RU131606U1

RU131606U1 - PLATE DENTAL IMPLANT

Info

Publication number: RU131606U1
Application number: RU2013112530/14U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Родионов; Александр Александрович Фомин
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2013-08-27

Abstract

Пластинчатый дентальный имплантат, содержащий зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, расположенными перпендикулярно продольной плоскости пластины с шагом 0,8-1,5 мм, имеющий на поверхности внутрикостной части остеоинтеграционное покрытие, отличающийся тем, что остеоинтеграционное покрытие выполнено микропористым, где поверхность, образующая микропоры, имеет трещиноватую наноструктуру.A lamellar dental implant containing a denture, neck and intraosseous part in the form of a plate with a wedge-shaped in its cross section, perforated through holes with a diameter of 0.25-1.2 mm, located perpendicular to the longitudinal plane of the plate in increments of 0.8-1.5 mm having an osseointegration coating on the surface of the intraosseous part, characterized in that the osseointegration coating is microporous, where the surface forming the micropores has a fractured nanostructure.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно, к ортопедической стоматологии, и может использоваться при изготовлении внутрикостных пластинчатых имплантатов для протезирования зубов.The utility model relates to medical equipment, namely to orthopedic dentistry, and can be used in the manufacture of intraosseous plate implants for prosthetics.

Известны конструкции внутричелюстных пластинчатых имплантатов, выполненные со сквозными отверстиями во внутрикостной части для сквозного прорастания кости и повышения прочности закрепления имплантатов в альвеолярном гребне челюсти [Конструирование, производство и применение внутрикостных стоматологических имплантатов: Уч. пособие. Ч.I / Бекренев Н.В., Протасова Н.В. и др. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003. 76 с.].Known designs of intra-maxillary plate implants made with through holes in the intraosseous part for through germination of the bone and increase the strength of the implants in the alveolar crest of the jaw [Design, manufacture and use of intraosseous dental implants: Uch. allowance. Part I. / Bekrenev N.V., Protasova N.V. et al. Saratov: Sarat. state tech. un-t, 2003. 76 p.].

Существенным недостатком данных конструкций является отсутствие технической возможности, позволяющей увеличить биоадгезивную способность поверхности внутрикостной части, обеспечить повышенную прочность прикрепления клеточных биоструктур к поверхности имплантатов, что в целом, способствует существенному повышению эффективности процесса остеоинтеграции имплантируемых зубочелюстных систем.A significant drawback of these designs is the lack of technical ability to increase the bioadhesive ability of the surface of the intraosseous part, to provide increased strength of attachment of cellular biostructures to the surface of the implants, which in general contributes to a significant increase in the efficiency of the process of osseointegration of implanted dentofacial systems.

Решение указанных недостатков может быть достигнуто за счет выполнения поверхности внутрикостной пластинчатой части имплантата с остеоинтеграционным микропористым покрытием, где поверхность, образующая микропоры, имеет трещиноватую наноструктуру. Это позволяет создать благоприятные биофизические и биомеханические условия для прочного прикрепления клеток окружающих тканей к такой поверхности и более глубокого их проникновения в поверхностную структуру имплантата, а также усилить остеорепаративные процессы на границе имплантата и костной ткани.The solution of these disadvantages can be achieved by performing the surface of the intraosseous lamellar part of the implant with an osteointegration microporous coating, where the surface forming the micropores has a fractured nanostructure. This allows you to create favorable biophysical and biomechanical conditions for strong attachment of cells of surrounding tissues to such a surface and their deeper penetration into the surface structure of the implant, as well as to strengthen osteoreparative processes at the border of the implant and bone tissue.

Известна конструкция зубного имплантата с остеоинтеграционным закреплением, содержащая зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными перпендикулярными продольной плоскости пластины отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, равномерно расположенными на этой плоскости с шагом 0,8-1,5 мм [Патент РФ №2375988, МПК: А61С 8/00, опубл. 20.12.2009 г.].A known design of a dental implant with osseointegration fixation, containing a denture part, a neck and an intraosseous part in the form of a plate with a wedge-shaped in its cross section, perforated through holes 0.25-1.2 mm in diameter perpendicular to the longitudinal plane of the plate, uniformly located on this plane with 0.8-1.5 mm pitch [RF Patent No. 2375988, IPC: А61С 8/00, publ. December 20, 2009].

