Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Клинико-экспериментальное обоснование применения модифицированного электретного покрытия для дентальных имплантатов

1111111111111111111

□ОЗОТ1ВТО

На правах рукописи

УДК 616 314 -089 843

КАЕМ АНАСТАСИЯ ИГОРЕВНА

«Клинико-экспериментальное обоснование применения модифицированного электретного покрытия для дентальных

имплантатов»

14 00 21 - «Стоматология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 I МАЙ 2007

Москва-2007

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего

«Московский Государственный медико-стоматологический университет»

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор Иванов Сергей Юрьевич

Научный консультант: Заслуженный деятель науки и техники РФ, лауреат государственной премии РФ, доктор технических наук, профессор Быстрое Юрий Александрович

Официальные оппоненты: Доктор медицинских наук, профессор Амхадова Малкан Абдрашидовна Доктор медицинских наук, профессор Ушаков Андрей Иванович

Ведущая организация: Институт повышения квалификации Федерального Медико-биологического агентства

Защита состоится /с^ 2007 года в *7^^часов на заседании

диссертационного совета Д 208 041 03 при ГОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ РОСЗДРАВА» (127006, Москва, ул Долгоруковская, д 4 а)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного медико-стоматологического университета (127206, Москва, ул Вучетича, д 10а)

профессионального образования

Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

МЕДИКО-СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета к м н доцент

Н В Шарагин

Общая характеристика работы. Актуальность проблемы.

На сегодняшний день стоматологическая имплантология является важной составляющей в вопросах решения проблем устранения дефектов зубочелюстной системы, позволяя повысить эффективность функциональной нагрузки, эстетики лица и социальной реабилитации человека (Параскевич В Л 2006, Иванов С Ю с соавт 2004, Робустова Т Г 2003, Кулаков А А 1997, Babbush ChA 2001, Saadoun АР 2004) Существует ряд методик установки, а также послеоперационного ведения многих систем имплантатов отечественного и импортного производства При этом актуальным остается вопрос совершенствования поверхности имплантатов в целях достижения стабильной остеоинтеграции Современными производителями разработано и внедрено несколько методов обработки поверхности полирование, пескоструйная и дробеструйная обработка, МИП-обработка и покрытие гидроксилапатитом (ГАП) (Воложин Г А 2006, Лясников В Н 1997, Лепилин А В 1999, Петров ИЮ 1999, Lemons JE 2004) При этом определенный интерес представляет использование электретного покрытия, ставшего результатом исследований, выполненных в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» на факультете электроники под руководством д т н профессора Быстрова Ю А и доцента Ласки В Л

Электрет - это диэлектрик, на поверхности или в объеме которого продолжительное время сохраняются не скомпенсированные электрические заряды, создающие в окружающем электрет пространстве квазистатическое (медленно меняющееся во времени) электрическое поле

Элекгретный эффект обнаружен в большинстве важнейших биополимеров - белках, полисахаридах и полинуклеотидах Макромолекулы коллагена, гемоглобина и ДНК, обладая электретными свойствами, имеют центры, «запоминающие» поляризацию и заряд (Ласка В Л 1997, Jnoue S 1997, Vercaigne S 2000) Смысл получения электретного покрытия состоит в

нанесении пятиокиси тантала в вакууме с био - и химически инертными газами Нанесенная пленка ТагОз обладает заданными электретными свойствами, высокой адгезией и чистотой, и эти свойства равномерны на всем протяжении поверхности со сложной пространственной конфигурацией Полученная поверхность имеет заданный электрический потенциал, не меняющийся во времени и создает по периферии однородное электрическое поле В проведенных ранее исследованиях по воздействию постоянного электрического тока на костную ткань было показано, что рост новой ткани наблюдается в области отрицательного заряда, в то время как у анода отмечается остеонекроз (Соловьев В А 2002, Купп ЛИ 2001, Дудко АС 2000, Castellón Р 2004)

Результаты исследований в данной области отмечены рядом патентов Российской Федерации, именно они составили теоретическую и технологическую базу новой медицинской отрасли

