Статья посвящена многообразию абатментов, имеющихся на рынке. Различные материалы будут сравниваться с точки зрения их способности формировать и поддерживать «периимплантное прикрепление». Тщательно подобранные исследования были отобраны для демонстрации того, какое специфическое влияние на мягкие ткани оказывают различные виды деталей протезов. Неоригинальные супраструктуры для имплантационных систем часто позиционируются как универсальные, так как подходят под несколько типов оснований. Если применяются неоригинальные супраструктуры для имплантационных систем, есть риск погрешности и отклонения некоторых параметров.
Собственно, стандартный абатмент — это связующий компонент между имплантированной частью протеза и коронкой, имитирующей утраченную единицу.
Наиболее часто используемые материалы переходников имплантатов (Рис. 1.2, Табл. 1.1), которые будут обсуждаться:
• Титановый:
– фрезерованные
– полированные
– Laser-Lok.
• Хирургическая нержавеющая сталь
• Литые золотые
• Циркониевые
• Полиэфирэфиркетоновые (PEEK).
Титан
Физические свойства
Титан является единственным элементом, который имеет уникальное сочетание прочности, легкого веса, и биосовместимости, а также чрезвычайной износостойкости. Титан имеет коррозийную стойкость и самое высокое отношение прочности к весу из любого известного элемента. Титановые абатменты изготавливаются либо из коммерческого чистого титана или титанового сплава.
Коммерчески чистый титан
Коммерчески чистый титан (КЧ) широко используется в медицинских целях благодаря его устойчивости к коррозии, высокой прочности и биосовместимости. Механические свойства КЧ титана зависят от небольших добавок кислорода и железа. Путем тщательного контроля этих добавок получают различные марки КЧ титана, подходящие для различного применения.
КЧ титан с самым низким уровнем содержания кислорода и железа становится наиболее пригодным для формования титаном; в то время как прогрессивно увеличивающееся содержание кислорода приводит к более высокому уровню прочности. Под существующие виды имплантационных систем крепеж подбирается в зависимости от типоразмера составляющих.
Цвет
Титановые детали поставляются или с серебряным, или золотым покрытием (Рис. 1.4)
Золотое покрытие поверхности называется нитридом титана. Покрытие Нитридом титана (TiN, иногда называется “Tinite,” “TiNite,” или “TiN”) создается методом плазменного покрытия, в котором ионы титана и азота обединяются в TiN, и затем молекулярно связываются с титаном основы.
TiN был впервые использован в индустрии медицинских приборов в 1980х годах. Испытания на биосовместимость TiN проводились в течение многих лет и это тестирование, а также последующее клиническое применение, продемонстрировало, что TiN биосовместим и подходит для использования в имплантируемых медицинских устройствах, которые контактируют с костью, кожей, тканями или кровью (Рис. 1.5).
Нитрид титана – чрезвычайно твердый материал, часто используемый в качестве покрытия титанового компонента, чтобы не только улучшить поверхностные свойства субстрата, но также для достижения теплого, эстетичного оттенка под десной из за его золотистого мягкого оттенка. Как правило, TiN покрывает весь конструктивный элемент, за исключением области контакта между переходником/имплантатом и винтом/абатментом.
Этот тип титанового изделия идеально подходит для эстетически сложных случаев с тонкими мягкими тканями или при использовании керамической коронки. В большинстве случаев применения TiN, покрытие имеет толщину менее 5 мкм (0.00020 дюйма). Это покрытие имеет смысл только для стандартных фрезерованных конструкций, для которых не предусмотрена коррекция. Коррекция стандартных деталей приведет к потери дополнительной прочности, достигнутой добавлением нитрида.
Титановый сплав (Ti-6Al-4V, Ti6Al4V, или Ti-6-4)
Титановый сплав также называется титаном GRADE 5 (класс 5). Сплав титана содержит 6% алюминия, 4% ванадия, максимум 0,25% железа, максимум 0,2% кислорода и остальное содержание титана. Сплав Ti-6Al-4V более прочный, чем коммерчески чистый титан и обладает лучшей прочностью на растяжение и сопротивление на излом (рис. 1.6)
Благодаря уникальным физическим свойствам титана, готовые компоненты являются первым вариантом выбора для имплантатов в боковых зубах. Эти структуры доступны в виде типовых или фрезерованных индивидуально по принципу CAD/CAM.
Существуют многие источники литературы, подтверждающие благоприятную реакцию мягких тканей на титан. Поскольку большинство исследований касаемо периимплантных тканей и материалов основываются на титане, материал стал опорным пунктом при описании свойств других веществ.
