Способ изготовления зубного имплантата
METHOD FOR MAKING A DENTAL IMPLANT

Изобретение относится к технологии изготовления одно- и/или многокорневых циркониевых анатомических эндоскопических зубных имплантатов с формой, адаптированной к альвеоле, предпочтительно для немедленной замены зуба после его потери.
Наиболее распространенной на данный момент является технология, заключающаяся в фиксации имплантата в челюстной кости. Костный отсек сначала расширяется точными сверлами, а затем имплантируется, преимущественно - ввинчивается, имплантат, как правило, имеющий резьбовую поверхность и форма которого точно соответствует сверлу. После установки эти вращательно-симметричные тела имплантатов, которые изготавливаются различной длины и диаметра, заживают в течение нескольких недель (см., например, патент США №6,290,500 В1, 2001-09-18).
К недостаткам известной технологии и конструкции таких имплантатов следует отнести ограниченность применения, обусловленную следующим. Если существует большая геометрическая разница между стандартизированным имплантатом и костным отделом, часто необходимо пересаживать собственные костные элементы из других частей тела или материала, замещающего кость, в челюстную кость, прежде чем высверлить челюстную кость и ввинтить имплантат, чтобы компенсировать неравенство между формой имплантата (круглой) и формой альвеолы (как правило, овальная в сечении и коническая по глубине). Само собой разумеется, что в таких случаях продолжительность лечения находится в диапазоне многих месяцев, а процедура является весьма инвазивной и стрессовой для пациента и, зачастую, с трудно прогнозируемым результатом.
Существует также другой тип технологии имплантации, который раскрыт в патентной и научной медицинской литературе, но, в отличие от технологии имплантатов, упомянутой выше, еще недостаточно зарекомендовал себя на практике из-за высокого процента неудач, обусловленных низкой скоростью роста и/или врастания костного материала, вследствие чего недостаточно часто используется в протезировании людей и/или животных (см., например, патент Австрии №502881, 2007-06-15).
Конструкция практически всех применяемых в соответствии с этой технологией имплантатов характеризуется тем, что они выполняются монолитными, содержащими корневую часть и абатмент для установки коронки, при этом область корня имплантата воспроизводится максимально точно соответствующей удаленному зубу и/или альвеоле, что призвано обеспечить, вкупе с частными техническими решениями, представленными ниже, хорошую первичную стабильность (стабильность до заживления) и сократить время заживления.

Известен способ изготовления анатомического эндоскопического зубного имплантата BioRoot, согласно которому имплантат изготавливают фрезерованием на 5-координатном обрабатывающем центре из блока стабилизированного оксидом иттрия оксида циркония (MOL3% Y3ZrO2), корневую часть которого снабжают уникальными удерживающими устройствами, которые могут иметь круглую, яйцевидную или продолговатую форму любого требуемого размера с различным количеством отверстий, которые минимизируют резорбцию кости, увеличивают контакт кости с имплантатом, увеличивают начальную стабильность имплантата и усиливают общую остеоинтеграцию. Затем производят синтеризацию материала имплантата с обеспечением перехода исходной моноклинной структуры материала имплантата в тетрагональную спеканием имплантата при температуре порядка 1200°С с последующим отжигом при температуре порядка 1500°С (Заявка США №2016270887, 2016-09-22).
К недостаткам аналога следует отнести излишнюю инвазивность и невысокую надежность полученного имплантата, обусловленные тем, что удерживающие устройства (по сути - макровыступы) при введении имплантата в альвеолу деформируют стенки последней, включая стенки альвеолы на участках, где их поверхность лежит в срезах челюсти, в которой находится тонкая, компактная (кортикальная) кость, которую невозможно сжать без разрушения, и при этом такая кость обладает низкой способностью к регенерации, поскольку она почти не снабжается кровью.
2
2
3
Известен способ изготовления анатомического эндоскопического зубного имплантата, согласно которому имплантат формируют изостатическим прессованием и спеканием сферических или угловых частиц TiO, AlO или титана, тщательно отобранных и смешанных с использованием принципа соотношения диаметров частиц 7:1, чтобы достичь высокой плотности, минимизировать усадку при спекании и достичь контролируемого размера пор, необходимых для остеоинтеграции имплантата (Заявка США №4187608 А, 1980-02-12).
