Имплантатна повърхност

Повърхността на зъбните импланти е от изключителна важност. Може би няма нещо с по-голямо значение за успеха в областта на имплантологията. В миналото са се прилагали имплантати с полирана титанова повърхност - такива са имплантите от системата Брьонемарк, които са били най-често поставяните в световен мащаб в началото на 80-те години на ХХ век. Скоро след това обаче се натрупва значителен клиничен опит в различни части на света, въвеждат се множество иновации и се стига до извода че е по-добре имплантатната повърхност да бъде грапава - така се улеснява остеоинтеграцията и се съкращава оздравителният период. Същевременно се увеличава площта на остеоинтеграция (нещо от съществено значение) и се намалява необходимата дължина на импланта - също съществен фактор от анатомична гледна точка. Така например системата Брьонемарк предлага зъбни импланти с максимална дължина 18 мм. - като изключим областта на долните фронтални зъби, няма друга натомична област, в която да има достатъчно костна база за поставяне на такъв имплант. По-нови системи като TBR и Nobel - Biocare, които вече са с грапава повърхност, значително съкръщават максималната дължина на импланта - съответно 15 и 16 мм. Впоследствие се натрупват още повече научни наблюдения и според собствени клинични проучвания на Дентиум (Южна Корея) оптималната дължина на импланта е 12 мм. Произвежданите от компанията импланти с дължина 14 мм. се прилагат само при по-рискови случаи с недостатъчно плътна кост, по-малък брой импланти (например шест броя за тотално обеззъбена челюст) и т.н. Повече информация за имплантатните размери има на тази страница...

Награпавяването на повърхността на имплантата се извършва по три възможни начина: чрез струйно - абразивна обработка (пясъкоструйник, който зъботехниците използват често), чрез напръскване на титанова плазма и чрез ецване на метала.  През 80-те години на ХХ век се е считало, че напръскването с титанова плазма осигурява много добри условия за остеоинтеграция. Впоследствие се оказва, че това не е съвсем така. Причините за това са много - технологично това напръскване се извършва при висока температура, при която процесът не може да се управлява съвсем прецизно. Получава се различна дълбочина на грапавините, в някои участъци дори няма грапавини, а фина мрежа от титанови израстъци, някои от които с размер от порядъка на нанометри. Първоначално се е считало че тези израстъци са от полза - между тях враства кост и се образува трайна връзка. Лошото е че с течение на времето израстъците се прекъсват под въздействие на дъвкателното налягане или от травматични фактори - това е установено от Ledermann (Das Ha-Ti Konzept, Schweiz. Monatszeitschr. Zahnmed, 98, 1988, 40 - 50) и Moser et al. (Zur Problematik von Titan - Spritzbeschichtungen, Zahnarztl. Implantologie, 111, 1987, 282 - 285). Вижда се че още преди началото на имплантологията в България титановата плазма е оценена като недостатъчно надежден метод за обработка на имплантатната повърхност.

На графичната схема горе сме се опитали да илюстрираме какво се получава при поставяне на имплантат с обработена с плазма повърхност. Разбира се, резултатът не винаги е провал - по литературни данни такива имплантати достигат до 80 % успеваемост, но разликата с имплантатите с ецвана повърхност е значителна - послдните достигат до 95 - 99 % успеваемост. Какво се получава на практика?

Такава повърхност трудно може да се поддържа чиста поради голямото повърхностно напрежение и дори и при производството върху зъбния имплант могат да останат всякакви включвания. Трайният успех на имплантолога определено зависи от чистотата на повърхността - Tetsch (1984) съветва имплантатът да не се докосва изобщо с гумени ръкавици (възможно е да оставят следи от талк), марля, друга текстилна материя или каквото и да било. Единствено металният инструмент е удачен за държане на импланта според автора; впоследствие и това е отречено и производителите започват да конструират инструменти за изваждане на имплантата от опаковката и поставянето му в отвора в костта. Такъв инструмент е показан на следната снимка:

Адрес на нашата практика    България в RSS - формат    Вход във форума за пациенти    Имплантология    Приятели и партньори на Ралев Дентал