Сравнение фрезерованного и полированного титана и реакции мягких тканей
Шероховатость поверхности является ключевым различием между фрезерованным и полированным титаном. В этом разделе оценивается, существует ли клинически значимое различие между реакцией мягких тканей на полированную и фрезерованную поверхность титана.
Нарушение периимплантного прикрепления вызывается развитием пелликулы, биопленки и воспаления с последующей потерей кости. Хорошо известно, что исходные гликопротеины и биопленка с большей вероятностью присоединяются к шероховатой, чем к гладкой поверхности. С такой логикой можно ошибочно предположить, что абатменты с более гладкой поверхностью имеют менее выраженную воспалительную реакцию, что снижает резорбцию кости. Тем не менее, многочисленные клинические исследования не смогли показать клинически значимой связи между воспалительным ответом и шероховатой поверхностью.
В качестве одного из многих примеров, исследование Zitzmann’s привело к выводу, что не было связи между воспалительным ответом и шероховатостью поверхности (Abrahamsson et al. 2002).
Исследование Zitzmann’s о различии в реакции мягких тканей на гладкую и шероховатую поверхность
• В этом исследовании использовались четыре имплантата в области премоляров пяти разных собак
• Через три месяца были установлены абатменты с шероховатой из-за кислотного травления поверхностью, а так же с гладкой полированной поверхностью
• Шесть месяцев спустя были получены биопсии имплантатов и окружающих мягких и твердых тканей
• Никаких существенных различий не было отмечено между прикреплением мягких тканей вблизи шероховатых и гладких изделий
В заключение, хотя было показано, что бактерии с большей вероятностью собираются на шероховатой поверхности, клинические исследования между титановыми структурами на рынке не показывают этой связи. Нет клинически значимых различий в реакции мягких тканей на фрезерованную и полированную поверхность титана.
Предварительно изготовленные заводским способом конструкции с характерной поверхностью Laser-Lok являются новым инновационным продуктом (Рис. 1.7). Laser-Lok состоит из микроканалов 8-12 мкм в титане.
Эти микроканалы обеспечивают следующие преимущества:
• Они усиливают создание прикрепления соединительной ткани.
• Они замедляют апикальную миграцию эпителия прикрепления
• Они сохраняют кортикальную кость
Исследование Nevins et al. заживления мягких тканей с использованием Laser-Lok
• Проспективное доклиническое исследование с использованием модели собак для сравнения Laser-Lok с фрезерованнымми титановыми поверхностями
• Исследование подтвердило, что Laser-Lok снижали апикальную миграцию эпителия прикрепления, предотвращали корональную резорбцию и обеспечивали прикрепление соединительной ткани
• При гистологическом исследовании конструкция Laser-Lok обеспечивала заживление также, как и вокруг естественных зубов. Волокна соединительной ткани прикреплялись перпендикулярно к поверхности, демонстрируя превосходство Laser-Lok поверхности для поддержки мягких тканей.
Со всеми другими абатментами, доступными на рынке, соединительная ткань формируется в виде волокон, расположенных параллельно переходнику. Технология Laser-Lok позволяет формировать улучшенное прикрепление слизистой оболочки, схожее с прикреплением вокруг естественного зуба, что дает ей светлое будущее.
Хирургическая нержавеющая сталь
Хирургическая нержавеющая сталь является особым типом нержавеющей стали, используемой в медицинских целях, и включает легирующие элементы хрома, никеля и молибдена. Хром придает металлу устойчивость к царапинам и коррозийную стойкость. Никель обеспечивает гладкость и конечную высокую полируемость. Молибден дает большую твердость и помогает поддерживать и сохранять режущий край.
Нержавеющая сталь легко чистится и стерилизуется, прочна и устойчива к коррозии. Никель/хром/молибденовые сплавы, редко используются для изготовления абатментов имплантатов, поскольку аллергическая реакция иммунной системы на никель является возможным осложнением. Хирургическая нержавеющая сталь может использоваться для временных систем, но не является идеальным материалом выбора для постоянного протеза.
Литьевое золото
Производители имплантатов признали ограничения первых стандартных изделий и разработали приливаемый, называемый UCLA абатмент. Он состоит из фрезерованной золотой основы, которая соответствует основанию имплантата, в сочетании с пластиковой втулкой, которую можно подрезать, модифицировать и добавить при помощи воска перед литьем золота (Рис. 1.8).
Литые золотые компоненты использовались для изготовления индивидуальных реставраций на уровне имплантата, которые имели поддесневое расположение края в целях эстетики, уменьшенную высоту для обеспечения вертикального окклюзионного пространства, и/или индивидуальные углы наклона. Литые золотые были популярны в течение 1980х и 1990х, но с внедрением более совершенных стандартных заводских методов и CAD/САМ фрезерованных деталей протезов, они утратили свою популярность.
