В 1950-х годах хирург-ортопед Пер-Ингвар Бранемарк исследовал анатомические особенности кровотока в костной ткани при помощи оптического устройства, внедренного в бедренную кость кролика. Используемое оптическое устройство предварительно было помещено в титановую камеру, и при попытке его изъятия из костной ткани, ученый установил, что кость и титановая поверхность окуляра настолько соединились друг с другом, что стали практически неотделимы. Бранемарк дал данному явлению название, именовав его «остеоинтеграцией», которая по сути представляет собой слияние костной ткани с небиологическим материалом. До открытия остеоинтеграции в качестве материалов для изготовления имплантатов применяли тантал, хром-кобальт и нержавеющую сталь. Однако установить факта остеоинтеграции между вышеперечисленными материалами и костной тканью в процессе клинических наблюдений не удалось.
Механические свойства титана разных классов
CP-Ti доступен в четырех классах в зависимости от чистоты материала и объема кислорода, используемого для его обработки. Разные классы титана отличаются параметрами коррозионной стойкости, пластичности и прочности и определяются содержанием кислорода и железа, которые в свою очередь существенно влияют на механические и физические свойства металла. По мере увеличения концентрации кислорода или железа в титане его механическая прочность увеличивается, а пластичность снижается. Увеличение класса CP-Ti ассоциировано с увеличением количества содержащихся примесей. Таким образом, класс 1 является самым мягким и пластичным типом CP-Ti, тогда как класс 4 значительно прочнее и менее податлив. У коммерчески чистого титана имеются некоторые недостатки: он характеризуется относительно низкой механической прочностью, высоким модулем Юнга (модулем упругости) и низкой износостойкостью, что может привести к разрушению имплантата при механической перегрузке. Из всех вариантов CP-Ti класс 4 имеет самый высокий предел прочности на разрыв и прочности к деформации, поэтому стоматология перешла на данный класс материала в процессе изготовления дентальных имплантатов в начале 1990-х годов. Механические свойства титана, такие как его прочность, сопротивление ползучести и сопротивление разрушению, могут быть улучшены путем легирования его широким спектром элементов (например, алюминием, ванадием, танталом, цирконием). Коммерчески чистый титан CP-Ti в форме модифицированного сплава 4 класса – Ti-6Al-4V, который по сути являлся новым 5 классом, был представлен в 1990-х годах. Данный титановый сплав содержал 6% алюминия и 4% тантала, и стал новым наиболее распространённым в промышленном изготовлении имплантатов.
Титановые сплавы существуют в трех структурных формах: альфа, бета и альфа-бета. Альфа-форма титанового сплава характеризуется плотноупакованной гексагональной кристаллографической структурой, а бета-форма - объемно-центрированной кубической структурой. Эти различные фазы образуются, когда чистый титан смешивают с другими элементами, такими как алюминий и ванадий, в определенных концентрациях, а затем охлаждают. Алюминий является стабилизатором альфа-фазы, который увеличивает прочность сплава, но снижает его плотность. В бета-фазе в качестве стабилизатора применяют ванадий. При добавлении к титану алюминия или ванадия в определенном диапазоне температур отмечается феномен альфа-бета-превращения. В зависимости от состава и термообработки, альфа- и бета-формы могут сосуществовать. Комбинированный альфа-бета-титановый сплав является наиболее часто используемым для изготовления дентальных имплантатов. Термическая обработка сплава приводит к образованию мелких преципитатов, повышающих его прочность и приводящих к формированию более благоприятных механических и физических свойств, включая относительно низкую плотность, высокую усталостную прочность и резистентность к коррозии.
Сплавы коммерчески чистого титана CP-Ti 1-4 классов 1–4, используемые для изготовления имплантатов, характеризуются относительно низкой механической прочностью, плохой износостойкостью, сложностями для улучшения их механических свойств без компрометации биосовместимости. При необходимости достижения более высоких показателей прочности, сплавы титана производятся с дополнением ультрамелкозернистых (ELI) растворенных компонентов, по типу кислорода, углерода, азота и водорода.
