RU2524764C1 - Method for preparing submerged titanium or titanium alloy dental implant, and titanium or titanium alloy dental implant - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: implant is produced of titanium or titanium alloy by a blank milling, cleaning and microroughness formation. The produced titanium screw implant is processed in an ultrasonic bath with a solution containing an aqueous solution of artificial blood plasma in the ratio of 1-10:1, and an activator sodium carbonate in an amount of 0.001-1.0 mg per 50 ml of the solution added with the activated ultrasonic (unit) bath. An ultrasonic vibration frequency is specified within the range of 10 kHz to 100 kHz. Processing time is 5-10 s. The implant is removed from the bath, washed from the residual aqueous solution of artificial blood plasma SBF with physiological saline, placed in a capsule filled with normal saline, packed and stored therein before use.

EFFECT: by producing the titanium or titanium alloy implant with grown new bone tissue of hydroxyapatite, the method enables prolonging storage life and operating life, and reducing the length of loading the implant for patients with disordered bone structure and regeneration.

2 cl, 1 ex

Description

Translated fromRussian

Настоящее изобретение относится к области хирургической стоматологии, а именно к дентальной имплантации, и, конкретно, к получению дентального имплантата и к конструкции имплантата.The present invention relates to the field of surgical dentistry, namely to dental implantation, and, specifically, to obtain a dental implant and to the design of the implant.

Дентальная имплантация - это хирургический метод устранения дефектов зубных рядов (то есть отсутствие зуба в результате его потери) путем установки на его место титанового дентального имплантата, повторяющего форму корня зуба.Dental implantation is a surgical method for eliminating defects in the dentition (i.e. the absence of a tooth as a result of tooth loss) by installing a titanium dental implant in its place, which repeats the shape of the root of the tooth.

Самым распространенным и общепризнанным типом дентального имплантата является широко известный винтовой дентальный имплантат, форма и геометрия которого повторяет форму корня зуба и помогает распределять нагрузку на костную ткань.The most common and recognized type of dental implant is the widely known helical dental implant, the shape and geometry of which follows the shape of the root of the tooth and helps to distribute the load on the bone tissue.

Помимо формы и геометрии дентальный имплантат характеризуется свойствами своей поверхности, а именно: определенная степень шероховатости и гидрофильность (или смачиваемость).In addition to the shape and geometry, the dental implant is characterized by the properties of its surface, namely: a certain degree of roughness and hydrophilicity (or wettability).

Приживление дентального имплантата возможно за счет феномена остеоинтеграции. Это явление, когда на установленный в костную ткань материал не происходит воспаление и отторжение последнего. Возможным это становится, если материал обладает свойствами биоинертности. Это свойство материала обуславливается его полным не взаимодействием с тканями организма, за счет его упорядоченной молекулярной структуры. Таким свойством обладает титан. Поэтому дентальные имплантаты изготавливаются именно из титана.The engraftment of a dental implant is possible due to the phenomenon of osseointegration. This is a phenomenon when inflammation and rejection of the latter does not occur on the material installed in the bone tissue. This becomes possible if the material has bioinertness properties. This property of the material is determined by its complete non-interaction with body tissues, due to its ordered molecular structure. Titanium has this property. Therefore, dental implants are made of titanium.

Суть дентальной имплантации состоит в том, чтобы на месте отсутствующего зуба образовать отверстие при помощи сверла (костное ложе), сформировать винтовую резьбу с определенным ходом и установить заранее изготовленный имплантат в костное ложе.The essence of dental implantation is to form a hole using a drill (bone bed) in place of the missing tooth, form a screw thread with a certain stroke and install a prefabricated implant in the bone bed.

В момент установки имплантата в костное ложе имплантат смачивается кровью, что является началом процесса остеогенеза. Это процесс роста костной ткани в местах ее отсутствия после создания костного ложа и в микрошероховатостях имплантата.At the time of installation of the implant in the bone bed, the implant is wetted with blood, which is the beginning of the osteogenesis process. This is the process of bone growth in places of its absence after the creation of the bone bed and in the micro roughness of the implant.

Титан и его сплавы широко используются в восстановительной хирургии в качестве как зубных, так и ортопедических имплантантов вследствие их превосходной биосовместимости с костной тканью (P.J. Branemark, J. Prosthetic Dent 50: 399-410, 1983; D.J. Bardos, D. Williams (ed), Concise Encyclopedia of Medical je Dental Materials, Pergamon Press, Ox for 1990, pp.360-365; R. Van Noork, J. Mater. Sci 22: 3801-3811, 1987). Это может быть объяснено уникальными характеристиками поверхности раздела титан-кость. Во время имплантации наблюдается исключительно медленный рост оксида титана. Группы TiOH внутри слоя гидроокиси, как предполагается, вызывают явления, ведущие к остеоинтеграции титановых имплантатов (Р. Tengwall ge J. Lu nastrom, clinical Materials 9: 115-134, 1992), Группы кальция и фосфора были идентифицированы в оксидном слое толщиной в несколько нанометров (D. Mequeen et al., clinical application of Biomaterials, John Willey je Sons, chichester 1982, pp.167-177). Хотя титановые имплантаты могут быть зафиксированы в костном слое путем остеоинтеграции посредством использования соответствующих хирургических приемов, фиксация осуществляется медленно и зависит в огромной степени от хирургии (L, Sennerby, Ph D thesis University of Gotenburg Cotenburg, Sweden 1991). Для усиления процессов соединения или сцепления и улучшения прочности связи или сцепления было разработано и одобрено для клинического применения плазменное напыление покрытия из апатита, в частности из оксиапатита (К. de Groot, J. Ceram. Soc Japan 99: 943-953, 1991).Titanium and its alloys are widely used in reconstructive surgery as both dental and orthopedic implants due to their excellent biocompatibility with bone tissue (PJ Branemark, J. Prosthetic Dent 50: 399-410, 1983; DJ Bardos, D. Williams (ed) , Concise Encyclopedia of Medical je Dental Materials, Pergamon Press, Ox for 1990, pp. 360-365; R. Van Noork, J. Mater. Sci 22: 3801-3811, 1987). This can be explained by the unique characteristics of the titanium-bone interface. During implantation, an extremely slow growth of titanium oxide is observed. TiOH groups within the hydroxide layer are believed to cause phenomena leading to osseointegration of titanium implants (P. Tengwall ge J. Lunastrom, clinical Materials 9: 115-134, 1992). Calcium and phosphorus groups were identified in the oxide layer as thick as nanometers (D. Mequeen et al., clinical application of Biomaterials, John Willey je Sons, chichester 1982, pp. 167-177). Although titanium implants can be fixed in the bone layer by osseointegration using appropriate surgical techniques, fixation is slow and highly dependent on surgery (L, Sennerby, Ph D thesis University of Gotenburg Cotenburg, Sweden 1991). To enhance bonding or bonding processes and improve bonding or bonding strength, plasma spray coating of apatite, particularly hydroxyapatite, has been developed and approved for clinical use (K. de Groot, J. Ceram. Soc Japan 99: 943-953, 1991).

Однако с технической точки зрения плазменное напыление является громоздким и сложным, поскольку апатитовая пудра или порошок химически нестабильны при повышенных температурах.However, from a technical point of view, plasma spraying is cumbersome and complex, since apatite powder or powder is chemically unstable at elevated temperatures.