Металният инструмент може лесно да остави драскотини по имплантатната повърхност, които драскотини да влошат остеоинтеграцията. Замърсяването на имплантатната повърхност може не винаги да се види с просто око, поради което е и не винаги установимо по време на операцията; поради това някои неуспешни имплантации без видима причина могат да се дължат на замърсяване. Това налага в кабинетите да се поддържа отлична хигиена, да се инсталират бактерицидни лампи, филтри за прах, да се използват повече еднократни инструменти и консумативи и т.н. Провеждани са хистологични проучвания на провалени импланти, при което в костните фрагменти, полепнали по имплантатната повърхност са открити гигантски клетки тип "чуждо тяло", които са типични за зони на замърсяване в организма - рани, около оставени хирургични конци, набити в кожата чужди тела и т.н.

След титановата плазма е въведена струйно - абразивната обработка на имплантатната повърхност. Тя се извъшва технологично много по-лесно и чрез подбор на размера на частиците може да се дозира точно дълбочината на награпавяване. Прилага се и киселинно ецване - самостоятелно или след обработката на пясъкоструйник. В последните години като златен стандарт успя да се наложи комбинацията от двата вида обработки, която комбинация се нарича обработка тип SLA (Sand Blasted - Large Grid - Acid Etched). Същността на метода е в обработката на пясъкоструен апарат с едри частици (Large Grid), след което имплантатната повърхност се ецва с киселини. Процесът на ецване може да се осъществи електромеханично или без ток, като значение имат съставът, концентрацията и температурата на банята, времето на ецване, силата и напрежението на тока. При правилно ецване от страна на производителя се осигуряват отлични условия за остеоинтеграция; освен това се избягва замърсяването на повърхността с неразтворими твърди частици. Ецването има и почистващ ефект - много от нехомогенните зони по повърхността на импланта се редуцират, отстраняват се различни натрупвания на чужди молекули, атоми и йони и т.н. По своята характеристика ецването на имплантатната повърхност много се доближава до ецването на зъбите - и при двата процеса повърхността се увеличава многократно по площ и е от голямо значение с голямо внимание да се следи какви субстанции попадат върху ецваната площ.

Ецвана повърхност на зъбен имплант, показана под увеличение. Рязко се подобрява стабилността на импланта и възможността за остеоинтеграция. През 2008 година в International Journal of Oral and Maxillofacial Implants е публикувана статия, в която се сравнява остеоинтеграцията на зъбни импланти със стругована повърхност и на такива с ецвана повърхност. Автори на статията са Jacub Strnrad, Urban, Povysil и Zdenec Strnrad от Прага - Република Чехия. Статията е публикувана доста късно - поне от двадесет години преди това е известно, че ецването подобрява остеоинтеграцията. Въпреки това още едно научно доказателство винаги е от полза; освен това много често при такива експериментални проучвания се явяват доста изненадващи резултати. Авторите използват 24 винтови имплантата от чист титан, които са разделени на две групи - опитна и контролна. Двете групи имплантати са поставени в тибиалната кост на кучета. Според авторите първичната стабилност на имплантатите се определя от качеството и количеството на наличната кост, от типа на имплантата (неговата геометрична форма, диаметър и дължина) и от вида на прилаганата хирургична техника. Вторичната стабилност пък зависи най-вече от вида на имплантатната повърхност. Според Pillar (University of Toronto Press, 1995) от основно значение за постигането на добра остеоинтеграция, съответно вторична стабилност, е от голямо значение да няма микродвижения в областта на костно - имплантатния интерфейс по време на оздравителния период. Тук проличава едно много голямо предимство на вътрекостните импланти - при тях няма възможност за хронични травми по време на дъвчене и съответно условията за остеоинтеграция са много по-добри. При системите за открито имплантиране (каквато е френската TBR - серия Zirconnect) надвенечната част на имплантата е изложена на механични въздействия и при костна пластика рисковете от провал стават доста по-големи. Най-рискови са случаи, при които пациентът настоява за изработване на снемаема протеза, която да се носи върху имплантите - тя ги травмира постоянно и по наблюдения на нашия екип провалите са при около 1/3 от случаите. Все пак, за вторичната стабилност на имплантата много проучвания са показали и голямо значение на вида на имплантатната повърхност - Raghavendra, Wood & Taylor (Int J of Oral and Maxillofacial Implants, 2005, 20: 425 - 431), Hench - The Bone - Biomaterial Interface (University of Toronto Press, 1995).