Недостатком данной пластинчатой конструкции является то, что поверхность внутрикостной части не имеет комбинированной микро - и наноструктуры со множеством открытых микропор и нанотрещин для повышения биоадгезивной активности и прочности биомеханической связи имплантата с костной тканью.The disadvantage of this lamellar design is that the surface of the intraosseous part does not have a combined micro - and nanostructure with many open micropores and nanocracks to increase the bioadhesive activity and the strength of the biomechanical bond of the implant with bone tissue.

Известна конструкция пластинчатого имплантата, содержащая зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными перпендикулярными продольной плоскости пластины отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, равномерно расположенными на этой плоскости с шагом 0,8-1,5 мм [Патент РФ №99958, МПК: А61С 8/00, опубл. 10.12.2010 г.]. При этом поверхность внутрикостной части выполнена с шероховатым рельефом, имеющим множество структурных остеоинтеграционных элементов в виде микровыступов и микроуглублений.A known design of a plate implant containing a denture part, a neck and an intraosseous part in the form of a plate with a wedge-shaped in its cross section, perforated with through holes 0.25-1.2 mm in diameter perpendicular to the longitudinal plane of the plate, uniformly located on this plane with a step of 0, 8-1.5 mm [RF Patent No. 99958, IPC: A61C 8/00, publ. December 10, 2010]. Moreover, the surface of the intraosseous part is made with a rough relief having many structural osseointegration elements in the form of microprotrusions and microdeeps.

Недостатком данной конструкции является отсутствие сочетания микро - и наноструктуры поверхности внутрикостной части, имеющей множеством открытых микропор и нанотрещин для обеспечения повышенной прочности биомеханической связи имплантата с костной тканью.The disadvantage of this design is the lack of a combination of micro - and nanostructures of the surface of the intraosseous part, which has many open micropores and nanocracks to provide increased strength of the biomechanical connection of the implant with bone tissue.

Наиболее близким к технической сущности предлагаемой полезной модели является внутричелюстной пластинчатый имплантат с остеоинтегрируемой поверхностью [Патент РФ №122284, МПК: А61С 8/00, опубл. 27.11.2012], содержащий зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными перпендикулярными продольной плоскости пластины отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, равномерно расположенными на этой плоскости с шагом 0,8-1,5 мм. При этом поверхность внутрикостной части выполнена с фрагментированным биосовместимым покрытием, имеющим гетерогенную трещиноватую макроструктуру.Closest to the technical nature of the proposed utility model is an intra-maxillary plate implant with an osteointegrated surface [RF Patent No. 122284, IPC: A61C 8/00, publ. 11.27.2012], containing a denture part, a neck and an intraosseous part in the form of a plate with a wedge-shaped in its cross section, perforated through holes 0.25-1.2 mm in diameter perpendicular to the longitudinal plane of the plate, uniformly located on this plane with a step of 0, 8-1.5 mm. The surface of the intraosseous part is made with a fragmented biocompatible coating having a heterogeneous fractured macrostructure.

Существенным недостатком данного имплантата является отсутствие наноструктуры поверхности внутрикостной части в виде множества нанотрещин, способных обеспечить повышенную биоадгезивную активность и прочность биомеханической связи имплантата с костной тканью.A significant drawback of this implant is the absence of a nanostructure of the surface of the intraosseous part in the form of many nanocracks that can provide increased bioadhesive activity and the strength of the biomechanical bond of the implant with bone tissue.

Задачей полезной модели является создание пластинчатого дентального имплантата с комбинированной микро - и наноструктурой поверхности внутрикостной части, а именно, со структурой, имеющей множество микропор и нанотрещин для повышения биоадгезивной активности и прочности биомеханической связи имплантата с костной тканью.The objective of the utility model is to create a lamellar dental implant with a combined micro - and nanostructure of the surface of the intraosseous part, namely, a structure having many micropores and nanocracks to increase the bioadhesive activity and the strength of the biomechanical bond of the implant with bone tissue.

