РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ПОРИСТЫХ ТАНТАЛОВЫХ ТРАБЕКУЛЯРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИМПЛАНТАТОВ

Махонин В.Р.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н.Бурденко» Россия, г. Воронеж

Аннотация. В данной статье уделяется внимание проблеме использования танталовых имплантатов, рассматриваются биологические аспекты пористых зубных имплантатов, усиленных танталом, в частности, реакции живых тканей на танталовые имплантаты, морфологические изменения в тканях челюсти, влияния различных факторов оральной среды на остеоинтеграцию. Также в статье рассмотрены потенциальные случаи применения танталовых протезов в клинической стоматологии.

Ключевые слова: танталовые трабекулярные имплантаты, остеоинтеграция, пористые танталовые зубные имплантаты, биологические аспекты имплантатов.

Актуальность проблемы. В последнее время многочисленные исследования посвящались восстановлению функции зубочелюстной системы и индивидуальных эстетических норм путем имплантации. Актуальной проблемой стоматологии является снижение количества осложнений после имплантации. Разработка новых приемов хирургических вмешательств, стимуляции остеоинтеграции, создание новых имплантатов будут способствовать сокращению периода реабилитации стоматологических пациентов. [1]

Хром кобальт, титановые сплавы и нержавеющие стали были обычными материалами, используемыми для имплантатов. Тем не менее, они все еще имеют несколько ограничений, включая низкую объемную пористость, относительно высокий модуль упругости и низкие характеристики трения. Недавно был внедрен пористый металл тантал в титановые зубные имплантаты. Этот новый тип зубного имплантата может улучшить терапию имплантации зубов. Поэтому в этой статье мы рассмотрим основные научные разработки, преимущества и предостережения, а также возможные клинические применения новых имплантатов из металлического тантала.

Производство пористого танталового трабекулярного металла (PTTM). Разработка пористого металлического тантала позволила создать более прочные, биосовместимые ортопедические, черепно-лицевые и дентальные имплантаты. Структура пористого металлического тантала обеспечивает высокую объемную пористость, низкий модуль упругости. PTTM, известный в качестве материала для трабекулярного металла (Zimmer, Trabecular Metal Technology, Inc., Parsippany, NJ), представляет собой пористый биоматериал со структурой, подобной трабекулярной кости, с трехмерными повторами додекаэдра. В отличие от экстракции тантала из природы, в процессе изготовления PTTM используется рециклированный металл тантала. Танталовое покрытие каркаса осуществляется путем химического процесса диффузии паров с использованием газов водорода и хлора. Тантал выпаривается в виде TaCl 2, и затем молекулы тантала осаждаются на каркас. PTTM превосходит другие технологии металлического имплантата, такие как титан, поскольку он имеет высокую степень пористости. Стеклянный углеродный скелет, содержащий трабекулярный каркас имплантата, может быть изменен. Это означает, что могут быть созданы различные конструкции PTTM, которые используются, в частности, для создания ортопедических имплантатов. Этот материал обладает большой биосовместимостью, остеопроводимостью, и васкуляризацией костей как в опытах in vitro / in vivo, так и в исследованиях человека. PTTM позволяет улучшить поверхность имплантата для роста костей. Структура РТММ позволяет осуществлять неоваскуляризацию и новое образование костей непосредственно в имплантате. Эта концепция известна как «osseoincorporation». Хотя технология PTTM достигла больших успехов в области ортопедических операций, эта технология до недавнего времени не применялась к зубным имплантатам. [2]

В последнее время была внедрена технология PTTM для создания трехмерного каркаса для врастания кости вокруг зубных имплантатов. Материал PTTM был добавлен к средней части многоярусного самонарезающего эндоплазматического имплантата Titanium. Титановый сплав и компоненты PTTM имплантата изготавливаются отдельно.