Доскоро в практиката са се прилагали зъбни импланти с повърхности, обработени само на пясъкоструен апарат - такава е системата Ankylos (Dentsply Friadent). При тези импланти обаче се забелязват следи от алуминий по имплантатната повърхност, което влошава процеса на остеоинтеграция - Esposito, Hirsch, Thomsen, Eur J Oral Sci, 1998; 106: 721-764. Резултатите са доста противоречиви - точно обратното откриват Wennerberg et al. при проучвания върху животни - няма каквато и да било разлика при остеоинтеграцията на имплантати, обработени на пясъкоструйник с различен материал, нито пък установяват какъвто и да е вреден ефект от остатъчните частици на алуминия. Същите резултати дават и проучванията на Piatelli и колектива му, които не откриват вреден ефект върху остеоинтеграцията от страна на частици от алуминиев оксид. В началото на деветдесетте години на ХХ век дори са се използвали импланти с повърхност от алуминиев оксид.

Все пак компанията Dentsply (производител на имплантати Ankylos) бързо е осъзнала ползата от киселинната обработка на имплантатната повърхност. Поради това са пуснати в продажба импланти от серията Ankylos Plus - тяхната повърхност е обработена на пясъкоструйник с едри частици, след което е ецвана с киселина при висока температура, т.е. тук става въпрос за класическата SLA - повърхност, успяла да се наложи като златен стандарт в областта на имплантологията през последните години. При допълнителната обработка се премахват всякакви остатъци от алуминий и освен това се създава допълнителна порьозност. Отдавна е установено че колкото по-грапава е една повърхност, толкова по-бърза и сигурна е остеоинтеграцията на зъбния имплант - това е убедително доказано от Bowers, Keller, Randolph et al. през 1992 година - International Journal of Oral and Maxillofacial Implants, 1992; 7: 302 - 310. В същото списание е публикувана статия 18 години по-късно, през 2010 година, в която Conserva, Lanutti и Menini сравняват остеоинтеграцията на системите Ankylos и Ankylos Plus. При рентгенологичен фотоемисонен спектрален анализ на двете повърхности е установено нещо важно: и при двата вида повърхности се открива въглерод, азот, кислород, хлор (като при ецваната с киселина повърхност хлорът е в около 10 пъти по-ниска концентрация). Не са открити дори и единични молекули от органични вещества. Открива се разбира се и титан - в крайна сметка титанът е материалът, от който се изработват имплантите. При серията Ankylos концентрацията на титана е 14.2 % като относителен дял от всички открити химични елементи. При серията Ankylos Plus неговата концентрация достига 19.7 %, което е все още твърде далеч от 100 %, т.е. съвременната имплантология технологично е много по-далеч от някои индустрии, при които се спазва т.нар. абсолютна чистота - например производството на интегрални схеми и транзистори. При обработената на пясъкоструйник повърхност се открива също така силиций, калций и алуминий; при SLA - повърхността тези елементи не се откриват, но се забелязват следи от сяра. Според авторите това си е една научна загадка - какво търси сярата върху имплантатната повърхност? Имплантите от серията Ankylos се ецват с флуороводородна киселина (както твърдят от Dentsply), възможно е обаче производителят допълнително да ги обработва и със сярна киселина. При пробите с клетъчна култура SaOS-2 (остеобласти - туморна линия) е установена много по-бърза адхезия и пролиферация на клетките върху имплантатна повръхност, обработена с киселина. SLA - повърхността показва по-различна топография в сравнение с повърхността, обработена с пясъкоструен апарат - забелязват се макропори с диаметър 3 - 5 микрометра, както и микропори с диаметър 0.5 микрометра. Разстоянието от едно връхче до друго на ецваната повърхност е от порядъка на няколко микрометра. Повече информация за ецването като химичен процес можете да прочетете тук... Според Wong et al. (J Biomed Mater Res, 1995; 1567 - 1575) наличието на повече връхчета с по-малка височина осигурява по-добра остеоинтеграция, сравнено с по-високи връхчета с по-малък брой на единица площ.

