Устройство для временного зубного протезирования пациента на период направленной костной регенерации челюстей
DEVICE FOR TEMPORARY DENTAL PROSTHETICS IN PATIENT FOR PERIOD OF DIRECTED BONE REGENERATION OF JAWS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической и хирургической стоматологии, и может быть использовано для временного зубного протезирования пациента на период направленной костной регенерации челюстей.
Уровень техники
Для направленной костной регенерации при выраженном уменьшении альвеолярного костного объема используются также титановые сетки в виде моделируемых пластин толщиной 0,1-0,2 мм с макроотверстиями 0,1 мм. Титановая сетка обладает свойством абсолютного каркаса для регенерата. Однако течение процессов репаративной регенерации при использовании нерезорбируемых мембран и титановой сетки нарушается или даже прекращается при их обнажении. На сегодняшний день и в обозримой перспективе эта проблема будет оставаться одной из самых сложных в реконструктивной хирургической стоматологии и имплантологии, которая потребует своего решения (Ломакин М.В., Филатова А.С., Солощанский И.И. Направленная костная регенерация при реконструкции альвеолярного костного объема в области дентальной имплантации. Российская стоматология. 2011; 4(5):15-18.).
При проведении направленной костной регенерации (НКР) каркасные титановые сетки могут являться одним из оптимальных вариантов формообразования регенерата. Комплексные исследования медицинских изделий, изготовленных из технически чистого титана в стоматологии, свидетельствуют о высокой биосовместимости по сравнению с другими металлами и сплавами. Сочетание небольшой плотности с достаточной прочностью и высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах является важнейшим свойством титана как конструкционного материала. Тем не менее, изготовленные без учета индивидуальных особенностей каркасные титановые сетки являются проблемными при адаптации к поверхности стенок дефекта, после моделирования обладают остаточным напряжением; при их винтовой фиксации возникает «ортодонтический» эффект, определяющий резорбцию костной ткани, что нарушает стабильность и приводит к прорезыванию. (https://medbe.ru/materials/implantologiya/kliniko-anatomicheskoe-obosnovanie-izgotovleniya-i-primeneniya-titanovykh-setok/).
Известен способ временного протезирования на период приживления корневой части внутрикостного имплантата, включающий изготовление временного мостовидного протеза и удаление его после окончания этого периода, при этом изготавливают несъемный волоконный адгезивный мостовидный протез, предотвращающий травматизацию имплантата и окружающей десны (Патент РФ №2173114 от 10.09.2007).
Из уровня техники известен эндоосально-субпериостальный имплантат, содержащий поднадкостничную металлическую пластинку с отверстиями и крепежные элементы для зубного протеза, причем имплантат дополнительно содержит перфорированную пластинку высотой не более 10 мм и шириной не более 4 мм, расположенную в центральной части поднадкостничной пластинки по продольной ее оси под углом 60-90о к крепежным элементам, при этом площадь отверстий обеих пластин составляет не менее 50% от общей площади пластин (Патент РФ 2145819 от 27.02.2000).
Из уровня техники известен способ временного протезирования зубов в период остеоинтеграции двухэтапных дентальных имплантатов, заключающийся в том, что временные имплантаты устанавливаются в промежутках двухэтапных дентальных имплантатов, смещенных в вестибулооральных направлениях, а опирающиеся на них мостовидные протезы выполнены из композита, таким образом, что их жевательные поверхности в вестибулооральном направлении расположены по одной линии, внутренние поверхности, обращенные в центр альвеолярного гребня, имеют скругления в форме слизистой челюсти, отступая от него на 1,0 мм, а поверхности, прилежащие к слизистой оболочке протезного ложа в местах сочленения коронок, имеют куполообразные скругления в форме десневого сосочка, отступая от него на 1,0 мм (Патент РФ №2454967 от 10.07.2014).
На данном реабилитационно-подготовительном этапе достаточно проблематично обеспечить пациенту временное восстановление жевательной эффективности при отсутствии зубов.
