Свойства гидроксиаппатита
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Применение имплантантов с биологически активным пористо – порошковым покрытием.
Выполнил: студент группы ПТК 21 Муртазин Руслан
Проверил :
Дата отчёта :
Результат :
САРАТОВ 1998 год.
СОДЕРЖАНИЕ
Применение имплантатов с биологически активным пористопорошковым покрытием
Повышение остеоинтегративных свойств имплантатов с плазменным гидроксиаппатитным покрытием
Свойства гидроксиаппатита
ВВЕДЕНИЕ
Внутрикостные стоматологические имплантаты являются эффективным средством устранения дефектов зубных рядов . Основными проблемами ,
решающими при создании и установке имплантатов , являются совместимость материала имплантата с костной тканью , исключающая его отторжение , а также
интегрируемость тела имплантата в костную ткань с максимально возможным совпадением биохимических характеристик последнего с естественным зубным корнем
.
В реферате описаны некоторые факторы влияющие и повышающие остеоинтеграцию стоматологических имплантатов .
Испытания в клинических условиях стоматологических поликлиник как в России так и за рубежом в течении многих лет показали
эффективность и перспективность применения имплантатов с биологически активным пористо-порошковым покрытием. На поверхности такого имплантата формируется
тонкий биологически активный слой с определенной пористой структурой, морфологией поверхности, адгезионно-когезионными свойствами. При введении в
костную ткань таких имплантатов происходит эффективное прорастание кости в поры покрытия , или , точнее , в процессе
заживления происходит интеграция пористого порошкового тонкого слоя ,например ,гидроксиапатитовой керамики или другой композиции на компактной основе с живой
тканью .Это обеспечивает прочное и длительное закрепление имплантата и нормальное функционирование его в
организме . На титановую основу имплантата с
помощью технологии плазменного напыления наносится переходный слой из порошка титана , а затем слой
биологически активной керамики .Благодоря распределению керамики по пористой структуре металла достигается прочное сращивание с костной тканью реципиента ,
а также химикофизеологическая стабильность , что позволяет рассматривать данную систему как идеальную для внутрикостной имплантации . Отметим основные преимущества имплантации над
традиционными методами протезирования :
- возможность непрепарирования здоровых зубов под опору протезов ;
- возможность изготовления несъемных зубных протезов большой протяженности;
- отсутствие необходимости в сохранении больных зубов и др.
Имплантаты из керамики обладают определенными преимуществами перед металлическими . Это связано с
возможностью врастания в них соеденительной костной ткани , замещения части имплантата вновь образующейся костной тканью ,поскольку керамика по своей структуре и свойствам ближе к
костной ткани ,чем металл . Однако глубина врастания костной ткани в керамический имплантат невелика из-за отсутствия пористой структуры . Такие
свойства керамики как прочность , твердость ,хрупкость, затрудняют изготовление имплантатов , имеющих сложную геометрическую форму . В связи с этим в настоящее
время керамика не нашла широкого применения при изготовлени имплантатов и их использования в клинической
практике .
В последнее время отмечается заметный интерес к изучению возможности использования неорганических составляющих костной ткани – гидроксиапатита (ГА)
и трикальцийфосфата (ТКФ) для внутрикостной имплантации . Данные материалы, особенно первый,
обладают не только прекрасной биосовместимостью , но и способностью легко рассасываться в костной ткани ,активно
стимулируя при этом костеобразование .
ПОВЫШЕНИЕ ОСТЕОИ АТИВНЫХ НТЕГРСВОЙСТВ ИМПЛАНТАТОВ С ПЛАЗМЕННЫМ ГИДРОКСИАПАТИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ
.
Применение титановых имплантатов с плазменным гидроксиапатитным покрытием показало повышение остеоинтегративных свойств . Это было установлено путем исследований.
Пример: В задачу исследования входило сравнение остеоинтегративных свойств титановых имплантатов . Всего было приготовлено 8
видов имплантатов : 1 с гладкой поверхностью, второй с поверхностью , имеющей неровные очертания вследствие пескоструйной обработки , третий – с пористой
поверхностью ,образованной нанесением титановых частиц , и с 4 по 8 – с такой же пористой поверхностью , как третий
,но с нанесенным гидроксиапатитом методом плазменного напыления .Различия в имплантатах № 4 , 5 , 6 и7 заключались
в размерах пор на поверхности – от 50 до 200 мкм . Имплантаты в виде цилиндра высотой 3 и толщиной 1 мкм были введены в отверстия того же размера , сделанное
в дистальном эпифизе бедра . ( Исследования проводились на крысах . ) Крыс умерщвляли передозировкой гексенила в сроки 15 , 30 , 60 дней после операции ,
выделенный фрагмент бедра с имплантатом фиксировали в глютаровом альдегиде на кокадилатком буфере и изучали с помощью сканирующей микроскопии .