При сравнении различных классов коммерчески чистого титана и титановых сплавов, необходимо учитывать сразу несколько свойств материалов, по типу модуля упругости, предела прочности и относительного удлинения. Модуль упругости относится к способности материала изгибаться до момента разрушения его структуры. Чем выше значение модуля упругости, тем больше металл может согнуться до того, как сформируется трещина. Целевым для имплантологии является модуль упругости имплантата, который бы приблизительно соответствовал таковому для костной ткани, чтобы при приложении нагрузки на имплантат и переносе ее на окружающую кость, обе эти среды находились приблизительно в одинаковом диапазоне. Сообщалось, что с увеличением диаметра имплантата напряжение и деформация на границе контакта имплантат-кость значительно уменьшаются. На это также влияет длина имплантата. Кроме того, увеличение диаметра и длины имплантата, позволяет снизить напряжение и деформацию в области альвеолярного гребня, и это следует учитывать независимо от того, из какого материала изготовлена внутрикостная опора. Хотя сплав Ti-6Al-4V класса 5 имеет более высокий модуль упругости, он существенно не отличается от такового у коммерчески чистого титана CP-Ti. Следовательно критерий модуля упругости не является крайне важным фактором для дифференциации и сравнения Ti-6Al-4V и CP-Ti в отношении выбора наиболее подходящего материала для дентальных внутрикостных опор.
Предел прочности на разрыв, который измеряется в мегапаскалях (МПа), является показателем «предельной» прочности материала до того, как произойдет разрушение его структуры. Что касается дентальных имплантатов, прочность на разрыв показывает, насколько высокая нагрузка может быть приложена к имплантату до того, как произойдет его разрушение, которое зачастую проявляется в форме перелома винта. Хотя предел прочности на разрыв для коммерчески чистого титана CP-Ti может быть улучшен за счет холодовой обработки, эта же процедура делает материал более хрупким.
Дентальные имплантаты во время функционирования подвергаются не постоянной, а многократной, то есть циклической нагрузке. Данный фактор нужно учитывать, так как титан даже 4 класса характеризуется относительной хрупкостью, что может привести к разрушению структуры при сложном механизме действия окклюзионных сил.
Предел прочности на растяжение, который также измеряется в МПа, представляет собой усталостную прочность материала. Материалы, используемые для дентальных имплантатов, должны иметь высокий предел прочности на растяжение, чтобы избежать разрушения структуры при циклической нагрузке. Подобно пределу прочности на разрыв, металл должен обладать высоким пределом прочности на растяжение, чтобы иметь возможность противостоять разрушению под действием окклюзионных сил. Титановый сплав класса 5 характеризуется пределом прочности на растяжение, который почти вдвое превышает таковой у 4 класса CP-Ti. Данная характеристика позволяет приложить более высокие циклические нагрузки на имплантат до того, как потенциально может развиться перелом структуры в теле имплантата, или же в области интерфейса соединения с абатментом. Особенно важно учитывать предел прочности на растяжение в разрезе увеличения длинны имплантата над уровнем костного гребня в процессе потери костной ткани в периимплантатной области.
Под воздействием циклической или статической нагрузки металлы могут подвергаться пластической деформации. Пластическая деформация представляет собой тип деформации, которые развивается при напряжениях ниже предела текучести металла. Что же касается дентальных имплантатов, то такая деформация может привести к изменению платформы имплантата из-за деформации соединения или же изменениям в области коронковой части платформы. При внутреннем типе соединения продолжающаяся нагрузка потенциально может спровоцировать расшатывание абатмента из-за уменьшения плотности посадки между составляющими, или даже к перелому имплантата в корональной части. Внешнее шестигранное соединение при пластической деформации характеризуется округлением точек шестигранника. Потенциал пластической деформации определяется путем измерения процента удлинения материала. Более высокий процент удлинения указывает на более мягкую природу металла и более высокую возможную пластическую деформацию. Параметр относительного удлинения уменьшается от 1 до 4 класса, а потенциал пластической деформации сплава 4 класса значительно ниже такового у Ti-6Al-4V класса 5.
Механические проблемы и состав металла
Окклюзионный контакт коронки на имплантате с зубом-антагонистом провоцирует развитие нагрузок, которые передаются по конструкции имплантата в окружающую костную ткань. Ряд определенных факторов может спровоцировать эффект перегрузки имплантата, включая наличие суперконтакта, неосевое направление окклюзионных поверхностей и наличие парафункциональных привычек, по типу кленчинга или бруксизма. Со временем циклический характер нагрузок может привести к структурному разрушению имплантата, если материал из которого изготовлена внутрикостная опора не обладает соответствующими физико-химическими характеристиками.