Имплантаты могут химически связываться с костью благодаря апатиту, поскольку костный минерал является оксиапатитом. Эти связывающие кость имплантаты могут быть полностью состоящими из апатитовой керамики или покрыты апатитом, используя специальную технологию, как, например, процесс плазменного напыления покрытия. Кроме того, апатит может также быть использован как биоактивная фаза в некоторых составах для того, чтобы соединить их с костью (К. Verheyen, Resorbable materials with bone bonding ability, Ph D thesis, Leiden University, Holland 1993). В противовес этим материалам на основе апатита биоактивные стекла и стеклокерамика развивают апатитовый слой на их поверхностях после их имплантации в костную ткань (L.L. Hench, Bioceramics: from con cept to clinics J.Am Geram Soc 74: 1487-510, 1991; Т. Kokubo, Bioactive glass ceramics: properties and application, Biomaterials 12: 155-163, 1991). Этот тип апатита дает стекла и стеклокерамику с прочностью костной связи большей, чем у апатитовых керамик (Т. Kokubo, Bioactivity of glasses and glass-ceramics, in Bone-bonding. Biomaterials, P. Ducheyne, T. Kokubo and C.A. Van Blitterswijk (eds, Reed Healthcare Communication Holland 1992, pp.31-46). Это костно-образное образование апатита происходит вследствие взаимодействия этих биоактивных стекол и стеклокерамики с окружающей биологической тканью и, в особенности, с жидкостью тела.Implants can chemically bind to bone due to apatite, since the bone mineral is hydroxyapatite. These bone-binding implants can be made entirely of apatite ceramic or coated with apatite using a special technology, such as the plasma spray coating process. In addition, apatite can also be used as a bioactive phase in some formulations in order to combine them with bone (K. Verheyen, Resorbable materials with bone bonding ability, Ph D thesis, Leiden University, Holland 1993). In contrast to these apatite-based materials, bioactive glasses and glass ceramics develop an apatite layer on their surfaces after their implantation into bone tissue (LL Hench, Bioceramics: from concept to clinics J. Am Geram Soc 74: 1487-510, 1991; T. Kokubo , Bioactive glass ceramics: properties and application, Biomaterials 12: 155-163, 1991). This type of apatite gives glasses and glass ceramics with a bone bond strength greater than that of apatite ceramics (T. Kokubo, Bioactivity of glasses and glass-ceramics, in Bone-bonding. Biomaterials, P. Ducheyne, T. Kokubo and CA Van Blitterswijk (eds , Reed Healthcare Communication Holland 1992, pp.31-46) This bone-shaped formation of apatite occurs due to the interaction of these bioactive glasses and glass ceramics with the surrounding biological tissue and, in particular, with body fluid.

Потенциал для образования апатита может быть оценен для материалов путем использования метастабильного раствора фосфата кальция, называемого водным раствором искусственной плазмы крови (далее - SBF раствор), не содержащей белкового компонента или имитатором жидкости тела. SBF раствор широко известен и известен его состав: SBF, Na⁺ 142, K⁺ 5,0, Мg²⁺ 1,5, Са²⁺ 2.5, Cl^- 148,$$HC{O}_3^{-3}$$

4.2,$$HP{O}_4^{-}$$

1,0 и$$O_4^{2-}$$

0,5 в мМ. Жидкость, используемая in vitro, изучалась для получения информации о процессах костно-подобного образования апатита на этих биоактивных стеклах и стеклокерамиках, поскольку концентрации ионов в ней приблизительно равны их концентрациям в плазме человеческой крови (Т. Korubo et al., J. Biomed Mater Res 24, 721-734, 1990).The potential for the formation of apatite can be estimated for materials by using a metastable solution of calcium phosphate, called an aqueous solution of artificial blood plasma (hereinafter - SBF solution), which does not contain a protein component or a simulator of body fluid. SBF solution is widely known and its composition is known: SBF, Na⁺ 142, K⁺ 5.0, Mg²⁺ 1.5, Ca²⁺ 2.5, Cl^- 148,$$HC{O}_3^{-3}$$

4.2$$HP{O}_{\mathrm{four}}^{-}$$

1.0 and$$O_{\mathrm{four}}^{2-}$$

0.5 in mm. The fluid used in vitro was studied to obtain information on the processes of bone-like formation of apatite on these bioactive glasses and glass ceramics, since the ion concentrations in it are approximately equal to their concentrations in human blood plasma (T. Korubo et al., J. Biomed Mater Res 24, 721-734, 1990).

Более того, она в большой степени помогает оценить возможности костной связи для материалов перед их изучением in vivo. Те материалы, которые вызывают апатитовое образование на их поверхностях в SBF растворе, могут быть помещены в список кандидатов сцепляющихся с костью материалов. Последние исследования показали, что помимо биоактивных стекол и стеклокерамик вызывать костно-подобное образование апатита на ее поверхностях также может чистая двуокись кремния, приготовленная способом золь-гель, тогда как и чистое кварцевое стекло и кварц, оба синтезированные при высокой температуре, не могут (К. Li et al «Apatito formation induced by silica gel in a simulated body fluid», J. Am.Ceram Soc 75: 2094-2097, 1992). Различие в характеристиках этих трех окислов кремния заключается в плотности силаноловых групп (SiOH). Гелеобразная двуокись кремния (кремнезем) имеет множество групп ОН, тогда, как и кварцевое стекло и кварц, не имеют. Кроме того, биоактивные стекла, приготовленные способом золь-гель, как сообщается, образуют апатит быстрее, чем такие же стекла, но приготовленные обычным способом плавления (R. Li et al., App Biomater 2: 231-239, 1991).Moreover, it helps to a large extent to evaluate the potential of bone bonding for materials before they are studied in vivo. Those materials that cause apatite formation on their surfaces in SBF solution can be placed on the candidate list for bone-bonding materials. Recent studies have shown that, in addition to bioactive glasses and glass ceramics, bone-like formation of apatite on its surfaces can also be caused by pure silicon dioxide prepared by the sol-gel method, while pure quartz glass and quartz, both synthesized at high temperature, cannot (K Li et al "Apatito formation induced by silica gel in a simulated body fluid", J. Am. Ceram Soc 75: 2094-2097, 1992). The difference in the characteristics of these three silicon oxides lies in the density of silanol groups (SiOH). The gel-like silicon dioxide (silica) has many OH groups, whereas, like quartz glass and quartz, they do not. In addition, bioactive glasses prepared by the sol-gel method are reported to form apatite faster than the same glasses, but prepared by the usual melting method (R. Li et al., App Biomater 2: 231-239, 1991).

Из российского патента Ru №2124329, 10.01.1999, известен имплантат для биомедицинского использования, содержащий подложку и связывающий с костью апатитовый слой на ней, отличающийся тем, что апатитовый слой выращен на гелеобразном покрытии окиси титана в растворе in vitro, предпочтительнее в SBF растворе.From Russian patent RU No. 2124329, 01/10/1999, an implant for biomedical use is known, containing a substrate and an apatite layer bonding to it, characterized in that the apatite layer is grown on a gel-like coating of titanium oxide in an in vitro solution, preferably in SBF solution.

Подложка выполнена из титана или титанового сплава; сам имплантат может быть дентальным, т.е. зубным. Как вариант имплантат содержит подложку и слой, являющийся, по существу, смесью гелеобразной окиси титана и апатита. Упомянутый апатит выращивается на покрытии из гелеобразной окиси титана в искусственном растворе, предпочтительнее в SBF растворе (вымачиваемых в SBF растворе в течение 2 недель). Или пропитанных SBF раствором, покрытых имитатором жидкости тела и/или осаждением фосфата кальция при условиях in vivo. Согласно известному изобретению имплантат может быть использован не только как дентальный (зубной имплантат), но и как бедро или другие подложки соединительного имплантата, или другие подложки биомедицинских имплантатов.The substrate is made of titanium or a titanium alloy; the implant itself may be dental, i.e. dental. Alternatively, the implant contains a substrate and a layer, which is essentially a mixture of gel titanium oxide and apatite. Mentioned apatite is grown on a coating of gelled titanium oxide in an artificial solution, preferably in SBF solution (soaked in SBF solution for 2 weeks). Or impregnated with SBF solution, coated with a simulator of body fluid and / or precipitation of calcium phosphate in vivo. According to the known invention, the implant can be used not only as a dental (dental implant), but also as a hip or other substrate of a connective implant, or other substrate of a biomedical implant.

Однако данный способ достаточно сложен, так как предусматривает создание гелевообразного покрытия по достаточно сложной технологии, и кроме того, получаемый титановый дентальный (зубной) имплантат, имеет малый срок эксплуатации.However, this method is quite complicated, since it involves the creation of a gel-like coating according to a rather complicated technology, and in addition, the resulting titanium dental (dental) implant has a short life.

