Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Сирак С. В. 1 Перикова М.Г. 1

---

1 ГБОУ ВПО СтГМУ Минздрава России

В работе представлены результаты лабораторного исследования, в ходе которого получены оптические и АСМ-снимки. Топография оценена по оригинальной схеме, включающей описание по морфологическим и цифровым показателям. Установлено, что система дентальных имплантатов с бонитовым покрытием имеет наибольшую шероховатость поверхности по всем параметрам. По данным исследования составлена рабочая классификация винтовых дентальных имплантатов. Исходя из признаков классификации винтовые дентальные имплантаты с неорганическим бонитовым покрытием системы "SGS" являются сверхшероховатыми, оптически крупнозернистыми, с высокоразвитой структурой поверхности и высокопористыми.

Статья в формате PDF

705 KB

дентальный имплантат

атомно-силовая микроскопия

шероховатость

1. Воложин, Г. А. Влияние физико-химических свойств поверхности титановых имплантатов и способов их модификации на показатели остеоинтеграции // Институт стоматологии. – 2010. – №44. – С. 100-108.

2. Казиева, И.Э. Возможности атомно-силовой микроскопии при оценке поверхности винтовых дентальных имплантатов / И.Э. Казиева, С.В. Сирак, М.Г. Перикова [и др.] // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – №2 (Электронный журнал); URL: http://www.science-education.ru/108-8687 (дата обращения: 26.03.2013).

3. Перикова, М.Г. Оценка влияния биоактивного покрытия винтовых дентальных имплантатов на сроки остеоинтеграции (экспериментально-морфологическое исследование) / М.Г. Перикова, С.В. Сирак, И.Э. Казиева [и др.] // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 2 (Электронный журнал); URL: http://www.science-education.ru/108-8686 (дата обращения: 28.03.2013).

4. Сторожук П.Г., Быков И.М., Еричев В.В., Сторожук И.А., Быкова Н.И. Ротовая полость и ее секреты как система антибактериальной и антирадикальной защиты организма // Аллергология и иммунология. – 2009. – Т.10, №3. – С. 350-357.

5. Сирак, С.В. Определение сроков остеоинтеграции винтовых дентальных имплантатов с биоактивным бонитовым покрытием in vivo / С.В. Сирак, М.Г. Перикова, Б.А. Кодзоков [ и др.] // Кубанский научный медицинский вестник. – 2013. – №6(141). – С. 169-172.

6. Сирак, С.В. Использование пористого титана для субантральной аугментации кости при дентальной имплантации (экспериментальное исследование) / С.В. Сирак, А.А. Слетов, А.К. Мартиросян [ и др.] // Медицинский вестник Северного Кавказа. – 2013. – Т.8, №3. – С. 42-44.

7. Чо, Сунг Ам. Усилие при выкручивании титановых имплантатов с поверхностью, обработанной лазером, из большеберцовой кости кролика // Biomaterials. – 2009. – №24. – Р. 4859-4863.

8. Cooper, L.F. Роль топографии поверхности в регенерации и сохранении кости при установке титановых эндоссальных зубных имплантатов // Новое в стоматологии. – 2008. – №8. – С. 83-92.

На сегодняшний день дентальная имплантация стала неотъемлемой частью современной стоматологии. Несмотря на то, что имплантаты по-прежнему изготавливают из титана, способы модификации их поверхности постоянно совершенствуются. Сегодня на стоматологическом рынке появляется все больше различных систем дентальных имплантатов, имеющих оригинальные способы обработки поверхности. Однако определиться с выбором врачу-имплантологу достаточно сложно, не имея четкого понимания отличий предлагаемых систем.

Рядом авторов доказано то, что поверхность используемого имплантата должна обладать высокой чистотой и достаточной шероховатостью для обеспечения адекватной остеоинтеграции [4,6,7]. Некоторые исследователи выделяют шероховатость поверхности как главный фактор, способствующий максимальному количеству костно-имплантационных контактов [1,3]. Однако шероховатость неразрывно связана с топографией поверхности. Наиболее значимым показателем структуры поверхности является средняя глубина шероховатости (Sa) [2]. Следует отметить, что средняя глубина шероховатости – это математический параметр структуры поверхности, а топография (рельеф) – морфологический. Степень развитости рельефа поверхности имеет первостепенное значение на ранних стадиях репаративного остеогенеза [5,8].

