ДЕНТАЛЬНЫЙ ВНУТРИКОСТНЫЙ ИМПЛАНТАТ И АБАТМЕНТ ДЛЯ НЕГО
DENTAL ENDOSTEAL IMPLANT AND ABUTMENT

Изобретение относится к медицине и предназначено для использования в стоматологии в качестве опор для зубных протезов при выполнении операций имплантации.
Известен зубной имплантат DoubleGotic «imPlASAHOCHST» из титана, представляющий собой стержень с резьбой, в верхней части резьбы выполнен ее сбег, в заходной части резьбы выполнены выемки, образующие режущие кромки, и часть внешней резьбовой поверхности выполнена шероховатой.
Недостатком известного зубного имплантата является то, что он изготовлен из титана (Grade 1-4 ASTM, ISO) и не может обеспечивать достаточный уровень механических характеристик. Кроме того, несмотря на коническую форму внутрикостной его части, рельеф поверхности имплантата развит слабо, что не обеспечивает эффекта так называемой «первичной стабилизации имплантата» и не позволяет оптимально проявиться явлению эффекта остеоинтеграции.
Наиболее близким аналогом является дентальный внутрикостный имплантат (патент РФ №2376955, А61С 8/00, опубл. 27.12.2009).
Изобретение относится к медицине и предназначено для использования в стоматологии в качестве фиксирующего элемента зубных протезов. Дентальный внутрикостный имплантат выполнен из объемного наноструктурного титана в виде стержня с резьбой, между витками которой выполнена спиральная канавка, в верхней части резьбы выполнен ее сбег, в заходной части резьбы выполнена выемка с режущими кромками, а в верхней части стержня выполнены кольцевые углубления. Имплантат имеет в верхней части стержня фаску; в выемке, по крайней мере, одну лунку; в заходной части резьбы, по крайней мере, одно сквозное отверстие, расположенное перпендикулярно оси стержня. Поверхность имплантата имеет структуру, обеспечивающую остеоинтеграцию костных клеток. Технический результат - повышение стабильности установки имплантата, улучшение условий остеоинтеграции.
Недостатком известного дентального внутрикостного имплантата является то, что он имеет конструктивные элементы, технологически трудно выполнимые, в частности реализация выполнения лунки в выемке.
Известен абатмент для протеза с цементно-винтовой фиксацией (патент РФ №2313308, А61С 8/00, опубл. 27.12.2007), выполненный с отверстием под винт, имеющим направление вверх и вниз сквозь тело абатмента и приемную часть для приема соединительного выступа, сформированного на верхнем конце имплантата. Приемная часть имеет выемку для сцепления и выемку с припуском.
Недостатком известного абатмента является то, что его приемная часть имеет выемку, а не выступ для соединения с имплантатом и не может быть соединенным с имплантатом, в верхней части которого выполнено шестигранное отверстие, в основании которого выполнено глухое резьбовое отверстие.
Наиболее близким аналогом является абатмент для протеза с цементно-винтовой фиксацией (патент №2317795, А61С 8/00, опубл. 27.02.2008), содержащий тело, которое включает фиксирующую часть, связанную с коронкой, и выполнено с отверстием под винт в направлении вверх и вниз сквозь тело; соединительный выступ, выполненный в нижней части тела и содержащий часть для сцепления, которая полностью или частично входит в зацепление с соединительной выемкой, выполненной в верхней части имплантата, чтобы поддерживать тело, предотвращающую вращение часть, которая выполнена рядом с частью для сцепления, чтобы ограничить взаимное вращение тела и имплантата, и заходную наклонную поверхность, выполненную путем частичного снятия части для сцепления или предотвращающей вращение части, при этом благодаря заходной наклонной поверхности образуется пространство припуска между соединительным выступом и соединительной выемкой, и благодаря пространству припуска коронка и тело легко отделяются от имплантата.
Недостатком известного абатмента является то, что часть для зацепления и предотвращающая вращение часть, а также заходная наклонная поверхность абатмента имеют сложную конструкцию, высокую трудоемкость при изготовлении, а точность их изготовления, необходимая для соответствия соединительной выемке в имплантате, требует использования специальных станков.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка дентального внутрикостного имплантата и абатмента для него, конструкции которых направлены на обеспечение стабильности установки его в челюсти пациента, улучшение условий для процесса остеоинтеграции - такого вида закрепления имплантата в кости, при котором в пространстве между поверхностью имплантата и костной тканью не образуется фиброзная или хрящевая ткань.