• Состав: Золото 60-65%, 20-25% палладия, 19% платины и 1% иридия (не керамический сплав).
• Диапазон плавления: твердый 1400 C; жидкость 1490°C
• Для литья Рекомендуется использовать сплавы с высоким содержанием палладия, сплавы благородных металлов для керамики, либо стоматологические сплавы благородных металлов III и IV класса
Как правило, пластмассовый UCLA компонент моделируется воском и индивидуализируется под идеальную геометрию и форму. После этого, воск и пластмасса UCLA выжигаются с заготовки.
Когда расплавленный сплав заливается в литьевую форму, золотая основа UCLA соединяется с отливкой и обеспечивает создание фрезерованной поверхности, которая точно прилегает к посадочному месту. Золотая основа изготовлена из неокисленного сплава, который способствует химической адгезии литьевого сплава, но не позволяет осуществить адгезию керамики. Виды имплантатов и особенности различных имплантационных систем различаются, чтобы исключить путаницу, в комплекте обычно поставляется крепеж.
Сравнения золота, керамики, титана и алюминия
С конца 1990х годов существует мнение, что на золото и керамику существует худшая реакция мягких тканей по сравнению с оксидом алюминия (устаревший керамический материал) и титана. Большая часть этих мыслей исходит от исследования животных Abrahamsson et al.’s 1998. В результате этого исследования многие клиницисты избегали золотых и керамических изделий.
Исследование Abrahamsson et al.’s, сравнивающее использование титана и оксида алюминия с золотом и керамикой.
• 5 собакам были установлены имплантаты
• У каждой собаки были установлены 2 переходника из коммерчески чистого титана, 2 из оксида алюминия, 1 короткий титановый имплантат с керамикой, запеченной на золоте и 1 золотой
• После 6 месяцев с титановым и переходником из оксида алюминия образовался 2 мм эпителия прикрепления и соединительнотканное прикрепление высотой 1 – 1,5 мм
• После 6 месяцев золотой и с нанесением керамики не имели прикрепления, сформированного на уровне перехода. Край мягких тканей подвергся рецессии и произошла резорбция кости
• Был сделан вывод, что на компоненты из титана и оксида алюминия имеется благоприятная реакция мягких тканей, по сравнению с золотом или керамикой
В обзоре литературы Rompen’s согласен с выводами Abrahamsson. Rompen пришел к заключению, что титан, оксид алюминия и циркония обладают хорошей долговременной биосовместимостью с мягкими тканями, а золото и керамика менее биосовместимы.
Выводы Abrahamsson and Rompen’s подверглись сомнению в других исследованиях. Наиболее значимым противоречивым исследованием является исследование людей Vigolo et al. в 2006. Они пришли к выводу, что не было существенной разницы в области краевой периимплантной кости и реакции мягких тканей при использовании титановых или золотых.
Vigolo et al.’s исследование реакции мягких тканей на золото и титан
• В исследовании были использованы 20 пациентов с билатеральной потерей одного зуба (использовалось 40 имплантатов)
• Одна сторона зубной дуги была восстановлена с использованием золотого изделия, в то время как противоположная сторона – с помощью титанового
• Через 4 года после ортопедического восстановления участки с двух сторон были обследованы на наличие наддесневого налета, воспаления десны, кровоточивости при зондировании, количества кератинизированной десны, и глубины зондирования
• Не было обнаружено существенных различий в уровне краевой кости или реакции мягких тканей.
Vigolo определил, что если рассматривать только реакцию мягких тканей, выбор между использованием золотого или титанового сплава зависит только от предпочтений врача. Золото и титан формируют и поддерживают соответствующий ответ мягких тканей в этом исследовании
Кроме того, работа Abrahamsson’s с Cardaropoli в 2007 противоречила его ранее полученным выводам. В Этом исследовании Abrahamsson использовал цельные имплантаты у собак, где трансгингивальная часть имплантатов была сделана из золота или титана. Никаких существенных различий в мягких тканях не было найдено при использовании титана или золота в трансгинивальной области. Тем не менее, в работе Abrahamson’s с Welander в следующем году ((Welander et al. 2008) вновь установили, что титан и цирконий имели превосходные результаты в реакции мягких тканей, по сравнению с золотом.
