Лекція 30 МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ВІДНОВЛЮВАЛЬНОЇ ХІРУРГІЇ ОСОБИ І ДЛЯ ЗУБНИХ ІМПЛАНТАТІВ
Класифікація імплантаційні матеріалів для хірургічної стоматології. Деякі відомості про склад і властивості матеріалів, що застосовуються для відновлювальної хірургії обличчя. Загальна характеристика матеріалів для зубних імплантатів.
В даний час при лікуванні різних захворювань і травм, для усунення дефектів кісток або з'єднання уламків застосовують імплантати - конструкції з металів, кераміки, полімерів, здатні заміщати в живому організмі втрачені природні тканини і виконувати певну функцію.
У сучасній щелепно-лицевої хірургії і в відновної стоматології можна виділити кілька напрямків використання методу імплантації і різні види імплантатів, що застосовуються в цих розділах медицини. На схемі 30.1 подано класифікацію матеріалів і виробів для відновлювальної хірургії обличчя і зубощелепної системи. У ній об'єднані різні за хімічною природою і, головне, за призначенням групи матеріалів: матеріали, що застосовуються в відновної хірургії особи, і матеріали (вироби), що застосовуються в якості зубних імплантатів.
Проблеми відновної хірургії особи у пацієнтів з вродженими, післяопераційними і посттравматичними дефектами тканин обличчя залишаються актуальними в даний час. Такий стан вимагає розробок нових біоінертних і біосумісних матеріалів, що володіють високою механічною міцністю, стійкістю до природного старіння і довговічністю, створення більш досконалих технологій виготовлення індивідуальних імплантатів для ендопротезування, а також ектопротези особи.
У хірургічній стоматології для виправлення дефектів і деформацій щелепно-лицевої ділянки застосовувалися багато синтетичні полімерні матеріали: акрилати, полівінілхлорид і сополімери вінілхлориду, поліетилен і сополімери етилену з поліізобутиленом, тефлон. Добре зарекомендували себе матеріали на основі силоксанових каучуків - силікони, що відповідають вимогам, які пред'являються до ідеального аллопластическими матеріалу в відновної хірургії особи. В такому матеріалі не повинно відбуватися ніяких фізичних змін під впливом оточуючих живих тканин. Він не повинен викликати запальних реакцій на сторонній предмет. Чи не повинен бути канцерогенним, викликати алергічні реакції. Повинен протистояти можливим механічних навантажень, витримувати стерилізацію, бути технологічним, щоб легко було виготовляти імплантати потрібної форми.
В даний час імплантати для щелепно-лицевої хірургії виготовляють з матеріалу на основі високов'язкого полідіметілсілоксанового (силіконового) каучуку, молекули якого мають вінільні кінцеві групи. Матеріали містять наповнювач - оксид
кремнію з частинками колоїдного розміру, аеросил, ініціатор вулканізації, частіше пероксид діхлорбензоіла і добавки. Для отримання із силіконового каучуку вулканизата або гуми існують різні способи вулканізації:
• при кімнатній температурі - холодна вулканізація;
• вулканізація при підвищеній температурі - гаряча вулканізація;
• вулканізація під дією радіаційного випромінювання - радіаційна вулканізація.
Застосування радіаційної вулканізації дозволило отримати більш якісні силіконові імплантати, так як в їх складі були відсутні органічні перекису і не був потрібен тривалий високотемпературний прогрів (термостатирование при температурі 200 ° С) для видалення залишків перекису. Але широкого поширення цей метод вулканізації не отримав через серйозних технологічних і організаційних труднощів.
Для усунення дефектів м'яких тканин були розроблені композиції силіконових матеріалів холодної вулканізації. Вони нагадують склади, застосовувані для зняття відбитків, але містять мало (або зовсім не містять) наповнювачів, мають дуже високу плинність, що дозволяє вводити їх ін'єкційним методом. Більшої біоінертністю мають композиції, отверждающиеся по реакції поліприєднання (адитивні) із застосуванням платинового комплексу в якості каталізатора.
Важливе практичне значення має створення та впровадження в медичну практику нових методик ектопротезірованія, що використовують також силоксанових еластомери для виготовлення протезів, які можна фіксувати за допомогою спеціальних медичних клеїв або на попередньо встановлені імплантати. Такі методики дозволяють провести ортопедичне лікування пацієнтів з дефектами і деформаціями середньої зони особи, коли хірургічне втручання недоцільно або неможливо.
Стоматологічна імплантологія в даний час є одним з найдинамічніших напрямів відновлювальної стоматології. В цьому розділі вивчаються питання усунення дефектів зубощелепної системи за допомогою імплантатів - накістковий і внутрішньокісткових конструкцій з різних біосумісних матеріалів (рис. 30.1).
Застосування імплантатів як методу лікування пацієнтів в стоматології стало розширюватися в останнє десятиліття. Було встановлено, що зубні імплантати можна успішно застосовувати в якості часткової або повної опори для протезів протягом тривалого часу.
