную ткань на всю свою высоту, обеспечивая плотный контакт внутрикостной поверхности имплантата с тканью и прочность его фиксации от проворота. Таким образом, продольные выступы 4 (фиг.), расположенные на внутрикостной части 2 в одной диаметральной плоскости, являются антиротационными элементами дентальной конструкции и позволяют создать закрепление имплантата в кости с исключением возможности его проворота при функционировании.
В процессе приживления имплантата окружающая его костная ткань прорастает в имеющиеся поперечные канавки 5, заполняя их костными клетками, чем предотвращается смещение имплантата вдоль своей продольной оси. Таким образом, поперечные канавки 5, расположенные на внутрикостной части 2 между продольными выступами 4 (фиг.), обеспечивают высокое сопротивление осевому смещению имплантата при нагрузках.
Дальнейшее высокопрочное закрепление имплантата достигается за счет протекания эффективной микро- и наноинтеграции поверхности внутрикостной части 2 с прилегающей костной тканью путем прочного биоадгезивного прикрепления костных клеток к наноструктурированной поверхности, образованной биосовместимым наноструктурированным покрытием 7 из диоксида циркония, и последующего заполнения имеющихся микрополостей 6 эллиптической формы костью (фиг.). Покрытие внутрикостной части имплантата имеет углеродную алмазоподобную пленку 8, модифицированную ионами серебра 9, которая обеспечивает повышенные показатели микротвердости и обладает антимикробными свойствами.
+
16
16
2
16
2
16
2
Предлагаемая конструкция цилиндрического дентального имплантата обладает повышенной эффективностью за счет сформированной на поверхности покрытия из диоксида циркония углеродной алмазоподобной пленки с повышенными показателями микротвердости, что подтверждается полученными результатами измерения микротвердости поверхности изготовленных цилиндрических имплантатов, значения которой составляет 28-30 ГПа, тогда как микротвердость покрытия из диоксида циркония составляет 15-17 ГПа. Цилиндрический дентальный имплантат также обладает антимикробными свойствами за счет формирования на его поверхности углеродной алмазоподобной пленки, модифицированной ионами серебра (Ag) в процессе ионно-лучевой обработки, что подтверждается экспериментально полученными результатами исследования, которые показали, что оптимальными дозами ионов серебра, необходимыми для придания покрытию антимикробных свойств, являются 1,2⋅10-1,8⋅10 ион/см с ускоряющим напряжением 75 кВ. При дозах ионов серебра менее 1,2⋅10 ион/см и более 1,8⋅10 ион/см не проявляются антимикробные свойства.
+
Таким образом, предложенная конструкция цилиндрического дентального имплантата создает наилучшие условия для эффективного интеграционного взаимодействия с костной тканью за счет синтеза на поверхности покрытия из оксида циркония углеродной алмазоподобной пленки, имеющей за счет своего состава повышенные качества биосовместимости и улучшенные механические характеристики поверхности (микротвердость). Кроме того, за счет модифицирования углеродной алмазоподобной пленки ионами серебра (Ag) поверхность цилиндрического имплантата обладает антимикробными свойствами.