Исследования, связанные с золотыми абатментами, были противоречивыми. Трудно оценить, в чем причина этого несоответствия. Однако следует отметить несколько существенных недостатков при работе с золотом
Во-первых, титан и цирконий имеют преимущество в использовании с технологией фрезерования CAD/САМ. При использовании CAD/САМ каждый элемент унифицирован, потому что фрезерный станок CAD/САМ исключает человеческий фактор при изготовлении. Золотые конструкции отливаются в лаборатории техником.
Одно из возможных объяснений вариабельной реакции тканей, обнаруженной в исследованиях, можно отнести на счет опыта техника. Другой проблемой, встречающейся в работе с золотом, является стерильность. Титановые и циркониевые материалы всегда стерильны перед установкой. Золото после изготовления в лаборатории, может иметь несоответствие согласно правилам стерилизации перед установкой.
Диоксид циркония
Диоксид циркония (ZrO2) (не путать с цирконием) – белый кристаллический оксид циркония. Его наиболее естественной формой, с моноклинной кристаллической структурой, является минеральный бадделит.
Бадделит – редкий минерал оксида циркония (ZrO2 или zirconia), встречающийся во множестве моноклинных призматических кристаллических форм. Он бывает от полу- до прозрачного, имеет высокие показатели преломления и меняется от бесцветного до желтого, зеленого и темно-коричневого цвета (Рис.1.9). Бадделит – огнеупорный материал, с температурой плавления 2700 °C.
Достижения науки в области биоматериалов и технологии производства керамики позволили получить высокопрочный и биосовместимый цирконий, который можно использовать в биомедицинских устройствах и для деталей имплантатов. Отличительной чертой этого развития явилось введение частично стабилизированных тетрагональных поликристаллов диоксида циркония (Y-TZP), порошкового литья под давлением (PIM), и методов горячего изостатического прессования (HIP).
Другие разработки, такие как использования диоксида циркония, упроченного алюминием, и диоксида циркония, легированного оксидом церия, чтобы свести к минимуму количество случаев и остановить развитие старения диоксида циркония, также рассматриваются как ключевые шаги в растущей популярности диоксида циркония как биокерамического материала.
Из-за своих свойств и прочности, диоксид циркония используется всегда, когда важна эстетика и ожидается повышенная нагрузка (случаи в эстетической зоне, каркасы несъемных протезов боковых зубов, абатменты имплантатов, и реставрации с использованием мультиюнитов). Диоксид циркония обладает высокой прочностью на изгиб и прочностью на разрыв, и модуль Юнга циркония сравним с модулем Юнга стали.
Помимо своей прочности, наибольшее преимущество ZrO2 заключается в его превосходной интеграции с тканями. Различные исследования продемонстрировали успешное применение циркониевых составляющих в отношении стабильности мягких тканей и краевой кости. Результаты показывают, что тип используемого материала влияет как на количество, так и на качество окружающих тканей (при сравнении циркония с литьевыми золотыми сплавами).
Кроме того, компоненты из диоксида циркония минимизируют адгезию бактерий и налета и предотвращают воспаление мягких тканей. Из-за его физических свойств, коррекция и шлифовка могут быть сложны для стоматологов и техников. Корректировка компонентов после спекания циркония значительно увеличивает риск микротрещин, которые могут привести к последующей неудаче в клинической практике.
Физические свойства
ZrO2 принимает моноклинную кристаллическую структуру при комнатной температуре и переходит в тетрагональную и кубическую структуры при более высоких температурах. Объемное расширение, вызванное кубической или тетрагональной моноклинной трансформацией, вызывает большие напряжения, и эти напряжения вызывают растрескивание ZrO2 при охлаждении от высоких температур. Когда цирконий смешивается с некоторыми другими оксидами, такими как оксид иттрия (Y2O3), тетрагональная и/или кубическая фазы стабилизируются (Рис. 1.10).
Хотя разные марки циркония могут быть химически подобными, они не обязательно одинаковы. Различные марки керамики из диоксида циркония химически подобны, но после обработки они могут проявлять различные механические и оптические характеристики. При работе с оксидом циркония существуют различия в обрабатываемости (например, мокрое и сухое фрезерование) и в спекании (например, температура синтеризации Vita™ YZ-Cube 1530°C; для Lava™ каркасов 1500°C; для Cercon™ 1350°C).
Какая же разница? В принципе, на рынке имеется предварительно спеченый диоксид циркония и HIP (горячее изостатическое прессование) диоксид цирконий. Предварительно спеченый цирконий фрезеруется и материал по-прежнему остается мягкой, как мел, консистенции ( Рис.1.11). Для полного отверждения, его снова спекают после фрезерования. HIP материал фрезеруется в полностью спеченном состоянии (Рис. 1.12). Обратите внимание, что параметры обработки для предварительно спеченного диоксида циркония влияют на его эксплуатационные свойства. Если задействовано cad моделирование, то используются библиотеки, чтобы типовые участки деталей точно совпадали с крепежом.