Разработанный дентальный внутрикостный имплантат обладает уровнем потребительских свойств не хуже прототипа и предназначен для расширения арсенала известных дентальных внутрикостных имплантатов. Абатмент, разработанный для предлагаемого дентального внутрикостного имплантата, сохраняет и усиливает эффект повышения потребительских свойств имплантата.
Указанный технический результат достигается тем, что дентальный внутрикостный имплантат из объемного наноструктурированного титана в виде стержня с резьбой, между витками которой выполнена спиральная канавка, в верхней части резьбы выполнены ее сбег и фаска, в заходной части резьбы выполнена выемка с режущими кромками, имеет сквозное отверстие, расположенное перпендикулярно оси стержня, а поверхность имплантата имеет структуру, обеспечивающую остеоинтеграцию костных клеток, при этом в верхней части стержня имплантата выполнена дополнительная однозаходная резьба; в заходной части резьбы имплантата выполнены две противоположно расположенные выемки, имеющие каждая режущую кромку; сквозное отверстие выполнено в выемках и имеет в сечении форму овала по направляющей каждой из выемок; сквозное отверстие имеет режущую кромку, расположенную на длине овала ближе к режущей кромке выемки, а структура поверхности имплантата сформирована обработкой под давлением потоком порошка биосовместимых соединений.
В его верхней части имплантата выполнено соединительное отверстие.
Соединительное отверстие выполнено в форме шестигранника, в основании которого выполнено глухое резьбовое отверстие.
Овал сквозного отверстия имплантата имеет ширину, не превышающую одну треть диаметра стержня в зоне отверстия, а соотношение длины овала к его ширине не превышает 3, и расположено оно на расстоянии не менее 1 мм от конца резьбового отверстия имплантата.
Резьба стержня имплантата является двухзаходной.
Дополнительная резьба в верхней части стержня имплантата является непрерывным продолжением спиральной канавки, выполненной между витками двухзаходной резьбы стержня и имеет форму канавки.
Для обработки поверхности имплантата в качестве биосовместимых соединений используют порошок, выбранный из соединений: гидроксилапатит, трикальцийфосфат, карбонат кальция, сульфат кальция, оксид титана, оксид циркония.
Указанный технический результат достигается также тем, что абатмент для внутрикостного имплантата, содержит тело, которое включает фиксирующую часть, связанную с коронкой, и выполнено с отверстием под винт в направлении вверх-вниз сквозь тело; соединительный выступ, выполненный в нижней части тела и который входит в соединительное отверстие имплантата. Для обеспечения плотного соединения абатмента с имплантатом их сопрягаемые поверхности выполнены в форме конуса, и абатмент выполнен из наноструктурированного титана.
Форма абатмента выше зоны соединения с имплантатом имеет радиусный изгиб, обеспечивающий плавный переход к поверхности фаски имплантата.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Дентальный имплантат выполняется из объемного наноструктурированного титана, что обеспечивает его высокие механические свойства без ухудшения свойства биосовместимости с живыми тканями, т.к. при его использовании исключено вредное воздействие на организм легирующих добавок, входящих в состав титановых сплавов.
Важной характеристикой объемных наноструктурных материалов является однородность структуры и свойств в различных сечениях материала. Структуры в объемных наноматериалах являются ультрамелкодисперсными структурами зеренного типа, содержащими преимущественно болыпеугловые границы зерен. Наличие ультрамелкого зерна и дислокационной субструктуры и определяет формирование наноструктурных состояний в материалах, обеспечивающих им уникальные физические и механические свойства. Эти свойства не могут быть реализованы путем использования обычных методов обработки металлов давлением, таких как прокатка, вытяжка, экструзия. Для формирования наноструктур в объеме материала необходимым является использование специальных механических систем деформирования, позволяющих достичь больших пластических деформаций материалов при относительно низких температурах, определение оптимальных режимов обработки материалов, не вызывающих их механических повреждений или разрушений и обеспечивающих стабильность уникальных физических и механических свойств по всему объему материала.
В предлагаемом изобретении авторы предлагают использовать для изготовления дентального внутрикостного имплантата объемный наноструктурированный титан, в том числе полученный по способу, раскрытому в патенте №2315117, опубл. 2008.01.20.
