RU2179001C1

RU2179001C1 - Dental osteointegratable implant having predefined surface micro-relief

Info

Publication number: RU2179001C1
Application number: RU2001113427/14A
Authority: RU
Inventors: С.Ю. Иванов; М.В. Ломакин; Н.А. Ночовна; Н.А. Ночовная
Original assignee: Иванов Сергей Юрьевич; Ломакин Михаил Васильевич; Ночовная Надежда Алексеевна
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2002-02-10

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: implant has extraosseous part and intraosseous part which external surface has macro- and microretention members. The macroretention members are manufactured as supporting thread of constant profile allover the intraosseous part length. The microretention members are manufactured as superficial layer of 10 to 200 mcm thickness having marked micro-relief approaching the bone micro-architectonic. EFFECT: large contact surface; stable superficial layer with no harmful admixtures. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности к области стоматологии, и может быть использовано в хирургической и ортопедической стоматологии для реабилитации больных с частичной или полной потерей зубов. The invention relates to medicine, in particular to the field of dentistry, and can be used in surgical and orthopedic dentistry for the rehabilitation of patients with partial or complete loss of teeth.

Из предшествующего уровня техники известен имплантат, включающий внекостную и внутрикостную часть, покрытую пористым слоем физиологически адаптированного пластика с катализатором, стимулирующим остеогенез. В качестве катализаторов используются различные материалы (карбонат кальция, силикат магния или алюминия и т. д.). Наряду с другими компонентами используется костная ткань. Толщина слоя 200 - 400 нм, открытые поры и сообщающиеся каналы имеют диаметр 50-200 нм (патент США N 4051598, кл. A 61 C 13/00, 1977 г. ). An implant is known from the prior art, including an extraosseous and anosseous part covered with a porous layer of physiologically adapted plastic with a catalyst stimulating osteogenesis. Various materials are used as catalysts (calcium carbonate, magnesium or aluminum silicate, etc.). Along with other components, bone tissue is used. The layer thickness of 200 - 400 nm, open pores and communicating channels have a diameter of 50-200 nm (US patent N 4051598, CL A 61 C 13/00, 1977).

Известный внутрикостный имплантат обладает следующими недостатками:
- связь пористого слоя из различных материалов с материалом, из которого выполнена основа имплантата, недостаточно прочная;
- катализаторы не могут в полной мере стимулировать остеогенез, потому что данный процесс обеспечивают только остеогенные детерминированные продромальные клетки или, в некоторых случаях, костный морфологический белок.Known intraosseous implant has the following disadvantages:
- the connection of the porous layer of various materials with the material from which the implant base is made is not strong enough;
- catalysts cannot fully stimulate osteogenesis, because this process is provided only by osteogenic determinate prodromal cells or, in some cases, bone morphological protein.

Ближайшим аналогом из предшествующего уровня техники является остеоинтегрируемый стоматологический имплантат, выполненный из металла, на наружной поверхности внутрикостной части которого имеются глухие углубления, являющиеся элементами макроретенции, и шероховатости, являющиеся элементами микроретенции. Наружная поверхность опорной внутрикостной части за счет элементов макроретенции и микроретенции увеличивает площадь контакта с костью на 50% (патент России N 2146113, кл. A 61 C 8/00, опубликованный 10.03.2000 в БИ N 7). The closest analogue from the prior art is an osseointegrated dental implant made of metal, on the outer surface of the intraosseous part of which there are deaf cavities, which are elements of macroreretia, and roughness, which are elements of microreretia. The outer surface of the support of the intraosseous part due to the elements of macroreretion and microreretion increases the area of contact with the bone by 50% (Russian patent N 2146113, class A 61 C 8/00, published on March 10, 2000 in BI N 7).

Известный имплантат имеет следующие недостатки:
- шероховатости на внутрикостной поверхности имплантата могут включать элементы частиц рабочего агента (окись алюминия, кремний и др.), посредством которого была обработана поверхность и получены элементы микроретенции, указанные включения способны негативно влиять на процесс остеоинтеграции;
- микрорельеф поверхности не позволяет добиваться первичной стабильности в неплотной кости (тип III - IV).A known implant has the following disadvantages:
- roughnesses on the intraosseous surface of the implant may include elements of particles of the working agent (aluminum oxide, silicon, etc.), by means of which the surface was processed and microreretia elements were obtained, these inclusions can adversely affect the process of osseointegration;
- the surface microrelief does not allow achieving primary stability in a loose bone (type III - IV).

