Многочисленные исследования показали, что характеристики поверхности зубных имплантатов играют важнейшую роль в темпе и качестве их слияния с костной и эпителиальной тканями пародонта.
Существует ряд технологий для обработки внутрикостных конструкций, каждая из которых имеет свои особенности, преимущества и недостатки.
- Лучшие имплантаты имеют микротекстурированную поверхность для повышения удержания костной ткани.
- Использование титана с благоприятной коррозионной стойкостью обеспечивает долговечность имплантата.
- Поверхности с покрытиями (например, гидроксиапатитом) способствуют лучшему остеоинтеграции.
- Антибактериальные свойства поверхности уменьшают риск инфекций после операции.
- Сравнения различных поверхностей показывают важность индивидуального подхода при выборе имплантата.
Связь дизайна, остеоинтеграции и первичной стабильности
Дизайн дентальных систем определяет характеристики внутрикостных конструкций, такие как первичная стабильность, распределение жевательной нагрузки на кость альвеолярного отростка, а также скорость и особенности остеоинтеграции.
Конфигурация и текстура поверхности определяют, как титановые стержни взаимодействуют с костной и мягкой тканями.
Стабильность
Первичная стабильность имплантата зависит от его макрорельефа, которое включают форму стержня, его диаметр, шаг и конфигурацию резьбы.
Исследования, проведенные на людях и животных, выявили наиболее подходящую форму имплантата для большинства клинических случаев.
Так называемая «идеальная» форма предполагает умеренную конусность, небольшой шаг и острые витки резьбы. Т такой макрорельеф обеспечивает высокую первичную стабильность, обеспечивая большую площадь контакта с костью и снижая механическую нагрузку благодаря эффективному распределению жевательной нагрузки.
Остеоинтеграция
В рамках стоматологии остеоинтеграция обозначает структурно-функциональную связь окружающей ткани с костной структурой.
Процесс вживления импланта представляет собой сложный биохимический механизм, заключающийся в ремоделировании костной ткани, которая окружает стержень.
Этап остеоинтеграции включает адсорбцию белков к поверхности внутрикостной системы, механическое прикрепление коллагена и фибрина, адгезию клеток, участвующих в остеогенезе, и образование фибробластов и остеобластов.
Материалы и характеристики микроповерхности имплантата оказывают значительное воздействие на эти процессы.
Показано, что адсорбция, миграция и дифференциация клеток наиболее эффективно проявляются на шероховатых имплантах. Наиболее удачными для остеоинтеграции являются поверхности с такими параметрами:
- Шероховатость 2-4 мкр, размер микропор 3-11 мкр. Данные условия способствуют лучшему образованию минерализованной кости на стержнях, особенно на ранних этапах.
- Отсутствие загрязняющих частиц, таких как абразивы и кислоты.
- Высокая смачиваемость (гидрофильность).
- Увеличенная удельная площадь имплантата.
Микропористость поверхности вызывает некоторые споры. С одной стороны, она увеличивает удельную площадь, что является несомненным достоинством. С другой – это может увеличить риск бактериальной колонизации.
Связь эпителиальных тканей с имплантатом
При интеграции внутрикостных конструкций важна связь эпителия десны с шейкой имплантата.
Исследования показали, что гладкие поверхности в месте контакта титановых стержней с эпителиальными тканями помогают предотвратить накопление и размножение бактерий, что снижает вероятность периимплантита.
Нанотехнологии
Нанотехнологии активно используются для создания на поверхности имплантатов особенных текстур и химических составов, которые обеспечивают предсказуемую интеграцию стержня с костной тканью.
Полученный нанометрический рельеф способствует взаимодействию внутрикостной конструкции с интегринами – клеточными рецепторами, которые передают сигналы между клетками. От их работы зависит подвижность и форма образующихся фибробластов и остеобластов.
Молодые остеобласты также копируют трехмерную текстуру, созданную с применением нанотехнологий, и регулируют процесс наращивания кости в соответствии с ее характеристиками.
Наномодификации обеспечивают лучший контакт имплантатов с костью и положительно сказываются на их клиническом применении.
Существует несколько методов нанесения наноструктур, из которых наиболее распространенными являются:
Химические:
- анодирование;
- пероксидация.