Совершенствование архитектоники поверхности винтовых дентальных имплантатов должно осуществляться параллельно исследованиям по определению оптимальных параметров микро – и макроструктуры поверхности имплантата. Следовательно, изучение топографии поверхности внутрикостной части винтовых дентальных имплантатов (ПВЧВДИ) разных фирм-производителей и обоснование их применения при дентальной имплантации является актуальным научным направлением.

Цель исследования: сравнительная оценка поверхностей винтовых дентальных имплантатов 5-ти различных систем с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ).

Материалы и методы исследования

Исследование выполнено с помощью зондового микроскопа фирмы NT-MDT NTEGRA Aura (Россия), предназначенного для визуальной и цифровой оценки поверхностей. Проведено сравнительное изучение качества ПВЧВДИ 5-ти различных систем: 1) "BCS" - Швейцария, машинная обработка поверхности (контрольная группа); 2) "NIKО (Lux)" - Россия-Германия, крупнозернистая пескоструйная обработка и травление кислотой (1-я основная группа); 3) "ENDURE" - США, пескоструйная обработка и травление кислотой (2-я основная группа); 4) "RADIX" - Россия, интенсивная пластическая деформация (3-я основная группа); 5) "SGS Dental Systems" - Швейцария электрохимически осажденная кальций-фосфатная бонитовая поверхность (4-я основная группа). Исследование выполнено на базе лаборатории нанопродуктов и наноматериалов Северо-Кавказского государственного технического университета.

В работе использована контактная методика измерения - контактная атомно-силовая микроскопия (c-AFM) зондами CSG30 (Фирмы NT-MDT). Данная методика позволяет получить изображение топографии и рельефа поверхности винтовых дентальных имплантатов.

Для изучения поверхности имплантатов выбраны следующие участки: вершина резьбы, скат резьбы, основание резьбы, расстояние между витками резьбы, желобок.

Таблица 1

Морфологические и цифровые показатели поверхности внутрикостной части винтовых дентальных имплантатов

Вышеперечисленные участки ПВЧВДИ отсканированы у 5-ти одинаковых образцов в каждой группе.

После обработки в специальной программе снимки описаны по разработанной в ходе исследования схеме, включающей морфологические и цифровые показатели (табл. 1).

Результаты исследования

и их обсуждение

Морфологические показатели изучены по оптическим и АСМ-снимкам. При визуальной оценке снимков системы винтовых дентальных имплантатов "BCS" (рис. 1) видна металлическая структура и отсутствие зернистости. На АСМ-снимке поверхность выглядит гладкой. После машинной обработки поверхность внутрикостной части винтового дентального имплантата не является идеально гладкой, поэтому в сравнении с другими образцами уместно указывать показатели шероховатости.

При визуальной оценке топографии ПВЧВДИ образцов основных групп (рис. 2,3) видно, что системы винтовых дентальных имплантатов "НИКО" и "ENDURE", подвергнутые пескоструйной обработке и травлению по различным методикам, имеют схожий мелкобугристый рельеф на АСМ-снимках и идентичную металлическую и ультрамелкозернистую структуру на оптических снимках.

Рис. 1. Оптический, АСМ-снимок и ЗD-изображение ПВЧВДИ системы "BCS"

Чередование вершин (наиболее светлые участки) и впадин (наиболее темные участки) неравномерное, частое. При визуальной оценке глубины микропор видно, что они неглубокие; имеются достаточно крупные впадины, вытянутые в диаметре. Такое чередование микро- и макропор объясняется способом обработки поверхности (пескоструйная обработка образует крупные углубления на поверхности винтового дентального имплантата, а кислотное травление способствует образованию микропор).

Рис. 2. Оптический, АСМ-снимок и ЗD-изображение ПВЧВДИ системы "НИКО"

Рис. 3. Оптический, АСМ-снимок и ЗD-изображение ПВЧВДИ системы "ENDURE"

Система винтовых дентальных имплантатов "RADIX" (рис.4), поверхность которых подвергнута интенсивной пластической деформации, характеризуется крупнобугристым рельефом поверхности, наличием неглубоких, но крупных в диаметре пор, неравномерным и редким чередованием вершин и впадин; на оптическом снимке зерна измеряются не микрометрами, а нанометрами, что связано со способом обработки.