Авторы считают, что объемный наноструктурированный титан на сегодняшний день наиболее оптимален для изготовления дентальных имплантатов с точки зрения соотношения механических свойств и биосовместимости. Предлагаемый объемный наноструктурированный титан обладает характерным размером зерна не более 0,1 мкм, микротвердостью 2800-3300 МПа, пределом прочности 850-1200 МПа и пределом текучести 800-1100 МПа.
Конструктивные особенности предлагаемого имплантата направлены на обеспечение первичной стабилизации имплантата. Создание дополнительного макрорельефа на поверхности имплантата в форме еще одной выемки с режущей кромкой обеспечивает дополнительную устойчивость и надежную стабилизацию имплантата уже с первых дней после операции по введению имплантата пациенту, поскольку плотно заполняется костной тканью, отрезаемой режущей кромкой имплантата при его ввинчивании, и максимальную - в результате остеоинтеграции. Кроме того, заполнение выемок костной тканью создает дополнительную компрессию костной ткани в направлении, перпендикулярном оси имплантата.
В заходной части резьбы имплантата выполнено сквозное отверстие, имеющее форму овала, выполненное по направляющей выемки и соединяющее вышеуказанные выемки. Отверстие повышает степень механической остеоинтеграции на ранних стадиях за счет плотного заполнения костной стружкой и зарастания костной тканью на более поздних стадиях процесса остеоинтеграции.
В верхней части стержня выполнена дополнительная резьба, способствующая достижению первичной устойчивости имплантата, т.к. она препятствует смещению имплантата вверх по отверстию в костной ткани, выполненному на первом этапе операции имплантации. Критической областью соприкосновения кости и имплантата является краевая (маргинальная) кортикальная пластина костной ткани, где развиваются пиковые нагрузки. Поэтому верхняя часть имплантата имеет микрорезьбу, которая обеспечивает оптимальное распределение нагрузки и способствует снижению перегрузки.
В заходной части резьбы выполнены две противоположно расположенные выемки с одной режущей кромкой, что обеспечивает сокращение времени введения имплантата в подготовленное ложе в челюсти, а также снижает травматичность процедуры.
Сквозное отверстие имеет форму овала и выполнено по направляющей каждой из выемок. Овал сквозного отверстия имеет ширину, не превышающую одну треть диаметра стержня в зоне отверстия, а соотношение длины овала к его ширине не превышает 3, расположено отверстие на расстоянии не менее 1 мм от конца полости имплантата. Выбор размеров отверстия и его расположения обусловлен потребностью оптимизировать функцию по плотному заполнению костной крошкой и необходимостью сохранения прочности имплантата.
Структура поверхности имплантата сформирована обработкой под давлением потоком порошка биоактивных соединений, что исключает наличие на поверхности имплантата включений материалов, препятствующих протеканию процесса остеоинтеграции с костной тканью
В качестве биосовместимых соединений используют порошок, выбранный из соединений: гидроксилапатит, трикальцийфосфат, карбонат кальция, сульфат кальция, оксид титана, оксид циркония. Используя эти соединения, можно одновременно обеспечить требуемую морфологию поверхности и обеспечить ускоренный процесс формирования костной ткани в процессе остеоинтеграции.
В верхней части имплантата выполнено шестигранное отверстие, в основании которого выполнено глухое резьбовое отверстие. Шестигранное отверстие является антиротационным элементом. Глухое резьбовое отверстие обеспечивает соединение имплантата с принадлежностями, используемыми на последующих хирургических и ортопедических операциях.
Для обеспечения плотного соединения имплантата с абатментом сопрягаемые поверхности выполнены в форме конуса. Плотное соединение имплантата с абатментом необходимо с целью защиты раны, возникшей при выполнении операции имплантации, от проникновения различного вида инфекций, затрудняющих остеоинтеграцию. Это облегчает уход и гарантирует надежность во всех клинических ситуациях. Плотное и точное соединение имплантата с абатментом благодаря коническому дизайну делает процедуру установки абатмента быстрой и простой и атравматичной. Конический дизайн перераспределяет нагрузки на костную ткань глубже в кость, тем самым уменьшая перегрузки на кость.