Застосування зубних імплантатів засновано на біомеханізме остеоінтеграції. Цим терміном позначено явище, яке створює безпосередню структурну і функціональну зв'язок між впорядкованої живою кісткою (або кістковою тканиною) і поверхнею сприймає навантаження імплантату. В успішно функціонірую-
щем імплантаті проходить процес остеогенезу на поверхні розділу «імплантат-кісткова тканина», і, таким чином, досягається клінічна стабільність (нерухомість) імплантату.
Існує безліч взаємопов'язаних клінічних, біологічних, конструктивних і матеріалознавчих факторів, які впливають на реакцію тканин порожнини рота на імплантат і успішну його остеоінтеграцію. Залежно від методики хірургічного втручання, поверхневої хімії імплантату і його рухливості може змінюватися товщина зон м'якої сполучної тканини і неструктурованою кісткової тканини. Чим товщі останні шари, тим гірше ступінь остеоінтеграції і більша ймовірність виникнення рухливості і втрати імплантату.
Щільність прилягання імплантату до навколишнього кісткової тканини, або повноцінність остеоінтеграції, залежить від природи матеріалу для імплантату, механічних, хімічних, біологічних та місцевих факторів, які схильні до змін в залежності від часу імплантації in vivo.
Матеріал імплантату може піддаватися корозії і / або зносу, що приводить до утворення мікронних і субмікронних забруднень, які, в свою чергу, можуть викликати місцеві і загальні реакції організму. Метали більш схильні до електрохімічного руйнування в порівнянні з керамікою. Завдяки інертною оксидної плівці на поверхні титанових імплантатів цей метал дає хороші результати при імплантації. У разі застосування імплантатів з чистого титану було помічено освіту шару кальцинованих тканин безпосередньо на поверхні імплантату товщиною кілька сотень А (ангстрем).
До механічно властивостями матеріалів, які особливо важливі для зубних імплантатів, можна віднести жорсткість, межа плинності і межа міцності. Жорсткість або модуль пружності повинні бути такими, щоб імплантат був здатний передавати напруги від функціональних навантажень сусіднім з ним тканин і підтримувати життєздатність навколишніх тканин тривалий час.
Можна виділити два основні класи матеріалів - метали і кераміку, які застосовуються в якості зубних імплантатів (схема 30.1). Металеві імплантати зазвичай виготовляють з чистого титану або титанового сплаву Ti-6Al-4V, хоча відомо і застосування сплавів на основі кобальту. І титан, і зазначений титановий сплав володіють пре-
червоною корозійну стійкість в широкому діапазоні рН. Їх хімічна інертність сприяє остеоінтеграції. Сплав титану з алюмінієм і ванадієм має більш високу міцність (на 60% вище), ніж чистий титан, але він дорожчий. Створення шорсткою поверхні за рахунок спеціальної обробки або нанесення покриттів покращує умови для остеоінтеграції, але призводить до зниження міцності імплантату в порівнянні з імплантатом, що мають гладку поверхню.
Кераміка - хімічно стабільний матеріал, ймовірність виникнення негативних реакцій на кераміку менше, ніж на метал, який має прийнятну інертність тільки завдяки оксидним плівкам на поверхні. Два типу кераміки представляють інтерес в якості інертного имплантационного матеріалу - вуглецева і алюмоксідная. Останнім часом кераміку стали поділяти на біоактивну і біодеградіруемие. У той час як інертна кераміка викликає мінімальну реакцію тканин, біоактивна частково розчинна, здатна до іонного обміну і утворення безпосереднього зв'язку між імплантатом і кісткою.
Біорезорбіруемая (або біодеградіруемие) кераміка має більш високу ступінь розчинності, ніж біоактивна. Поступово руйнуючись, вона включається в навколишні тканини і служить для нарощування або зростання кісткової тканини. Біоактивна кераміка часто наноситься в якості активного шару на метал. Саме такі шари вдається створити за допомогою так званих біоактивних стекол, склокераміки і кальційфосфатной кераміки. Найбільш була вивчена апатитового кераміка, до якої відноситься гідроксілапатітная, подібна мінеральної фазі кістки і зубів. Такий тип кераміки дозволяв за рахунок спорідненості матеріалів імплантату і натуральних тканин отримати краще з'єднання між ними і, перш за все, з кістковою тканиною.
Якість активного шару на металевому імплантаті залежить від розміру і форми частинок порошкоподібного шару; розміру, форми і характеру розподілу пор в покритті; сумарної площі поверхні, наявності різних фаз, присутності кристалічних структур і їх розміру; щільності, товщини, твердості і шорсткості покриття.
Технологія лиття та механічної обробки металевих імплантатів, нанесення на їх поверхні кераміки або спеціальних металевих покриттів, так само як і процеси очищення поверхні і стерилізації імплантатів, істотно впливають на мікроструктуру, хімію поверхні і властивості імплантату.