Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:Разработка и клинико-экспериментальное обоснование нового узла сопряжения в системе отечественных имплантатов

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГБОУ ВПО НИЖЕГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ

АКАДЕМИЯ

04201 357806 На пРавах РУ^описи

СОЛОДКАЯ ДИНА ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА И КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ НОВОГО УЗЛА СОПРЯЖЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ИМПЛАНТАТОВ

14.01.14- «Стоматология»

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Иванов С.Ю.

Нижний Новгород - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений................................................................................................4

Введение....................................................................................................................5

Глава 1 Обзор литературы....................................................................................9

1.1 Актуальность дентальной имплантологии на современном этапе лечения пациентов с отсутствием зубов.............................................................9

1.2 Обзор современных систем дентальных имплантатов. Разновидности узлов сопряжения................................................................................................14

1.3 Современные методы изучения прочностных свойств дентальных имплантатов.........................................................................................................22

Глава 2 Материалы и методы исследования...................................................25

I Экспериментальные методы исследования..................................................25

2.1 Математическое моделирование методом конечных элементов.............25

2.1.1 Описание имплантатов..........................................................................25

2.1.2 Построение математической модели имплантатов ЛИКО и ЛИКО-М...........................................................................................................34

2.2 Изучение прочностных свойств имплантатов............................................46

2.3 Микробиологические методы......................................................................48

II Клинические методы исследования..............................................................50

2.4 Общая характеристика больных..................................................................50

2.5 Методы общеклинического обследования больных.................................52

2.6 Изучение стоматологического статуса.......................................................54

2.7. Фотодокументирование...............................................................................55

2.8. Ортопантомограмма.....................................................................................56

2.9. Компьютерная томография.........................................................................57

2.9.1. Конусно-лучевая компьютерная томография.................................57

2.10. Изготовление операционного шаблона....................................................59

Глава 3 Результаты лабораторных методов исследования узла

сопряжения.............................................................................................................62

3.1 Результаты математического моделирования............................................62

3.1.1 Результаты конечно-элементного моделирования.............................62

3.1.2 Результаты исследования прочности имплантатов ЛИКО и ЛИКО-М методом конечных элементов........................................................................70

3.2 Результаты нагрузочных проб.....................................................................77

3.3 Результаты микробиологических исследований........................................79

Глава 4 Результаты клинических исследований............................................81

4.1 Общая характеристика полученных результатов при клиническом обследовании пациентов.....................................................................................81

4.2 Результаты лечения пациентов с одиночными дефектами зубных рядов.....................................................................................................................83

4.3 Результаты лечения пациентов с множественными дефектами зубных рядов.....................................................................................................................90

4.4 Результаты лечения пациентов с полным отсутствием зубов..................96

Заключение...........................................................................................................102

Выводы..................................................................................................................113

Практические рекомендации............................................................................114

Список литературы.............................................................................................115

Список сокращений

ВЧ - верхняя челюсть

КЛКТ - конусно-лучевая компьютерная томография

КТ - компьютерная томография

КЭ - конечно-элементный

МКЭ - метод конечных элементов

НЧ - нижняя челюсть

ОПТГ - ортопантомограмма

СОПР - слизистая оболочка полости рта

Введение

Актуальность проблемы

Численность населения, страдающего отсутствием зубов с каждым годом увеличивается, как и число нуждающихся в протезировании [1, 20, 148]. Дентальные имплантаты широко применяются при лечении пациентов с отсутствием зубов; и хотя хирургические аспекты лечения в настоящее время решены достаточно хорошо, ортопедическая часть остается не до конца отработанной. Важными вопросами являются удобство системы дентальных имплантатов в работе и способ изолирования узла сопряжения имплантата и супраструктуры от воздействия агрессивной среды и микробиологических факторов, имеющихся в полости рта.

Количество пациентов, лечение которых включает в себя этап проведения дентальной имплантации, в последнее десятилетие растет. Наряду с несомненно важными и определяющими успех лечения требованиями к имплантации, такими как остеоинтеграция дентальных имплантатов, их биоесовместимость и др., встает вопрос о длительном сохранении результатов лечения.

Перед конструкторами в связи с этим ставится задача повышения прочностных и механических свойств самих дентальных имплантатов, составных частей и, главное, узла их сопряжения.

Прочностные характеристики ортопедических конструкций, устанавливаемых на имплантаты, во многом зависят от прочностных характеристик узла сопряжения.

Для решения этих вопросов на кафедре ЧЛХ и имплантологии ФПКВ НижГМА была запланирована работа, в ходе выполнения которой предстояло изучить возможность повышения прочностных характеристик узла сопряжения в отечественных имплантатах для достижения многолетнего результата и прогнозируемого лечения пациентов с различными формами отсутствия зубов с использованием дентальных имплантатов.