Известен способ изготовления внутрикостных стоматологических имплантатов с биоактивным покрытием (патент РФ №2074674, МПК: A61F 2/28), включающий изготовление из металла или сплава универсальным способом (токарная, фрезерная и др. методы обработки или с помощью специальных электрофизических методов) основы имплантата цилиндрической, пластинчатой или трубчатой формы, нанесение на основу имплантата методом плазменного напыления системы покрытий из четырех слоев - двух слоев титана или гидрида титана различной дисперсности и толщины, третьего слоя из механической смеси титана или гидрида титана, или гидроксилапатита с соотношением соответственно 60-80 мас.% и 20-40 мас.% и наружного слоя гидроксилапатита.A known method of manufacturing intraosseous dental implants with a bioactive coating (RF patent No. 2074674, IPC: A61F 2/28), including the manufacture of metal or alloy in a universal way (turning, milling and other processing methods or using special electrophysical methods) of the base of the cylindrical implant , lamellar or tubular form, applying to the implant base by plasma spraying a coating system of four layers - two layers of titanium or titanium hydride of different dispersion and thickness, the third Loy mechanical mixture of titanium or titanium hydride, or hydroxyapatite with a ratio respectively of 60-80 wt.% and 20-40 wt.% and the outer layer of hydroxyapatite.

Недостатками данного изобретения являются невысокая биосовместимость и хрупкость покрытия.The disadvantages of this invention are the low biocompatibility and fragility of the coating.

Известен способ изготовления имплантата для замены костной ткани (патент РФ №2025132, МПК А61F 2/28), согласно которому на имплантат, выполненный из металлического или металл-керамического сплава в виде штифта, наносят трехслойное покрытие, при этом первый слой содержит биостекло на основе фосфата кальция с добавлением оксидов металлов, второй слой - смесь фосфата кальция и гидроксилапатита, а промежуточный слой содержит фосфат кальция.A known method of manufacturing an implant to replace bone tissue (RF patent No. 2025132, IPC A61F 2/28), according to which a three-layer coating is applied to an implant made of a metal or metal-ceramic alloy in the form of a pin, while the first layer contains bioglass based calcium phosphate with the addition of metal oxides, the second layer is a mixture of calcium phosphate and hydroxylapatite, and the intermediate layer contains calcium phosphate.

Однако многокомпонентная система покрытий (СаР-стекло, гидроксилапатит кальция, трикальцийфосфат и добавки оксидов металлов) с различными коэффициентами термического расширения не способствует прочному закреплению слоев покрытия (особенно первого слоя) с металлической основной имплантата, покрытие также не обладает высокой биоактивностью.However, a multicomponent coating system (CaP glass, calcium hydroxylapatite calcium, tricalcium phosphate and metal oxide additives) with different thermal expansion coefficients does not contribute to the strong fixation of the coating layers (especially the first layer) from the metal main implant; the coating also does not have high bioactivity.

Известен также способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с плазмонапыленным многослойным биоактивным покрытием (патент РФ №2146535, МПК A61L 27/00, А61С 8/00), состоящий в напылении плазменным методом на титановую основу имплантата системы покрытий различной дисперсности и толщины, состоящей из пяти слоев: первых двух из титана или гидрида титана, последующих двух слоев из смеси титана или гидрида титана с гидроксилапатитом кальция, отличающихся содержанием компонентов в слоях, и наружного, пятого слоя из гидроксилапатита кальция. Напыление ведут послойно при различных режимах, обеспечивающих плавный переход от компактной структуры титановой основы имплантата через многослойную систему переходного покрытия к тонкому биологически активному поверхностному пористому слою.There is also known a method of manufacturing an intraosseous dental implant with a plasma-sprayed multilayer bioactive coating (RF patent No. 2146535, IPC A61L 27/00, A61C 8/00), which consists in plasma spraying on a titanium base of an implant a coating system of various fineness and thickness, consisting of five layers : the first two of titanium or titanium hydride, the next two layers of a mixture of titanium or titanium hydride with calcium hydroxylapatite, differing in the content of components in the layers, and the outer, fifth layer of hydroxylapatite calcium. Spraying is carried out layer by layer under various modes, providing a smooth transition from the compact structure of the titanium base of the implant through a multilayer transition coating system to a thin biologically active surface porous layer.

Однако при плазменном напылении биоактивного порошка теряются многие исходные химические свойства, что приводит к недостаточной биоактивности покрытия. Кроме того, покрытие является хрупким, что не позволяет использовать его при изготовлении высоконагруженных имплантатов.However, during plasma spraying of the bioactive powder, many of the initial chemical properties are lost, which leads to insufficient bioactivity of the coating. In addition, the coating is brittle, which does not allow its use in the manufacture of highly loaded implants.

В частности, в настоящее время известно два типа остеогенеза: дистантный остеогенез и контактный остеогенез. Рассмотрим каждый из них.In particular, two types of osteogenesis are currently known: distant osteogenesis and contact osteogenesis. Let's consider each of them.

Дистантный остеогенез характеризуется ростом новой костной ткани от основной кости (то есть от костной ткани челюсти) к поверхности имплантата. Таким образом, плотно обжимает его и фиксируется в челюсти.Distant osteogenesis is characterized by the growth of new bone tissue from the main bone (i.e. from the bone tissue of the jaw) to the surface of the implant. Thus, it tightly compresses it and is fixed in the jaw.

Первым недостатком этого типа являются небольшие сроки эксплуатации, порядка 5-7 лет.The first disadvantage of this type is the short life, about 5-7 years.

Вторым недостатком этого типа является непредсказуемость приживления имплантата у больных различными заболеваниями, которые сопровождаются нарушением роста, структуры и восстановлением костной ткани (например, больные сахарным диабетом, заболеваниями щитовидной железы и почек).The second disadvantage of this type is the unpredictability of implant engraftment in patients with various diseases, which are accompanied by impaired growth, structure and restoration of bone tissue (for example, patients with diabetes mellitus, thyroid and kidney diseases).

Причиной столь малых сроков эксплуатации является недостаточная степень прикрепления кости к поверхности имплантата. В результате с течением времени за счет жевательной нагрузки идет увеличение расстояния между имплантатом и костью. То есть идет процесс постепенного расшатывания. Иначе говоря, отсутствует рост костной ткани от поверхности имплантата к основной массе кости челюсти.The reason for such a short life is the insufficient degree of attachment of the bone to the surface of the implant. As a result, over time, due to chewing load, there is an increase in the distance between the implant and the bone. That is, there is a process of gradual loosening. In other words, there is no bone growth from the surface of the implant to the main mass of the jaw bone.

Третий недостаток данного типа состоит в том, что только в среднем через 6 месяцев возможно завершить лечение, постановкой постоянной ортопедической коронки. Существуют методы более ранней нагрузки, но при данном типе остеогенеза они всегда непредсказуемы и чреваты потерей имплантата, то есть его воспалением, расшатываем и удалением из челюсти.The third drawback of this type is that only on average after 6 months it is possible to complete the treatment by staging a permanent orthopedic crown. There are methods of earlier loading, but with this type of osteogenesis they are always unpredictable and fraught with the loss of the implant, that is, with its inflammation, loosening and removal from the jaw.

Это вызвано тем, что на поверхности вкручиваемого имплантата остаются микропузырьки воздуха, которые не позволяют крови, выходящей из костного ложа, полностью смочить его поверхность. В результате имплантат не полностью сцеплен с костной тканью и не соединяется с ней. Под действием жевательных нагрузок имплантат просто расшатывается, теряет стабильность, в зазоры попадает пища, бактерии, слюна, и начинается переимплантит (или, иначе говоря, воспаление ткани, окружающей имплантат, что требует его удаления и замены).This is due to the fact that microbubbles of air remain on the surface of the screwed-in implant, which does not allow the blood leaving the bone bed to completely moisten its surface. As a result, the implant is not fully adhered to the bone tissue and does not connect to it. Under the action of chewing loads, the implant simply loosens, loses stability, food, bacteria, saliva get into the gaps and reimplantitis begins (or, in other words, inflammation of the tissue surrounding the implant, which requires its removal and replacement).