К недостаткам аналога следует отнести технологическую ограниченность, обусловленную сложностью и/или практической невозможностью его использования для некоторых предпочтительных материалов, таких как диоксид циркония.
Наиболее близким к заявленному техническому решению - прототипом -является способ изготовления циркониевого анатомического эндоскопического зубного имплантата, включающий формирование увеличенной в соответствии с последующей усадкой заготовки из диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия, единым блоком, содержащим корневую часть для установки в альвеоле утраченного зуба и абатмент для установки коронковой части, синтеризацию материала заготовки ее нагревом до температуры перехода моноклинной структуры материала имплантата в политетрагональную (порядка 1100-1200°С) с последующим отжигом при температуре перехода политетрагональной структуры материала имплантата в тетрагональную (порядка 1400-1800°С) и усадкой заготовки до размера зубного имплантата, и пескоструйную обработку поверхности корневой части абразивным материалом (Current status of zirconia restoration, Takashi Miyazaki, Takashi Nakamura, Hideo Matsumura, Seiji Ban, Taira Kobayashi Published: 1 October 2013 by Elsevier BV in Journal of Prosthodontic Research Journal of Prosthodontic Research, Volume 57, pp 236-261). Параметры пескоструйной обработки и этап, на котором она осуществляется в источнике информации не определены.
К недостаткам прототипа следует отнести низкое качество изготовленного таким способом имплантата, обусловленное следующим.
2
2
Диоксид циркония является одним из свежих решений для дентальной имплантологии. Материал обладает отличными внешними данными, светопроницаемостью природных компонентов, высокой прочностью и отлично приживается. Недостаток его в сложности обработки, поэтому формообразующую механическую обработку проводят на блочной заготовке не синтеризированного диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия. В этой форме материал похож по консистенции на мел и легко обрабатывается фрезерованием на обрабатывающем центре с приданием нужной формы с учетом последующей (в процессе синтеризации) усадки. Пескоструйную обработку теоретически можно производить на двух этапах. Первое - пескоструйная обработка на этапе готового имплантата после синтеризации, однако в этом случае, учитывая прочность/твердость синтеризированного диоксида циркония, разница прочности/твердости его и самых прочных/твердых абразивных материалов (таких, как корунд, эльбор, карбид циркония и ряда подобных материалов) будет не велика (вопрос допустимо целесообразной цены опустим, хотя она будет весьма существенной), что имеет следствием крайне энергоемкий процесс обработки с результатом крайне низкого качества. Второе - пескоструйная обработка на этапе заготовки до синтеризации. Заметим, что в процессе пескоструйной обработки, часть абразивных частиц «застревает» в достаточно мягком на этой стадии материале имплантата, при этом сами по себе частицы стандартного абразива (такие, как SiO и ряд подобных материалов) не оказывают негативного влияния на организм человека. Затем необходимо провести синтеризацию полученного изделия, которую и рассмотрим подробнее. До синтеризации означенный материал представляет собой пористую структуру, но в процессе синтеризации при достижении температуры перехода моноклинной структуры материала имплантата в политетрагональную (порядка 1100-1200°С) решетка сжимается (переходит в форму политетрагональной) и становится прочнее стали, но уступает последней в гибкости/упругости/пластичности и при значительных воздействиях/напряжениях весьма велик риск откалывания. При этом структура настолько уплотняется, что дает усадки примерно на четверть. Однако, на этом изменения не заканчиваются - наилучшие характеристики материал приобретает после отжига при температуре порядка 1400-1800°С.Структура переходит в указанную выше - тетрагональную, достигая 99% теоретической максимальной плотности. Из вышесказанного следует, что «застрявшие» в имплантате в процессе пескоструйной обработки частицы абразивного материала (в частности - наиболее часто применяемого SiO, имеющего температуру плавления свыше 1700°С) при усадке означенного материала в процессе его синтеризации будут являться концентраторами весьма значительных напряжений и, с большой долей вероятности, причиной откалываний, нарушающих плановую геометрию имплантата.
Проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение вышеперечисленных недостатков.
Технический результат - повышение качества изготовления циркониевых зубных имплантатов путем исключения концентрации напряжений, вызванных инородными включениями в виде абразивных частиц пескоструйной обработки.
Поставленная проблема решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в способе изготовления зубного имплантата, включающем формирование увеличенной в соответствии с последующей усадкой заготовки из диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия, единым блоком, содержащим корневую часть для установки в альвеоле утраченного зуба и абатмент для установки коронковой части, синтеризацию материала заготовки ее нагревом до температуры перехода моноклинной структуры материала имплантата в политетрагональную с последующим отжигом при температуре перехода политетрагональной структуры материала имплантата в тетрагональную и усадкой заготовки до размера зубного имплантата, и пескоструйную обработку поверхности корневой части абразивным материалом, пескоструйную обработку поверхности корневой части осуществляют до синтеризации материала имплантата абразивным материалом, обладающим температурой плавления ниже температуры перехода моноклинной структуры материала имплантата в политетрагональную.
Изобретение поясняется изображениями, на которых схематично (с целью оптимального отображения сути изобретения) представлены: на Фиг. 1 - изготавливаемый имплантат; на Фиг. 2 - график варианта синтеризации изготавливаемого имплантата.
Зубной имплантат выполнен монолитным и содержит шероховатую корневую часть 1, предназначенную для установки в альвеоле утраченного зуба, и абатмент 2, предназначенный для установки коронковой части/коронки (не показана). В соответствии с заявленным техническим решением, изготовление вышеуказанного имплантата осуществляется следующим образом.
пл.
1
2
пл.
пл.
пл.
пл.
абразива
Предварительно измеряют альвеолу и/или удаляемый зуб посредством компьютерной томографии и/или магнитно-резонансной томографии и/или цифровой видеотомографии и/или 3D-сканирования или/или иным известным способом. На основании полученных данных посредством, например, системы автоматизированного проектирования формируют образ монолитного имплантата, включающий корневую часть и абатмент. Далее на специальном обрабатывающем центре воспроизводят имплантат в масштабе, учитывающем последующую усадку. Затем с использованием в качестве инструмента стандартного пескоструйного агрегата (например, используемого в ювелирном производстве), абразивным материалом, обладающим температурой плавления ниже температуры перехода моноклинной структуры материала имплантата в политетрагональную и размером ориентировочно 0,1 мм - 0,5 мм обрабатывают поверхность корневой части имплантата. Указанная размерность абразивного материала вполне обеспечивает, как установлено экспериментально, эффективную остеоинтеграцию имплантата. Далее имплантат помещается в специальную печь для синтеризации по определенному температурному циклу (пример на Фиг. 2). В процессе синтеризации при достижении температуры плавления материала абразива (на графике Фиг. 2 - уровень t), застрявшие в теле имплантата частицы абразива переходит в жидкое состояние. По достижении температуры перехода моноклинной структуры материала имплантата в политетрагональную (точка А на графике Фиг. 2) происходит усадка имплантата, однако за счет жидкого состояния застрявших в теле имплантата частиц абразива последние легко вытесняются, не создавая очага напряженного состояния, провоцирующего откалывания, нарушающие плановую геометрию имплантата. Далее температура еще повышается и протекает стадия отжига (отрезок BB на графике Фиг. 2), в процессе которого политетрагональная структура диоксида циркония переходит в тетрагональную, достигая 99% теоретической максимальной плотности, при этом поведение жидких частиц (расплава) абразива аналогично выше описанному. Согласно заявленному способу в качестве абразива могут использоваться, например, удовлетворяющие указанному выше условию металлы и их сплавы, такие, как олово (t=231°С), силумин (t=670°С), латунь (t=1000°С), эвтектический чугун (t=1050°С) и пр. После отжига рекомендуется очистка имплантата от следов расплавленного абразива в подходящем растворителе (например, для эвтектического чугуна это может быть раствор соляной и/или серной кислоты) с последующей стандартной стерилизацией. Клинический пример.