В настоящее время TaíOs используется в разных областях медицины, в том числе в травматологии и челюстно-лицевой хирургии в качестве покрытия пластин для остеосинтеза, что явилось предпосылкой возможности применения технологии покрытия электретом внутрикостной поверхности имплантата Но до недавнего времени трудность заключалась в том, что технология создания электретной пленки не позволяла получить ее непрерывный слой на дробеструйной поверхности образцов Нанесение ее на неровности развитого микрорельефа приводило к нарушению непрерывности электретного слоя Таким образом, нарушалось основное условие сохранения постоянно заданного электрического потенциала на поверхности

На сегодняшний день, под руководством дтн профессора Быстрова Ю А, разработана принципиально новая технология образования электретного слоя на неровных поверхностях, формирующая непрерывный слой Та205, имеющий постоянный заданный потенциал Покрытие модифицированным электретным слоем дробеструйной поверхности имплантатов «ЛИКо» позволит создать принципиально новую биоактивную

поверхность внутрикостной части Планируемые экспериментальные и лабораторные исследования позволят получить соответствующие режимы и параметры предлагаемой методики покрытия электретной пленкой внутрикостной части дентальных имплантатов, что позволит внедрить их в клиническую практику с целью оптимизации процессов остеоинтеграции Цель работы:

Целью настоящего исследования явилась экспериментальная разработка нового электретного покрытия отечественных дентальных имплантатов системы «ЛИКо» и их клиническая апробация

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи

1 Разработка технологических параметров и режимов создания модифицированного электретного покрытия для используемых рельефов поверхности сплавов титана

2 Изучение особенности остеогенеза на культуре тканей остеогенных стромальных клеток-предшественников при использовании разработанного модифицированного электретного покрытия, а также способность их адгезии на поверхности дентальных имплантатов отечественной системы «ЛИКо»

3 Клиническая апробация дентальных имплантатов отечественной системы «ЛИКо» с новым электретным покрытием и оценка эффективности использования в практической стоматологии

Научная новизна работы.

1 Впервые, в результате экспериментальных исследований разработана методика нового электретного покрытия на поверхностях любого рельефа

2 Впервые экспериментально доказано стимулирующее влияние электретного покрытия на митотическую активность и высокая степень адгезии остеогенных клеток-предшественников костного мозга на модифицированной поверхности имплантатов

3 В результате клинической апробации имплантатов с модифицированной поверхностью доказана эффективность их применения в стоматологической практике

Практическая значимость работы.

В результате проведенных совместных исследований получены данные, позволяющие использовать модифицированное электретное покрытие внутрикостной части дентальных имплантатов системы «ЛИКо» для оптимизации процессов остеоинтеграции Это позволило уменьшить количество послеоперационных осложнений и привело к сокращению сроков между хирургическим и ортопедическим этапами лечения

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на медицинской конференции молодых ученых (Москва 2003 г ), на П1 научно-практическом семинаре «Опыт и перспективы клинического применения имплантатов «КОНМЕД» Москва 16 сентября 2004, на Российском научном форуме Москва 14-17 декабря 2004, на V ежегодной совместной с Международным Конгрессом Оральных Имплантологов (ICOI) конференции секции имплантологов БелСА (В SOI) «Современные проблемы дентальной имплантологии и тканевой инженерии» Минск 23-25 февраля 2005, на межкафедральном заседании кафедры госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, кафедры госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии ФПКС и кафедры факультетской хирургической стоматологии и имплантологии Московского государственного медико-стоматологического университета (26 февраля 2007г )

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 работы в журналах, рекомендованных ВАК России

Положения, выносимые на защиту:

1 Разработка методик и режимов получения нового электретного покрытия для различных поверхностей из титана

2 Результаты экспериментальных исследований о стимулирующем воздействии нового электретного покрытия на первичную и пассированную культуру остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга

3 Данные результатов сканирующей электронной микроскопии титановых образцов, доказывающие высокую степень и значительную площадь прикрепления остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга на модифицированной поверхности

4 Результаты клинического внедрения дентальных имплантатов отечественной системы «ЛИКо» с модифицированным электретным покрытием

Личный вклад автора.