Имплантаты с внутренним шестигранным соединением более склонны к развитию биомеханических осложнений в области соединения с абатментом, чем таковые с внешним шестигранным соединением. Такая зависимость связана с толщиной металла в самом тонком месте между внутренней поверхностью интерфейса и внешней поверхностью, которой он контактирует с окружающей костной тканью. При перегрузке имплантаты с внутренним шестигранником демонстрируют развитие трещин в точках границ самого шестигранника. Для имплантатов большого диаметра данный нюанс не является настолько проблематичным, поскольку толщина металла в проекции соединения увеличивается вместе с диаметром (фото 1). Риск перелома в проекции соединения также характерен для внутрикостных опор с другими типами внутренних соединений, по типу трилистника (фото 2) по аналогичному механизму разрушения структуры в самых тонких участках металла.
Фото 1. Трещины и переломы в проекции точек шестигранного соединения (области наиболее тонкой металлической стенки).
Фото 2. Перелом коронковой части имплантата с соединением типа трилистника, изготовленного из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4 по причине механической перегрузки.
Имплантаты с коническими соединениями также не защищены от риска перелома структуры винта стандартного или узкого диаметра, даже если дизайн такового не предусматривает наличие критических точек напряжения, характерных для шестигранных, трёхгранных или восьмигранных соединений (фото 3).
Фото 3. Пример перелома коронковой части имплантата с коническим соединением (рентгенограмма доктора Ramsey Amin).
Осложнения в форме трещины или перелома коронковой части имплантата клинически могут оставаться невидимыми, однако пациент при этом зачастую жалуется на воспаление окружающих мягких тканей. Для подтверждения факта наличия осложнения достаточно провести рентгенологический контроль (фото 4). Перелом коронковой части имплантата, независимо от того, является ли он неполным (фото 5) или же связан с видимой потерей части платформы имплантата (фото 6-7), приводит к катастрофическому разрушению всего опорного винта. Перелом в коронковой части имплантата, независимо от его размера - это показание к проведению процедур эксплантации. Микродвижения абатмента под действием циклических нагрузок провоцирует распространение трещины, увеличения плеча силы, и как следствие – усугубление клинической ситуации.
Фото 4. Перелом коронковой части имплантата в проекции соединения с абатментом из-за механической перегрузки.
Фото 5. Перелом коронковой части имплантата с потребностью в дальнейшей эксплантации.
Фото 6. Перелом коронковой части имплантата стандартного диаметра, изготовленного из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4 по причине механической перегрузки.
Фото 7. Перелома коронковой части имплантата из-за механической перегрузки.
В дополнение к переломам в коронковой части имплантата, таковые также могут развиваться по длине тела имплантата, несмотря на уровень его остеоинтеграции, и зачастую они связаны с перегрузкой. Поскольку потеря окружающей костной ткани прогрессирует в апикальном направлении, приложение внеосевых нагрузок и увеличение плеча опоры при перегрузке винта только сильнее увеличивает уровень нефизиологиеских напряжений в структуре костного гребня (фото 8).
Фото 8. Перелом имплантата, изготовленного из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4 по причине механической перегрузки и увеличения плеча опоры в области средней трети тела винта.
Все это способствует критическим изменения в структуре тела внутрикостной опоры. Имплантаты, изготовленные из CP-Ti 4 класса стандартного или узкого диаметра, могут быть более подвержены риску развития потенциально-катастрофических механических осложнений, нежели конструкции более широкого диаметра. Очевидно, что при анализе рисков развития перелома имплантата требует учитывать и параметры материала, из которого он был изготовлен. Имплантаты с внешними шестигранными соединениями подвержены риску разрушения на границе соединения в меньшей степени, нежели имплантаты с внутренними соединениями. Подобный эффект напрямую связан с толщиной металла в коронковой части имплантата. При этом превышение пределов механической нагрузки может быть связано с большей вероятностью разрушения имплантата при изготовлении такового из металла CP-Ti класса 4, по сравнению с таковым изготовленным из титанового сплава.