Технический результат полезной модели заключается в создании условий для прочного прикрепления клеток окружающих тканей к поверхности имплантата и более глубокого их проникновения в поверхностную структуру внутрикостной части, а также в повышении эффективности процесса остеоинтеграции.The technical result of the utility model is to create conditions for durable attachment of cells of surrounding tissues to the implant surface and their deeper penetration into the surface structure of the intraosseous part, as well as to increase the efficiency of the osseointegration process.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом пластинчатом дентальном имплантате, содержащем зубопротезную часть, шейку и внутрикостную часть в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, перфорированную сквозными отверстиями диаметром 0,25-1,2 мм, расположенными перпендикулярно продольной плоскости пластины с шагом 0,8-1,5 мм, имеющий на поверхности внутрикостной части остеоинтеграционное покрытие, согласно новому техническому решению, остеоинтеграционное покрытие выполнено микропористым, где поверхность, образующая микропоры, имеет трещиноватую наноструктуру.The problem is solved due to the fact that in the proposed lamellar dental implant containing a denture, neck and intraosseous part in the form of a plate with a wedge-shaped in its cross section, perforated through holes with a diameter of 0.25-1.2 mm, located perpendicular to the longitudinal plane plates with a pitch of 0.8-1.5 mm, having an osseointegration coating on the surface of the intraosseous part, according to a new technical solution, the osseointegration coating is microporous, where the surface forming micropores has a fractured nanostructure.

Изготовление предлагаемого пластинчатого дентального имплантата может осуществляться путем электроэрозионной обработки (электроискровое формообразование заготовки имплантата), путем применения пескоструйной обдувки корундовым абразивом (создание исходной микрошероховатости на внутрикостной пластинчатой поверхности), путем электроплазменного напыления порошковых материалов и газотермического модифицирования поверхности (нанесение на внутрикостную поверхность имплантата микропористого нанотрещиноватого биокерамического покрытия).The manufacture of the proposed lamellar dental implant can be carried out by electrical discharge machining (spark-forming of the implant preform), by applying sandblasting with corundum abrasive (creating the initial micro-roughness on the intraosseous plate surface), by electroplasma spraying of powder materials and the incinerated nanocrystal surface bioceramic in rytiya).

Описание конструкции.Description of the design.

На фиг. приведена предлагаемая конструкция пластинчатого дентального имплантата, включающая коронковую зубопротезную часть 1, шейку 2, внутрикостную часть 3 в виде пластины с клиновидной формой в ее поперечном сечении, имеющей сквозные остеоинтеграционные отверстия 4, равномерно расположенные перпендикулярно продольной плоскости пластины. На поверхности внутрикостной части 3 выполнено остеоинтеграционное покрытие 5 с множеством открытых микропор 6, поверхность которых имеет множество нанотрещин 7.In FIG. The proposed design of the lamellar dental implant is presented, including the crown denture part 1, the neck 2, the intraosseous part 3 in the form of a plate with a wedge-shaped in its cross section, having through osseointegration openings 4, evenly spaced perpendicular to the longitudinal plane of the plate. On the surface of the intraosseous part 3, an osteointegration coating 5 is made with many open micropores 6, the surface of which has many nanocracks 7.

При этом морфологически гетерогенная поверхность внутрикостной части 3 с остеоинтеграционным покрытием 5, обладающим комбинированной микро - и наноструктурой, имеющей множество открытых микропор 6 и нанотрещин 7, характеризуется следующими показателями: размером открытых микропор покрытия - 5-200 мкм, суммарной открытой микропористостью покрытия - 20-50%, шириной нанотрещин - 50-250 нм, глубиной нанотрещин - 100-500 нм.Moreover, the morphologically heterogeneous surface of the intraosseous part 3 with an osteointegration coating 5 having a combined micro- and nanostructure having many open micropores 6 and nanocracks 7 is characterized by the following parameters: the size of the open micropores of the coating is 5-200 microns, the total open microporosity of the coating is 20- 50%, the width of nanocracks - 50-250 nm, the depth of nanocracks - 100-500 nm.