Автором была лично проведена серия экспериментов на модели избирательного клонирования остеогенных стромальных клеток-предшественников в лаборатории стромальной регуляции иммунитета ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им Н Ф Гамалеи РАМН (руководитель лаборатории д м н профессор Чайлахян Р К ) В дальнейшем после обработки и анализа полученных результатов были самостоятельно подготовлены материалы для прохождения токсикологической экспертизы

Лично проведено клиническое обследование и хирургическое лечение 24 пациентов с частичным или полным отсутствием зубов с использованием стоматологических имплантатов двухэтапной отечественной системы «ЛИКо» Так же принято непосредственное участие в написании диссертационной работы Внедрение

Результаты настоящего исследования внедрены в лечебный и учебный процесс кафедры факультетской хирургической стоматологии и

имплантологии, кафедры госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии МГМСУ, кафедры стоматологии ИПО НГМА, государственные и частные клиники Москвы, Нижнего Новгорода, Саратова, Казани, Ростова на Дону и Одессы

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы Работа иллюстрирована 5 таблицами, 59 рисунками Список литературы содержит 170 источников, из них 89 отечественных и 81 иностранный

Содержание работы.

Работа подразделена на экспериментальную и клиническую части Экспериментальный раздел.

Методика нанесения модифицированного электретного покрытия на поверхность титановых дисков. В экспериментальной части работы все исследования связанные с

отработкой методик и созданием модифицированной поверхности титановых

образцов были выполнены в Санкт-Петербургском государственном

электротехническом университете «ЛЭТИ» Под руководством д т н

профессора, заслуженного деятеля науки и техники, лауреата

Государственной премии РФ, зав кафедрой электронных приборов и

устройств Быстрова Ю А

Нами были подготовлены и использованы образцы из титанового сплава

группы «чистый титан» (Grade 4), диски диаметром 12 мм, толщиной 0,5 мм,

с технологическим отверстием 2,5 мм по середине Диски прошли разную

степень предварительной обработки Часть из них была обработана

дробеструйным способом, другая методом ионно-плазменной обработки Все

они в последующем были покрыты электретной пленкой и подвергнуты

исследованию

Покрытие проводилось на установке «УВН-2М», специально модернизированной для решения поставленной задачи.

Технология нанесения электретных покрытий оксида тантала реализована с помощью метода реактивного магнетронного распыления (МРР) Этот метод позволяет получить пленку ТагО^ с хорошей адгезией, однородностью по толщине и равномерностью на достаточно протяженных поверхностях, а также на изделиях сложной формы Кроме того, в связи с тем, что энергия осаждаемых частиц в системах МРР не велика (до 0,5 кВ) в процессе напыления не происходит значительный неконтролируемый разогрев подложек.

При рабочем токе 1,3 А и напряжении 0,7 кВ - скорость роста плёнки оксида тантала на подложке составляет около 0.05 мкм/мин. При расстоянии мишень - полложка 60 мм зона, в которой происходит рост равномерной по толщине плёнки составляет §0 мм по вертикали

Для придания плёнки электретных свойств в процессе напыления на подложку с помощью специального прибора подаётся потенциал определённого значения.

Рис. 1. Представлен титановый образец после дробеструйной обработки с покрытием оксида тантала

Рис. 2 Поверхность титанового диска прошедшего ионно-плазменную обработку и покрытая оксидом тантала

Влияние титановых дисков с различной чистотой обработки, покрытых модифицированным электретным покрытием, на стромалъные клетки -предшественники костного мозга в культуре тканей in vitro.