Предварительно спеченный диоксид циркония получают за три основных этапа (Рис. 1.13). Порошок диоксида циркония спрессовывается и предварительно спекается. Обычно это делает производитель. В зуботехнической лаборатории предварительно спеченная заготовка фрезеруется и затем спекается копия или каркас для достижения полного отверждения. Подготовка предварительно спеченных заготовок изготовителем различается в зависимости от источника порошка циркония и от условий прессования и предварительного спекания.
1. Порошок. Доступные порошки диоксида циркония могут иметь различные размеры частиц, различное распределение разных по размерам частиц и различные добавки (например, связующие агенты для этапа прессования). Добавки оксида иттрия и алюминия могут быть распределены внутри материала различными способами, такими как однородное распределение по всему материалу, более высокая концентрация на границе частиц и т.д. Размер частиц влияет на прочность и преобразование жесткости — специальная и ключевая механическая характеристика циркония.
Примечание: Различия в порошке диоксида циркония влияют на прочность/долговременную стабильность и прозрачность абатмента.
2. Условия прессования. Сначала прессуют порошок, что может быть осуществлено различными способами (например, изостатически или аксиально). Условия прессования регулируются для получения оптимизированной заготовки для этапа предварительного спекания. Методика прессования влияет на однородность и распределение плотности материала и, следовательно, на краевое прилегание. Условия прессования могут приводить к различию в прочности и прозрачности и влиять на конечную температуру спекания диоксида циркония.
Примечание: условия прессования и методика влияют на краевое прилегание, прочность и прозрачность реставрации.
3. Предварительное спекание. Затем спрессованный порошок диоксида циркония предварительно спекается в печи при оптимизированной температурной программе для получения заготовки с подходящей прочностью и способностью к фрезерованию.
Примечание: Условия предварительного спекания влияют на прочность материла и его способность к фрезерованию.
4. Окраска. Некоторые материалы диоксида циркония могут быть окрашены в предварительно спеченном состоянии путем погружения колпачков, абатментов и каркасов в красящую жидкость. Это позволяет абсорбировать красящие агенты в материал диоксида циркония. Окрашивание может быть достигнуто либо пигментами (частицами) или непигментированными (ионы) агентами. Важно контролировать влияние красящей жидкости на механические характеристики материала
Примечание: Окраска диоксида циркония может повлиять на краевое прилегание, прочность и прозрачность материала.
Таким образом, диоксид циркония, используемый в стоматологии, химически подобен, но не обязательно одинаковый.
В Табл.1.2 представлен сравнительный анализ физических свойств диоксида циркония с костью, коммерчески чистым титаном и титановым сплавом.
Эти физические свойства создают проблемы при корректировке и шлифовке для стоматологов и техников. Коррекция конструкций предварительно спеченного диоксида циркония значительно повышает риск микротрещин, что может привести к последующей неудаче в клинической практике.
Помимо своей прочности, наибольшее преимущество ZrO2 заключается в его превосходной интеграции с тканями. Различные исследования продемонстрировали успешное применение циркониевых структур в плане стабильности мягких тканей и кортикальной кости. Циркониевые детали обеспечивают создание условий вокруг итогового протеза, при которых наблюдается сниженное образование налета, по сравнению с другими видами материалов. Это улучшает способность пациента поддерживать более высокий уровень гигиены полости рта вокруг протеза.
Исследования гигиенических свойств диоксида циркония
Исследования показали, что при использовании диоксида циркония наблюдается меньшее скопление бактерий и образование воспалительного инфильтрата по сравнению с титаном. Благодаря его гигиеническим свойствам, существуют преимущества использования диоксида циркония в поддержании эстетики мягких тканей и сохранении кортикальной кости.
Rimondini et al. проводили исследования in vitro и in vivo, сравнивая аккумуляцию бактериальной флоры на цирконии и титане. Они пришли к выводу, что в области диоксида циркония накапливается меньшее количество бактерий, чем в области титана.