В настоящее время наиболее эффективным является следующий второй тип остеогенеза: контактный остеогенез.Currently, the following second type of osteogenesis is most effective: contact osteogenesis.

Контактный остеогенез состоит в том, что рост костной ткани идет от имплантата к костной ткани челюсти. Данный тип остеогенеза достигается двумя способами. Первый способ применяется немецкой фирмой Штрауманн с 2005 года (см. http://www.medtech-implant.ru/produktsiya/7).Contact osteogenesis consists in the fact that bone growth proceeds from the implant to the bone tissue of the jaw. This type of osteogenesis is achieved in two ways. The first method has been used by the German company Straumann since 2005 (see http://www.medtech-implant.ru/produktsiya/7).

Ниже приводим подробно данный способ.Below we give this method in detail.

Практически он состоит в том же самом, что и описанный способ дентальной имплантации, а именно в костной ткани в месте будущей установки имплантата сверлом образуют отверстие (костное ложе), затем образуют винтовую резьбу с определенным ходом. После этого берут заранее изготовленный имплантат и вкручивают его в изготовленное костное ложе.In practice, it consists in the same thing as the described method of dental implantation, namely, in the bone tissue at the place of future implant placement with a drill, they form a hole (bone bed), then form a screw thread with a certain stroke. After that, they take a prefabricated implant and screw it into the manufactured bone bed.

При этом для обеспечения роста костной ткани от имплантата к кости имплантат, на этапах производства на заводе после фрезерования определенной титановой заготовки, создания микрошероховатости на ее поверхности и очистки от примесей, оставшихся от этапа фрезерования, стерилизуют и готовый имплантат опускают в общеизвестный изотонический физиологический раствор (водный раствор хлорида натрия), находящийся в ультразвуковой ванне, работающей с определенной частотой на определенное время. После чего обработанный таким способом имплантат помещают в капсулу, наполненную тем же физиологическим раствором, и упаковывают до момента, когда врач извлечет его оттуда и установит в костное ложе. В этом случае, как полагает фирма Штрауманн, пузырьки воздуха покидают микроструктуру имплантата и замещаются физиологическим раствором.At the same time, to ensure bone growth from the implant to the bone, the implant is sterilized and the finished implant is immersed in a well-known isotonic physiological saline solution at the stages of production after milling a certain titanium billet, creating micro-roughness on its surface and removing impurities from the milling stage ( an aqueous solution of sodium chloride), located in an ultrasonic bath operating at a certain frequency for a certain time. Then the implant treated in this way is placed in a capsule filled with the same physiological saline and packaged until the doctor removes it from there and places it in the bone bed. In this case, as Straumann believes, air bubbles leave the implant microstructure and are replaced by physiological saline.

Производство шероховатой поверхности осуществляется методом пескоструйной обработки, некоторые производители добавляют в процесс производства лазерную обработку и «электрическую», но это остается на усмотрение производителя, так как все применяют пескоструйную обработку.The production of a rough surface is carried out by the sandblasting method, some manufacturers add laser processing and “electric” to the production process, but this remains at the manufacturer’s discretion, since everyone uses sandblasting.

Прочие производители сразу после стерилизации, не обрабатывая имплантат в физиологическом растворе и ультразвуковой ванне, помещают готовый имплантат в пустую стерильную капсулу и затем ее извлекает врач, устанавливая имплантат в костное ложе.Other manufacturers immediately after sterilization, without processing the implant in physiological saline and an ultrasonic bath, place the finished implant in an empty sterile capsule and then the doctor removes it by installing the implant in the bone bed.

Особенность фирмы Штрауманн заключается в том, что они не только обрабатывают имплантат в физиологическом растворе и ультразвуковой ванне, но для того, чтобы в микрошероховатости имплантата снова не попал воздух, упаковывают его в капсулу с тем же физиологическим раствором, сохраняя его свойства смачиваемости.The feature of the Straumann company is that they not only process the implant in physiological saline and ultrasonic bath, but in order to prevent air from entering the microroughness of the implant again, they pack it in a capsule with the same physiological saline, preserving its wettability.

Поскольку на поверхности имплантата нет пузырьков воздуха, кровь лучше смачивает поверхность имплантата. После того, как поверхность имплантата омочилась кровью, происходит так называемый процесс ретракции (или сжатия} кровяного сгустка, который более плотно охватывает неровности поверхности имплантата. Происходит процесс метаплазии кровяного сгустка, согласно которому он превращается в костную ткань. Эта костная ткань растет с большей вероятностью от имплантата к основной костной ткани челюсти.Since there are no air bubbles on the surface of the implant, blood wetts the surface of the implant better. After the surface of the implant is wetted with blood, the so-called process of retraction (or compression) of the blood clot occurs, which more densely covers the irregularities of the surface of the implant. There is a process of metaplasia of the blood clot, according to which it turns into bone tissue. from the implant to the main bone tissue of the jaw.

В результате имплантат прочно оказывается охваченным костной тканью.As a result, the implant is firmly covered in bone tissue.

Преимуществом способа, по мнению фирмы Штрауманн, является более ранние сроки постоянного протезирования (3-6 недель от момента установки). Продолжительность эксплуатации имплантатов не указывается.The advantage of the method, according to the company Straumann, is the earlier terms of permanent prosthetics (3-6 weeks from the time of installation). Duration of implant operation is not indicated.

Недостаток этого способа состоит в следующем.The disadvantage of this method is as follows.

У пациентов с нарушенной костной регенерацией, то есть у пациентов, больных, например, сахарным диабетом, заболеваниями щитовидной железы, и т.д., которые характеризуются тем, что происходит нарушение питания и нарушение восстановления костной ткани, в результате костная ткань восстанавливается значительно хуже и имеет нарушенную костную структуру, бедную минеральными веществами (костная ткань непрочная, хрупка). Данный тип модификации поверхности не достаточен для контактного остеогенеза, т.е. не достаточен для прочного соединения.In patients with impaired bone regeneration, that is, in patients with, for example, diabetes mellitus, thyroid diseases, etc., which are characterized by the fact that there is a malnutrition and violation of bone tissue recovery, as a result, bone tissue is restored much worse and has a broken bone structure, poor in minerals (bone tissue is fragile, fragile). This type of surface modification is not sufficient for contact osteogenesis, i.e. not enough for a solid connection.

Вторым способом достижения контактного остеогенеза является способ предложенный американской фирмой Biomet 31. Он заключается в следующем.The second way to achieve contact osteogenesis is the method proposed by the American company Biomet 31. It consists in the following.

На этапах производства на заводе после фрезерования определенной титановой заготовки, создания микрошероховатости на ее поверхности и очистки от примесей, оставшихся с этапа фрезерования, ее стерилизуют и готовый имплантат подвергают методу пескоструйной обработки с нанесением на его поверхность кристаллов гидроксилапатита, которые фиксированы механической связью (или адгезией} с поверхностью имплантата. Затем имплантат помещается в пустую стерильную упаковку и храниться в ней до момента, когда имплантат извлечет из нее врач и установит в костное ложе.At the stages of production at the factory, after milling a certain titanium billet, creating micro-roughness on its surface and removing impurities left from the milling stage, it is sterilized and the finished implant is subjected to sandblasting with the application of hydroxyapatite crystals that are fixed by mechanical bonding (or adhesion) } with the surface of the implant. Then the implant is placed in an empty sterile package and stored in it until the moment the implant is removed from the doctor and installed it is in a bone bed.

Находящиеся на поверхности костной ткани кристаллы гидроксилапатита являются важным минеральным компонентом, из которого строится и состоит костная ткань. Поэтому костные клетки пользуются уже нанесенным на имплантат готовым гидроксилапатитом и строят из него новую костную ткань.Hydroxylapatite crystals located on the surface of bone tissue are an important mineral component of which bone tissue is built and composed. Therefore, bone cells use ready-made hydroxylapatite already applied to the implant and build new bone tissue from it.