Влияние электретных покрытий на процессы остеоинтеграции происходящие в костной ткани при имплантации, было изучено на модели избирательного клонирования на культурах остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга

В зависимости от режима нанесения элекгретной пленки (ТагОз) и чистоты поверхностной обработки титана, на которую он наносился, меняется продолжительность сохранения заряда на поверхности и, следовательно, продолжительность и сила его воздействия на ткани

Проведенные исследования позволили получить данные, которые смогут косвенно продемонстрировать влияние электретного покрытия на пролиферативную активность остеогенных стромальных клеток в области имплантации

Учитывая, что в настоящее время большинство практикующих врачей-хирургов применяют имплантаты с традиционными методами поверхностной обработки механической, дробеструйной (пескоструйной), титано-плазменное напыление, нанесение гидрооксилаппатита, нами была выбрана дробеструйная модель обработки имплантата системы «ЛИКо» Она была разработана в Московском Государственном Медико-стоматологическом университете на кафедре факультетской хирургической стоматологии и имплантологии (зав кафедрой д м н профессор Иванов СЮ)

Уже подготовленные ранее образцы, были покрыты модифицированной электретной пленкой в специальном режиме и подвергнуты стерилизации

Изучение влияния титановых дисков покрытых электретом на эффективность колониеобразования остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга и пролиферативную активность стромальных клеток при развитии штаммов проводили, помещая их в пластиковые 6-ти луночные планшеты с питательной средой, вслед за

эксплантацией костномозговых остеогенных стромальных клеток Титановые диски, находились в лунках в течение всего времени культивирования

Таблица 1

Влияние титановых дисков с различными режимами поверхностной обработки покрытых электретом на эффективность колониеобразования в

первичных культурах костного мозга in vitro

Число Вид титановых дисков контроль

клеток эксплантиро ванных в лунку 3,5x105 ИОННО- плазменные дробеструйно-обработанные ионно-плазменные дробесгруйно-обработанные без дисков 3

диски без электрета диски без электрета диски с электретом диски с электретом лунки

среднее число выросших колоний

н 4 лунки 19 18 27 24 21

S с 4 лунки 17 22 19 29 32 35 33 16 21

4 лунки 20

4 лунки 16 21 32 32 18

15 19 17 18 33 29 21 26 16 19

с о 4 лунки

fN 4 лунки

H 4 лунки 21 19 30 25 20

kO С 4 лунки 20 18 21 23 28 21 30 27 17 21

го 4 лунки

£ Si = 165 1а = 178 1з = 261 Ь = 229 L5 = 169

М±ш 18,3 ±0,72 19,7 ±0,77 29,0 ± 1,08* 28,1 ± 1,72 18,7 ±0,79

Примечание

* статистически достоверное увеличение показателя (Р < 0,05)

В таблице 1 представлены следующие результаты только в 1-й группе культур (ионно-плазменная обработка поверхности без электрета) число выросших колоний было меньше, чем в контрольной группе (18,3 ± 0,72) В группе же, где в планшете были помещены титановые диски покрытые

электретом, не зависимо от микрорельефа, число выросших колоний (29,0 ± 1,08) и (28,1 ± 1,72) было достоверно выше (Р < 0,05) контрольных значений Необходимо отметить, что стимулирующий эффект выявленный в группах с электретом, был выше среднего числа колоний в остальных группах

В экспериментах с культурами клеток остеогенных стромальных клеток-предшественников П пассажа были использованы диски обоих типов поверхностной обработки покрытые электретом Диски без электретного покрытия, в этой серии экспериментов мы решили не использовать, так как результат, на наш взгляд, был прогнозируемым и очевидным

Таблица 2

Влияние титановых дисков с различными режимами поверхностной обработки покрытых электретом на пролифератавную активность остеогенных стромальных клеток-предшественников в пассированных

культурах in vitro

Число клеток Вид титановых дисков контроль

эксплантиров анных в лунку З'Ю4 ионно-плазменные диски с покрытием электрета дробеструйно-обработанные диски с покрытием электрета без дисков 3 лунки

среднее число выросших клеток (х105)

н 4 лунки 1,37 1,97 1,13

2 а 4 лунки 1,27 1,83 1,34

4 лунки 1,48 2,06 1,12

4 лунки 2,12 1,87 1,18

EÜ 4 лунки 2,61 2,40 1,29

CN 4 лунки 2,73 2,15 1,45

H 4 лунки 1,18 1,77 1,10

Л С О со 4 лунки 1,39 2,00 1,17

4 лунки 1,23 1,85 1,22

I £з = 15,38 Та = 17,90 Zi = 11,0

М±ш 1,70 ±0,23** 2,00 ±0,07* 1,22 ±0,04

Примечание

* статистически достоверное увеличение показателя (Р < 0,005)