Исследование Rimondini et al.’s по гигиеническим свойствам диоксида циркония по сравнению с титаном Тест In vitro
• Были использованы диски титана и циркония и исследованы на способность к аккумуляции бактерий
• Культуры инкубировали 4 дня и измеряли количество бактерий
• Диоксид циркония показал значительно меньший рост бактерий
Тест In vivo
• Цирконий и титан были помещены на силиконовые стенты и прикреплены внутри полости рта к ортодонтической проволоке
• Стенты носили 24 часа и затем удалили
• Бактериальные показатели были измерены на диоксиде циркония и титане
• Было установлено, что диоксид циркония имеет более низкие бактериальные показатели, чем титан
Работа Scarano et al.’s 2004 была направлена на сравнение гигиенических свойств титана и диоксида циркония. Их результаты были похожи на результаты Rimondini’s – цирконий более гигиеничный материал.
Исследование Poortinga et al.’s 1999 продемонстрировало, что устойчивость диоксида циркония к адгезии бактерий, вероятно, обусловлена электронной проводимостью этих материалов. Они показали, что перенос заряда происходит во время бактериальной адгезии. Бактерии, которые отдают электроны, прилипают к субстрату сильнее, чем бактерии, которые принимают электроны.
Воспалительная реакция при использовании циркония
Естественным ответом на наличие бактерий является выделение медиаторов воспаления, что приводит к потере кости. Вместо оценки биопленки, другим методом оценки гигиенических свойств является оценка факторов воспаления, таких как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), эксперссия синтетазы оксида азота, воспалительного инфильтрата и плотности микрососудов в периимплантных мягких тканях. Повышенный уровень этих факторов указывает на наличие воспаления из-за скопления бактериальной микрофлоры.
В 2006 Degidi et al. использовали эти маркеры воспаления для оценки гигиенических свойств циркония по сравнению с титаном.
Degidi et al. исследование уровней воспалительной инфильтрации с использованием циркония и титана
• Имплантаты были установлены у людей
• Половина абатментов была изготовлена из циркония, другая из титана
• После 6 месяцев была проведена биопсия и анализ результатов на медиаторы воспаления
• Значительно меньший воспалительный инфильтрат был отмечен вокруг циркониевых абатментов по сравнению с титановыми
В качестве дополнительной информации, независимо от используемого материала, если имеется микрозазор между имплантатом и переходной частью, может произойти воспаление и потеря кортикальной кости. В результате была предложена методика переключения платформ для уменьшения зазора и ограничения потери кости.
Полиэфирэфиркетон (PEEK)
PEEK стал самым популярным материалом для изготовления временных систем. Это органический полимер бежевого или белого цвета и полукристаллический термопластический материал с превосходными механическими и химическими свойствами. Модуль Юнга 3.6 GPa, его прочность 90–100 MPa.
PEEK имеет температуру перехода в стекловидную фазу Около 143 °C и плавится при температуре около 343 °C (662°F). Он очень устойчив к термическому воздействию, а также воздействию как органических компонентов, так и влажной среды. Эти прочностные свойства сделали PEEK идеальным материалом для временных деталей (Рис. 1.15).
Технические преимущества
• Возможность стерилизации без ухудшения механических свойств или биосовместимости
• Совместимость с X-ray, МРТ, КТ исследованиями без создания артефактов
• Отличные механические свойства, жесткость, прочность
• Высокая прочность на сжатие
• Проверенная биосовместимость мягких и твердых тканей
• Естественный цвет для отличной эстетики (Рис. 1.16).
• Не содержащий металл пластиковый абатмент приводит к отсутствию явлений обмена ионов во рту
• Простота подготовки и модификации стоматологом на приеме.
Уже в 1987, Williams et al. предоставили исследование на животных, демонстрирующее, что PEEK биосовместим.
Hunter и коллеги, в 1995 сравнили PEEK с титаном и кольбальт-хромом (CoCr) для использования в ортопедии. Они не отметили никакой разницы между фибробластическим или остеобластическим прикреплении к PEEK и таковому с титаном или CoCr.
В стоматологии, PEEK полимеры используются для изготовления реставрационных изделий и ФДМ (формирователей десневой манжеты). В отличии от ортопедической литературы, исследование дентальных имплантатов в отношении PEEK полимеров ограничено, но то, что уже доступно, является перспективным.
Koutouzis et al., в 2011 предоставили проспективное исследование у людей, сравнивающее титан и PEEK ФДМ. Был сделан вывод, что через 3 мес не было существенной разницы между двумя материалами в отношении мягких и твердых тканей. Реакция была измерена с точки зрения скопления налета, кровоточивости при зондировании, и высоты десневой и кортикальной кости.
В другом исследовании Volpe et al., в 2008, сравнивали PEEK с титановыми ФДМ, используя ПЦР в реальном времени на бактериальную колонизацию. Через 2 недели после второго хирургического этапа, не обнаружили никаких статистических различий между титаном и PEEK на предмет бактериальной колонизации.
Для временных систем или ФДМ, PEEK являются вариантом выбора.
