Full Text

ВВЕДЕНИЕ В стоматологии на процесс остеоинтеграции - непосредственный контакт костной ткани с поверхностью имплантата - влияют многие факторы, такие как материал, состав и структура поверхности, первичная стабильность, нагрузки и др. Известно, что для хорошей остеоинтеграции при имплантации, а также для улучшения адгезии сопрягаемых частей реставрации специально создают шероховатую поверхность имплантата [1] с помощью пескоструйной обработки - широко используемой техники обработки поверхности зубных коронок и имплантатов. Так, в работах [9, 10, 16] изучалось влияние различных условий пескоструйной обработки на механические свойства диоксида циркония, прочность на сдвиг между диоксидом циркония и облицовочными керамикой/фарфором, цементом/композитной смолой [15], адгезионные свойства поверхности [14]. В [6, 13] исследовались микро-структурированные поверхности имплантатов из диоксида циркония на предмет остеоинтеграции в головках бедренной кости кролика. В [11] изучалась пескоструйная обработка под углом 75° и 90°. Однако при изучении данного вопроса в специальной литературе нами не была найдена информация о технике пескоструйной обработки, а именно размере частиц песка, параметрах давления воздействия, их числа, направлении потока воздушной струи. Целью проводимых лабораторно-экспериментальных исследований настоящей работы было решение следующих задач: - разработать технику избирательного формирования поверхности усовершенствованных индивидуальных фрезерованных трансдентальных имплантатов (ТДИ) для повышения эффективности их фиксации в зубах с резецированными (ампутированными) корнями; - определить в эксперименте при статических нагрузках на разрыв оптимальную «чистоту» искусственно созданной поверхности индивидуальных ТДИ в соединении «индивидуальный фрезерованный трансдентальный имплантат-цемент-твердые ткани зуба». Материалы, объекты исследований и методы измерения В экспериментах исследовались образцы конструкций фрезерованных трансдентальных имплантатов из диоксида циркония (обладающих хорошей биосовместимостью и снижающих нагрузку на кости [1, 3]), вставленных в канальное отверстие удаленных зубов с резецированной верхушкой корня и фиксированных наилучшими цементами Fuji-1 и Multilink-N, обеспечивающими наибольшую адгезионную прочность соединения. В процессе эксперимента регистрировались растягивающие усилия, относительное перемещение захватов и время. Испытания проводились на экспериментальной установке Instron 5900 (Великобритания). Для изучения и определения влияния искусственной шероховатости поверхности имплантата на адгезионные свойства цементного соединения «ТДИ-цемент-зуб» мы использовали атомно-силовой микроскоп (АСМ). Принцип работы атомно-силового микроскопа, методика и техника измерений подробно изложены в [2, 4, 5, 12]. На первом этапе образцы были обработаны пескоструйной машиной Basic classic (Renfert, Германия) под давлением 2 атмосферы порошком оксида алюминия с размером зерен 50, 100 и 250 мкм; при этом обработка проводилась однократно в одном направлении, продольно оси имплантата. На втором этапе те же образцы были обработаны пескоструйной машиной повторно в прежнем режиме в двух направлениях. Обработанные образцы изучались в зондовой нанолаборатории (Троицк, Россия) с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) «Интегра Прима» (Россия). Параметры шероховатости измерялись на каждом образце по трем изображениям сканирующего зондового микроскопа (СЗМ). Поле сканирования составляло квадрат 30×30 мкм. Параметры шероховатости указывались в нанометрах. Изобрели СЗМ сотрудники исследовательского центра IBM Герд Бинниг и Генрих Рорер [7]. В 1986 г. они были награждены Нобелевской премией по физике за данное изобретение. В 1986 г. Бинниг, Квейт и Гербер изобрели новую модификацию СЗМ - АСМ, где главную роль играла сила взаимодействия двух тел [8]. Полученные результаты легли в основу определения несущей способности склейки стоматологических цементов между аналогом фрезерованного трансдентального имплантата и твердыми тканями зуба. Результаты исследований Для оценки качества формируемой поверхности аналогов индивидуальных трансдентальных имплантатов использовалась атомно-силовая микроскопия (АСМ). Образцы были обработаны порошком оксида алюминия в два этапа, описанных выше. Были получены графические результаты (рис. 1 и 2). а б в г д е Рис 1. Трехмерное АСМ-изображение индивидуального трансдентального имплантата при неоднородной пескоструйной обработке: а - частицами размером 50 мкм, 1-й этап; б - частицами размером 100 мкм, 1-й этап; в - частицами размером 250 мкм, 1-й этап; г - частицами размером 50 мкм, 2-й этап; д - частицами размером 100 мкм, 2-й этап; е - частицами размером 250 мкм, 2-й этап а б в г д е Рис. 2. Профиль рельефа поверхности индивидуального трансдентального имплантата при пескоструйной обработке: а - частицами размером 50 мкм, 1-й этап; б - частицами размером 100 мкм, 1-й этап; в - частицами размером 250 мкм, 1-й этап; г - частицами размером 50 мкм, 2-й этап; д - частицами размером 100 мкм, 2-й этап; е - частицами размером 250 мкм, 2-й этап Рис. 3. Влияние искусственной шероховатости трансдентальных имплантатов на адгезионные свойства цементного соединения «трансдентальный имплантат - зуб» При контактном взаимодействии тел ключевую роль играет микрорельеф поверхности, который влияет на износостойкость при истирании, прочность, плотность (герметичность соединений), внешний вид. Основной характеристикой микрогеометрии поверхности является ее шероховатость - совокупность неровностей с относительно малыми шагами на базовой площади. Анализ СЗМ-изображений показал, что шероховатость образцов выше при обработке зернами бóльшего размера, который увеличивает расстояние между неровностями рельефа и их глубину. Также увеличивается количество плоских участков на поверхности, что говорит о сколах материала при обработке. На рис. 2 значениями ΔX и ΔY обозначены расстояния (в мкм) между соседними пиками по горизонтали и вертикали, и углы между ними. На рис. 3 показаны зависимости величин перемещений от нагрузок для образцов с двумя цементами - увеличение размеров гранул оксида алюминия с 50 до 250 мкм значительно повышает нагрузку. Заключение Адгезионную прочность цементного соединения улучшают увеличение размера зерна при пескоструйной обработке с 50 до 250 мкм и использование пары «диоксид циркония 250 мкм/Multilink-N». Наличие бóльшей шероховатости имплантата позволяет образцу выдерживать значительно бόльшую нагрузку по сравнению с имплантатом, обладающим меньшей шероховатостью. Для достижения поставленной цели вполне достаточно однократной пескоструйной обработки диоксида циркония, так как неоднократное применение порошка оксида алюминия в разных направлениях конструкции имплантата ведет к снижению не только адгезивных характеристик, но и прочностных - ввиду увеличения хрупкости. Армирование зубов с резецированными корнями трансдентальными имплантатами значительно повышает их биомеханические характеристики, обеспечивая снижение подвижности в костной ткани, о чем свидетельствует приближение показателей периотестометрии оперируемого зуба к аналогичным значениям одноименных зубов противоположной стороны.

About the authors

M. V Dzhalalova

A. G Stepanov

References

Statistics

Views

Abstract - 38

PDF (Russian) - 14

Refbacks

• There are currently no refbacks.