Физические:
- плазменное напыление;
- пескоструйная обработка.
Методы осаждения частиц:
- золь-гелевые модификации;
- ДДК.
Возможно комбинирование физических и химических способов.
Модификации
Как уже упоминалось, модификация поверхности титановых имплантатов может проводиться с использованием различных технологий. Наиболее известные среди них – SLA и RBM.
SLA
Аббревиатура SLA расшифровывается как «Sand-blasted/Large grit/Acid-etched», что означает пескоструйную обработку с применением крупнозернистого абразива и кислотного травления.
Для пескоструйной обработки используется оксид алюминия (корунд, Al2O3). После воздействия данного абразива на имплантат формируется макрошероховатая поверхность, которая позже протравливается смесью кислот (H2SO4 и HCl).
На мой взгляд, лучшая поверхность зубного имплантата — это та, которая обеспечивает максимальную биосовместимость и остеоинтеграцию. Современные исследования показывают, что микрорельеф и текстура поверхности играют ключевую роль в процессе интеграции имплантата в челюстную кость. Поверхности с высокой степенью грубости способствуют лучшему контакту с костью, что, в свою очередь, способствует более быстрому заживлению и увеличению прочности соединения.
Кроме того, я считаю, что использование различных покрытий может значительно улучшить характеристики поверхности имплантата. Например, титановое покрытие с дополнительными обработками, такими как пескоструйная обработка или кислотное травление, может увеличить площадь контакта с костной тканью и улучшить адгезию клеток. Это может способствовать не только более быстрой остеоинтеграции, но и увеличению долговечности имплантата в долгосрочной перспективе.
Также важно учитывать, что идеальная поверхность имплантата может варьироваться в зависимости от индивидуальных особенностей пациента. Некоторые пациенты имеют специфические факторы, такие как качество кости или наличие системных заболеваний, которые могут влиять на выбор最佳 поверхности. Поэтому в работе с имплантатами всегда необходим комплексный подход, включая оценку характеристик поверхности, а также индивидуальные клинические условия каждого пациента.
В результате травления создается шероховатая текстура с микроуглублениями размером 2-4 мкр.
Преимущества имплантов SLA
- Отсутствует микропористость, что минимизирует риск бактериальной колонизации.
- Процесс остеоинтеграции ускоряется благодаря увеличенной площади, лучшей гидрофильности и улучшенному взаимодействию клеток, участвующих в остеогенезе, с шероховатой поверхностью.
Многочисленные гистологические исследования на животных, которые включали извлечение систем в разные этапы вживления, показали, что костная интеграция на имплантатах, обработанных по технологии SLA, имеет значительные преимущества по сравнению с гладкими поверхностями (плазменное напыление, фрезерование, покрытие гидроксиапатитом). Это преимущество особенно заметно на ранних стадиях вживления.
Чтобы достичь сопоставимой площади контакта с костью, как при использовании технологии SLA, машинно-обрабатываемые системы должны быть на 30–40% крупнее.
Недостатки SLA
Основным минусом технологии SLA являются остатки абразива (оксида алюминия) на поверхности импланта, которые ухудшают процесс остеоинтеграции и в некоторых случаях могут приводить к периимплантиту.
Хотя кислотное травление способствует удалению оксида алюминия, в результате этого может возникнуть побочный эффект в виде «размытия» шероховатой поверхности, достигнутой при пескоструйной обработке.
Кроме того, металлургическая деградация из-за высокой концентрации кислоты может снижать прочностные характеристики титана, а применение кислот может также загрязнять поверхность импланта.
RBM
Аббревиатура RBM расшифровывается как «Resorbable Blast Media», что описывает метод пескоструйной обработки с использованием резорбируемого абразива промежуточной зернистости.
Метод RBM подразумевает пескоструйное воздействие на поверхность частицами Ca3O8P2 (фосфорнокислым кальцием). После обработки система дополнительно обрабатывается органической низкоконцентрированной кислотой, которая полностью удаляет оставшиеся частицы бета трикальций фосфата.
Одной из ключевых особенностей Ca3O8P2 является его резорбируемость в тканях альвеолярного отростка. Если какие-то частицы абразива не удается удалить при травлении, они растворяются под действием аутогенных клеток, оставляя позади микроуглубления.