При воздействии неосевых нагрузок с течением времени внешнее шестигранное соединение на имплантате может подвергаться пластической деформации, что приводит к закруглению точек контакта в проекции соединения из-за концентрации функциональных напряжений. По причине деформации точек внешнего шестигранника, они допускают больший диапазон микроперемещений абатмента, что, в свою очередь, приводит к большему напряжению в области винта абатмента, и потенциально связано с риском перелома (фото 9). Когда имплантат изготовлен из CP-Ti, даже 4 класса, возможность развития подобного неуспешного исхода выше, нежели для конструкции опоры из титанового сплава класса 5. В имплантатах широкого диаметра подобное осложнение отмечается статистически реже, чем среди имплантатов узкого диаметра.
Фото 9. Деформация внешнего шестигранника в области соединения с переломом корональной части имплантата, изготовленного из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4 по причине механической перегрузки, и перелом винта абатмента в интерфейсе соединения.
Заключение
На сегодняшний день на рынке доступны имплантаты как из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4, так и из титанового сплава класса 5. В отношении остеоинтеграции клинических значимых различий между имплантатами, изготовленных из вышеперечисленных материалов, не отмечается. При этом выбор имплантата должен учитывать свойства металла, используемого при его изготовлении, с учетом устойчивости к потенциальному разрушению в ходе функционирования. К сожалению, при планировании реабилитации пациента зачастую трудно предсказать, насколько высоким будет порог функциональных нагрузок и не превысит ли таковой критических значений. Титановый сплав класса 5 характеризуется более высокой прочностью, нежели коммерчески чистый титан CP-Ti класса 4, и выбор имплантатов, изготовленных из этого металла, вместо имплантатов из CP-Ti следует рассматривать как один из вариантов оптимизации имплантологического лечения. Выбор внутрикостных опор из титанового сплава 5 класса может помочь минимизировать риск неуспешного исхода лечения, связанных конкретно с характеристиками металла, из которого изготовлен имплантат.
Автор: Gregori M. Kurtzman, DDS
В 1950-х годах хирург-ортопед Пер-Ингвар Бранемарк исследовал анатомические особенности кровотока в костной ткани при помощи оптического устройства, внедренного в бедренную кость кролика. Используемое оптическое устройство предварительно было помещено в титановую камеру, и при попытке его изъятия из костной ткани, ученый установил, что кость и титановая поверхность окуляра настолько соединились друг с другом, что стали практически неотделимы. Бранемарк дал данному явлению название, именовав его «остеоинтеграцией», которая по сути представляет собой слияние костной ткани с небиологическим материалом. До открытия остеоинтеграции в качестве материалов для изготовления имплантатов применяли тантал, хром-кобальт и нержавеющую сталь. Однако установить факта остеоинтеграции между вышеперечисленными материалами и костной тканью в процессе клинических наблюдений не удалось.
Механические свойства титана разных классов
CP-Ti доступен в четырех классах в зависимости от чистоты материала и объема кислорода, используемого для его обработки. Разные классы титана отличаются параметрами коррозионной стойкости, пластичности и прочности и определяются содержанием кислорода и железа, которые в свою очередь существенно влияют на механические и физические свойства металла. По мере увеличения концентрации кислорода или железа в титане его механическая прочность увеличивается, а пластичность снижается. Увеличение класса CP-Ti ассоциировано с увеличением количества содержащихся примесей. Таким образом, класс 1 является самым мягким и пластичным типом CP-Ti, тогда как класс 4 значительно прочнее и менее податлив. У коммерчески чистого титана имеются некоторые недостатки: он характеризуется относительно низкой механической прочностью, высоким модулем Юнга (модулем упругости) и низкой износостойкостью, что может привести к разрушению имплантата при механической перегрузке. Из всех вариантов CP-Ti класс 4 имеет самый высокий предел прочности на разрыв и прочности к деформации, поэтому стоматология перешла на данный класс материала в процессе изготовления дентальных имплантатов в начале 1990-х годов. Механические свойства титана, такие как его прочность, сопротивление ползучести и сопротивление разрушению, могут быть улучшены путем легирования его широким спектром элементов (например, алюминием, ванадием, танталом, цирконием). Коммерчески чистый титан CP-Ti в форме модифицированного сплава 4 класса – Ti-6Al-4V, который по сути являлся новым 5 классом, был представлен в 1990-х годах. Данный титановый сплав содержал 6% алюминия и 4% тантала, и стал новым наиболее распространённым в промышленном изготовлении имплантатов.