Известен способ протезирования зубов в период остеоинтеграции дентальных имплантатов у пациентов с концевыми дефектами зубных рядов осуществляется получением оптических оттисков зубных рядов пациента в до операционном периоде, фиксацией полученных по оттискам цифровых моделей в виртуальный артикулятор, определением на моделях границы съемного зубного протеза малой протяженности, имеющего в своем составе базис, искусственные зубы и систему кламмеров, таким образом, чтобы край базиса протеза с язычной стороны перекрывал внутреннюю косую линию, а в местах планируемых к установке дентальных имплантатов на цифровой модели между базисом протеза существовал зазор в 2 мм, что достигается функцией редукции цифровой модели, а система кламмеров представлена двумя Т-образными отростками от базиса протеза, соединенными с окклюзионной накладкой с возможностью фиксации на 2-3 опорных зубах, расположенных медиальнее дефекта зубного ряда, при этом протез монолитный выполнен из полиметилметакрилата в до операционном периоде методом объемной печати, установки дентальных имплантатов и установки одного мини-дентального неинтегрируемого имплантата с сферической головкой, по возможности ближе к дистальной границе дефекта зубного ряда, фиксации в съемном протезе малой протяженности посредством самотвердеющей пластмассы фиксирующего элемента системы мини-дентального имплантата в ложе, сформированное в проекции сферической головки зуботехнической фрезой (Патент РФ №2698625 от 28.08.2019).
Известен способ изготовления индивидуального имплантата для замещения дефектов костей черепа. Выполняют трехмерное компьютерное моделирование требуемой геометрии имплантата на трехмерной компьютерной модели черепа непосредственно в области дефекта, который он должен закрывать. Моделируют необходимую структуру, крепежные отверстия и ориентационную маркировку сторон имплантата. Выполняют трехмерную печать имплантата с использованием трехмерного принтера методом прямого лазерного спекания или электронно-лучевой плавки мелкодисперсного титанового порошка или его сплавов. Проводят термическую обработку имплантата плавным нагревом его до 500-1000°С в вакуумной или аргоновой среде с выдержкой при необходимой температуре от 1 до 6 часов, в зависимости от требуемых физико-механических свойств, поэтапную ультразвуковую очистку в дистиллированной воде, нейтральной, щелочной и кислой средах и повторное промывание в ультразвуковой ванне с дистиллированной водой в течение 30-60 минут. Способ позволяет создать имплантат с достаточной прочностью и точно соответствующий индивидуальным особенностям строения черепа пациента (Патент РФ 2644275 от 08.02.2018).
Из уровня техники известен эластичный сетчатый титановый имплантат для реконструктивной хирургии, выполненный в виде сетки из металлического материала, причем имплантат выполнен в виде многослойной сетки титанового сплава, состоящей из переплетенных между собой нитей из проволоки, скрепленных путем сваривания (Патент РФ 152119 от 10.05.2015).
Из уровня техники известна пористая никелид-титановая мембрана для направленной тканевой регенерации в стоматологии выполнена в виде пористой пластины, причем толщина пластины составляет 0,3 мм, пластина изогнута по форме гребня альвеолярного отростка, пористость мембраны составляет 50-80%, размер пор - до 350 мкм (Патент РФ 113147 от 10.02.2012).
Также известна титановая сетка, включающая титановую перфорированную пластину, повторяющую геометрию участка челюсти, плотно прилегающую по контуру, при этом пластина имеет выпуклость в области, соответствующей той области, где будет распределена костезамещающая масса, а в четырех противоположных концах пластины располагаются отверстия для ее винтовой фиксации к кости челюсти, расположенные в четырех противоположных концах пластины (Yu Xie, et al. Titanium mesh for bone augmentation in oral implantology: current application and progress. International Journal of Oral Science volume 12, Article number: 37 (2020). Published: 30 December 2020).
Однако в данном случае невозможно произвести временное протезирование на период остеоинтеграции.
В качестве наиболее близкого аналога известен способ временного протезирования на период остеоинтеграции корневой части внутрикостного имплантата, включающий изготовление временного мостовидного протеза, установку его и последующее удаление, причем при планировании операции проводят компьютерную томографию челюстей, соответственно которой изготавливают стереолитографические модели, по которым осуществляют изготовление временного субпериостального имплантата, повторяющего анатомические контуры челюсти, отслаивают слизисто-надкостничный лоскут, устанавливают корневые части внутрикостных имплантатов, с зазором над ними располагают временный субпериостальный имплантат, зазор заполняют остеопластическим материалом, наглухо ушивают рану, оставляя головки субпериостального имплантата над уровнем десны, и устанавливают на них на цементе временный мостовидный протез (Патент РФ №2393814 от 10.07.2011).
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение возможности временного восстановления жевательной эффективности пациентов на период направленной костной регенерации челюстей предшествующий дентальной имплантации.