Преимущества зубных имплантатов с танталовым покрытием PTTM. Титановые имплантаты с танталовым покрытием имеют несколько преимуществ по сравнению с другими проектами имплантатов. Часть РТТМ имплантата имеет повторную структуру додекаэдра с открытой клеткой, которая позволяет быстро нарастить эндотелий в расширенной структуре в ответ на градиент ангиогенных и анаболических факторов роста, вырабатываемый в каркасе металлической поверхностью, взаимодействующей с исходным сгустком крови. Размеры открытой структуры рассчитаны на быструю эндотелиальную неоваскуляризацию, которая имеет решающее значение для обеспечения последующего повторного набора предшественников остеобластов и дифференциации остеобластических клеток, роста и секреции матрикса. Эта целебная грануляционная ткань способствует формированию новых костных тканей и развитию костей, которые, как считается, подходят для немедленной и ранней загрузки в ортопедических имплантатах. Тантал не проявляет токсичности для окружающих клеток и не ингибирует рост местных клеток. Исследование in vitro, сравнивающее титан, тантал и хром в остеобластической дифференцировке с использованием мезенхимальных стволовых клеток человека, показал, что тантал имеет сходную биосовместимость с титаном. Хотя титан позволяет быстрее пролиферировать клетки, тантал усиливает процесс остеобластной дифференциации. Пористая металлическая структура, демонстрируемая имплантатами, чрезвычайно похожа на пористую металлическую губчатую кость и, по-видимому, является одной из причин интенсивного остеосинтеза. В дополнение PTTM обладает модулем упругости, подобным кости, и механически превосходит другие сплавы, используемые в зубных имплантатах. PTTM обеспечивает эластичную деформацию и распределение нагрузки. Кроме того, резорбция кости менее вероятна, поскольку нагрузка распределяется по всей структуре с окружающей костью. Наконец, зубные имплантаты с титановым покрытием, удерживаемые PTTM, сохраняют большую часть преимуществ эндоскопических самонарезающих имплантатов корневой формы с точки зрения первичной стабильности, способности удаляться и прививаться, а также простоты протезирования / восстановления. Высокая биосовместимость, сходность пористой структуры с естественной костью и отличные механические свойства зубных имплантатов с танталовым покрытием могут дать им преимущество перед другими зубными имплантатами, особенно за счет улучшения остеоинтеграции. [4]

Заключение.

Потенциальные клинические применения для зубных имплантатов с танталовым покрытием PTTM:

Во-первых, в случае плохого исцеления тканей, например, пациентов, страдающих диабетом, остеопорозом, или интенсивно использующих табак, может быть выгодно использовать PTTM имплантат. [3]

Во-вторых, при недостаточной остаточной костной структуре, которая требует одновременного увеличения костной ткани путем прививания, РТММ показывает адекватное заживление привитых тканей. В полости рта PTTM может помочь в случаях, когда требуется одновременное размещение имплантатов и увеличение горизонтальной / вертикальной кости или случаи с одновременным размещением имплантата с увеличением синуса или в случаях с недавно привитыми пазухами или гнездами.

В-третьих, PTTM-усиленные титановые зубные имплантаты могут поэтому служить ценной альтернативой для пациентов с качеством кости 3 и 4. У пациентов с костью типа 3 или 4 или с нарушением заживления ран из-за системных осложнений использование PTTM может привести к более быстрой и более устойчивой остеоинтеграции.

В-четвертых, в нормальных случаях зубного имплантата, которые требуют немедленной предварительной дозировки и загрузки или раньше введения постоянных протезов, по требованию пациента может потребоваться более быстрое время заживления. PTTM-усиленные титановые зубные имплантаты могут дать пациентам и клиницистам еще один вариант протезирования.

Список литературы:

1. Основные реабилитационные мероприятия, улучшающие качество жизни пациентов, перенесших хирургические операции в зубочелюстной системе. Харитонов Д.Ю., Митин Н.Е., Царькова Т.В., Гришин М.И. Журнал научных статей Здоровье и образование в XXI веке. 2016. Т. 18. № 11. С. 41-44.

2. Применение отечественных систем имплантации. Харитонов Д.Ю., Петров И.Ю., Бут Л.В., Ветохина В.В. Научно-медицинский вестник Центрального Черноземья. 2017. № 69. С. 36-41.

3. Риск развития остеопароза при сахарном диабете 2 типа. Лещенко Н.М., Богачева Е.В. Центральный научный вестник. 2017. Т. 2. № 3 (20). С. 34-35.

4. Сравнительная характеристика морфологического строения остеопластических материалов различного происхождения и костной ткани человека. Харитонов Д.Ю., Азарова Е.А., Азарова О.А. Научно-медицинский вестник Центрального Черноземья. 2017. № 69. С. 3-6.

Сведения об авторе:

Махонин Владислав Русланович – студент ВГМУ им. Н.Н. Бурденко, e-mail: mahonin.vlad@yandex.ru