Титановые сплавы существуют в трех структурных формах: альфа, бета и альфа-бета. Альфа-форма титанового сплава характеризуется плотноупакованной гексагональной кристаллографической структурой, а бета-форма - объемно-центрированной кубической структурой. Эти различные фазы образуются, когда чистый титан смешивают с другими элементами, такими как алюминий и ванадий, в определенных концентрациях, а затем охлаждают. Алюминий является стабилизатором альфа-фазы, который увеличивает прочность сплава, но снижает его плотность. В бета-фазе в качестве стабилизатора применяют ванадий. При добавлении к титану алюминия или ванадия в определенном диапазоне температур отмечается феномен альфа-бета-превращения. В зависимости от состава и термообработки, альфа- и бета-формы могут сосуществовать. Комбинированный альфа-бета-титановый сплав является наиболее часто используемым для изготовления дентальных имплантатов. Термическая обработка сплава приводит к образованию мелких преципитатов, повышающих его прочность и приводящих к формированию более благоприятных механических и физических свойств, включая относительно низкую плотность, высокую усталостную прочность и резистентность к коррозии.
Сплавы коммерчески чистого титана CP-Ti 1-4 классов 1–4, используемые для изготовления имплантатов, характеризуются относительно низкой механической прочностью, плохой износостойкостью, сложностями для улучшения их механических свойств без компрометации биосовместимости. При необходимости достижения более высоких показателей прочности, сплавы титана производятся с дополнением ультрамелкозернистых (ELI) растворенных компонентов, по типу кислорода, углерода, азота и водорода.
При сравнении различных классов коммерчески чистого титана и титановых сплавов, необходимо учитывать сразу несколько свойств материалов, по типу модуля упругости, предела прочности и относительного удлинения. Модуль упругости относится к способности материала изгибаться до момента разрушения его структуры. Чем выше значение модуля упругости, тем больше металл может согнуться до того, как сформируется трещина. Целевым для имплантологии является модуль упругости имплантата, который бы приблизительно соответствовал таковому для костной ткани, чтобы при приложении нагрузки на имплантат и переносе ее на окружающую кость, обе эти среды находились приблизительно в одинаковом диапазоне. Сообщалось, что с увеличением диаметра имплантата напряжение и деформация на границе контакта имплантат-кость значительно уменьшаются. На это также влияет длина имплантата. Кроме того, увеличение диаметра и длины имплантата, позволяет снизить напряжение и деформацию в области альвеолярного гребня, и это следует учитывать независимо от того, из какого материала изготовлена внутрикостная опора. Хотя сплав Ti-6Al-4V класса 5 имеет более высокий модуль упругости, он существенно не отличается от такового у коммерчески чистого титана CP-Ti. Следовательно критерий модуля упругости не является крайне важным фактором для дифференциации и сравнения Ti-6Al-4V и CP-Ti в отношении выбора наиболее подходящего материала для дентальных внутрикостных опор.
Предел прочности на разрыв, который измеряется в мегапаскалях (МПа), является показателем «предельной» прочности материала до того, как произойдет разрушение его структуры. Что касается дентальных имплантатов, прочность на разрыв показывает, насколько высокая нагрузка может быть приложена к имплантату до того, как произойдет его разрушение, которое зачастую проявляется в форме перелома винта. Хотя предел прочности на разрыв для коммерчески чистого титана CP-Ti может быть улучшен за счет холодовой обработки, эта же процедура делает материал более хрупким.
Дентальные имплантаты во время функционирования подвергаются не постоянной, а многократной, то есть циклической нагрузке. Данный фактор нужно учитывать, так как титан даже 4 класса характеризуется относительной хрупкостью, что может привести к разрушению структуры при сложном механизме действия окклюзионных сил.