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат заключается в обеспечении возможности временного восстановления жевательной эффективности пациентов на период направленной костной регенерации челюстей.
Технический результат изобретения достигается за счет следующей совокупности существенных признаков.
Устройство для временного протезирования на период направленной костной регенерации челюсти, включает:
титановую перфорированную пластину, повторяющую геометрию участка челюсти,
пластина имеет выпуклость в области, соответствующей той области, где будет распределена костезамещающая масса, а в четырех противоположных концах пластины выполнены отверстия для ее винтовой фиксации к кости челюсти,
устройство включает по меньшей мере один цилиндр с круговыми ретенционными элементами, с возможностью последующей фиксации временных коронок, причем по меньшей мере один цилиндр выполнен на пластине в области соответствующей области имплантации, при этом цилиндр изготовлен зацело с пластиной.
Выбор количества необходимых цилиндров определяется количеством отсутствующих зубов.
Необходимость выполнения хотя бы одного цилиндра на пластине в области соответствующей области имплантации, обусловлена необходимостью временного восстановления жевательной функции.
Устройство в частных случаях реализации может быть выполнено следующим образом:
- толщина перфорированной пластины лежит в диапазоне 0,2-0,3 мм. Данная толщина обусловлена минимальными допусками технологии прямого лазерного спекания титана.
- объем выпуклости пластины определяется объемом области направленной костной регенерации.
- пластина и цилиндр на ней выполнены методом прямого лазерного спекания.
- края пластины сглаживают до заданного значения кривизны.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 обозначены следующие позиции:
1. Титановая перфорированная пластина.
2. Выпуклость (зазор) для внесения и фиксации костезамещающей массы.
3. Отверстия для винтовой фиксации устройства к кости.
4. Цилиндр с круговыми ретенционными элементами для последующей фиксации временных коронок.
Осуществление изобретения
Устройство для временного зубного протезирования пациента на период направленной костной регенерации челюстей изготавливается следующим образом:
1. Данные компьютерной томографии (КТ) челюстей пациента экспортируются в виде DICOM-файла в среду облачного искусственного интеллекта Diagnocat.
2. С помощью встроенной функции данного ПО, создаются 3D-модели необходимых сегментов челюстей и зубов в формате STL.
3. Полученные модели экспортируются в программу Exocad, где, при необходимости, с модели удаляются лишние элементы в виде зубов, мостовидных протезов и других образований.
4. Проводится моделирование желаемой формы костного гребня.
5. Исходная модель челюсти без лишних элементов (далее исходная модель) и модель с восстановленной формой альвеолярного отростка (далее восстановленная модель) экспортируются в программу Materialize 3-Matic, где происходит их наложение друг на друга.
6. По границе пересечения двух моделей производится построение замкнутой контурной кривой, которая затем прикрепляется к восстановленной модели. Программа автоматически создает поверхность, отграниченную данной кривой, отображающую желаемую форму основания будущей конструкции титановой пластины (1) с выпуклостью (зазором) для фиксации костезамещающей массы (2).
7. Производится экструзия данной поверхности на заданную толщину по нормали к каждой точке, в результате чего образуется твердотельная модель устройства в виде пластины (1) толщиной 0,2-0,3 мм.
8. Края пластины сглаживают до заданного значения кривизны. Проводится визуальная проверка краевого прилегания устройства к исходной модели.
9. Проводится моделирование отверстий для винтов (3), фиксирующих титановую пластину к кости. Для этого в местах плотного прилегания пластины моделируются цилиндры заданного диаметра, таким образом, чтобы основание цилиндра располагалось перпендикулярно поверхности модели пластины в данной области. Производится вычитание моделей цилиндров из модели пластины с образованием отверстий.
10. На вершине пластины (1) в проекции отсутствующих зубов проводится моделирование цилиндров с круговыми ретенционными элементами для последующей фиксации временных коронок. При этом по меньшей мере один цилиндр выполнен на пластине в области соответствующей области имплантации, при этом цилиндр изготовлен зацело с пластиной.
11. Производится реструктуризация модели с уменьшением плотности облака точек построения ее поверхности.
12. Модель сетки экспортируется в программу Meshmixer, где создается трехмерная ячеистая структура модели после чего пластина (1) устройства становиться перфорированной.
13. Цифровая модель устройства экспортируется в программное обеспечение трехмерного принтера, в котором происходит моделирование элементов поддержки на рабочей платформе.