Было установлено , что гладкий имплантат не обладает остеоинтегративными свойствами . Неровный рельеф поверхности имплантата слабо
усиливает этот эффект , но он проявляется в значительной степени во всех группах имплантатов с напыленным на их
поверхность ГА. На тех же имплантатах , на поверхности которых ГА отсутствовал , соединения костной ткани с металлом
не происходило .
Морфологическим признаком остеоинтеграции является заполнение пространства между структурами покрытия , заключая их во внутренние
отделы костных трабекул . В процессе наблюдения , на 30-е и ,особенно , на 60-е сутки опыта происходило постепенное сглаживание кристаллических структур за
счет мелких кристаллов размером 1-3 мкм . В части крупных гранул отмечается появление '' изъеденности '' в их поверхности . Каких-либо патологических
изменений в окружающей костной ткани обнаружено не было .
Таким образом , результаты комплексных исследований показали значительное увеличение остеоинтегративных свойств имплантатов с
гидроксиапатитом , нанесенным методом плазменного напыления.
При конструировании имплантатов следует иметь в виду , что живые ткани прорастают в пористой структуре поверхностного слоя , при этом
между костью и имплантатом формируется непосредственная механическая связь .Костная ткань также прорастает через отверстия стенок полого цилиндрического
или плоского имплантата , как показано на рисунке 1 .При замещении дефекта , имплантат со временем вживляется в костную ткань с образованием прочного биомеханического
соединения . Важно также отметить , что костная ткань имеет поры и в динамике (при деформации) объемы пор изменяются . При замещении дефекта зубного ряда
имплантатом на его поверхности формируется система кость-имплантат , которая после прорастания в поры имплантата костного вещества также должна сохранять
свойства высокой пластичности и не разрушается при многократных знакопеременных клинических нагрузках .
Комплексные исследования показали , что преобладание фитрозных , хрящевых , остеоидных или костных структур в зоне контакта с имплонтатом зависит не
столько от материала , сколько от качества первичного (при введении имплантата) контакта , который определяется величиной натяга .Известно ,что оптимальный
натяг (относительная деформация) в зоне контакта равен 0,09-0,14 мкм .
СВОЙСТВА ГИДРОКСИАПАТИТА
При изготовлении керамики стараются не использовать дополнительных связующих веществ .Сформированные из гидроксиапатитового порошка
пористые вещества уплотняют , кристализуют и перекристализовывают при высокой температуре (1473-1573 К) , а иногда и с приложением давления .В зависимости от
целей использования синтетического гидроксиапатита предъявляются различные требования относительно таких свойств
,как фазовая и химическая чистота , кристалличность , дефектность , пористость и т.д.
Если гидроксиапатит вводится в костный дефект , то нет необходимости обеспечения его
структурного совершенства (стехиометрический состав и высокая степень кристалличности). В костной ткани , речь идет о дефектном ГА , с большим числом
вакансий и замещений в структуре , а также аморфного материала как максимально дефектного .
Если же ГА применять в качестве инертного материала вводимого в организм ,то основными
требованиями к нему являются биологическая совместимость и отсутствие резорбции .В этом случае необходимо использовать стехиометрический гидроксиапатит высокой
степени кристалличности . Такой гидроксиапатит вводят в состав пломбировочных материалов , когда необходимо максимально приблизить физические и физико
–химические свойства пломбы к свойствам зубных тканей .
Значительное повышение эффективности остеоинтеграции обеспечивают , при ''подсадке
''титановых имплантатов , трикальцийфосфат (ТКФ) и гидроксиапатит (ГА) . Эксперименты показали ,что для создания таких имплантатов целесообразно
синтезировать гидроксиапатит с заданным содержанием ТКФ , а не смешивать компоненты механически .
В клинической практике все большее значение приобретают пористые гидроксиапатитовые гранулы . Материал с такой структурой
''работает'' в качестве биофильтра , обеспечивая ток крови , необходимый для роста образующихся тканевых структур .
Биологические свойства гидроксиапатита .