Задачей изобретения является создание имплантата с регламентированными физико-механическими свойствами и микрорельефом поверхности согласно коэффициенту Ra - стандартизированному по глубине и величине показателю - от 0,08 до 1,2 мкм, что позволяет воспроизвести микроархитектонику кости. The objective of the invention is the creation of an implant with regulated physical and mechanical properties and a surface microrelief according to the coefficient Ra, a standardized depth and magnitude indicator from 0.08 to 1.2 μm, which allows reproducing the microarchitectonics of the bone.

Технический результат изобретения заключается в получении конструкции имплантата, обладающего большой площадью контакта с костью за счет приближенного к ее микроархитектонике микрорельефа, с прочным поверхностным слоем, не включающим вредные примеси. The technical result of the invention is to obtain the design of an implant having a large area of contact with the bone due to the microrelief close to its microarchitectonics, with a strong surface layer that does not include harmful impurities.

Технический результат достигается за счет того, что стоматологический имплантат имеет внекостную часть и внутрикостную часть, на наружной поверхности которой выполнены элементы макроретенции и микроретенции; при этом элементы макроретенции выполнены в виде упорной резьбы с постоянным профилем по всей длине внутрикостной части, а элементы микроретенции выполнены в виде поверхностного слоя толщиной от 10 до 200 мкм с развитым микрорельефом, приближенным к микроархитектонике кости. The technical result is achieved due to the fact that the dental implant has an extraosseous part and an intraosseous part, on the outer surface of which there are made elements of macroreretion and microreretia; in this case, the macroreture elements are made in the form of a persistent thread with a constant profile along the entire length of the intraosseous part, and the microreference elements are made in the form of a surface layer with a thickness of 10 to 200 μm with a developed microrelief close to the bone microarchitectonics.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображен общий вид стоматологического имплантата, на фиг. 2 изображен его чертеж, на фиг. 3 с увеличением x1000 представлена структура регламентированного микрорельефа наружной поверхности внутрикостной части имплантата. The invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a general view of a dental implant; FIG. 2 shows a drawing thereof, in FIG. 3, with an increase of x1000, the structure of a regulated microrelief of the outer surface of the intraosseous part of the implant is presented.

Имплантат состоит из внутрикостной части 1 и внекостной части 2. Внутрикостная часть 1 выполнена в форме цилиндра и имеет упорную резьбу по всей его длине. Внутренняя часть цилиндра - вершина, сделана закругленной и имеет три выборки для придания имплантату свойств самонарезающегося винта. Внекостная часть 2 выполнена полой и снабжена шестигранным хвостовиком, устанавливаемым в углубление внутрикостной части с конгруэнтной поверхностью. Внекостная часть 2 соединяется с внутрикостной частью 3 посредством фиксирующего винта, проходящего через внутреннее отверстие внекостной части. На резьбовой наружной поверхности внутрикостной части имеется развитой микрорельеф, приближенный к микроархитектонике кости. Толщина слоя составляет от 10 до 200 мкм. В предложенном имплантате упорная резьба по всей длине внутрикостной части выполняет функцию элементов макроретенции, а микрорельеф выполняет функцию элементов микроретенции, что обеспечивает необходимую первичную стабильность и надежную фиксацию имплантата в челюстных костях, а в итоге - его долговременное функционирование. Имплантат изготовлен из упрочненного сплава титана ВТ1-0, относящегося к разряду GRADE 4 (ASTM F67). The implant consists of an intraosseous part 1 and an extraosseous part 2. The intraosseous part 1 is made in the form of a cylinder and has a persistent thread along its entire length. The inside of the cylinder - the top, is made rounded and has three selections to give the implant the properties of a self-tapping screw. The extraosseous part 2 is hollow and provided with a hexagonal shank installed in the recess of the intraosseous part with a congruent surface. The extraosseous part 2 is connected to the intraosseous part 3 by means of a fixing screw passing through the internal opening of the extraosseous part. On the threaded outer surface of the intraosseous part there is a developed microrelief, close to the bone microarchitectonics. The layer thickness is from 10 to 200 microns. In the proposed implant, the persistent thread along the entire length of the intraosseous part performs the function of macroreretia elements, and the microrelief performs the function of microreretia elements, which provides the necessary primary stability and reliable fixation of the implant in the jaw bones, and, as a result, its long-term functioning. The implant is made of hardened titanium alloy VT1-0, belonging to the discharge GRADE 4 (ASTM F67).