Достоинством данного способа, по мнению фирмы Biomet 31, является более предсказуемые результаты лечения у пациентов с нарушенной костной регенерацией, то есть у пациентов, больных, например, сахарным диабетом, заболеваниями щитовидной железы, и т.д., которые характеризуются тем, что происходит нарушение питания и нарушение восстановления костной ткани, в результате костная ткань восстанавливается значительно хуже и имеет нарушенную костную структуру, бедную минеральными веществами (непрочная, хрупкая). Данная модификация поверхности позволяет восполнить необходимый уровень полезных минеральных веществ, основой которых является гидроксилапатит.The advantage of this method, according to Biomet 31, is more predictable treatment results in patients with impaired bone regeneration, that is, in patients with, for example, diabetes mellitus, thyroid diseases, etc., which are characterized by what happens malnutrition and violation of the restoration of bone tissue, as a result, bone tissue is restored much worse and has a broken bone structure, poor in minerals (fragile, fragile). This surface modification makes it possible to replenish the necessary level of useful mineral substances based on hydroxylapatite.

Недостатком этого способа является следующее.The disadvantage of this method is the following.

Так как кристаллы гидроксилапатита фиксированы недостаточно прочно, большая их часть не попадает в костное ложе в момент вкручивания имплантата в последнее. За счет сильной силы трения гидроксилапатит не достигает всей поверхности костного ложа и не соприкасается с кровяным сгустком. Получается, что вся его масса стирается с поверхности имплантата.Since hydroxylapatite crystals are not fixed firmly enough, most of them do not fall into the bone bed at the moment the implant is screwed into the latter. Due to the strong friction force, hydroxylapatite does not reach the entire surface of the bone bed and does not come in contact with a blood clot. It turns out that all of its mass is erased from the surface of the implant.

Также поскольку кристаллы гидроксилапатита в данном способе имеют грубую структуру, имеют достаточно большие размеры, они не дают кровяному сгустку и формирующемуся из него фибрину (будущей основе костной ткани) полностью обхватить микрошероховатую структуру имплантата.Also, since hydroxylapatite crystals in this method have a rough structure, are large enough, they do not allow the blood clot and the fibrin (future bone tissue) formed from it to completely envelop the micro-rough structure of the implant.

В результате получается, что рост новой костной ткани идет не по контактному типу, и имплантат может быть эксплуатирован в среднем 5-7 лет, так как не достигается нужное прилегание костной ткани к поверхности имплантата.As a result, it turns out that the growth of new bone tissue does not follow the contact type, and the implant can be exploited on average 5-7 years, since the desired fit of bone tissue to the surface of the implant is not achieved.

Целью заявленного изобретения является расширение показаний детальной имплантации, а именно обеспечить надежную установку имплантата для пациентов с нарушенной костной структурой и регенерацией.The aim of the claimed invention is to expand the indications of detailed implantation, namely, to ensure reliable installation of the implant for patients with impaired bone structure and regeneration.

Другой целью заявленного изобретения является увеличение сроков эксплуатации, например, более 25 лет.Another objective of the claimed invention is to increase the life of, for example, more than 25 years.

Еще одной целью является сокращение сроков приложения нагрузок на имплантат после установки. Сокращение сроков до момента постоянного протезирования.Another goal is to reduce the time required for the application of loads on the implant after installation. Reduction of time to the moment of permanent prosthetics.

Поставленная техническая задача достигается способом получения дентального имплантата погружного типа из титана или титанового сплава, включающего изготовление винтового дентального имплантата фрезерованием титановой заготовки и имеющего микрошероховатую поверхность, последующую обработку винтового титанового имплантата путем помещения его в работающую ультразвуковую ванночку, содержащую водный раствор искусственной плазмы крови SBF, стимулирующей рост костной ткани при соотношении SBF раствор:вода 1-10:1 с добавлением при работающей ультразвуковой ванночке активатора карбоната натрия в количестве 0,001-1,0 мг на 50 мл раствора, при этом процесс осуществляют при частоте ультразвуковых колебаний в интервале (при частоте повторения импульсов) от 10 кГц до 100 кГц в течение 5-10 с, достаточном и необходимом для формирования на поверхности титанового имплантата аморфных зародышей гидроксилапатита, извлечение обработанного (покрытого гидроксилапатитом) титанового имплантата из ультразвуковой ванночки, промывку его от остатков SBF раствора физиологическим раствором и помещение его в капсулу с изотоническим физиологическим раствором и упаковку его до момента использования его (до момента извлечения).The stated technical problem is achieved by a method of producing an implantable dental implant made of titanium or a titanium alloy, including manufacturing a dental dental implant by milling a titanium billet and having a microrough surface, subsequent processing of the titanium screw implant by placing it in a working ultrasonic bath containing an aqueous solution of artificial blood plasma SBF, stimulating bone growth with a ratio of SBF solution: water 1-10: 1 with the addition when working the ultrasonic bath of the activator of sodium carbonate in an amount of 0.001-1.0 mg per 50 ml of solution, while the process is carried out at a frequency of ultrasonic vibrations in the range (at a pulse repetition rate) of 10 kHz to 100 kHz for 5-10 s, sufficient necessary for the formation of amorphous hydroxylapatite nuclei on the surface of the titanium implant, removing the treated (coated with hydroxylapatite) titanium implant from the ultrasonic bath, washing it from the remains of the SBF solution with physiological saline, and placing it in a capsule with isotonic saline and packaging it until it is used (until it is removed).

Искусственная плазма крови SBF раствор, не содержащая белковых компонентов, является имитатором биологической жидкости организма; как отмечалось ранее, SBF раствор содержит все ионы, присутствующие в плазме крови человека при концентрациях, очень близких с концентрациями, присутствующими в плазме крови человека (SBF, Na⁺ 142, K⁺5,0, Мg²⁺ 1,5, Са²⁺ 2.5, Cl^- 148,$$HC{O}_3^{-3}$$

4.2,$$HP{O}_4^{-}$$

1,0 и$$O_4^{2-}$$

0,5 в мМ). Является имитатором роста кости.Artificial blood plasma SBF solution, not containing protein components, is an imitator of body fluid; as noted earlier, SBF solution contains all ions present in human blood plasma at concentrations very close to those present in human blood plasma (SBF, Na⁺ 142, K⁺ 5.0, Mg²⁺ 1.5, Ca^{2 +} 2.5, Cl^- 148,$$HC{O}_3^{-3}$$

4.2$$HP{O}_{\mathrm{four}}^{-}$$

1.0 and$$O_{\mathrm{four}}^{2-}$$

0.5 in mm). It simulates bone growth.

Шероховатость (микрошероховатость) поверхности винтового титанового имплантата достигается различными путями, например, путем механической обработки, пескоструйной обработкой корундом (Аl₂О₃) или химической обработкой (протравлением минеральными кислотами).Roughness (micro-roughness) of the surface of a titanium screw implant is achieved in various ways, for example, by machining, sandblasting with corundum (Al₂ O₃ ) or chemical treatment (etching with mineral acids).

Поставленная техническая задача достигается также и дентальным имплантатом, полученным указанным способом и представляющим собой дентальный (зубной) имплантат из титана или титановых сплавов с выращенной новой костной тканью из гидроксилапатита с использованием искусственной плазмы крови SBF раствор.The stated technical task is also achieved by the dental implant obtained by the indicated method and representing a dental (dental) implant made of titanium or titanium alloys with new bone tissue grown from hydroxylapatite using artificial blood plasma SBF solution.

Итак, в общем виде сущность изобретения заключается в следующем.So, in General terms, the essence of the invention is as follows.

На этапе изготовления дентального титанового имплантата после фрезерования заготовки, создания микрошероховатой поверхности и очистки, помещают готовый имплантат в ультразвуковую ванночку, с находящимся в ней раствором, полностью повторяющим плазму крови человека без белкового компонента.At the stage of manufacturing a dental titanium implant after milling the workpiece, creating a micro-rough surface and cleaning, place the finished implant in an ultrasonic bath with a solution in it that completely repeats human blood plasma without a protein component.