Больная В., 37 лет, поступила в клинику с жалобами на сложности в процессе пережевывании пищи и дискомфорт в связи с болью в области премоляра 25 (верхний справа). Со слов больной, зуб неустойчив из-за травмы.
Проведены: осмотр, сбор анамнеза с проведением сканирования интраоральным сканером 3Shape TRIOS 3 Basic с формированием 3-х мерной модели для дальнейшего планирования операции выявлено: подвижность корня третьей степени, зуб подлежит удалению; зуб однокорневой; основание альвеолярного отростка в области 25 премоляра имеет ширину 9 мм; высота доступной кости под гайморовой пазухой равномерная и составляет около 5 мм; костная ткань 3 типа плотности; выявлены кортикальные участки альвеолы; установка полноразмерных цилиндрических имплантатов невозможна.
Больной рекомендовано удаление больного зуба с одновременной имплантацией однокорневого имплантата из диоксида циркония в постэкстакционную лунку. Составлены история болезни и амбулаторная карта с планом хирургического вмешательства. За день до операции больная начала принимать антибитиотик Амоксиклав 875 по 1 таблетке 2 раза в день и пребиотик Линекс по 2 таблетки 3 раза в день (до 5 дней).
Имплантация проведена в два этапа (2 дня).
1 день
2
2
Проведено местное обезболивание Ubistesine 1,7 мл №2, медицинская обработка полости рта, снятие зубных отложений, полоскание 0,05% раствором хлоргексидина. 25-ый зуб (корень) извлечен из лунки (альвеолы) атравматично, лунка обработана 3% раствором HO, выполнен щадящий кюретаж лунки. Силиконовой коррегирующей массой (после сушки лунки салфеткой) взят оттиск лунки. Оттиск и STL-файл направлены в лабораторию для изготовления корня-имплантата из диоксида циркония. Постэкстакционную лунку закрыли йодоформной турундой до следующего дня.
2
4
В лаборатории в соответствии с полученными оттиском и STL-файлом из блока 3Y-TZP Zirconia ceramic block HBF на фрезерном станке vhf Z4 изготовлен имплантат, зона корня обработана на пескоструйном аппарате PS-A латунным порошком CuSn10 (температура плавления 950°С) с зерном 325 мкм. Затем проведена термообработка с нагревом до температуры спекания 1197°С и последующим отжигом при температуре 1450°С. Анализ показал соответствие шероховатости запланированной, сколы/трещины отсутствуют, на поверхности имплантата выявлены незначительные следы от расплава латунного порошка. Произведена обработка 20% раствором HSO и последующая стандартная стерилизация. Повторный анализ имплантата показал отсутствие на его поверхности следов латунного порошка. Имплантат направлен в клинику.
2 день
У больной взята кровь из вены для получения PRP плазмы крови, богатой микроэлементами, тромбоцитами. Кровь центрифугирована для PRP метода плазмотерапии. После удаления из лунки йодоформной турунды и обработки лунки физраствором 0,9% NaCl и щадящего кюретажа в лунку положена желеобразаная масса PRP (плазмы).
Имплантат методом атравматичного вколачивания введен в лунку удаленного зуба. Форма лунки полностью соответствует имплантату и удаленному ранее корню зуба. На десну наложено два шва, сразу установлена временная коронка с опорой на соседние зубы. Оформлен протокол наблюдений.
Осмотр: 3, 5, 10, 20 день, 1, 1,5, 3 месяца. ОПТГ (панорамный снимок зубочелюстной системы) - на 10-й день, на 20-й день, на 1 месяц, на 1,5 месяца.
Швы сняты на 10-й день, временная коронка заменена на постоянную на 45-й день. Осмотры и ОПТГ не выявили признаков воспаления слизистой оболочки, костной ткани, иных патологий, имплантат неподвижен, самочувствие больной удовлетворительное.
Таким образом, вышесказанное свидетельствует о том, что проблема, на решение которой направлено заявленное изобретение, решена, а заявленный технический результат - повышение качества изготовления циркониевых зубных имплантатов - достигнут.