Предел прочности на растяжение, который также измеряется в МПа, представляет собой усталостную прочность материала. Материалы, используемые для дентальных имплантатов, должны иметь высокий предел прочности на растяжение, чтобы избежать разрушения структуры при циклической нагрузке. Подобно пределу прочности на разрыв, металл должен обладать высоким пределом прочности на растяжение, чтобы иметь возможность противостоять разрушению под действием окклюзионных сил. Титановый сплав класса 5 характеризуется пределом прочности на растяжение, который почти вдвое превышает таковой у 4 класса CP-Ti. Данная характеристика позволяет приложить более высокие циклические нагрузки на имплантат до того, как потенциально может развиться перелом структуры в теле имплантата, или же в области интерфейса соединения с абатментом. Особенно важно учитывать предел прочности на растяжение в разрезе увеличения длинны имплантата над уровнем костного гребня в процессе потери костной ткани в периимплантатной области.
Под воздействием циклической или статической нагрузки металлы могут подвергаться пластической деформации. Пластическая деформация представляет собой тип деформации, которые развивается при напряжениях ниже предела текучести металла. Что же касается дентальных имплантатов, то такая деформация может привести к изменению платформы имплантата из-за деформации соединения или же изменениям в области коронковой части платформы. При внутреннем типе соединения продолжающаяся нагрузка потенциально может спровоцировать расшатывание абатмента из-за уменьшения плотности посадки между составляющими, или даже к перелому имплантата в корональной части. Внешнее шестигранное соединение при пластической деформации характеризуется округлением точек шестигранника. Потенциал пластической деформации определяется путем измерения процента удлинения материала. Более высокий процент удлинения указывает на более мягкую природу металла и более высокую возможную пластическую деформацию. Параметр относительного удлинения уменьшается от 1 до 4 класса, а потенциал пластической деформации сплава 4 класса значительно ниже такового у Ti-6Al-4V класса 5.
Механические проблемы и состав металла
Окклюзионный контакт коронки на имплантате с зубом-антагонистом провоцирует развитие нагрузок, которые передаются по конструкции имплантата в окружающую костную ткань. Ряд определенных факторов может спровоцировать эффект перегрузки имплантата, включая наличие суперконтакта, неосевое направление окклюзионных поверхностей и наличие парафункциональных привычек, по типу кленчинга или бруксизма. Со временем циклический характер нагрузок может привести к структурному разрушению имплантата, если материал из которого изготовлена внутрикостная опора не обладает соответствующими физико-химическими характеристиками.
Имплантаты с внутренним шестигранным соединением более склонны к развитию биомеханических осложнений в области соединения с абатментом, чем таковые с внешним шестигранным соединением. Такая зависимость связана с толщиной металла в самом тонком месте между внутренней поверхностью интерфейса и внешней поверхностью, которой он контактирует с окружающей костной тканью. При перегрузке имплантаты с внутренним шестигранником демонстрируют развитие трещин в точках границ самого шестигранника. Для имплантатов большого диаметра данный нюанс не является настолько проблематичным, поскольку толщина металла в проекции соединения увеличивается вместе с диаметром (фото 1). Риск перелома в проекции соединения также характерен для внутрикостных опор с другими типами внутренних соединений, по типу трилистника (фото 2) по аналогичному механизму разрушения структуры в самых тонких участках металла.
Фото 1. Трещины и переломы в проекции точек шестигранного соединения (области наиболее тонкой металлической стенки).
Фото 2. Перелом коронковой части имплантата с соединением типа трилистника, изготовленного из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4 по причине механической перегрузки.
Имплантаты с коническими соединениями также не защищены от риска перелома структуры винта стандартного или узкого диаметра, даже если дизайн такового не предусматривает наличие критических точек напряжения, характерных для шестигранных, трёхгранных или восьмигранных соединений (фото 3).
Фото 3. Пример перелома коронковой части имплантата с коническим соединением (рентгенограмма доктора Ramsey Amin).
Осложнения в форме трещины или перелома коронковой части имплантата клинически могут оставаться невидимыми, однако пациент при этом зачастую жалуется на воспаление окружающих мягких тканей. Для подтверждения факта наличия осложнения достаточно провести рентгенологический контроль (фото 4). Перелом коронковой части имплантата, независимо от того, является ли он неполным (фото 5) или же связан с видимой потерей части платформы имплантата (фото 6-7), приводит к катастрофическому разрушению всего опорного винта. Перелом в коронковой части имплантата, независимо от его размера - это показание к проведению процедур эксплантации. Микродвижения абатмента под действием циклических нагрузок провоцирует распространение трещины, увеличения плеча силы, и как следствие – усугубление клинической ситуации.
