При выборе той или иной системы дентальных имплантатов перед врачом-имплантологом стоит следующая задача – какой способ модификации поверхности дентальных имплантатов обеспечивает наиболее оптимальные параметры макро- и микроструктуры и способствует успешной остеоинтеграции [4, 6]. Усложняется эта задача тем, что на современном стоматологическом рынке существует значительное количество оригинальных способов обработки поверхностей дентальных имплантатов, которые в связи с растущей конкуренцией постоянно совершенствуются [2, 5, 10]. Сегодня все большим спросом пользуются системы дентальных имплантатов с различными биоактивными покрытиями, которые, по сведениям фирм-производителей, выделяют в периимплантатную зону ионы, стимулирующие остеогенез [1, 3]. Однако большинством авторов доказано, что именно шероховатость поверхности дентальных имплантатов является основным фактором успешной остеоинтеграции [8, 9]. Связь между наличием биоактивных покрытий и шероховатостью поверхности дентальных имплантатов изучена недостаточно, поэтому практикующие специалисты все больше полагаются на собственный опыт, не располагая научными сведениями [2, 7]. В связи с вышесказанным определение связи между структурой поверхности, шероховатостью и наличием биоактивного покрытия дентальных имплантатов, а также экспериментальное обоснование выбора той или иной системы является необходимым и актуальным научным исследованием.
Цель исследования – в ходе лабораторно-экспериментального исследования изучить влияние способов модификации поверхности винтовых дентальных имплантатов на их остеоинтеграцию.
Материал и методы исследования
На первом этапе исследования с помощью зондового микроскопа фирмы NT-MDT NTEGRA Aura (Россия) проведено изучение структуры поверхности винтовых дентальных импланатов 5-ти различных систем, которые имеют различные способы обработки поверхности: "BCS" - машинная обработка поверхности; "NIKО (Lux)" - крупнозернистая пескоструйная обработка и травление кислотой; 3) "ENDURE" - пескоструйная обработка и травление кислотой; 4) "RADIX" - интенсивная пластическая деформация; 5) "SGS Dental Systems" - электрохимически осажденная кальций-фосфатная бонитовая поверхность.
Главным условием было включение в исследование дентальных имплантатов с каким-либо биоактивным покрытием, поэтому в качестве такой группы выбрана система "SGS Dental Systems" как наиболее современная и менее изученная.
В ходе исследования получены изображения (АСМ-снимки), которые обработаны в программном модуле обработки изображений "Image Analysis". С целью получения изображений истинного рельефа поверхности исследуемых образцов применены различные фильтры и коррекция плоскостями (Flatten Correction).
Кроме этого, с помощью специальной программы установлена шероховатость поверхности (Sa) каждого из образцов дентальных имплантатов.
В экспериментальной части работы контрольной группе животных имплантированы винтовые дентальные имплантаты с машинной обработкой поверхности ("BCS"), основной – винтовые дентальные имплантаты с биоактивным бонитовым покрытием ("SGS Dental Systems"). Эксперимент выполнен на 18 кроликах породы "Серый Великан", массой 2,5 кг. Операция проведена с соблюдением правил асептики. Сроки выведения животных из опытов – 1, 3 и 6 месяцев.
Результаты исследования и их обсуждение
Лабораторное исследование. При визуальной оценке полученных снимков поверхностей винтовых дентальных имплантатов установлено, что внутрикостная поверхность системы "SGS" (рис.1) имеет наиболее развитую структуру в форме блоков, уложенных в различном направлении, а также отличается наличием глубоких пор неправильной формы.
Рис. 1. ЗD-изображение поверхности внутрикостной части дентальных имплантатов системы "SGS", полученное с помощью зондового микроскопа
Исходя из полученных данных по средней глубине шероховатости (Sa) отмечено, что система винтовых дентальных имплантатов "SGS" имеет максимальные значения по данному показателю (разброс величин от 186,3 нм до 195,7 нм), минимальные значения – в группе дентальных имплантатов "BCS" (разброс величин от 30,2 нм до 40,6 нм).
Следовательно, выявлена следующая восходящая последовательность значений у образцов винтовых дентальных имплантатов: 1 – "BCS" < 2 – "НИКО" < 3 – "ENDURE" < 4 – "RADIX" < 5 – "SGS", из которой видно, что система дентальных имплантатов с бонитовым покрытием имеет наибольшую шероховатость поверхности.
Учитывая полученные результаты, в последующем экспериментально-морфологическом исследовании изучена поверхность внутрикостной части винтовых дентальных имплантатов системы "SGS", как имеющая наиболее развитую структуру, высокую шероховатость и отличительные (биоактивные) свойства.
Экспериментальное исследование. Результаты первой серии эксперимента (через 1 месяц) показали, что в области имплантированных образцов винтовых дентальных имплантатов основной и контрольной групп протекают два однотипных процесса, идущие параллельно - деминерализация и резорбция костных трабекул (рис. 2).
Рис. 2. Слева: резорбция трабекулы нижней челюсти. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. 10; справа: Деминерализация костной трабекулы нижней челюсти. Окраска по Ван-Гизон. Ок. 10, об. 10.
К 3-ему месяцу наблюдения в контрольной группе в местах соприкосновения кости с поверхностью винтового дентального имплантата отмечено восстановление трабекулярного строения кости путем "сшивания" поврежденных мест трабекул прорастающей соединительной тканью.
В основной группе восстановление кости происходит из формирующихся межтрабекулярных пространств с прорастающими в них кровеносными сосудами и соединительной тканью с пролиферирующими клетками (рис. 3).
К 6 месяцам опыта в обеих группах наблюдается активный остеогенез. Причем в контрольной группе этот процесс носит характер "грубого костеобразования", что можно сравнить с костной мозолью на месте повреждения при переломах и травмах.
В основной группе к 6 месяцам выявлены процессы новообразования более зрелых костных трабекул с хорошо развитым межтрабекулярным пространством и активным ангиогенезом. Характерной особенностью репаративного процесса в основной группе является активное взаимодействие бонитового покрытия с соединительной тканью, проявляющееся организацией и прорастанием последней сквозь поры.
Рис. 3. Слева: врастание коллагеновых волокон в костные трабекулы. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. 40; справа: "Сшивание" костных трабекул соединительной тканью. Окраска по Маллори. Ок. 10, об. 20.
Заключение
Таким образом, в эксперименте на лабораторных животных установлено, что к 6 месяцам опыта в основной группе исследования наблюдается полноценная остеоинтеграция с новообразованием зрелых костных трабекул и активным ангиогенезом в отличие от контрольной группы, где костеобразование идет по типу костной мозоли.
Система винтовых дентальных имплантатов ""SGS Dental Systems", имеющая кальций-фосфатную бонитовую поверхность, имеет наиболее развитую структуру поверхности внутрикостной части и обладает высокими показателями шероховатости. Установка винтовых дентальных имплантатов "SGS Dental Systems" с биоактивным бонитовым покрытием позволяет добиться полноценной остеоинтеграции в сроки от 3 до 4 месяцев, что сокращает донагрузочный период. Наличие биоактивного покрытия обеспечивает максимальные показатели шероховатости и, как следствие, образование качественного костного регенерата вокруг поверхности дентального имплантата.