ПЛАСТИНЧАТЫЙ ДЕНТАЛЬНЫЙ ИМПЛАНТАТ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно, к ортопедической стоматологии, и может использоваться при изготовлении внутрикостных пластинчатых имплантатов для протезирования зубов.
Известны конструкции внутричелюстных пластинчатых имплантатов, выполненные со сквозными отверстиями во внутрикостной части для сквозного прорастания кости и повышения прочности закрепления имплантатов в альвеолярном гребне челюсти [Конструирование, производство и применение внутрикостных стоматологических имплантатов: Уч. пособие. Ч.I / Бекренев Н.В., Протасова Н.В. и др. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003. 76 с.].
Существенным недостатком данных конструкций является отсутствие технической возможности, позволяющей увеличить биоадгезивную способность поверхности внутрикостной части, обеспечить повышенную прочность прикрепления клеточных биоструктур к поверхности имплантатов, что в целом, способствует существенному повышению эффективности процесса остеоинтеграции имплантируемых зубочелюстных систем.
Решение указанных недостатков может быть достигнуто за счет выполнения поверхности внутрикостной пластинчатой части имплантата с остеоинтеграционным микропористым покрытием, где поверхность, образующая микропоры, имеет трещиноватую наноструктуру. Это позволяет создать благоприятные биофизические и биомеханические условия для прочного прикрепления клеток окружающих тканей к такой поверхности и более глубокого их проникновения в поверхностную структуру имплантата, а также усилить остеорепаративные процессы на границе имплантата и костной ткани.
Известна конструкция зубного имплантата с остеоинтеграционным закреплением, содержащая зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными перпендикулярными продольной плоскости пластины отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, равномерно расположенными на этой плоскости с шагом 0,8-1,5 мм [Патент РФ №2375988, МПК: А61С 8/00, опубл. 20.12.2009 г.].
Недостатком данной пластинчатой конструкции является то, что поверхность внутрикостной части не имеет комбинированной микро - и наноструктуры со множеством открытых микропор и нанотрещин для повышения биоадгезивной активности и прочности биомеханической связи имплантата с костной тканью.
Известна конструкция пластинчатого имплантата, содержащая зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными перпендикулярными продольной плоскости пластины отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, равномерно расположенными на этой плоскости с шагом 0,8-1,5 мм [Патент РФ №99958, МПК: А61С 8/00, опубл. 10.12.2010 г.]. При этом поверхность внутрикостной части выполнена с шероховатым рельефом, имеющим множество структурных остеоинтеграционных элементов в виде микровыступов и микроуглублений.
Недостатком данной конструкции является отсутствие сочетания микро - и наноструктуры поверхности внутрикостной части, имеющей множеством открытых микропор и нанотрещин для обеспечения повышенной прочности биомеханической связи имплантата с костной тканью.
Наиболее близким к технической сущности предлагаемой полезной модели является внутричелюстной пластинчатый имплантат с остеоинтегрируемой поверхностью [Патент РФ №122284, МПК: А61С 8/00, опубл. 27.11.2012], содержащий зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными перпендикулярными продольной плоскости пластины отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, равномерно расположенными на этой плоскости с шагом 0,8-1,5 мм. При этом поверхность внутрикостной части выполнена с фрагментированным биосовместимым покрытием, имеющим гетерогенную трещиноватую макроструктуру.
Существенным недостатком данного имплантата является отсутствие наноструктуры поверхности внутрикостной части в виде множества нанотрещин, способных обеспечить повышенную биоадгезивную активность и прочность биомеханической связи имплантата с костной тканью.
Задачей полезной модели является создание пластинчатого дентального имплантата с комбинированной микро - и наноструктурой поверхности внутрикостной части, а именно, со структурой, имеющей множество микропор и нанотрещин для повышения биоадгезивной активности и прочности биомеханической связи имплантата с костной тканью.
Технический результат полезной модели заключается в создании условий для прочного прикрепления клеток окружающих тканей к поверхности имплантата и более глубокого их проникновения в поверхностную структуру внутрикостной части, а также в повышении эффективности процесса остеоинтеграции.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом пластинчатом дентальном имплантате, содержащем зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, расположенными перпендикулярно продольной плоскости пластины с шагом 0,8-1,5 мм, имеющий на поверхности внутрикостной части остеоинтеграционное покрытие, согласно новому техническому решению, остеоинтеграционное покрытие выполнено микропористым, где поверхность, образующая микропоры, имеет трещиноватую наноструктуру.
Изготовление предлагаемого пластинчатого дентального имплантата может осуществляться путем электроэрозионной обработки (электроискровое формообразование заготовки имплантата), путем применения пескоструйной обдувки корундовым абразивом (создание исходной микрошероховатости на внутрикостной пластинчатой поверхности), путем электроплазменного напыления порошковых материалов и газотермического модифицирования поверхности (нанесение на внутрикостную поверхность имплантата микропористого нанотрещиноватого биокерамического покрытия).
Описание конструкции.