Если взять раствор неидентичный плазме крови, то на поверхности имплантата не образуется биологически-активные элементы. Если взять раствор с белковым компонентом, то образуется белковая пленка, которая будет препятствовать росту костной ткани.If you take a solution that is not identical to the blood plasma, then biologically active elements will not form on the surface of the implant. If you take a solution with a protein component, then a protein film is formed, which will inhibit the growth of bone tissue.

Примеры раствора, полностью повторяющего плазму крови человека без белкового компонента:Examples of a solution that completely repeats human blood plasma without a protein component:

Ранее отмеченный неоднократно SBF раствор - simulated body fluid (симулятор плазмы человека). Это искусственно созданный в лаборатории раствор, который по своему составу идентичен плазме крови, но без белкового компонента, для моделирования процессов роста гидроксилапатита на поверхности имплантата.Previously noted repeatedly SBF solution - simulated body fluid (simulator of human plasma). This is a solution artificially created in the laboratory, which in its composition is identical to blood plasma, but without a protein component, to simulate the growth processes of hydroxylapatite on the surface of the implant.

Гидроксилапатит (химическая формула Са₅(РO₄)₃(ОН) - молекулярная структура, которая является главным неорганическим составляющим костной ткани. Она принимает важную роль в формировании структуры костной ткани, из которой клетки кости остеобласты строят костную ткань.Hydroxylapatite (the chemical formula of Ca₅ (PO₄ )₃ (OH) is a molecular structure that is the main inorganic component of bone tissue. It takes an important role in the formation of the bone tissue structure from which bone cells build bone tissue.

Продолжительность нахождения имплантата в таком растворе определяется временем полного смачивания микрошероховатой поверхности, например в течение 5-10 секунд. Меньшее время оказывается не достаточным для полного смачивания, большее не требуется, так это увеличивает время производства имплантата.The duration of the implant in this solution is determined by the time of complete wetting of the microrough surface, for example for 5-10 seconds. Less time is not sufficient for complete wetting, more is not required, as this increases the production time of the implant.

Частота, с которой работает ультразвуковая ванночка (частота повторения импульсов), находится в интервале от 10 кГц до 100 кГц. Меньшее значение частоты не достаточно для полного удаления пузырьков воздуха из микрошероховатой поверхности имплантата. Большее значение частоты может повредить структуру имплантата и его целостность.The frequency with which the ultrasonic bath operates (pulse repetition rate) is in the range from 10 kHz to 100 kHz. A lower frequency value is not enough to completely remove air bubbles from the micro-rough surface of the implant. A higher frequency can damage the structure of the implant and its integrity.

После обработки имплантата в ультразвуковой ванне вышеописанным раствором готовый имплантат помещается в капсулу, наполненную общеизвестным изотоническим физиологическим раствором, и упаковывается до момента его извлечения врачом и установки в костное ложе.After processing the implant in an ultrasonic bath with the above solution, the finished implant is placed in a capsule filled with well-known isotonic saline and packaged until it is removed by the doctor and placed in the bone bed.

Важным моментом является то, что для сохранения эффекта смачивания, а также для сохранения образованных на поверхности имплантата зародышей гидроксилапатита необходим именно изотонический физиологический раствор, то есть по своему солевому составу сродный с солевым составом крови. Это необходимое условие, так как если концентрация солей в среде раствора и внутри клетки крови или кости будет отличаться, это вызовет гибель клеток за счет разницы давления, что приведет к разрушению клеточной мембраны.An important point is that in order to maintain the wetting effect, as well as to preserve the hydroxylapatite nuclei formed on the implant surface, it is precisely isotonic saline that is necessary, that is, in its salt composition it is similar to the salt composition of blood. This is a necessary condition, since if the concentration of salts in the solution medium and inside the blood or bone cell is different, this will cause cell death due to the pressure difference, which will lead to destruction of the cell membrane.

Также для упаковки важно использование не такого же раствора, в котором проводилась ультразвуковая обработка, так как длительное нахождение имплантата в таком растворе вызовет рост грубых кристаллов гидроксилапатита. Такие кристаллы из-за своего размера способны не дать кровяному сгустку полностью смочить поверхность имплантата, что приведет к неполному смачиванию и не контактному росту новой костной ткани.Also, for packaging, it is important to use not the same solution in which the ultrasonic treatment was carried out, since a long stay of the implant in such a solution will cause the growth of coarse crystals of hydroxylapatite. Such crystals, due to their size, are able to prevent the blood clot from completely wetting the surface of the implant, which will lead to incomplete wetting and non-contact growth of new bone tissue.

Таким образом, имеется важная особенность: ультразвуковая обработка происходит в пятикратном растворе SBF, тогда как хранение производится в однократном растворе SBF.Thus, there is an important feature: ultrasonic processing takes place in a five-fold SBF solution, while storage is performed in a single SBF solution.

После извлечения имплантата из капсулы с физиологическим раствором врач устанавливает имплантат в костное ложе и последний смачивается кровью из костного ложа.After removing the implant from the capsule with saline, the doctor installs the implant in the bone bed and the latter is wetted with blood from the bone bed.

Затем следует процесс приживления имплантата в костной ткани и его дальнейшее использование как зуба.This is followed by the process of implant engraftment in bone tissue and its further use as a tooth.

В момент такой обработки достигается не только эффект, описанный фирмой Штрауманн, когда микрошероховатость поверхности имплантата освобождается от пузырьков воздуха и замещается физиологическим раствором (в нашем случае раствором SBF), но и в момент соприкосновения титана (титанового сплава) с раствором на его поверхности образуются реактивные аморфные зародыши гидроксилапатита. Этот механизм объясняется тем, что после очистки поверхности дентального титанового имплантата различными минеральными кислотами на его поверхности образуется слой TiOH. В данной молекуле атом кислорода имеет отрицательный заряд и начинает притягивать к себе положительно заряженные ионы Са²⁺, который имеет положительный заряд. В свою очередь они притягивают ионы РO₄ и соединяются в реактивные зародыши гидроксилапатита.At the time of such processing, not only the effect described by Straumann firm is achieved, when the surface roughness of the implant is freed from air bubbles and replaced with physiological saline (in our case, SBF solution), but also at the moment of contact of titanium (titanium alloy) with the solution, reactive amorphous hydroxylapatite embryos. This mechanism is explained by the fact that after cleaning the surface of the dental titanium implant with various mineral acids, a TiOH layer forms on its surface. In this molecule, the oxygen atom has a negative charge and begins to attract positively charged Ca^{2+ ions} , which has a positive charge. In turn, they attract PO₄ ions and combine into reactive hydroxylapatite nuclei.

Поскольку в отличие от грубых крупных кристаллов гидроксилапатита, которые используются по технологии фирмы Biomet 3i, реактивные аморфные зародыши имеют меньшие размеры и более гибкую структуру, которая не препятствует проникновению в микроструктуру поверхности имплантата фибрина и клеток роста костной ткани. Они являются так называемыми «мишенями», к которым стремится клетка, строящая костную ткань, и не препятствующая ее осаждению на поверхность имплантата.Since, unlike coarse large crystals of hydroxylapatite, which are used according to Biomet 3i technology, reactive amorphous nuclei are smaller and more flexible in structure, which does not prevent the penetration of fibrin and bone cells into the microstructure of the implant surface. They are the so-called “targets” that a cell building bone tissue, and not preventing its deposition onto the surface of the implant, is striving for.

Так как эти реактивные аморфные зародыши создаются на поверхности имплантата за счет соприкосновения титановой поверхности последнего с используемым раствором (в нашем случае, SBF раствором), то между поверхностью имплантата и поверхностью гидроксилапатита возникает ионная, молекулярная прочная связь, которая позволяет гидроксилапатиту остаться на поверхности имплантата во время и после вкручивания в костную ткань.Since these reactive amorphous nuclei are created on the surface of the implant due to the contact of the titanium surface of the latter with the solution used (in our case, SBF solution), an ionic, molecular strong bond arises between the surface of the implant and the surface of hydroxylapatite, which allows hydroxylapatite to remain on the implant surface during time and after screwing into bone tissue.