Цель исследования

Разработать новый узел сопряжения внутрикостной и внекостной частей имплантата для повышения эффективности ортопедического лечения пациентов с частичным и полным отсутствием зубов с использованием дентальных имплантатов «ЛИКО-М».

Задачи исследования

1. Изучить преимущества и недостатки различных типов узла сопряжения ведущих фирм-производителей дентальных имплантатов.

2. Теоретически обосновать и создать новую модель узла сопряжения в системе дентальных имплантатов ЛИКО-М, применив математический анализ методом конечных элементов.

3. Провести лабораторные испытания динамическими методами нагрузок на опытных образцах.

4. Провести микробиологическое исследование разработанного узла сопряжения.

5. Оценить эффективность внедрения нового узла сопряжения в клинической практике.

Научная новизна

Разработаны методологические основы оценки прочностных свойств конструкций имплантатов с использованием математического моделирования методом конечных элементов.

Впервые в отечественной дентальной имплантологии разработана новая конструкция узла сопряжения, сочетающая конусное соединение с антиротационным элементом в виде двенадцатигранника в имплантате и шестигранника в супраструктуре.

Впервые доказано увеличение прочностных характеристик разработанного узла сопряжения для долговременного использования имплантатов, позволяющая ориентировать супраструктуру во внутрикостной части имплантата каждые 30°.

Практическая значимость

В результате проведенного исследования разработан новый узел сопряжения внутрикостной части имплантата и супраструктуры, сочетающий в себе элементы конического соединения и антиротационного двенадцатигранного соединения во внутрикостной и шестигранного во внекостной частях имплантата, позволяющие проводить ориентирование супраструктуры во внутрикостной части имплантата каждые 30°.

При экспериментальном исследовании доказаны преимущества данного узла сопряжения, позволяющие переместить концентрацию силовых усилий с поверхности шейки имплантата в области кортикального слоя на более глубокие структуры костной ткани. Это позволяет осуществить профилактику резорбции костной ткани в пришеечной области имплантата и повысить эффективность всего комплекса лечения пациентов с использованием дентальных имплантатов.

Публикации по теме диссертации

По теме диссертационной работы опубликованы 4 научные работы, в том числе 3 в изданиях, рецензируемых ВАК РФ.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разработка нового узла сопряжения в имплантате, сочетающего коническое соединение и антиротационный элемент в виде двенадцатигранника во внутрикостной части имплантата и в виде шестигранника в супраструктуре.

2. Результаты проведения сравнительного анализа разработанного узла сопряжения методом математического моделирования и проведения динамических испытаний.

3. Эффективность применения разработанного узла сопряжения в клинической практике при лечении пациентов с частичным и полным отсутствием зубов с использованием дентальных имплантатов.

Апробация диссертации

Основные положения диссертации доложены на IX Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы стоматологии-2010» (г. Ростов-на-Дону, 2010), на научно-практической конференции «Основы дентальной имплантации. Этапы хирургического и ортопедического планирования и лечения» (г. Архангельск, 2011) и на научно-практической конференции «Этапы хирургического и ортопедического планирования и лечения» (г. Иркутск, 2012).

Диссертация апробирована 17 декабря 2013 г. (протокол №31) на совместном заседании кафедр терапевтической, ортопедической, пропедевтической стоматологии, стоматологии детского возраста, хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, кафедр стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и имплантологии факультета повышения квалификации врачей Нижегородской государственной медицинской академии.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, иллюстрирована 17 таблицами и 138 рисунками. Библиографический список включает 200 источников, из них 68 отечественных и 132 зарубежных.

Глава 1 Обзор литературы

1.1 Актуальность дентальной имплантологии на современном этапе лечения пациентов с отсутствием зубов

Вернуть пациентам здоровье полости рта - важнейшая задача современной стоматологии.

Сегодня как никогда высоки требования к результату лечения пациентов с отсутствием зубов [15, 20, 21, 29, 46], ведь применение традиционного съемного протеза не гарантирует пациенту с полным или частичным отсутствием зубов нормального восстановления дикции, а также улучшения внешнего вида и повышения физиологического и психологического комфорта [99].

На сегодняшний день выделяют несколько основных причин бурного развития дентальной имплантации:

- проблема дефицита твердых и мягких тканей, возникающая вследствие потери зубов [91, 181];

- плохие эксплуатационные качества съемных протезов и последствия их применения [119, 172];

- последствия несостоятельности несъемных протезов; (альтернатива мостовидным протезам) [1, 149, 195];

- увеличение продолжительности жизни людей и улучшение её качества [74, 81, 137, 159, 166, 171, 189];

- психологические аспекты потери зубов [77, 87, 94, 102].

Жевательная эффективность съемного протеза на 60% ниже в сравнении

с естественными зубами [148]. В свою очередь, протезирование с опорой на имплантаты помогает восстановить функцию почти до нормальных показателей.