Форма абатмента в зоне соединения с имплантатом имеет радиусный изгиб, обеспечивающий плавный переход к поверхности фаски имплантата, что создает условия для образования циркулярной связки из слизистой ткани, способствующей упрочнению соединения имплантата с абатментом, препятствует колебаниям абатмента и тем самым препятствует резорбции костной ткани. Такой контур обеспечивает увеличение контактной зоны соединительной мягкой ткани по высоте и объему, которая интегрирует с участком имплантата, проходящим через слизистую оболочку, герметично защищая маргинальную кость.
Резьба стержня является двухзаходной и обеспечивает высокую устойчивость, распределяет равномерно нагрузку и надежно закрепляет в кости имплантат при введении имплантата в ложе, подготовленное в кости. Использование имплантата с двузаходной резьбой сокращает время на введение имплантата в костную ткань при одновременном снижении травмы костной ткани и расширяет возможности при различных патологиях организма.
Дополнительная резьба в верхней части стержня является непрерывным продолжением спиральной канавки, выполненной между витками двухзаходной резьбы стержня, и имеет форму канавки. Такое продолжение спиральной канавки и ее формы при выполнении дополнительной резьбы обеспечивает оптимальное распределение нагрузок в костной ткани, отсутствие перегрузок в критической области соприкосновения имплантата и кости. Перераспределение нагрузки на кортикальную часть костной ткани за счет сочетания мелкой в верхней части имплантата двухзаходной со сбегом крупной резьбы обеспечивает положительную механическую стимуляцию кости и снижает уровень резорбции маргинальной кости, увеличивает срок службы имплантата.
Изобретение иллюстрируется фигурами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
На фиг.1 представлен внешний вид дентального внутрикостного имплантата, где 1 - фаска; 2 - дополнительная резьба; 3 - спиральная канавка; 7 - сбег резьбы.
На фиг.2 представлен дентальный внутрикостный имплантат в разрезе, где 6 - сквозное отверстие в форме овала, выполненное по направляющей каждой из выемок; 8 - шестигранное отверстие; 9 - глухое резьбовое отверстие; 10 - сопрягаемая с абатментом поверхность имплантата в форме конуса.
На фиг.3 представлен дентальный внутрикостный имплантат в аксонометрии, где 4 - выемки с режущей кромкой; 5 - режущие кромки.
На фиг.4 представлен абатмент в разрезе, где 11 - радиусный изгиб абатмента в зоне соединения с имплантатом, 12 - отверстие под винт, 13 - соединительный выступ, 14 - сопрягаемая с имплантатом поверхность в форме конуса.
На фиг.5 представлен внешний вид дентального внутрикостного имплантата с абатментом, где 11 - радиусный изгиб абатмента в зоне соединения с имплантатом.
На фиг.6-9 представлены ортопантомограммы больной на различных стадиях лечения.
В верхней части стержня внутрикостного имплантата выполнена фаска (1), при этом фаска выполнена с углом 30° и высотой не более 0,05 мм.
Наличие на дентальном внутрикостном имплантате спиральной канавки (3), дополнительной резьбы (2), являющейся непрерывным продолжением спиральной канавки, сбега резьбы (7), обеспечивает оптимальное распределение нагрузок в костной ткани, отсутствие перегрузок в критической области соприкосновения имплантата и кости, создает положительную механическую стимуляцию кости и снижает уровень резорбции маргинальной кости, увеличивает срок службы имплантата.
Сбег резьбы способствует первичной стабилизации имплантата, т.е. увеличению неподвижности имплантата в любом клиническом случае, более равномерной передаче жевательных нагрузок на костную ткань, улучшает условия для самонарезания.
Наличие выемок (4) с режущими кромками (5) в конструкции дентального внутрикостного имплантата позволяет исключить отдельную операцию нарезания резьбы в костной ткани перед введением в нее имплантата.
Поверхность стержня внутрикостного имплантата имеет шероховатость и пористость, которые получены путем пескоструйной обработки биосовместимыми соединениями и химического травления. Пескоструйная обработка и химическое травление поверхности имплантата выполняются с обеспечением шероховатости не чище 5 класса по ГОСТ 2789 (Ra не менее 2,5 мкм, но не более 5,0 мкм).
В выемках выполнено сквозное отверстие (6) в форме овала, ширина которого не превышает одной трети диаметра стержня в зоне отверстия. Отношение овала к его ширине не превышает 3, расположено отверстие по направляющей каждой из выемок на расстоянии не менее 1 мм от конца резьбового отверстия имплантата (9). Выбранные размеры отверстия и его расположение обеспечивают плотное заполнение его костной крошкой и сохранение прочности имплантата.