Предварительно спеченный диоксид циркония получают за три основных этапа (Рис. 1.13). Порошок диоксида циркония спрессовывается и предварительно спекается. Обычно это делает производитель. В зуботехнической лаборатории предварительно спеченная заготовка фрезеруется и затем спекается копия или каркас для достижения полного отверждения. Подготовка предварительно спеченных заготовок изготовителем различается в зависимости от источника порошка циркония и от условий прессования и предварительного спекания.
1. Порошок. Доступные порошки диоксида циркония могут иметь различные размеры частиц, различное распределение разных по размерам частиц и различные добавки (например, связующие агенты для этапа прессования). Добавки оксида иттрия и алюминия могут быть распределены внутри материала различными способами, такими как однородное распределение по всему материалу, более высокая концентрация на границе частиц и т.д. Размер частиц влияет на прочность и преобразование жесткости — специальная и ключевая механическая характеристика циркония.
Примечание: Различия в порошке диоксида циркония влияют на прочность/долговременную стабильность и прозрачность абатмента.
2. Условия прессования. Сначала прессуют порошок, что может быть осуществлено различными способами (например, изостатически или аксиально). Условия прессования регулируются для получения оптимизированной заготовки для этапа предварительного спекания. Методика прессования влияет на однородность и распределение плотности материала и, следовательно, на краевое прилегание. Условия прессования могут приводить к различию в прочности и прозрачности и влиять на конечную температуру спекания диоксида циркония.
Примечание: условия прессования и методика влияют на краевое прилегание, прочность и прозрачность реставрации.
3. Предварительное спекание. Затем спрессованный порошок диоксида циркония предварительно спекается в печи при оптимизированной температурной программе для получения заготовки с подходящей прочностью и способностью к фрезерованию.
Примечание: Условия предварительного спекания влияют на прочность материла и его способность к фрезерованию.
4. Окраска. Некоторые материалы диоксида циркония могут быть окрашены в предварительно спеченном состоянии путем погружения колпачков, абатментов и каркасов в красящую жидкость. Это позволяет абсорбировать красящие агенты в материал диоксида циркония. Окрашивание может быть достигнуто либо пигментами (частицами) или непигментированными (ионы) агентами. Важно контролировать влияние красящей жидкости на механические характеристики материала
Примечание: Окраска диоксида циркония может повлиять на краевое прилегание, прочность и прозрачность материала.
Таким образом, диоксид циркония, используемый в стоматологии, химически подобен, но не обязательно одинаковый.
В Табл.1.2 представлен сравнительный анализ физических свойств диоксида циркония с костью, коммерчески чистым титаном и титановым сплавом.
Эти физические свойства создают проблемы при корректировке и шлифовке для стоматологов и техников. Коррекция конструкций предварительно спеченного диоксида циркония значительно повышает риск микротрещин, что может привести к последующей неудаче в клинической практике.
Помимо своей прочности, наибольшее преимущество ZrO2 заключается в его превосходной интеграции с тканями. Различные исследования продемонстрировали успешное применение циркониевых абатментов в плане стабильности мягких тканей и кортикальной кости. Циркониевые абатменты обеспечивают создание условий вокруг итогового протеза, при которых наблюдается сниженное образование налета, по сравнению с другими видами материалов абатментов. Это улучшает способность пациента поддерживать более высокий уровень гигиены полости рта вокруг протеза.
Исследования гигиенических свойств диоксида циркония
Исследования показали, что при использовании диоксида циркония наблюдается меньшее скопление бактерий и образование воспалительного инфильтрата по сравнению с титаном. Благодаря его гигиеническим свойствам, существуют преимущества использования диоксида циркония в поддержании эстетики мягких тканей и сохранении кортикальной кости.
Rimondini et al. проводили исследования in vitro и in vivo, сравнивая аккумуляцию бактериальной флоры на цирконии и титане. Они пришли к выводу, что в области диоксида циркония накапливается меньшее количество бактерий, чем в области титана.
Исследование Rimondini et al.’s по гигиеническим свойствам диоксида циркония по сравнению с титаном Тест In vitro
• Были использованы диски титана и циркония и исследованы на способность к аккумуляции бактерий
• Культуры инкубировали 4 дня и измеряли количество бактерий
• Диоксид циркония показал значительно меньший рост бактерий
Тест In vivo
• Цирконий и титан были помещены на силиконовые стенты и прикреплены внутри полости рта к ортодонтической проволоке
• Стенты носили 24 часа и затем удалили
• Бактериальные показатели были измерены на диоксиде циркония и титане
• Было установлено, что диоксид циркония имеет более низкие бактериальные показатели, чем титан
Работа Scarano et al.’s 2004 была направлена на сравнение гигиенических свойств титана и диоксида циркония. Их результаты были похожи на результаты Rimondini’s – цирконий более гигиеничный материал.