Микрорельеф наружной поверхности, приближенный к микроархитектонике кости, получают обработкой поверхности имплантата Мощным Ионным (электронным) Пучком - МИП наносекундной или микросекундной длительности с плотностью энергии в пучке 1-40 Дж/см² и числом импульсов от 10 до 100 в атмосфере аргона или при остаточном давлении 0,1-1 Па без последующего отжига. Использование для обработки имплантата концентрированных потоков энергии позволяет создать сочетание заранее спрогнозированных физико-химических свойств в его поверхностном слое, а именно получение поверхности со строго контролируемым по степени шероховатости микрорельефом требуемой топографии (текстурирования), высокой химической чистоты поверхностных слоев и формирование в них заданного фазового состава.The microrelief of the outer surface, close to the bone microarchitectonics, is obtained by treating the implant surface with a Powerful Ion (electron) Beam - a MIP of nanosecond or microsecond duration with an energy density of 1-40 J / cm ² in the beam and a number of pulses from 10 to 100 in an argon atmosphere or with a residual a pressure of 0.1-1 Pa without subsequent annealing. The use of concentrated energy flows for implant processing allows you to create a combination of previously predicted physical and chemical properties in its surface layer, namely, obtaining a surface with a strictly controlled microrelief of the required topography (texturing), high chemical purity of the surface layers and the formation of a given phase composition in them .

Имплантат устанавливают следующим образом. После выполнения местной анестезии проводят разрез, обнажают альвеолярный отросток и последовательно, двумя или тремя сверлами (развертками), формируют костное имплантационное ложе. Далее метчиком, профиль которого конгруэнтен геометрии резьбовой поверхности имплантата, нарезают резьбу - в зависимости от плотности кости до половины или на всю длину сформированного костного ложа. Затем с помощью ключа-имплантатовода устанавливают имплантат до уровня кортикального слоя кости, завинчивают винт-заглушку и ушивают операционную рану. После завершения процесса остеоинтеграции (для нижней челюсти 3-4 месяца, для верхней - 5-6 месяцев) через небольшой разрез обнажают внутрикостную часть имплантата, удаляют заглушку и ввинчивают формирователь десны для получения через 3-4 недели плотного импланто-десневого контакта в виде кругового рубца. После указанного срока заменяют формирователь десны внекостной частью, сопрягаемый шестигранный хвостовик которой вставляют во внутрикостную часть и фиксируют их друг относительно друга винтом. Это начало второго, ортопедического этапа имплантации. The implant is installed as follows. After local anesthesia is performed, an incision is made, the alveolar process is exposed, and a bone implant bed is formed sequentially, with two or three drills (reamers). Next, a thread, the profile of which is congruent to the geometry of the threaded surface of the implant, is cut into threads, depending on the bone density, to half or the entire length of the formed bone bed. Then, using the implant driver key, the implant is installed to the level of the cortical bone layer, the plug screw is screwed and the surgical wound is sutured. After completion of the osseointegration process (for the lower jaw 3-4 months, for the upper - 5-6 months), the intraosseous part of the implant is exposed through a small incision, the plug is removed and the healing abutment is screwed in to obtain a tight implant-gingival contact in the form of a circular after 3-4 weeks scar. After this period, the gingiva former is replaced by an extraosseous part, the mating hexagonal shank of which is inserted into the intraosseous part and fixed with respect to each other by a screw. This is the beginning of the second, orthopedic stage of implantation.

Имплантат апробирован в клинике. Проведено лечение 15 пациентов обоего пола в возрасте от 20 до 60 лет без выраженной сопутствующей патологии с использованием 70 имплантатов. В ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде осложнений не наблюдали. При отсутствии воспаления репарация костной ткани проходит по пути контактного остеогенеза, о чем свидетельствуют результаты многочисленных экспериментальных работ, и в данном случае это показал рентгенологический мониторинг. Такой тип заживления кости является морфологическим эквивалентом остеоинтеграции, когда в пограничном имплантату пространстве стадийно формируются зрелые костные структуры. Кость постепенно интегрирует с развитым до схожести с ее микроархитектоникой рельефом имплантата, что приводит к образованию прочного соединения "костная ткань - имплантат". The implant is tested in the clinic. 15 patients of both sexes aged from 20 to 60 years were treated without pronounced concomitant pathology using 70 implants. In the near and distant postoperative period, complications were not observed. In the absence of inflammation, bone repair proceeds along the path of contact osteogenesis, as evidenced by the results of numerous experimental studies, and in this case, X-ray monitoring showed. This type of bone healing is the morphological equivalent of osseointegration when mature bone structures are formed in stages in the border implant space. The bone gradually integrates with the implant topography, which has developed to similarity with its microarchitectonics, which leads to the formation of a strong bone-implant joint.

Claims

A dental osseointegrable implant containing an extraosseous part and an intraosseous part, on the outer surface of which there are made elements of macroreretia and microreretia, characterized in that the elements of macroreretion are made in the form of a persistent thread with a constant profile along the entire length of the intraosseous part, and the elements of microreretion are made in the form of a surface layer with a thickness 10-200 microns with a developed microrelief close to the bone microarchitectonics.