Технологии обработки поверхности имплантатов

Технологии / От
 Технологии обработки поверхности имплантатов BioLine

Сплав титана ценится за свою прочность и превосходную биосовместимость. Компания BioLine использует для производства своей продукции имплантатов и протетических компонентов сплав титана — Ti-6Al-4V ELI Grade 5

Макроскопические и особенно микроскопические свойства поверхности имплантата играют важную роль в приживаемости. Шероховатая поверхность имплантата способствует быстрой остеоинтеграции. В соответствии с показаниями микрометра, топография костей влияет на стабильность соединения, а также на рост остеобластов.

Компания BioLine применяет технологию пескоструйной обработки резорбируемыми абразивами с целью воздействия на субмикротопографию поверхности имплантата.

Технология RBM основана на использовании фосфата кальция, материала с высокими показателями резорбируемости и биосовместимости. Также применение фосфата кальция исключает необходимость применения сильных кислот для удаления остатков дробеструйного материала.

Поверхности имплантатов, подвергнутые RBM, считаются более остеокондуктивными. Результаты исследований демонстрируют более высокий процент контакта кость-имплантат при обработке последнего по технологии RBM. Данное наблюдение может быть особенно актуальным при тяжелых клинических состояниях, к примеру при снижении качества костной ткани по типу D4, а также в случаях ранней или немедленной функциональной нагрузки имплантата или после экстракции зуба.

Машинная обработка
Пескоструйная обработка
 Кислотное травление (натуральными не агрессивными кислотами)
 Обработка частицами бета-трикальцийфосфата (Ca3O8P2)

 Кислотное травление (натуральными не агрессивными кислотами)
 Анодное оксидирование

Электронное микроскопирование - контроль качества поверхности зубных имплантов

Имплапнты изучаются с помощью электронного микроскопа при разном увеличении. В ходе такого исследования выявляют имеется ли загрязнения поверхности титана органическими и неорганическими реагентами. Если загрязнения обнаруживаются, то вся партия имплантов бракуется отделом контроля качества.

 

Обработка потоком Гамма-квантов

Стерилизация зубных имплантатов проводится  когда они уже упакованы в герметичную упаковку. Стерилизация проводится при помощи гамма излучения, самого надежного способа стерилизации.

Покрытие зубных имплантатов разных производителей

Чистый титан и титановые сплавы являются стандартными материалами для зубных имплантатов благодаря широкоизвестному сочетанию механической прочности, химической стабильности и биологической совместимости. Интеграция титановых имплантатов с окружающей костью является важнейшим критерием для успешной регенерации ипоследующеголечениясегоиспользованием.Концепцияостеоинтеграциибыласформулирована Брэйнмаркомиего сотрудниками, и оказала существенное влияние на клиническое лечение зубными имплантатами.

Первое поколение имплантатов с гладкой поверхностью успешно используется дантистами, уже более 50 лет. С тех пор поверхность имплантатов претерпела многочисленные изменения, поскольку играет важную роль в молекулярном взаимодействии, эстетическом внешнем виде и приживаемости. Ученые всего мира трудятся над новыми разработками имплантатов с поверхностью, которая может ускорить и улучшить их приживаемость.
Во втором поколении используемых в клинической практике имплантатов применяется несколько методов заключительной обработки, каждый из которых имеет свои преимущества и успешно применяется.

Основной целью разработок различных модификаций поверхностей имплантатов является обеспечение быстрой приживаемости в структуру кости, что дает более стабильные результаты, ускоряет процесс выздоровления и позволяет перейти к дальнейшему лечению. Развивающиеся в последнее время микро- и нанотехнологии подтолкнули разработку более сложных свойств поверхностей, их морфологию, химию, кристаллическую структуру, физические и механические качества.

Покрытия, модифицированные на уровне микро- и нано свойств, могут представлять следующее поколение систем зубных имплантатов,однако клинически не доказано, какая поверхность лучше для вживления : шероховатая или гладкая. Кроме того, пока еще нет достаточно надежных результатов клинических испытаний, чтобы говорить о том, что эти имплантаты имеют лучшие клинические показатели, чем ранее изготовлявшиеся и использовавшиеся имплантаты машинной обработки RBM.