Исследование Poortinga et al.’s 1999 продемонстрировало, что устойчивость диоксида циркония к адгезии бактерий, вероятно, обусловлена электронной проводимостью этих материалов. Они показали, что перенос заряда происходит во время бактериальной адгезии. Бактерии, которые отдают электроны, прилипают к субстрату сильнее, чем бактерии, которые принимают электроны.
Воспалительная реакция при использовании циркония
Естественным ответом на наличие бактерий является выделение медиаторов воспаления, что приводит к потере кости. Вместо оценки биопленки, другим методом оценки гигиенических свойств является оценка факторов воспаления, таких как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), эксперссия синтетазы оксида азота, воспалительного инфильтрата и плотности микрососудов в периимплантных мягких тканях. Повышенный уровень этих факторов указывает на наличие воспаления из-за скопления бактериальной микрофлоры.
В 2006 Degidi et al. использовали эти маркеры воспаления для оценки гигиенических свойств циркония по сравнению с титаном.
Degidi et al. исследование уровней воспалительной инфильтрации с использованием циркония и титана
• Имплантаты были установлены у людей
• Половина абатментов была изготовлена из циркония, другая из титана
• После 6 месяцев была проведена биопсия и анализ результатов на медиаторы воспаления
• Значительно меньший воспалительный инфильтрат был отмечен вокруг циркониевых абатментов по сравнению с титановыми
В качестве дополнительной информации, независимо от используемого материала, если имеется микрозазор между имплантатом и абатментом, может произойти воспаление и потеря кортикальной кости. В результате была предложена методика переключения платформ для уменьшения зазора и ограничения потери кости.
Полиэфирэфиркетон (PEEK)
PEEK стал самым популярным материалом для изготовления временных абатментов. Это органический полимер бежевого или белого цвета и полукристаллический термопластический материал с превосходными механическими и химическими свойствами. Модуль Юнга 3.6 GPa, его прочность 90–100 MPa.
PEEK имеет температуру перехода в стекловидную фазу Около 143 °C и плавится при температуре около 343 °C (662°F). Он очень устойчив к термическому воздействию, а также воздействию как органических компонентов, так и влажной среды. Эти прочностные свойства сделали PEEK идеальным материалом для временных абатментов (Рис. 1.15).
Технические преимущества
• Возможность стерилизации без ухудшения механических свойств или биосовместимости
• Совместимость с X-ray, МРТ, КТ исследованиями без создания артефактов
• Отличные механические свойства, жесткость, прочность
• Высокая прочность на сжатие
• Проверенная биосовместимость мягких и твердых тканей
• Естественный цвет для отличной эстетики (Рис. 1.16).
• Не содержащий металл абатмент приводит к отсутствию явлений обмена ионов во рту
• Простота подготовки и модификации стоматологом на приеме.
Уже в 1987, Williams et al. предоставили исследование на животных, демонстрирующее, что PEEK биосовместим.
Hunter и коллеги, в 1995 сравнили PEEK с титаном и кольбальт-хромом (CoCr) для использования в ортопедии. Они не отметили никакой разницы между фибробластическим или остеобластическим прикреплении к PEEK и таковому с титаном или CoCr.
В стоматологии, PEEK полимеры используются для изготовления реставрационных абатментов и ФДМ (формирователей десневой манжеты). В отличии от ортопедической литературы, исследование дентальных имплантатов в отношении PEEK полимеров ограничено, но то, что уже доступно, является перспективным.
Koutouzis et al., в 2011 предоставили проспективное исследование у людей, сравнивающее титан и PEEK ФДМ. Был сделан вывод, что через 3 мес не было существенной разницы между двумя материалами в отношении мягких и твердых тканей. Реакция была измерена с точки зрения скопления налета, кровоточивости при зондировании, и высоты десневой и кортикальной кости.
В другом исследовании Volpe et al., в 2008, сравнивали PEEK с титановыми ФДМ, используя ПЦР в реальном времени на бактериальную колонизацию. Через 2 недели после второго хирургического этапа, не обнаружили никаких статистических различий между титаном и PEEK выжигаемыми абатментами на предмет бактериальной колонизации.
Для временных абатментов или ФДМ, PEEK являются вариантом выбора.
Источник публикации: O’Brien WJ. Dental Materials and Their Selection, ed 4. Chicago,
Quintessence, 2008.