Многочисленные эксперименты на животных показали не только прекрасную биосовместимость гидроксиапатита , но и способность в
зависимости от состава и способа изготовления служить основой , вокруг которой формируется костная ткань ,активно стимулируя при этом ,в отличие от других биоинертных материалов ,
костеобразование .
Экспериментальные работы показали , что препарат по микробиологической чистоте соответстует
стандарту ГФ-XI издания. Он относится к малотоксичным веществам , не вызывает нарушений функций жизненно важных органов
и систем организма . Применение ГА не вызывает нежелательных отдаленных последствий : не обладает аллергизирующим , мутационным и иммуномодулирующим
действием ,не влияет на течение беременности , развитие плода и потомства .
Результаты проведенного анализа гидроксиапола позволяют рекомендовать его для медицинского применения без каких – либо
ограничений в качестве средства для замещения костных дефектов и замещения костных полостей , в качестве компонента зубных пломбирующих паст , материалов
имплантатов
На повышение остеоинтеграции влияет не только структура ,форма или покрытие имплантата , но и особенности строения организма
пациента .
Пример :
При обследовании пациентов перед операцией имплантации специалистам нередко приходится констатировать наличие истонченного
альвеолярного отростка . Подобное сужение костной ткани может быть следствием удаления , результатом воспалительных заболеваний или травмы , а также
врожденной особенностью строения альвеолярного отростка и выявляется в отдельных участках или по всему протяжению гребня во время осмотра или во время
операции . Предполагаемый способ позволяет одновременно увеличить объем костной ткани и выполнить операцию имплантации . Методика позволяет добиться путем
продольного перелома челюстного гребня по типу ''зеленой веточки'' , в результате чего происходит расширение альвеолярного отростка в необходимых
участках и в объеме , достаточном для последующего внедрения имплантатов. Наличие нескольких насадок дает возможность
расширять моделировать костную ткань на нужную величину и в необходимом месте без нарушения целостности надкостницы , что является гарантией последующего
''наращивания'' костной ткани . Травма альвеолярного отростка челюсти приводит к увеличению кровопотока , что способствует процессу остеогенеза и, значит ,
контролируемому росту костной ткани и остеоинтеграции имплантата .
Метод был использован у 63 больных , результаты отдаленных наблюдений показывают его надежность , эффективность и точность
результата при доступности и простоте выполнения .
ПРИМЕНЕНИЕ ЭНДООССАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ
С БИОКЕРАМИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ .
Так как кость представляет собой пористый объект .Считается необходимым отметить ,что для создания наилучших условий
остеоинтеграции очень важно соответствие не только состава кости и биопокрытия , но и от пористой
структуры .В связи с этим были определены преобладающие размеры пор компактного вещества челюсти человека на беззубых участках альвеолярного отростка .
Полученные экспериментальные данные необходимым образом были интерпретированы для производства имплантатов .Оптимизировав технологические режимы процесса
плазменного напыления гидроксиапатита на титановую основу имплантатов , было создано биокерамическое покрытие с определенной пористой структурой .
Необходимо отметить , что применяя композиционные конструкции , обладающие аналогичной компактному веществу пористостью, мы не только добиваемся улучшения
процессов остеоинтеграции по всей площади контакта с костью , но прежде всего предупреждаем развитие такого осложнения как врастание эпителия и образование
костного кармана вокруг пришеечной части имплантата .
Из многообразия форм отдается предпочтение гладким цилиндрическим имплантатам , так как
они в большей степени воспроизводят конфигурацию корня зуба . При этом биокерамическое покрытие представляет собой
биотехническую модель периода .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Возможности современной науки и медицины неисчерпаемы.
Операциями имплантации занимается хирургическая стоматология .
Так как применение имплантатов носит не только практический , но и эстетический характер – они находят все большее применение во всем мире
. В этом реферате описаны условия наиболее повышающие остеоинтеграцию имплантатов .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Современные проблемы имплантологии : тезисы докладов 4-й международной конференции 25-27 мая 1998 год – Саратов 1998.
2. Сукачев В.А.
Операции в стоматологии . М ., ''Знание'' .
3. Внутрикостные стоматологические имплантаты . Конструкции , технологии , производство и
применение в клинической практике ./В.Н. Лясников , Л.А. Верещагина и др./ под ред. В.Н. Лясникова , А.В. Лепилина – Саратов . Изд-во Саратовского ун-та 1997
.
4. Новые концепции в технологии , производстве и применении имплантатов в стоматологии : тезисы
докладов международной конференции 15-18 июня 1993 г. Саратов 1993