Изменения лица, которые естественным образом происходят при старении человека, могут быть ускорены и усилены утратой зубов, (влияя тем самым на его внешний вид). При потере зуба окружающая костная ткань атрофируется и теряет объем [43, 124], что приводит к необратимым изменениям лица пациента, а именно: к уменьшению высоты лица; углублению вертикальных линий на лице и губе; уменьшению горизонтального угла губ (придает человеку несчастный вид); истончению границы красной каймы и углублению носогубной складки вследствие снижения тонуса мимических мышц, а также к развороту подбородка вперед, создающему видимую прогнатию и к опущению прикрепления щечной и подбородочной мышцы, приводящим к появлению двойного подбородка. Закон Вольфа гласит, что кость ремоделируется в зависимости от приложенных к ней усилий [196]. Для сохранения объема и плотности кости необходима ее стимуляция. По данным литературы [144] 4% напряжений в кости направлены на ее сохранение и помогают сбалансировать процессы резорбции и формирования костной ткани. Зубы оказывают на окружающую их кость компрессионные и растягивающие силовые воздействия. При потере зуба недостаточная стимуляция кости вызывает уменьшение количества трабекул и снижение плотности костной ткани в этой области с потерей ширины, а затем и высоты кости. В течение первого года после удаления зуба ширина кости уменьшается на 25%, а общая потеря высоты при изготовлении иммедиат-протеза составляет 4 мм [148]. Имплантат же, воздействуя на кость подобно здоровым зубам, помогает сохранить ее параметры [ 170]. Результат -налицо, повышается мышечный тонус, и человек выглядит моложе.

Кроме того, протезирование с опорой на имплантаты не требует поддержки со стороны мягких тканей. Как известно, мягкие ткани у человека с полным или частичным отсутствием зубов становятся более чувствительными к боли из-за истончения слизистой оболочки, уменьшения выработки слюны и неплотно прилегающих съемных протезов. У пациента ухудшается дикция,

ограничивается свобода языка и снижается жевательная эффективность. Протезирование с опорой на имплантаты за счет непосредственного соединения имплантата с костной тканью позволяет избежать этих неудобств.

Увеличение продолжительности жизни населения - еще одна причина развития дентальной имплантации. Когда Александр Македонский завоевал мир, ему было только 17 лет [54], а средняя продолжительность жизни тогда составляла 22 года. С 1910 года продолжительность жизни растет быстрее, чем в любой другой период истории, и по прогнозам в ближайшие 50 лет люди старше 65 лет будут составлять не менее 20% населения [148]. Ожидаемая продолжительность жизни после выхода на пенсию сейчас значительно выросла, как и благосостояние многих пенсионеров. Так, спектр стоматологических услуг для пожилых в настоящее время расширяется и становится более важным как для стоматологов, так и для пациентов [5, 44]. Лечебные альтернативы, включающие несъемные протезы с опорой на имплантаты, следует предлагать почти каждому, нуждающемуся в протезировании. Только после обсуждения всех возможных методов лечения, пациент в полной мере может оценить преимущества, связанные с использованием дентальной имплантации.

Психологические аспекты полного отсутствия зубов могут варьировать от минимальных неудобств до невротического состояния. Несмотря на то, что полные съемные протезы способны удовлетворить эстетические потребности многих пациентов, есть люди, которые считают, что это существенно влияет на их социальную жизнь [28]. Потеря зубов влияет на «романтические» ситуации, особенно при новых отношениях, пациенты бывают вынуждены пользоваться протезным адгезивом, чтобы избежать неловкой ситуации. Одно из недавних исследований показало, что 63 % пациентов удовлетворены съемными протезами, и что только 80% полностью беззубых пациентов способны постоянно носить съемные протезы обеих дуг [95, 116]. Некоторые пациенты носят только один протез (обычно верхний), другие способны

носить свои протезы лишь в течение короткого периода времени. Кроме того, примерно 7% пациентов вообще не могут носить съемные протезы. Только для сравнения можно сказать, что 80% обследованных пациентов, имеющих протезы с опорой на имплантаты, отмечают улучшение их общего психологического состояния по сравнению с характерным для того времени, когда они носили традиционные съемные протезы; они считали протез с опорой на имплантаты неотъемлемой частью своего тела [77, 95].

Протезирование с опорой на имплантаты чаще дает положительный результат, чем традиционное протезирование, и все больше стоматологов и их пациентов узнают о его преимуществах. [4, 29]. Почти все профессиональные и многие непрофильные издания размещают рекламу имплантатов [40]. За последние, двадцать лет продажи имплантатов выросли по оценкам производителей в сто раз [149]. Имплантология стала общепризнанным направлением стоматологии и самостоятельной научной дисциплиной, по которой уже читают лекции во многих стоматологических вузах России. Этот метод протезирования будет несомненно развиваться и дальше и однажды станет самым распространенным [148].

Только в США совокупный объем дентальных имплантатов, установленных пациентам, увеличился с 1983 по 2002 год в 10 раз. Каждый год американские стоматологи уст