Тем не менее, экспериментальные доказательства, полученные в результате исследования на живых организмах, твердо указывают, что некоторые типы модифицированных покрытий дают более быстрое образование кости, чем имплантаты с старым покрытием. Предположительно, увеличение остеопроводимости при использовании конструкций с таким покрытием связано с изменением рельефа, что в результате усиливает адгезиюкостных и околокостных тканей и ведет к ускоренному формированию кости. Вместе с тем, использование титановых имплантатов вызывает сложное взаимодействие так же с компонентами крови, инициирующее дополнительные факторы заживления и реконструкции кости. Таким образом, различные методы модификации поверхности могут влиять на уникальные свойства и совокупность реакций имплантата. 

В этой главе рассматривается состояние развития технологии стоматологических имплантатов и современные тенденции в модификации поверхностей, способствующих ускорению остеоинтеграции, а также обзор наиболее популярных разработок нашей компании.

 Шероховатость поверхности титановых имплантатов

Шероховатость поверхности была определена в качестве важного параметра для имплантата и его способности прочно закрепляться в костной ткани. Есть различные способы изготовления, направленные на то, чтобы увеличить шероховатость поверхности имплантата, и наиболее часто используемыми являются:

  • Механическая обработка
  • Пескоструйная обработка
  • Травление кислотой
  • Анодирование
  • Лазерная модификация

Или комбинация нескольких из них. Кроме того, имеющиеся в продаже имплантаты были классифицированы в зависимости от уровня шероховатости (Sа) в 4 группы:
Гладкие (Sa <0,5 мкм) Минимально грубые (Sa = 0,5-1,0 мкм) 6 | Implants Умеренно грубые (Sa = 1,0-2,0 мкм) Грубые (Sa> 2,0 мкм).

Значение Sa представляет среднюю высоту пиков и углублений на поверхности, в то время как другой важный параметр Sdr, который представляет собой разработанную площадь поверхности по сравнению с идеальной плоской поверхностью. Большая площадь поверхности обеспечивает больший контакт с костной тканью.

Существует еще порядка 50 прямых или комбинированных параметров шероховатости поверхности, однако не существует исследований, свидетельствующих об их важности .
НаизмерениеSaвлияютразныефакторы,втомчисле, тип используемого оборудования, измеряемая площадь, место выполнения измерений.

Для получения более сопоставимых значений в литературе опубликованы рекомендации для подобных измерений. Шероховатость поверхности имплантата влияет на ее поверхностную химию и фазовый состав.

 Лазерно модифицированная микро- и нано-структурированные поверхности

Лазер успешно используется в качестве инструмента микрообработки для получения объемных объектов на микро- и нано-уровне. Этот метод используется в основном для геометрически сложных поверхностей.
Техника состоит в генерации коротких импульсов света одной длины волны, что обеспечивает сосредоточение энергии в определенном месте.

 

Это быстрый и очень чистый метод, подходящий для выборочной модификации поверхностей, позволяющий создавать сложные и высокоточные микроструктуры, что делает его привлекательным для производителей геометрически сложных биомедицинских имплантатов.

Процесс лазерной микрообработки используется для создания шероховатости микро- и нано-структурированной поверхности только для внутренней части резьбы, которая, как полагают, больше подходит для формирования кости, чем внешняя часть.

Лазерная техника имеет ряд преимуществ, не требует применения химических веществ и может быть использована в повседневном производстве. Только впадина и часть гребня резьбы имплантата подвергается обработке лазером, в то время как остальная часть остается машинно обработанной.

Более высокое увеличение модифицированной лазером части показывает микроорганизмы и зубной налет, а также относительно гладкую поверхность, способствующую лучшей вживляемости, внутренняя же часть резьбы имплантата имеет грубую поверхность.
Краткосрочные эксперименты лазерно модифицированных титановых имплантатов с наноразмерной топографией, проведенные в естественных условиях, продемонстрировали значительное увеличение удаляющего крутящего момента.

Это является следствием лучших показателей по долгосрочному соединению с костью и силе взаимодействия в естественных условиях, что определяется сращиванием минерализованной костной ткани и поверхности. В серии годичных исследований лазерно-модифицированные имплантаты показали превосходные клинические результаты.