Такие отличия от технологий фирм Штрауманн и Biomet 3i позволяют достичь максимальной степени гидрофильности поверхности имплантата и позволить крови лучше смачивать поверхность последнего, а также создавать на поверхности имплантата наиболее эффективный реактивный, аморфный тип гидроксилапатита, не препятствующий росту костной ткани от поверхности имплантата к основной массе кости.Such differences from the technologies of Straumann and Biomet 3i companies allow achieving the maximum degree of hydrophilicity of the implant surface and allowing the blood to better wet the surface of the implant, as well as creating the most effective reactive, amorphous type of hydroxylapatite on the implant surface, which does not prevent bone growth from the implant surface to the bulk of the bone .

В свою очередь это дает следующие преимущества по сравнению с технологиями данных производителей (фирм Штрауманн и Biomet 3i):In turn, this gives the following advantages compared to the technologies of these manufacturers (Straumann and Biomet 3i):

- Прогнозируемо проводить лечение больных с нарушенной костной регенерацией, то есть пациентов, больных, например, сахарным диабетом, заболеваниями щитовидной железы, и т.д.- It is predictable to treat patients with impaired bone regeneration, that is, patients, patients, for example, diabetes mellitus, thyroid diseases, etc.

- Уменьшить сроки проводимого лечения и раньше производить нагрузку имплантата.- Reduce the time of the treatment and to load the implant earlier.

- Увеличить сроки эксплуатации дентальных имплантатов, например, более 25 лет.- Increase the life of dental implants, for example, more than 25 years.

Процесс приживления в случае с использованием обычной технологии, вышеописанной, происходит следующим образом.The engraftment process in the case of using the conventional technology described above occurs as follows.

После повреждения костной ткани развивается первый гемостатический этап или процесс ретракции (или сжатия) кровяного сгустка. Сущность свертывания крови заключается в переходе растворимого белка крови фибриногена в нерастворимый фибрин, формирующего основу из перекрещенных волокон. Фибриновая основа обеспечивает структуру, по которой из окружающих тканей могут мигрировать под воздействием факторов роста, которые высвобождаются из тромбоцитов, недифференцированные остеогенные клетки на поверхность имплантата. Факторы роста, содержащиеся в сгустке, влияют на тканевую регенерацию двумя путями. Первый заключается в активном привлечении факторами роста недифференцированных клеток в область фибриновой основы. Второй состоит в том, что факторы роста после связывания с клеточной мембраной фибробластов или других недифференцированных клеток посредством сигнальной трансдукции (или передачи сигнала) вызывают дифференциацию клеток (то есть клетки, которые не имели определенного предназначения, видоизменяются под воздействием определенных веществ и обретают функциональное назначение). Спустя некоторое время после образования сгустка он начинает уплотняться. Этот процесс называется ретракцией сгустка.After damage to bone tissue, the first hemostatic stage or process of retraction (or compression) of a blood clot develops. The essence of blood coagulation is the transition of soluble fibrinogen blood protein to insoluble fibrin, which forms the basis of crossed fibers. The fibrin base provides a structure by which undifferentiated osteogenic cells on the implant surface can migrate from surrounding tissues under the influence of growth factors that are released from platelets. Growth factors contained in the clot affect tissue regeneration in two ways. The first is the active involvement of undifferentiated cells into the region of the fibrin base by growth factors. The second is that growth factors, after binding fibroblasts or other undifferentiated cells to the cell membrane through signal transduction (or signal transmission), cause cell differentiation (that is, cells that did not have a specific purpose change under the influence of certain substances and acquire a functional purpose) . Some time after the formation of a clot, it begins to condense. This process is called clot retraction.

На первом этапе фибрин (основа для формирования костной ткани) проникает в очаг заживления и фиксируется к поверхности имплантата. Способность поверхности имплантата сохранять фибриновые нити во время ретракции кровяного сгустка определяет количество мигрирующих клеток, которые достигнут имплантата. Остеогенные клетки прикрепляются к волокнам фибрина и начинается их дифференцировка (клетки обретают функцию). Миграция остеогенных клеток к имплантату происходит через трехмерную биологическую основу, образованную нитями фибрина.At the first stage, fibrin (the basis for the formation of bone tissue) penetrates the healing site and is fixed to the surface of the implant. The ability of the implant surface to retain fibrin filaments during retraction of a blood clot determines the number of migrating cells that reach the implant. Osteogenic cells attach to fibrin fibers and their differentiation begins (cells acquire a function). The migration of osteogenic cells to the implant occurs through a three-dimensional biological base formed by fibrin strands.

Существенную роль в этом процессе играют состояние костного ложа как источника остеогенных клеток, так и структура поверхности дентального имплантата, играющая ведущую роль в фиксации фибрина кровяного сгустка.An essential role in this process is played by the state of the bone bed as a source of osteogenic cells, and the surface structure of the dental implant, which plays a leading role in the fixation of fibrin of a blood clot.

То, насколько качественно (или плотно) фибрин будет фиксироваться к костной ткани, будет зависеть от того насколько смачивается имплантат, какой будет его гидрофильность (или какой угол смачивания будет в момент постановки имплантата в костное ложе).How well (or tightly) fibrin will be fixed to the bone tissue will depend on how wet the implant is, what its hydrophilicity will be (or what wetting angle it will be when the implant is placed in the bone bed).

Вторая фаза - непосредственное костное образование в результате минерализации костного матрикса (из крови поступают минеральные вещества, которые усваиваются костными строительными клетками и делают фибриновую основу твердой, превращая ее в костный матрикс). Когда остеогенные клетки достигнут поверхности имплантата, они инициируют образование костного матрикса (основы, которая будет служить дальнейшей опорой для костной ткани).The second phase is direct bone formation as a result of mineralization of the bone matrix (mineral substances come from the blood that are absorbed by the bone building cells and make the fibrin base solid, turning it into a bone matrix). When osteogenic cells reach the surface of the implant, they initiate the formation of a bone matrix (a base that will serve as further support for bone tissue).

В этой фазе параллельно протекают процессы контактного или дистантного остеогенеза. Причем, как было сказано ранее, наступление наиболее плотного и надежного контакта на поверхности имплантата определяется наличием контактного остеогенеза.In this phase, processes of contact or distant osteogenesis occur in parallel. Moreover, as mentioned earlier, the onset of the most dense and reliable contact on the surface of the implant is determined by the presence of contact osteogenesis.

Третья фаза - фаза ремоделирования кости (или ее окончательной перестройки в то, что принято считать костной тканью), характеризуется как длительный процесс, самоподдерживающийся циклами резорбции (разрушения) и образования кости, стабилизация которого достигается приблизительно через 18 месяцев после операции дентальной имплантации.The third phase - the phase of bone remodeling (or its final transformation into what is commonly considered bone tissue), is characterized as a long process that is self-sustaining by the cycles of resorption (destruction) and bone formation, stabilization of which is achieved approximately 18 months after the dental implantation operation.

Ниже приводится конкретный пример изготовления имплантата дентального из титана (или титанового сплава), иллюстрирующий данный способ, но не ограничивающий его объем притязаний.The following is a specific example of the manufacture of a dental implant made of titanium (or a titanium alloy), illustrating this method, but not limiting its scope of claims.

Пример.Example.

1. Пациент сел в кресло.1. The patient sat in a chair.

2. Произведена антисептическая обработка.2. Produced antiseptic treatment.

3. Сделана премедикация (укол противовоспатительный и противоотечный).3. Premedication (injection anti-inflammatory and decongestant).

4. Сделана анестезия.4. Anesthesia is done.

5. Произведен разрез в области отсутствующего зуба (или удаляем зуб и в лунку ставим имплантат).5. An incision was made in the area of the missing tooth (or we remove the tooth and put the implant in the hole).

6. Формируется костное ложе (в челюсти сверлом).6. A bone bed is formed (in the jaw with a drill).