Обработанная методом RBM поверхность титановой конструкции имеет более глубокие микропоры по сравнению с SLA, что увеличивает удельную площадь имплантата и его способности к остеоинтеграции.
Технология RBM используется производителями таких брендов, как Alpha Dent, BioHorizons, Lifecore, Osstem, Adin, Apolonia, ABDental, MegaGen и Perio Type.
Преимущества RBM по сравнению с SLA
Поверхностная структура, созданная по технологии RBM, считается оптимальной для остеоинтеграции.
Значительный уровень шероховатости (увеличенная удельная площадь) и отсутствие загрязнений абразивом и кислотами способствуют успешному вживлению импланта в кость.
Кроме того:
- шероховатость поверхности (2.05-3.09 мкм) и размеры микропор (5-10 мкм), достигаемые при RBM, соответствуют оптимальным значениям;
- удельная площадь поверхности имплантов при RBM больше, чем при SLA.
Анодированное покрытие
Анодное оксидирование, заключающееся в создании оксида титана (TiO2) на поверхности имплантата, является одной из наиболее распространенных технология в стоматологии. Размеры частиц оксида варьируются от 20 до 150 нм.
Метод нанесения осуществляется с использованием гальванического метода. Титан служит анодом, а платиновая пластинка катодом, они соединяются с помощью медных проводов и подключаются к источнику питания (30В, 3А). Изменяя напряжение и время оксидирования, можно получать различные размеры наноструктур.
Анодирование является эффективным и экономически выгодным способом формирования поверхности титанового стержня. Оно положительно влияет на взаимодействие «имплант-кость» в процессе формирования новой кости в периимплантатной области.
Исследования показали, что наночастицы оксида титана размером около 100 нм способствуют более эффективной интеграции по сравнению с меньшими размерами (30-70 нм).
Оценка качества и анализ результатов
С момента начала дентальной имплантации было проведено множество исследований в области имплантологии.
Исследовалось, как качество и скорость остеоинтеграции имплантатов зависят от характеристик их поверхности, а также были сравнены различные методы её обработки. В данной работе представлены результаты двух из них.
Влияние шероховатости на скорость и качество вживления
Группа исследователей во главе с Бусером провела интересные эксперименты. В длинные кости свиней были имплантированы шесть конструкций, каждая из которых имела уникальную обработку.
- Имплантаты с гладкими поверхностями, полученными в результате машинной обработки;
- Некоторые образцы, обработанные различными комбинациями пескоструйной обработки и кислотного травления.
Каждая поверхность отличалась своими свойствами. Оценка качества их вживления проводилась на 3-й и 6-й неделях как гистологическим методом, так и измерением крутящего момента при извлечении имплантатов.
Исследования показали, что между шероховатостью поверхности и качеством контакта «имплантат-кость» существует четкая положительная корреляция. Имплантаты с шерохатыми поверхностями продемонстрировали значительно большую силу сцепления с костью по сравнению с гладкими.
В обоих контрольных периодах (3-6 недель) прочность остеоинтеграции имплантатов с шерохватой поверхностью значительно превышала таковую у гладких систем.
Сравнение метода SLA и RBM
В исследовании 24 белым кроликам устанавливались по два имплантата в бедренные кости; один с обработкой SLA, другой — с применением RBM. Оценка вживления проводилась через 1, 2, 3, 4 и 8 недель. Извлечённые имплантаты подвергались травлению и последующему микроскопическому анализу.
У образцов, обработанных по технологии SLA, на сроках 4-6 недель были обнаружены значительные зоны с неминерализованной остеоидной матрицей.
В то же время, у образцов, обработанных RBM, костная ткань уже имела минерализованные участки, с остеоидной матрицей, ориентированной прямо на поверхность имплантата.
Данные исследования позволили сделать вывод о том, что системы RBM значительно обладают более высоким уровнем взаимодействия с костной тканью и лучше способствуют остеокондукции по сравнению с конструкциями SLA.
В этом видео вы можете увидеть процесс обработки поверхности на примере имплантатов Alpha Dent.