* »статистически достоверное уменьшение показателя (Р < 0,05)

Как и в экспериментах, по изучению влияния титановых дисков с электретным покрытием на эффективность колониеобразования число выросших клеток было больше в культурах, в которые находились титановые диски с электретным покрытием после дробеструйной и ионно-плазменной обработки (2,00 ± 0,07) и (1,70 ± 0,23) соответственно (табл 2) Достоверно меньшее число выросших клеток было в контрольной группе культур без титановых дисков (1,22 ± 0,04) (Р < 0,05)

Не столь значительную разницу в увеличении числа клеток в культурах с разным микрорельефом титановых дисков и контрольной группой можно объяснить стимулирующим эффектом электрета и быстрым (3-4 дня) формированием в них плотного монослоя остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга Дальнейшую пролиферацию ограничивает развивающееся контактное торможение остеогенных клеток В то же время более равномерное развитие культур контрольной группы в первые дни, к 7 дню, возможно, достигло пика пролиферативной активности Таким образом, покрытые электретом титановые диски разного способа обработки, помещенные в монослойные культуры, по-разному влияли на остеогенные стромальные клетки-предшественники костного мозга Результаты, полученные во всех экспериментах с дисками покрытыми электретом, были выше контрольных значений, чего нельзя сказать о дисках без покрытия Такое различие, на наш взгляд можно объяснить однородностью электрического поля вокруг дисков и, как следствие, это поле оказывает стимулирующее действие на клеточные структуры

Предложенная нами оригинальная технология покрытия электретной пленкой, дробеструйной поверхности, дала возможность получить сочетание классической формы микрорельефа титановой поверхности и наличие активной стимулирующей поверхности в виде электретной пленки

В эксперименте на культуре ткани стромальных клеток-предшественников костного мозга, удалось проследить стимуляционное

воздействие электретного покрытия на осгеогенные стромальные фибробласты, Но остался ключевой вопрос о степень адгезии, площади прикрепления и распределения по поверхности остеогенных клеток на подготовленной дробеструйной и ионно-плазменной поверхности титановых образцов

Проведение сканирующей электронной микроскопии.

Ставя перед собой задачу, визуально оценить степень и площадь

прикрепления к новым предложенным поверхностям и покрытиям стромальных остеогенных клеток-предшественников мы прибегли к сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) титановых дисков используемых в предыдущем эксперименте на культуре тканей. Данное исследование проводилось в меж кафедральной лаборатории электронной микроскопии биофака МГУ им М.В.Ломоносова.

После завершения эксперимента на пассированной культуре тканей титановые диски аккуратно извлекали и подверта™ специальной обработке.

По прошествии всех подготовительных этапов препараты в течение первого часа подвергались электронной микроскопии поверхности, содержащие на себе фиксированные остеогенные клетки-предшественники костного мозга.

Рис 3 Дробеструйно-обработанная Рис. 4 Поверхность, обработанная ионно-поверхность, покрытая электретом с плазменным способом покрытая электретом отдельной оетеогенной клеткой а остеотенист клеткой.

Данное исследование подтвердило наши предположения о хорошей адгезии и достаточно плотной площади размещения остеогенных стромальных фибробластов на поверхности металла покрытого электретной пленкой

На наш взгляд, именно электретная пленка с имеющимся на ней электрическим полем, создает тот необходимый стимуляционный фон для оптимального размещения остеогенных клеток-предшественников костного мозга на предложенной модифицированной поверхности

После проведенного исследования была проведена токсикологическая экспертиза (заключение № 477 006 от 21 марта 2006 г) с выводами, что изученные образцы отвечают требованиям, предъявляемым к изделиям медицинского назначения Рекомендуется к применению по показателю токсичность

Клинический раздел.

Полученные результаты и их обсуждение.