Според същия чешки изследовател Strnrad в екип с Kopecka и Simunek (2004) има много по-добра остеоинтеграция на имплантатите които са ецвани с основи в сравнение с тези които са ецвани с киселини. Въпреки че успеваемостта при двата вида имплантатни повърхности е една и съща, при алкално ецваните оздравителният период е с около 50 % по-къс. Авторите споменават нещо много интересно - относителното увеличение на площта при различните видове имплантати е много различно. Така например при стругования имплант има 1.4 пъти по-голяма площ в сравнение с тази на полирания; при киселинно ецвания увеличението е 7.2 пъти, а при алкално ецвания имплант площта е увеличена 137.9 пъти! Крайно интересен факт - наистина, при сканиращата електронна микроскопия на алкално ецвания имплант личат много ясно изразени грапавини, наподобяващи дори дантелата на обработената с титанова плазма повърхност; няма обаче литературни данни за същия ефект както при описаната по-горе повърхност. Към момента единствените импланти с алкално ецвана повърхност са тези от системата Impladent - производство на Lasak Ltd. - Република Чехия (www.lasak.cz). Ъгълът на мокрене при тази система е много малък, сравнено с имплантатите с SLA - повърхности, като измерването е проведено с кръв, а не с дестилирана вода. Това означава че всички елементи на кръвта полепват много по-бързо по имплантатната повърхност. Интересен факт: нито една компания - производител не споменава никъде с какво точно се ецва имплантатната повърхност? Говори се единствено за киселини и основи; на всички наши запитвания се получават уклончиви отговори или директно се говори за търговска тайна.

В различните периоди от развитието на имплантологията са разработвани различни типове имплантатни повърхности. Използвани са струговани, шлифовани, полирани имплантатни повърхности, докато не се стига до извода че награпавяването подобрява връзката на зъбния имплант с костта. Една сравнително голяма група автори стига до извода че оптимална остеоинтеграция се получава при дълбочина на грапавините от 1.0 до 1.5 микрометра - Wennerberg, Albrektsson, Anderson, Danelli и Krol провеждат серия от проучвания за периода 1995 - 1998, при които установяват че имплантатите не бива да имат грапавини по-плитки от 1.0 микрометра и по-дълбоки от 1.5 микрометра. Все пак тези автори не вземат предвид промените, които материалът търпи при химични и физични въздействия от рода на ецването и обработката с титанова плазма - според Sul, Johansson и Ducheyne тези промени са от много по-голямо значение в сравнение с дълбочината на грапавините по титановата повърхност. Други изследователи пък полагат усилия в съвсем друга насока - пуснати са в производство и имплантати, които имат повърхност от синтерован титан.