Рис. 4. Оптический, АСМ-снимок и ЗD-изображение ПВЧВДИ системы "RADIX"

ПВЧВДИ системы "SGS" (рис.5) значительно отличается от остальных своим рельефом в форме блоков, уложенных в различном направлении, неравномерным и частым чередованием плоских широких вершин и глубоких впадин, а также глубокими порами неправильной формы. Структура на оптическом снимке крупнозернистая, так как она имеет неметаллическое бонитовое покрытие.

Рис. 5. Оптический, АСМ-снимок и ЗD-изображение ПВЧВДИ системы "SGS"

Ряд авторов считают, что усложнение микрорельефа поверхности имплантатов непосредственно влечет повышение адгезии компонент периимплантатной зоны и вместе с тем интеграционного потенциала [2, 3, 7].

Согласно предложенной схеме, при оценке ПВЧВДИ по цифровым показателям установлено следующее: разброс величин средней глубины шероховатости (Sa) составляет от 30,15 нм в контрольной группе до 195,68 нм в 4-й основной группе ("SGS"); расстояния между высшей и низшей точками (Sy) – от 290,44 нм до 1687,39 нм соответственно; корня из среднего квадратного отклонения глубины профиля шероховатости (Sq) – от 34,62 нм до 296,27 нм соответственно. Различия показателей в основных группах статистически достоверны по сравнению с контрольной группой (р<0,01) и находятся в зоне значимости (р1<0,01). Следовательно, выявлена следующая восходящая последовательность значений у образцов винтовых дентальных имплантатов: 1 – контроль < 2 – "НИКО" < 3 – "ENDURE" < 4 – "RADIX" < 5 – "SGS", из которой видно, что система дентальных имплантатов с бонитовым покрытием имеет наибольшую шероховатость поверхности.

Результаты, полученные в ходе данного лабораторного исследования, значительно отличаются от сведений литературы [7], что связано с оборудованием, на котором выполнено исследование, со способами обработки данных (коррекция плоскостями, обработка фильтрами и т.д.), а также с шагом и площадью сканирования. Подтверждением достоверности полученной в ходе проведения атомно-силовой микроскопии информации является то, что данные других авторов также свидетельствуют о минимальной шероховатости дентальных имплантатов с машинной обработкой поверхности и максимальной шероховатости дентальных имплантатов с неорганическим неметаллическим покрытием [1, 6].

На основании данных лабораторного исследования предложена рабочая классификация систем винтовых дентальных имплантатов по следующим признакам (табл. 2):

· средняя глубина шероховатости,

· размер зернистости на оптическом снимке,

· рельеф поверхности на АСМ-снимке,

· толщина пористого слоя,

· наличие дополнительного (неметаллического) покрытия.

Таблица 2

Рабочая классификация винтовых дентальных имплантатов

Таким образом, винтовые дентальные имплантаты с неорганическим бонитовым покрытием системы "SGS" являются сверхшероховатыми, оптически крупнозернистыми, с высокоразвитой структурой поверхности и высокопористыми.

Заключение

Атомно-силовая микроскопия является современной и востребованной методикой, позволяющей объективно выполнить визуальную и цифровую оценку поверхности винтовых дентальных имплантатов, оценить шероховатость их поверхности. Рабочая классификация, разработанная на основании данных атомно-силовой микроскопии, позволяет сравнить параметры макро- и микроструктуры поверхности винтовых дентальных имплантатов и выявить наиболее оптимальные из них. В проведенном исследовании система дентальных имплантатов с электрохимически осажденной кальций-фосфатной бонитовой поверхностью ("SGS") обладает наиболее развитой топографией поверхности и высокими показателями шероховатости. Это позволяет рекомендовать к использованию данную систему дентальных имплантатов в клинических ситуациях с выраженной атрофией альвеолярной части нижней челюсти или альвеолярного отростка верхней челюсти, а также в сочетании с субантральной аугментацией.

Библиографическая ссылка