Размер открытых микропор 6 остеоинтеграционного покрытия 5, составляющий менее 5 мкм, не позволяет обеспечить эффективное прорастание кости в покрытие и создать прочную биомеханическую связь поверхности имплантата с окружающей тканью, а размер открытых микропор 6, составляющий свыше 200 мкм, приводит к повышению хрупкости поверхностной структуры покрытия.The size of the open micropores 6 of the osseointegration coating 5, which is less than 5 microns, does not allow for the effective germination of the bone into the coating and create a strong biomechanical connection between the implant surface and the surrounding tissue, and the size of the open micropores 6, exceeding 200 microns, increases the fragility of the surface structure of the coating .

Суммарная открытая микропористость остеоинтеграционного покрытия 5 менее 20% не позволяет обеспечить высокоэффективную остеоинтеграционную способность поверхности имплантата, а суммарная открытая микропористость, превышающая 50%, приводит к существенному снижению механической прочности покрытия, которое, в свою очередь, приводит к разрушению имплантата даже при небольших функциональных нагрузках.The total open microporosity of the osseointegration coating 5 of less than 20% does not allow for a highly effective osseointegration ability of the implant surface, and the total open microporosity of more than 50% leads to a significant decrease in the mechanical strength of the coating, which, in turn, leads to the destruction of the implant even at low functional loads .

Ширина нанотрещин 7 в пределах 50-250 нм выбрана исходя из условий обеспечения необходимой наногетерогенности поверхности, образующей открытые микропоры 6, способствующей повышенной биоадгезии клеточных структур.The width of nanocracks 7 in the range of 50-250 nm is selected based on the conditions for ensuring the necessary nanoheterogeneity of the surface forming open micropores 6, which contributes to increased bioadhesion of cell structures.

Глубина нанотрещин 7, выбранная в пределах 100-500 нм, создает условия для прочного прикрепления клеток окружающих тканей к поверхности имплантата и более глубокого их проникновения в поверхностную структуру остеоинтеграционного покрытия 5, а также повышает эффективность процесса клеточной остеоинтеграции поверхности внутрикостной части 3.The depth of nanocracks 7, chosen within the range of 100-500 nm, creates conditions for the solid attachment of cells of the surrounding tissues to the implant surface and their deeper penetration into the surface structure of the osseointegration coating 5, and also increases the efficiency of the process of cellular osseointegration of the surface of the intraosseous part 3.

Глубина нанотрещин 7 менее 100 нм является низкоэффективной для остеоинтеграции на клеточном уровне и не обеспечивает углубленное проникновение клеточных структур в остеоинтеграционное покрытие 5 внутрикостной части 3. Глубина нанотрещин 7 более 500 нм увеличивает продолжительность прорастания в их свободный объем костных клеток и продолжительность наноостеоинтеграционных процессов.The depth of nanocracks 7 less than 100 nm is ineffective for osseointegration at the cellular level and does not provide in-depth penetration of cellular structures into the osseointegration coating 5 of the intraosseous part 3. The depth of nanocracks 7 more than 500 nm increases the duration of germination of bone cells in their free volume and the duration of nanoosteointegration processes.

В качестве материала остеоинтеграционного покрытия 5 могут использоваться коррозионностойкие и механически прочные оксиды титана, тантала, циркония, алюминия, кальцийфосфатные соединения (гидроксиапатит, фтор-гидроксиапатит трикальцийфосфат), углерод, фарфоровая керамика и др.As the material of the osseointegration coating 5, corrosion-resistant and mechanically strong oxides of titanium, tantalum, zirconium, aluminum, calcium phosphate compounds (hydroxyapatite, fluorine-hydroxyapatite tricalcium phosphate), carbon, porcelain ceramics, etc. can be used.