В верхней части имплантата выполнено шестигранное отверстие (8), в основании которого выполнено глухое резьбовое отверстие (9). Шестигранное отверстие является элементом соединения имплантата с абатментом, препятствующим его вращению в имплантате при создании нагрузок. Глухое резьбовое отверстие служит для прочного соединения имплантата с принадлежностями, используемыми при выполнении хирургических и ортопедических процедур в процессе операции имплантации и протезирования зубов.
Для обеспечения плотного соединения имплантата с абатментом сопрягаемые поверхности выполнены в форме конуса (10). Плотное и точное соединение имплантата с абатментом благодаря коническому дизайну делает процедуру установки абатмента быстрой, простой и атравматичной. Конический дизайн перераспределяет нагрузки на костную ткань глубже в кость, тем самым уменьшая перегрузки на кость. Плотное соединение имплантата с абатментом необходимо с целью защиты раны, возникшей при выполнении операции имплантации, от проникновения различного вида инфекций, затрудняющих остеоинтеграцию. Это облегчает уход и гарантирует надежность во всех клинических ситуациях.
Форма абатмента в зоне соединения с имплантатом имеет радиусный изгиб (11). Радиусный изгиб абатмента обеспечивает плавный переход к поверхности фаски имплантата и создает условия для образования циркулярной связки из слизистой ткани, которая способствует упрочнению соединения имплантата с абатментом, препятствует колебаниям абатмента и тем самым препятствует резорбции костной ткани. Такой контур абатмента обеспечивает увеличение контактной зоны соединительной мягкой ткани по высоте и объему, которая интегрирует с участком имплантата, проходящим через слизистую оболочку, герметично защищая маргинальную кость.
Пример
Больная В., 50 лет, обратилась к врачу 07.06.09 с жалобами на отсутствие зубов 35, 36, 37 на нижней челюсти слева с целью зубной имплантации.
Диагноз: хронический пародонтит, концевой дефект нижней челюсти слева Рекомендовано: лоскутная операция в области 35, 36, 37 зуба с наращиванием кости; через 3-4 месяца имплантация 35, 36, 37 зуба; перед имплантацией полная санация полости рта.
Больной В. 08.06.09 выполнена операция по расширению альвеолярного гребня и увеличению его высоты на уровне отсутствующих 35, 36, 37, 38 зубов.
16.02.10 больной В. выполнена операция под местной инфильтрационной анестезией: рассечена слизистая по гребню альвеолярного отростка от 34 зуба. Лоскуты смещены, изготовлены ложа под зубные имплантаты диаметром 3,75 мм и высотой 13 мм. Имплантаты введены до основания альвеолярного отростка. Назначено медикаментозное лечение. Рекомендовано снять швы через две недели.
11.05.10 больной В. под местной инфильтрационной анестезией вскрыты и удалены винты-заглушки, вкручены формирователи среднего размера сроком на две недели.
04.06.10 больной В. установлены абатменты и больная направлена к ортопеду для выполнения ортопедических процедур, которые завершились изготовлением металлокерамических зубов.
Фиг.6, фиг.7 - Ортопантомограммы больной В. после выполнения операции по расширению альвеолярного гребня.
Фиг.8 - Ортопантомограмма больной В. после установки зубных внутрикостных имплантатов.
Послеоперационный период протекал без осложнений. Рана зажила первичным натяжением.
Фиг.9 - Ортопантомограмма больной В. после выполнения операции протезирования.
На ортопантомограмме определяется стабильный уровень кости вокруг остеоинтегрированных зубных имплантатов. Окклюзия зубов хорошая. Пациентка жалоб не предъявляет, результатом лечения довольна. Прикус ортопедический. Зубы имеют эстетический вид.
Использование конструкции предлагаемого внутрикостного имплантата и абатмента для него из объемного наноструктурированного титана позволяет:
-повысить прочностные характеристики имплантатов,
-повысить степень остеоинтеграции,
-сократить время, необходимое для вживления имплантата в костную ткань и последующего протезирования,
-предотвратить инфекционные осложнения,
-расширить арсенал известных материалов для изготовления имплантатов,
-расширить арсенал известных внутрикостных имплантатов,
-увеличить эффективность немедленной имплантации,
-сократить срок, требуемый для приживления имплантата