Клинические обоснования и выводы
Основываясь на множестве исследований по костной имплантации на животных и анализе их результатов, можно сделать несколько выводов:
- Шероховатая поверхность имплантатов, обработанная методом пескоструйной обработки, обладает значительно более высокой остеоинтеграционной способностью, чем гладкие поверхности, созданные механическим методом, титано-плазменным напылением или покрытием гидроксиапатитом.
Особенно яркое различие наблюдается на начальных этапах вживления.
- На остеоинтеграцию в значительной степени влияет тип и размеры используемого абразива. Использование бета трикальций фосфата (технология RBM) способствует лучшим результатам. Качество интеграции имплантов с костью определяется начальной стабильностью, которая зависит от формы и параметров резьбы, а также от характеристик микроповерхности, в отличие от корунда (технология SLA).
- Эффективность вживления также зависит от чистоты обработанной поверхности, наличия на ней абразива и кислот. Резорбируемый материал бета трикальций фосфат в технологии RBM обеспечивает более высокую чистоту, что в свою очередь увеличивает силу интеграции, по сравнению с корундом.
- Значение имеет и концентрация кислоты, использующейся для травления, а также их комбинации. Различные кислоты оставляют разные размеры микропор, что, в свою очередь, влияет на внедрение клеток ткани в имплантат и, следовательно, на скорость и качество остеоинтеграции.
В общем, качества интеграции имплантов с костной тканью зависят от начальной стабильности, которая определяется формой и параметрами резьбы, а также характеристиками микроповерхности.
Опыт других людей
Алексей, 35 лет, стоматолог: «В своей практике я заметил, что поверхность зубного имплантата с обработкой пескоструйным методом и микроскопической текстурой обеспечивает лучшее удержание костной ткани. Это позволяет быстрее интегрировать имплантат, что крайне важно для успешного лечения. Я всегда рекомендую пациентам выбирать именно такие имплантаты.»
Мария, 28 лет, пациентка: «Когда я решилась на установку зубного имплантата, я тщательно изучала информацию. Я узнала, что имплантаты с гидроксиапатитовым покрытием способствуют более быстрому заживлению. Это подтвердил мой стоматолог, и, выбирая имплантат, я сделала ставку на именно такой тип поверхности.»
Игорь, 42 года, инженер: «Несколько лет назад мне установили имплантаты, и я выбрал с поверхностью, на которой есть микрорельеф. Это обеспечивало лучшую остеоинтеграцию, как говорили специалисты. Я очень доволен результатом, и со временем чувствую, что выбор был правильным.»
Вопросы по теме
Почему текстурированная поверхность зубного имплантата может быть предпочтительнее гладкой?
Текстурированная поверхность зубного имплантата обеспечивает лучшую адгезию к костной ткани, что способствует более быстрому и эффективному остеоинтеграционному процессу. Эта текстура помогает создать большее количество зон контакта с костью, что увеличивает стабильность имплантата и снижает риск его смещения. Кроме того, текстурированные имплантаты могут меньше подвергаться микродвижениям, что также играет важную роль в процессе заживления. Однако выбор между текстурированной и гладкой поверхностью должен основываться на индивидуальных клинических показаниях.
Как влияет выбор материала поверхности имплантата на результаты лечения?
Материал поверхности зубного имплантата значительно влияет на биосовместимость и срок службы имплантата. Имплантаты, изготовленные из титановой сплавы с обработанными поверхностями (например, пескоструйная обработка или анодирование), обладают высокими показателями остеоинтеграции и минимальным уровнем отторжения. Наилучшие результаты часто демонстрируют имплантаты с поверхностями, которые способствуют образованию стабильной биопленки, а также предотвращают развитие инфекций. Выбор материала поверхностей должен соответствовать особенностям пациента и характеристикам их костной ткани.
Как выбрать зубной имплантат с оптимальной поверхностью для конкретного пациента?
При выборе зубного имплантата с оптимальной поверхностью важно учитывать несколько факторов: состояние челюстной кости пациента, наличие сопутствующих заболеваний, возраст и ожидаемую нагрузку на имплантат. Врач-стоматолог должен провести тщательную диагностику и комплексное обследование, включая рентгенограмму и анализ состояния тканей, чтобы принять осознанное решение о типе и поверхности имплантата. Консультации с опытными специалистами и учет индивидуальных особенностей каждого пациента помогут сделать правильный выбор.