Синтероването е процес, който намира приложение в много области на техниката. В областта на денталната медицина по такъв начин се получава твърдата маса на повечето керамични материали. За какво става въпрос? При процеса на синтероване се нанасят перли или частици с друга форма върху тяло от същия материал; при металокерамичните технологии нанасянето е върху метално кепе със съответния окисен слой. След това композицията се загрява до температура, близка до температурата на топене на материала, но малко по-ниска. При такива температури част от материала се стопява и се образуват мостчета от течна маса между отделните частици. Следва охлаждане, което не бива да бъде много бързо, за да не се образуват напрежения и да не се влоши маханичната якост на синтерованата маса. По този начин се получава вещество с доста специфични свойства - без вътрешни напрежения, с якостта на твърдо хомогенно тяло, но с по-малка плътност. В областта на имплантологията процесът на синтероване се прилага с цел да се увеличи площта на зъбния имплант - върху тяло от титан с форма на конус или цилиндър се нанасят титанови перли и се осъществява процес на синтероване, при което рязко се увеличава площта, с която тялото контактува с костта, съответно се осъществява по-добра остеоинтеграция. Такава повърхност имат имплантатите от системата Endopore на Sybron Dental Solutions. Такива импланти показват добра остеоинтеграция, но повечето автори са единодушни че изобщо не са удачни за имедиатно натоварване - липсва първичната стабилност, която е характерна за винтовите титанови импланти. Слоят от синтеровани частици, който е нанесен върху импланта, обикновено е дебел 300 микрометра. Според Douglas Deporter и сътрудници (Int J of Oral and Maxillofacial Implants) има много силно изразена връзка между синтерованата повърхност и постоперативната костна резорбция - там, където завършва награпавената повърхност и започва гладката, се установява обикновено костното ниво. Никога не се наблюдава кост над линията на синтероване; понякога обаче костното прикрепване е под тази линия, като се формира цепнатина, дълбока около 1 - 1.5 мм. и изпълнена с плътна съединителна тъкан. Според Hermann et al. (Journal of Periodontology, 1997) същото е положението при винтовите импланти - винаги костното ниво е под участъка, който е полиран. Нещо повече, авторите стигат до изключително интересна закономерност: костта се установява винаги поне на 2 мм. разстояние от микроцепнатината между импланта и надстройката. Тук проличава голямото значение на вида на връзката между зъбния имплант и надстройката - Hermann и колектив проучват имплантати с вътрешна хексагонална връзка между платформата и надстройката, при която връзка се наблюдава значителна микроцепнатина между двата компонента. Според множество проучвания е установено че тази микроцепнатина бързо се контаминира от бактерии и се поддържа едно субклинично възпаление, което става причина за отдръпването на костта от този участък. По-късно е установено че при имплантати с т. нар. биологична връзка (морзов конус) тази цепнатина почти изчезва и постоперативната костна резорбция е около 0.1 мм. За повече информация по въпроса кликнете тук... През 2009 година в Journal of Periodontology е публикувана още една интересна статия - Song, Lee, Kim et al. (Южна Корея) сравняват две групи имплантати - изцяло вътрекостни, с повърхност тип SLA, като при едната група шийката е гладка, а при другата ситната резба достига точно до върха на импланта. При втората група една година след поставяне на имплантата се наблюдава костна резорбция от порядъка на 0.16 мм, докато при другата група резорбцията е със стойност 0.30 мм. (стандартно отклонение 0.22 мм.). Между двете групи има статистически значима разлика - Р - критерият е 0.004. Авторите стигат до извода, че по някакъв начин микрорезбата стабилизира костната тъкан и я предпазва от стопяване. Не е установено по какъв точно билогичен механизъм се осъществява това; все пак, много производители обръщат внимание на такива изследвания и съобразяват геометричния дизайн на имплантите с тях. Така например Straumann въвежда винтова резба нивото на шийката на импланта при своите вътрекостни импланти; незнайно защо обаче Dentsply са въвели гладка шийка на най-новата си серия Ankylos. Caulier, Naert et al. (Int J of Oral and Maxillofac Implants, 1997; 12: 380 - 386) откриват още една интересна закономерност: реално костната резорбция е доста по-голяма, отколкото изглежда на рентгенография. Логично - все пак рентгеновото изследване е параклинично и резултатите от него са до голяма степен относителни. Авторите откриват разлика от 0.85 милиметра в постоперативната резорбция при хистологично изследване, сравнено с измерената резорбция на рентгенография. Проучването е извършено върху животни - в случая кози. След протичане на процеса на остеоинтеграция са направени рентгенографии, козите са евтаназирани и челюстите им са изследвани хистологично - установена е резорбция средно с 0.85 мм. по-голяма, сравнено с измерената резорбция на рентгенография.

Имплантати на Sybron Dental Solutions. Повърхността на тези импланти е от синтерован титан. Първичната им стабилност е лоша, по никакъв начин не може да се сравнява с тази на винтовите титанови импланти и изключва имедиатното натоварване. Такава повърхност обаче има много голямо предимство пред всички останали имплантатни повърхности: според Herman, Buser, Schenk и колектив (Clin Oral Implants Res, 2001) при остеолиза около имплант с такава повърхност в областта на дефекта бързо прораства фиброзна съединителна тъкан и покрива повърхността. Такъв феномен не се наблюдава при никоя друга имплантатна повърхност - оголената SLA - повърхност например започва да задържа плака, да причинява локално възпаление което в крайна сметка води до загуба на импланта. При синтерованите повърхности това не се наблюдава. При всички останали имплантатни повърхности съединителнотъканните влакна се ориентират успоредно на имплантатната повърхност; при имплантите със синтерована повърхност ориентацията е коса и много прилича на разположението на пародонталните влакна при естествените зъби (Comut, 2001, Abrahamsson, 2002). Според авторите това се дължи на добрата биологична поносимост на синтерования титан. Остава неизвестно обаче защо съединителната тъкан има толкова добре изразен афинитет към синтерованата повърхност, сравнено с останалите имплантатни повърхности.