7. Берем 1-10-кратный SBF раствор (например, 5-кратный)(симуэлтид палазма боди) (это есть искусственная плазма человека без белка) необходимого количества (однократный раствор соответствует плазме крови 1:1).7. We take a 1-10-fold SBF solution (for example, 5-fold) (simueltide palazma body) (this is artificial human plasma without protein) of the required amount (a single solution corresponds to a blood plasma of 1: 1).

Примечание 1: 5-кратный SBF раствор (5:1) означает, что берем 5 частей минерального компонента, соответствующих минеральному компоненту плазмы крови человека, в 1 части дистиллированной воды.Note 1: 5-fold SBF solution (5: 1) means that we take 5 parts of the mineral component corresponding to the mineral component of human blood plasma in 1 part of distilled water.

Примечание 2: Если взять меньше 1-кратного SBF раствора, то не сформируются кристаллы гидроксилапатита или они будут очень медленно расти, а если взять выше 10-кратного SBF раствора, то кристаллы будут очень крупными, грубыми, то есть они будут мешать росту костной ткани.Note 2: If you take less than 1-fold SBF solution, then hydroxylapatite crystals will not form or they will grow very slowly, and if you take above 10-fold SBF solution, the crystals will be very large, coarse, that is, they will interfere with bone growth .

8. Наливаем его в ультразвуковую ванночку.8. Pour it into the ultrasonic bath.

9. Активируем налитый 5-кратный SBF раствор путем добавления в него карбоната натрия (соды). Добавляем активатор (карбонат натрия) из расчета от 0,001 мг на 50 мл этого раствора до 1 мг на 50 мл этого раствора и включаем ультразвуковую ванночку: время выбираем в интервале от 5 до 10 с; частоту ультразвуковых колебаний выбираем в интервале (частоту повторения импульсов) от 10 кГц до 100 кГц).9. We activate the poured 5-fold SBF solution by adding sodium carbonate (soda) to it. We add an activator (sodium carbonate) at the rate of 0.001 mg per 50 ml of this solution to 1 mg per 50 ml of this solution and turn on the ultrasonic bath: select the time in the range from 5 to 10 s; the frequency of ultrasonic vibrations is selected in the interval (pulse repetition rate) from 10 kHz to 100 kHz).

10. Если соотношение не верно, то кристаллы не сформируются.10. If the ratio is not true, then crystals will not form.

11. Стерильным инструментом путем помешивания растворяем сухой остаток пока он не растворится для ускорения процесса.11. By stirring with a sterile instrument, dissolve the dry residue until it dissolves to speed up the process.

12. Во время работы извлекаем имплантат из титана из капсулы.12. During operation, we remove the implant from titanium from the capsule.

13. Опускаем имплантат в работающую ультразвуковую ванночку с активированным раствором на 5 секунд (время нахождения находится в интервале от 5 до 10 с. Как отмечалось ранее, если время будет меньше 5 с, то будет недостаточная смачиваемость, а свыше 10 с - можно повредить поверхность имплантата). На данной стадии формируется на поверхности имплантата гидроксилапатит.13. Lower the implant into the working ultrasonic bath with the activated solution for 5 seconds (the residence time is in the range from 5 to 10 seconds. As noted earlier, if the time is less than 5 seconds, there will be insufficient wettability, and more than 10 seconds, you can damage the surface implant). At this stage, hydroxylapatite is formed on the implant surface.

14. Извлекаем и смываем остатки SBF раствора физиологическим раствором (5-кратный SBF раствор по отношению к организму является гипертоническим (т.е. может повредить клетки) и необходимо смыть неприкрепленный апатит).14. We remove and wash off the remnants of the SBF solution with physiological saline (a 5-fold SBF solution in relation to the body is hypertonic (that is, it can damage the cells) and it is necessary to wash off loose apatite).

15. Устанавливаем имплантат в костное ложе и выбираем вариант его закрытия:15. Install the implant in the bone bed and choose the option of closing it:

I вариант. Устанавливается винт-заглушка и ушивается лоскут;I option. A dummy screw is installed and a flap is sutured;

II вариант. Устанавливается формирователь десны;II option. A gingiva former is installed;

III вариант. Устанавливается временный абатмент (то есть деталь, к которой в дальнейшем будет фиксироваться постоянная коронка) и к нему фиксируется временная коронка.III option. A temporary abutment is installed (that is, a part to which a permanent crown will be fixed in the future) and a temporary crown is fixed to it.

Данный протокол активации можно внедрить как на клинической стадии (непосредственно перед имплантацией), так и на этапе непосредственно при производстве имплантатов на предприятии, по окончании которого каждый имплантат помещается в герметичную капсулу с раствором (он изотонический и не повредит ткани). Возможно получение и внедрение как на производстве, так и в клинике.This activation protocol can be implemented both at the clinical stage (immediately before implantation) and at the stage immediately during the production of implants at the enterprise, after which each implant is placed in a sealed capsule with a solution (it is isotonic and will not damage the tissue). It is possible to obtain and implement both in production and in the clinic.

Удобство изобретения в том, что раствор может храниться и быть годным для применения 3 месяца. Всегда можно использовать SBF раствор. От технологии изготовления SBF раствора будет зависеть его чистота, срок хранения. Если он не качественно сделан, то испортится через 1 день, если в нем будут вредные ингредиенты.The convenience of the invention is that the solution can be stored and be suitable for use for 3 months. You can always use SBF solution. The purity and shelf life of the solution will depend on the manufacturing technology of the SBF solution. If it is not made properly, it will deteriorate after 1 day, if it contains harmful ingredients.

Таким образом, способ получения дентального имплантата прост и позволяет получить имплантат с повышенным сроком службы и с повышенным сроком хранения его.Thus, the method of obtaining a dental implant is simple and allows you to get an implant with an increased service life and with an extended shelf life.

Claims (2)

Translated fromRussian

1. Способ получения дентального имплантата погружного типа из титана или титанового сплава, включающий изготовление винтового дентального имплантата фрезерованием титановой заготовки и имеющего микрошероховатую поверхность, последующую обработку винтового титанового имплантата путем помещения его в работающую ультразвуковую ванночку, содержащую водный раствор искусственной плазмы крови SBF, стимулирующий рост костной ткани, при соотношении водный раствор искусственной плазмы крови SBF: вода 1-10:1 с добавленным уже во включенную ультразвуковую ванночку активатором карбонатом натрия в количестве 0,001-1,0 мг на 50 мл раствора, при этом процесс осуществляют при частоте ультразвуковых колебаний в интервале (при частоте повторения импульсов) от 10 кГц до 100 кГц в течение 5-10 сек., достаточного и необходимого для формирования на поверхности титанового имплантата аморфных зародышей гидроксилапатита, извлечение обработанного титанового имплантата из ультразвуковой ванночки, промывку его от остатков водного раствора искусственной плазмы крови SBF физиологическим раствором и помещение его в капсулу, наполненную изотоническим физиологическим раствором и упаковку его до момента использования его.1. A method of producing a submersible-type dental implant made of titanium or a titanium alloy, comprising manufacturing a dental dental implant by milling a titanium billet and having a micro-rough surface, subsequent processing of the titanium screw implant by placing it in a working ultrasonic bath containing an aqueous solution of SBF artificial blood plasma, stimulating growth bone tissue, with a ratio of an aqueous solution of artificial blood plasma SBF: water 1-10: 1 with the already added ultra a sound bath with an activator of sodium carbonate in an amount of 0.001-1.0 mg per 50 ml of solution, while the process is carried out at a frequency of ultrasonic vibrations in the range (at a pulse repetition rate) of 10 kHz to 100 kHz for 5-10 sec., sufficient necessary to form amorphous hydroxylapatite nuclei on the surface of the titanium implant, extract the treated titanium implant from the ultrasonic bath, rinse it from the remnants of the aqueous solution of artificial blood plasma SBF with physiological saline and place of it in the capsule filled with isotonic saline and its packaging prior to its use.2. Дентальный имплантат из титана или титанового сплава, полученный способом по п.1.2. A dental implant made of titanium or a titanium alloy obtained by the method according to claim 1.