Клинико-лабораторные исследования проведены на базе кафедры факультетской хирургической стоматологии и имплантологии МГМСУ За период с 2002 года по 2006 год проведено хирургическое и ортопедическое лечение с последующим динамическим наблюдением 24 пациента (13 мужчин и 11 женщин) с частичным или полным отсутствием зубов, в возрасте от 24 до 56 лет, с использованием стоматологических имплантатов двухэтапной отечественной системы «ЛИКо»

Вопрос о возможности и целесообразности операции имплантации и последующего ортопедического лечения решали после комплексного обследования пациентов на основе анализа местных и общих факторов, определяющих последующее лечение В процессе предоперационного планирования пациентам было проведено рентгенологическое обследование, в результате которого, в том числе, был определен тип строения костной ткани Для клинической апробации дентальных имплантатов были отобраны пациенты с БII - БIII типом архитектоники кости

Исследуя стоматологический статус пациента, особое внимание обращали на гигиену полости рта, оценивали состояние тканей пародонта имеющихся зубов

Все пациенты были разделены на две клинические группы

• Первая клиническая группа состояла из 12 пациентов, которым были установлены винтовые имплантаты системы «ЛИКо», поверхность которых была не только обработана дробеструйным методом, но и покрыта электретной пленкой, в соответствии с имеющейся оригинальной технологией и сразу в момент операции были введены стандартные формирователи десны

• Во второй клинической группе пациентам были установлены стандартные винтовые стоматологические имплантаты системы «ЛИКо» с дробеструйно-обработанной внутрикостной поверхностью Численность группы составляла 12 человек (контрольная группа)

Во второй клинической группе установленные стоматологические винтовые имплантаты также велись открытым способом

Таблица 3

Распределение количества пациентов по клиническим группам

\ Кол-во пациентов Мужчины Женщины Кол-во установленных имплантатов

И/Ч В/Ч Всего

I клиническая группа 12 6 6 14 16 30

II клиническая группа 12 7 5 17 15 32

ВСЕГО 24 13 11 31 31 62

Всего было установлено 62 имплантата, в равном количестве на верхней и нижней челюсти

Все пациенты находились на динамическом наблюдении после проведения операции установки стоматологических имплантатов Антисептическая обработка области операционной раны и наблюдение осуществлялось на 1,3,5,7,9, сутки после операции А также через 21 день, 30 дней, 45, 60 и 90 дней У пациентов с установленными имплантатами на верхней челюсти посещения врача были назначены на 120, 150 и 180 сутки после операции

Последующие рентгенологические исследования проводились после установки имплантатов в день операции или на следующий день, на 30, 60, 90 и на 180 сутки у пациентов с установленными имплантатами на верхней челюсти

Оценка степени стабильности установленных имплантатов проводилась с использованием портативной системы измерения параметров резонанса на базе персонального компьютера Данная система разработана на кафедре факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ (зав кафедрой д м н , проф Малый А Ю) под руководством д м н Морозова К А

Проводя измерения на разных частотах, определяется максимальная амплитуда перемещения имплантата, что соответствует его резонансной частоте Измерения проводили на разных частотах от 50 до 1500 Гц с интервалом 50 Гц

Оценка резонанса (стабильности) имплантатов проводилась непосредственно после их установки на 1 сутки, через 5, 9 дней, 21 день, 45 дней Через 3 месяца на нижней и верхней челюсти, 4 месяца и полгода на верхней челюсти перед ортопедическим лечением

Для проведения измерений на этапах наблюдения проводилось перкутирование формирователя десны установленного во время операции имплантации

Клинический осмотр пациентов I и II клинической группы проводили, начиная с первых суток после операции

Оценивали общее состояние, жалобы больных, измеряли температуру тела, отмечали изменение конфигурации лица реакцию регионарных лимфатических узлов, наличие отека и гиперемии мягких тканей Отмечали изменение в полости рта отек и гиперемию слизистой оболочки в области операционной раны После осмотра всем пациентам проводили антисептическую обработку линии швов и установленных формирователей десны В экспериментальной и контрольной группе проводили измерение показателей устойчивости с помощью прибора «Периодонтометр» с установленных имплантатов проводя перкутирование через формирователь десны

Оценивая клиническую картину и проводя сравнительный анализ состояния пациентов при динамическом наблюдении можно смело констатировать, что послеоперационное течение было приблизительно одинаково в экспериментальной и контрольной группе и принципиально не отличалось