14. После завершения подготовительного процесса осуществляется трехмерная печать индивидуального устройства для временного зубного протезирования пациента на период направленной костной регенерации челюстей с использованием трехмерного принтера методом прямого лазерного спекания или электронно-лучевой плавки мелкодисперсного титанового порошка или его сплавов.
15. Полученная пластина подвергается механической и стерилизационной обработке.
Пример 1.
В клинику обратился пациент В. 39 лет, с жалобами на отсутствие зубов на нижней челюсти. Из анамнеза, зубы были удалены в результате осложнения кариеса около 15 лет назад, ранее не протезировался.
При осмотре полости рта зубы 46, 47, 48 - отсутствуют, отмечается значительная атрофия альвеолярной кости.
По данным компьютерной томографии, убыль костной ткани до межальвеолярной перегородки между зубами 44 и 45 составляет 12 мм, расстояние от края альвеолярной кости до нижнечелюстного канала 2 мм. Толщина альвеолярной части нижней челюсти в проекции отсутствующих зубов 3 мм.
По результатам проведенного обследования, было принято решение о дентальной имплантации в позиции отсутствующих зубов 46 и 47 с применением предлагаемого устройства для временного зубного протезирования пациента на период направленной костной регенерации челюстей.
Лечение:
Пациенту провели компьютерную томограмму челюстей, полученные данные экспортировали в виде DICOM-файла в среду облачного искусственного интеллекта Diagnocat. С помощью встроенной функции данного ПО, создали 3D-модель нижней челюсти и зубов в формате STL. Полученную модель экспортировали в программу Exocad и провели моделирование желаемой формы костного гребня в позиции отсутствующих зубов 46, 47. Объемные модели челюсти без лишних элементов (исходная модель) и модель с восстановленной формой альвеолярной части нижней челюсти (восстановленная модель) экспортировали в программу Materialize 3-Matic, где их наложили друг на друга.
По границе пересечения двух моделей произвели построение замкнутой контурной кривой, которую затем прикрепили к восстановленной модели. Создали поверхность, отграниченную данной кривой, отображающую желаемую форму основания будущей конструкции пластины устройства. Произвели экструзию данной поверхности на заданную толщину с 0,3 мм по нормали к каждой точке, в результате чего получили твердотельную модель устройства. Края пластины устройства сгладили до заданного значения кривизны. Провели визуальную проверку краевого прилегания пластины устройства к исходной модели и моделирование отверстий для винтов, фиксирующих устройство к кости. На вершине пластины в проекции отсутствующих зубов 46 и 47 моделировали цилиндры с круговыми ретенционными элементами для последующей фиксации временных коронок, причем цилиндры выполнены на пластине в области соответствующей области имплантации зацело с пластиной.
Модель сетки экспортировали в программу Meshmixer, где создали трехмерную ячеистую структуру модели. Цифровую модель пластины экспортировали в программное обеспечение трехмерного принтера и выполнили печать пластины методом прямого лазерного спекания титана. Полученную сетку подвергали механической и стерилизационной обработке.
Под аппликационной и инфильтрационной анестезией Sol. Ultracaini 4% - 3,4 ml, сформировали слизисто-надкостничный лоскут и скелетировали кость в месте отсутствующих зубов 47, 46. Шаровидным бором в атрофичной части кости сформировали несколько перфорационных отверстий на глубину равную толщине кортикальной пластинки кости. По поверхности кости уложили костезамещающую массу представленную, ксенотрансплантатом смешанным с костным аутотрансплантатом, полученным в процессе операции посредством костного скребка, в соотношении один к одному насыщенный капиллярной кровью. Винтами через специальные отверстия фиксировали костезамещающую массу ранее изготовленной индивидуальной титановой сеткой к кости пациента. Провели иммобилизацию слизисто-надкостничный лоскута и ушили его глухо. Так что над поверхностью десны были видны цилиндры, на которые прямым методом через силиконовый ключ изготавливали и фиксировали временные коронки. На 10 сутки после операции, удалили швы.
На контрольной компьютерной томограмме через 6 месяцев после операции, расстояние от края альвеолярной кости до нижнечелюстного канала составило 14 мм. Далее пациенту была проведена операция по установки дентальных имплантатов в позиции отсутствующих зубов 46 и 47 и непосредственным протезированием керамическими коронками с винтовой фиксацией.