Фото 4. Перелом коронковой части имплантата в проекции соединения с абатментом из-за механической перегрузки.
Фото 5. Перелом коронковой части имплантата с потребностью в дальнейшей эксплантации.
Фото 6. Перелом коронковой части имплантата стандартного диаметра, изготовленного из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4 по причине механической перегрузки.
Фото 7. Перелома коронковой части имплантата из-за механической перегрузки.
В дополнение к переломам в коронковой части имплантата, таковые также могут развиваться по длине тела имплантата, несмотря на уровень его остеоинтеграции, и зачастую они связаны с перегрузкой. Поскольку потеря окружающей костной ткани прогрессирует в апикальном направлении, приложение внеосевых нагрузок и увеличение плеча опоры при перегрузке винта только сильнее увеличивает уровень нефизиологиеских напряжений в структуре костного гребня (фото 8).
Фото 8. Перелом имплантата, изготовленного из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4 по причине механической перегрузки и увеличения плеча опоры в области средней трети тела винта.
Все это способствует критическим изменения в структуре тела внутрикостной опоры. Имплантаты, изготовленные из CP-Ti 4 класса стандартного или узкого диаметра, могут быть более подвержены риску развития потенциально-катастрофических механических осложнений, нежели конструкции более широкого диаметра. Очевидно, что при анализе рисков развития перелома имплантата требует учитывать и параметры материала, из которого он был изготовлен. Имплантаты с внешними шестигранными соединениями подвержены риску разрушения на границе соединения в меньшей степени, нежели имплантаты с внутренними соединениями. Подобный эффект напрямую связан с толщиной металла в коронковой части имплантата. При этом превышение пределов механической нагрузки может быть связано с большей вероятностью разрушения имплантата при изготовлении такового из металла CP-Ti класса 4, по сравнению с таковым изготовленным из титанового сплава.
При воздействии неосевых нагрузок с течением времени внешнее шестигранное соединение на имплантате может подвергаться пластической деформации, что приводит к закруглению точек контакта в проекции соединения из-за концентрации функциональных напряжений. По причине деформации точек внешнего шестигранника, они допускают больший диапазон микроперемещений абатмента, что, в свою очередь, приводит к большему напряжению в области винта абатмента, и потенциально связано с риском перелома (фото 9). Когда имплантат изготовлен из CP-Ti, даже 4 класса, возможность развития подобного неуспешного исхода выше, нежели для конструкции опоры из титанового сплава класса 5. В имплантатах широкого диаметра подобное осложнение отмечается статистически реже, чем среди имплантатов узкого диаметра.
Фото 9. Деформация внешнего шестигранника в области соединения с переломом корональной части имплантата, изготовленного из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4 по причине механической перегрузки, и перелом винта абатмента в интерфейсе соединения.
Заключение
На сегодняшний день на рынке доступны имплантаты как из коммерчески чистого титана CP-Ti класса 4, так и из титанового сплава класса 5. В отношении остеоинтеграции клинических значимых различий между имплантатами, изготовленных из вышеперечисленных материалов, не отмечается. При этом выбор имплантата должен учитывать свойства металла, используемого при его изготовлении, с учетом устойчивости к потенциальному разрушению в ходе функционирования. К сожалению, при планировании реабилитации пациента зачастую трудно предсказать, насколько высоким будет порог функциональных нагрузок и не превысит ли таковой критических значений. Титановый сплав класса 5 характеризуется более высокой прочностью, нежели коммерчески чистый титан CP-Ti класса 4, и выбор имплантатов, изготовленных из этого металла, вместо имплантатов из CP-Ti следует рассматривать как один из вариантов оптимизации имплантологического лечения. Выбор внутрикостных опор из титанового сплава 5 класса может помочь минимизировать риск неуспешного исхода лечения, связанных конкретно с характеристиками металла, из которого изготовлен имплантат.
Автор: Gregori M. Kurtzman, DDS
Читайте также:
Статьи от брендов
0 комментариев