www.implantium.bg    www.dentalimplants.bg    www.ralev-dental.bg    Остеоинтеграция    Имплантатни размери    Dental tourism    Зъбни импланти    Имплантология

Ецване    Зъболекар в Пловдив    Композитни материали    Зъболекар във Видин    Връзки с инвеститорите    България в RSS - формат    Investors relations    Dentalimplants

Повърхността на имплантат от системата Implantium

Други производители залагат на технология, при която имплантатната повърхност се обработва на пясъкоструйник със зърна от хидроксиапатит - такава повърхност се нарича RBM (Resorbable Blast Material). Такава система е Neobiotech - Южна Корея. При нея се наблюдава ускорен процес на остеоинтеграция, тъй като зърната от хидроксиапатит, които остават върху импланта, са източник на материал за минерализация на костта. Има и производители, които обработват имплантатната повърхност на пясъкоструйник с калциев хидроксиапатит - Lifecore Biomedical, USA. При тази технология също се ускорява минерализацията на костта. Напоследък служители на Dentium дават вътрешна информация, според която компанията се очаква да пусне в продажба имплантати с SLA - повърхност, която е покрита с калциев фосфат и която също води до ускорена остеоинтеграция. Собствени проучвания на компанията убедително доказват предимството на тези имплантати.

Първата по продажби система в света е Nobel - Biocare. При тази система повърхността е от титанов оксид, порьозна, с грапавини от порядъка на 1.3 микрометра. Търговската марка на тази технология е Ti-Unite и в момента се прилага на всички имплантати, произведени от Nobel Pharma. За първи път такава обработка е приложена през 2000 година върху системата Branemark, скоро след това, през 2001 година, са пуснати в продажба имплантатите от серията Nobel Replace. При производството на имплантите се използва процесът на искрова анодизация - това е въведено през 80-те години на ХХ век от Kurze et al, Neupert et al. (съответно 1984 и 1986 година). През 2005 година компанията въвежда едно подобрение: нарези с ширина 110 микрометра, които нарези се струговат по имплантатната повърхност по хода на навивките на резбата. Тези нарези се изработват преди да се извърши искровата анодизация и според производителя подобряват остеоинтеграцията на зъбния имплант - при експерименти с животни е установено, че се изисква значително по-голяма сила за отделяне на имплантата от костта в сравнение с имплантати без нарез. Производителят започва да нарича тази имплантатна повърхност "Groovy Surface" - название, което много трудно би могло да се преведе на български, тъй като прилагателното groovy означава нарязан, награпавен и в същото време добре изглеждащ. Игра на думи... Хистологични данни показват че костта сраства много по-бързо към имплантатна повърхност с нарез отколкото към повърхност без нарез - Hall, Miranda, Sennerby, Clin Implant Dent Rel Res, 2005. Всички тези проучвания за пореден път доказват тезата че колкото по-грапава е една имплантатна повърхност, толкова по-бърза и сигурна е нейната остеоинтеграция.

www.investor-bg.com    Global Dentistry    Рила    Пирин    Рилски езера    Планини в България    Видин    Имплантология    Maxillofacial surgery

www.bg-tourinfo.com    www.dentalimplants.bg    България в RSS - формат    www.superline.bg    www.ralev-dental.com     Информация за Видин

Класическа SLA - повърхност, заснета чрез сканираща електронна микроскопия. Материалът ни е предоставен от Dentium - Южна Корея

Клетъчни култури от човешки остеобласти, култивирани върху имплантатна повърхност. Вижда се отличното състояние на клетките - жизнеспособни, добре диференцирани и срастнали с костта. Настоящата снимка добре показва нагледно развитието на съвременната имплантология - получава се отлична остеоинтеграция и човешкият организъм и зъбният имплант стават едно цяло.

По-голямо увеличение. Виждат се израстъците на остеобластите - формира се мрежа, която осигурява стабилно задържане на имплантата в костта.

Имплантология    България в RSS - формат

Единичен остеобласт, срастнал с имплантатната повърхност