СБОРНЫЙ ВНУТРИКОСТНЫЙ 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 внутрикостные 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 коррозионной устойчивости металлических частей имплантата в организме и прочности закрепления имплантационной конструкции в костных структурах необходимо формировать на поверхности имплантата коррозионностойкое остеоинтеграционное покрытие, предотвращающее опасность возникновения металлоза в окружающих тканях и способствующее эффективному прорастанию костных клеток в структуру поверхности имплантата.
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 обладает высокой коррозионной стойкостью в средах организма для исключения появления металлоза в тканях, и повышенной остеоинтеграционной способностью для прочного срастания с костью.
Известна конструкция зубного имплантата, содержащего 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, а поверхность имплантата не обладает высокой коррозионной стойкостью в биосредах и повышенной остеоинтеграционной способностью.
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 поверхность имплантата не обладает высокой коррозионной стойкостью в биосредах и повышенной остеоинтеграционной способностью.
Задачей полезной модели является создание конструкции сборного цилиндрического имплантата с возможностью сопротивления осевому смещению и провороту, с возможностью упругой микроподвижности при жевательных нагрузках, а также с высокой коррозионной стойкостью и повышенной остеоинтеграционной способностью поверхности.
Техническим результатом полезной модели является улучшение функционирования сборного имплантата в костном ложе, предотвращение опасности возникновения металлоза в окружающих имплантат тканях и обеспечение условий эффективного прорастания костных клеток в структуру поверхности имплантата.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом сборном внутрикостном имплантате, 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 и поверхность нижней металлической части с поперечными канавками имеет коррозионностойкое остеоинтеграционное покрытие из диоксида титана.
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 - коррозионностойкое остеоинтеграционное покрытие из диоксида титана.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Для обеспечения сборным имплантатом сопротивления осевому смещению, сопротивления провороту, упругой микроподвижности при жевательных нагрузках, высокой коррозионной стойкости металлических частей в биосредах и повышенной остеоинтеграционной способности их поверхности конструкция выполнена с частями, элементами и видом поверхности, обеспечивающими прочное срастание имплантата с костью, предотвращение опасности появления металлоза в тканях и эффективное выполнение своих биотехнических 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 коррозионностойкое остеоинтеграционное покрытие из диоксида титана 13 (на фиг. 1 и фиг. 2 показана в виде множества точек), наносимое, например, с помощью газотермических или вакуумно-конденсационных процессов обработки и служащее для предотвращения опасности возникновения металлоза в окружающих тканях и для нормального прорастания костных клеток в структуру поверхности имплантата.
С торца, направленного к центральной неметаллической части 3, имеется глухое резьбовое отверстие 8 для соединения с центральной неметаллической частью 3 посредством вкручивания в глухое резьбовое 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 коррозионностойкое остеоинтеграционное покрытие из диоксида титана 13. С торца, направленного к центральной неметаллической части 3, имеется глухое резьбовое отверстие 11 для соединения с центральной неметаллической частью 3 посредством вкручивания в глухое резьбовое 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 12, 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.
Коррозионностойкое остеоинтеграционное покрытие из диоксида титана 13, имеющееся на поверхности верхней пришеечной внутрикостной цилиндрической металлической части 6 с продольными канавками 7 и на. поверхности нижней металлическая части 2 с поперечными канавками 10, характеризуется параметрами, значения которых находятся в следующих интервалах: размер открытых пор - 20-60 мкм, размер частиц - 5-120 мкм, относительная шероховатость поверхности - 0,4 (безразмерный параметр), суммарная открытая пористость - 20-50%, толщина покрытия - 10-50 мкм, коррозионный потенциал в физиологическом растворе - 0,2-0,4 В (по насыщенному водородному электроду сравнения). Значения структурных параметров покрытия меньше указанных величин не позволяют обеспечить повышенную остеоинтеграционную способность поверхности имплантата, а значения коррозионного потенциала покрытия в физиологическом растворе менее 0,2 В (по насыщенному водородному электроду сравнения) не позволяют обеспечить высокую коррозионную стойкость поверхности имплантата в биосредах с возможностью протекания в них явлений металлоза с последующим их воспалением и нагноением. Значения вышеприведенных параметров покрытия выше указанных пределов не позволяют добиться высоких остеоинтеграционных и антикоррозионных качеств поверхности сборного имплантата.
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 процессе приживления и остеоинтеграции имплантата окружающая костная ткань сначала прорастает в открытые поры и микронеровности коррозионностойкого остеоинтеграционного покрытия из диоксида титана 13, имеющегося на поверхности верхней пришеечной внутрикостной цилиндрической металлической части 6 с продольными канавками 7 и на поверхности нижней металлическая части 2 с поперечными канавками 10, обеспечивая, тем самым, прочное срастание этих металлических частей имплантата с костью. Затем окружающая кость заполняет продольные канавки 7 пришеечной внутрикостной цилиндрической металлической 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. При этом в процессе приживления и последующего функционирования сборного имплантата в костном ложе предотвращается опасность возникновения металлоза в окружающих тканях за счет наличия на поверхности верхней пришеечной внутрикостной цилиндрической металлической части 6 с продольными канавками 7 и на поверхности нижней металлическая части 2 с поперечными канавками 10 коррозионностойкого остеоинтеграционного покрытия из диоксида титана 13.
За счет выполнения центральной 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, высокая коррозионная стойкость и повышенная остеоинтеграционная способность поверхности.