Предлагаемый пластинчатый дентальный имплантат устанавливают в костное ложе альвеолярного гребня челюсти. В процессе приживления имплантата клетки, окружающих его биоструктур, сначала проникают в открытые микропоры 6 остеоинтеграционного покрытия 5, а затем в нанотрещины 7 поверхности, образующей открытые микропоры 6. За счет этого, происходит углубленное прорастание прилегающих клеточных структур в поверхность внутрикостной части 3 имплантата, повышается остеоинтеграционная способность такой поверхности и прочность биомеханической связи имплантата с костью. Наличие большого количества открытых микропор 6 и нанотрещин 7 приводит к существенному возрастанию величины удельной поверхности и структурной микро - и наногетерогенности внутрикостной части 3 имплантата, способствует адсорбции увеличенного количества адгезивных белков, ускоряет миграционные клеточные механизмы и транспортные биохимические системы, создавая оптимальные условия для образования новой костной ткани.The proposed lamellar dental implant is installed in the bone bed of the alveolar crest of the jaw. In the process of implant engraftment, the cells surrounding its biostructures first penetrate into the open micropores 6 of the osseointegration coating 5, and then into the nanocracks 7 of the surface forming the open micropores 6. Due to this, the adjacent cell structures grow deeper into the surface of the intraosseous part 3 of the implant, increases the osseointegration ability of such a surface and the strength of the biomechanical bond of the implant with the bone. The presence of a large number of open micropores 6 and nanocracks 7 leads to a significant increase in the specific surface area and structural micro - and nanoheterogeneity of the intraosseous part 3 of the implant, promotes the adsorption of an increased amount of adhesive proteins, accelerates migration cellular mechanisms and transport biochemical systems, creating optimal conditions for the formation of new bone tissue.

Далее происходит прорастание кости в сквозные остеоинтеграционные отверстия 4 внутрикостной пластинчатой части 3, создавая эффективную сквозную остеоинтеграцию поверхности пластины для повышения прочности закрепления имплантата в челюсти.Then the bone grows into the through osseointegration holes 4 of the intraosseous lamellar part 3, creating an effective through osseointegration of the plate surface to increase the strength of implant fixation in the jaw.

Диаметр сквозных остеоинтеграционных отверстий 4 соответствует условиям сквозного репаративного остеогенеза, количество отверстий обеспечивает сквозное проникновение соответствующего числа костных волокон для высокого сопротивление смещениям имплантата.The diameter of the through osseointegration holes 4 corresponds to the conditions of through reparative osteogenesis, the number of holes provides through penetration of the corresponding number of bone fibers for high resistance to implant displacement.

После приживления имплантата на коронковой зубопротезной части l, соединенной с внутрикостной частью 3 посредством шейки 2, закрепляется протез зуба (на чертеже не показан), после чего вся ортопедическая конструкция может выполнять заданные медицинские функции.After implant engraftment on the coronal denture part l connected to the intraosseous part 3 by means of the neck 2, the tooth prosthesis is fixed (not shown in the drawing), after which the entire orthopedic construction can perform the prescribed medical functions.

Предлагаемая конструкция пластинчатого имплантата увеличивает биоадгезивную способность поверхности внутрикостной части, обеспечивает повышенную прочность прикрепления клеточных биоструктур к поверхности имплантата и повышает эффективность процесса остеоинтеграции благодаря остеоинтеграционному покрытию с комбинированной микро - и наноструктурой, представленной множеством открытых микропор, поверхность которых имеет нанотрещины.The proposed design of a plate implant increases the bioadhesive ability of the surface of the intraosseous part, provides increased strength of attachment of cellular biostructures to the surface of the implant and increases the efficiency of the osseointegration process due to the osseointegration coating with a combined micro - and nanostructure, represented by many open micropores, the surface of which has nanocracks.

Claims

A lamellar dental implant containing a denture, neck and intraosseous part in the form of a plate with a wedge-shaped in its cross section, perforated through holes with a diameter of 0.25-1.2 mm, located perpendicular to the longitudinal plane of the plate in increments of 0.8-1.5 mm having an osseointegration coating on the surface of the intraosseous part, characterized in that the osseointegration coating is microporous, where the surface forming the micropores has a fractured nanostructure.