На фиг. приведена предлагаемая конструкция пластинчатого дентального имплантата, включающая коронковую зубопротезную часть 1, шейку 2, внутрикостную часть 3 в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, имеющей сквозные остеоинтеграционные отверстия 4, равномерно расположенные перпендикулярно продольной плоскости пластины. На поверхности внутрикостной части 3 выполнено остеоинтеграционное покрытие 5 с множеством открытых микропор 6, поверхность которых имеет множество нанотрещин 7.
При этом морфологически гетерогенная поверхность внутрикостной части 3 с остеоинтеграционным покрытием 5, обладающим комбинированной микро - и наноструктурой, имеющей множество открытых микропор 6 и нанотрещин 7, характеризуется следующими показателями: размером открытых микропор покрытия - 5-200 мкм, суммарной открытой микропористостью покрытия - 20-50%, шириной нанотрещин - 50-250 нм, глубиной нанотрещин - 100-500 нм.
Размер открытых микропор 6 остеоинтеграционного покрытия 5, составляющий менее 5 мкм, не позволяет обеспечить эффективное прорастание кости в покрытие и создать прочную биомеханическую связь поверхности имплантата с окружающей тканью, а размер открытых микропор 6, составляющий свыше 200 мкм, приводит к повышению хрупкости поверхностной структуры покрытия.
Суммарная открытая микропористость остеоинтеграционного покрытия 5 менее 20% не позволяет обеспечить высокоэффективную остеоинтеграционную способность поверхности имплантата, а суммарная открытая микропористость, превышающая 50%, приводит к существенному снижению механической прочности покрытия, которое, в свою очередь, приводит к разрушению имплантата даже при небольших функциональных нагрузках.
Ширина нанотрещин 7 в пределах 50-250 нм выбрана исходя из условий обеспечения необходимой наногетерогенности поверхности, образующей открытые микропоры 6, способствующей повышенной биоадгезии клеточных структур.
Глубина нанотрещин 7, выбранная в пределах 100-500 нм, создает условия для прочного прикрепления клеток окружающих тканей к поверхности имплантата и более глубокого их проникновения в поверхностную структуру остеоинтеграционного покрытия 5, а также повышает эффективность процесса клеточной остеоинтеграции поверхности внутрикостной части 3.
Глубина нанотрещин 7 менее 100 нм является низкоэффективной для остеоинтеграции на клеточном уровне и не обеспечивает углубленное проникновение клеточных структур в остеоинтеграционное покрытие 5 внутрикостной части 3. Глубина нанотрещин 7 более 500 нм увеличивает продолжительность прорастания в их свободный объем костных клеток и продолжительность наноостеоинтеграционных процессов.
В качестве материала остеоинтеграционного покрытия 5 могут использоваться коррозионностойкие и механически прочные оксиды титана, тантала, циркония, алюминия, кальцийфосфатные соединения (гидроксиапатит, фтор-гидроксиапатит трикальцийфосфат), углерод, фарфоровая керамика и др.
Предлагаемый пластинчатый дентальный имплантат устанавливают в костное ложе альвеолярного гребня челюсти. В процессе приживления имплантата клетки, окружающих его биоструктур, сначала проникают в открытые микропоры 6 остеоинтеграционного покрытия 5, а затем в нанотрещины 7 поверхности, образующей открытые микропоры 6. За счет этого, происходит углубленное прорастание прилегающих клеточных структур в поверхность внутрикостной части 3 имплантата, повышается остеоинтеграционная способность такой поверхности и прочность биомеханической связи имплантата с костью. Наличие большого количества открытых микропор 6 и нанотрещин 7 приводит к существенному возрастанию величины удельной поверхности и структурной микро - и наногетерогенности внутрикостной части 3 имплантата, способствует адсорбции увеличенного количества адгезивных белков, ускоряет миграционные клеточные механизмы и транспортные биохимические системы, создавая оптимальные условия для образования новой костной ткани.
Далее происходит прорастание кости в сквозные остеоинтеграционные отверстия 4 внутрикостной пластинчатой части 3, создавая эффективную сквозную остеоинтеграцию поверхности пластины для повышения прочности закрепления имплантата в челюсти.
Диаметр сквозных остеоинтеграционных отверстий 4 соответствует условиям сквозного репаративного остеогенеза, количество отверстий обеспечивает сквозное проникновение соответствующего числа костных волокон для высокого сопротивление смещениям имплантата.
После приживления имплантата на коронковой зубопротезной части l, соединенной с внутрикостной частью 3 посредством шейки 2, закрепляется протез зуба (на чертеже не показан), после чего вся ортопедическая конструкция может выполнять заданные медицинские функции.
Предлагаемая конструкция пластинчатого имплантата увеличивает биоадгезивную способность поверхности внутрикостной части, обеспечивает повышенную прочность прикрепления клеточных биоструктур к поверхности имплантата и повышает эффективность процесса остеоинтеграции благодаря остеоинтеграционному покрытию с комбинированной микро - и наноструктурой, представленной множеством открытых микропор, поверхность которых имеет нанотрещины.