Общие признаки послеоперационного воспаления, жалобы, изменение конфигурации лица, клинические проявления в полости рта были одинаковыми на всем протяжении наблюдения, от операции до момента снятия швов и в последующие дни

Отличие нами было замечено только в определении резонансной частоты (стабильности), установленных имплантатов в исследуемых грушах пациентов Эти различия обращают на себя внимание, начиная с 9 суток наблюдения Так средние значения резонансной частоты в экспериментальной группе были определены в пределах - 850,0 ± 23,68 Гц против - 806,25 ± 21,46 Гц в контрольной группе К 21 - 45 дню этот разрыв в значениях стал более очевиден и составил - 1037,5 ± 39,96 Гц к - 926,5 ± 25,16 Гц соответственно

В клинических группах I и II на сроки наблюдения 60 и 90 дней различия в полученных значениях определялись примерно в тех же пропорциях - 1058,63 ±37,81 Гц и-998,32 ±23,71 Гц

При диагностическом перкутировании установленных имплантатов верхней челюсти в сроки от 120 дней до 180 суток значения выровнялись и были приблизительно одинаковые - 1035,71 ± 35,50 Гц и - 1006,25 ± 22,2 Гц

Таким образом, из полученных данных об изменении резонансной частоты установленных имплантатов в экспериментальной и контрольной клинической группе, можно сделать следующее заключение

Начиная с 9-14 суток наблюдения, резонансная частота (стабильность) установленных имплантатов в экспериментальной группе с модифицированной внутрикостной поверхностью, начинает возрастать, достигая апогея к 45 суткам После этого срока, значения резонансной частоты установленных имплантатов в группе I с электретной поверхностью внутрикостной части, не меняются и остаются стабильными вплоть до срока проведения второго этапа

В контрольной группе с установленными стандартными имплантатами без электретного покрытия показатели резонансной частоты достигают стабильных значений только к 60 - 90 дню на нижней челюсти и к 150 суткам наблюдения на верхней челюсти И только в эти сроки клинического наблюдения, полученные значения стабильности имплантатов в контрольной группе приближаются к показателям, выявленным в экспериментальной группе

Заключение

Подводя итог работе в целом, можно сказать, что разработанная технология нанесения электретной пленки на дробеструйное покрытие и создание тем самым модифицированного микрорельефа внутрикостной поверхности имплантата новаторская и прогрессивна Проведя необходимые исследования в экспериментальной части работы, и получив токсикологическое заключение, мы приступили к клиническому

использованию дентальных имплантатов системы «ЛИКо» с модифицированной поверхностью

Создав новую поверхность, мы решили сразу несколько задач Во-первых, имеем чистую, не засоренную контаминацией внутрикостную часть дентального имплантата, во-вторых, получили возможность оказывать электростимуляцию на окружающую имплантат костную ткань И то и другое условие в конечном итоге привело к оптимальному течению послеоперационного периода, минимальному количеству осложнений, значительному сокращению сроков остеоиноеграции установленных имплантатов

Таким образом, по результатам наших исследований можно с уверенностью утверждать о выраженном положительном воздействии предложенного модифицированного покрытия внутрикостной части дентальных имплантатов на процессы регенерации и остеоинтеграции Уменьшение послеоперационных осложнений и сокращение сроков лечения доказывает перспективность использования предложенных имплантатов в клинической практике

Выводы.

1 Разработаны новые, оригинальные методики и режимы получения модифицированной поверхности с нанесением электретной пленки на образцы титана, обработанные различными способами

2 Новое электретное покрытие поверхности дентальных имплантатов системы «ЛИКо» в эксперименте оказывает стимулирующие действие на первичную и пассированную культуру остеогенных стромальных клеток

3 С помощью сканирующей электронной микроскопии модифицированной поверхности титановых образцов, доказана высокая степень и значительная площадь прикрепления остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга

4 Результаты клинического применения дентальных имплантатов отечественной системы «ЛИКо» с модифицированным электретным покрытием показали целесообразность их использования в практической имплантологии

Практические рекомендации.

1 Дентальный имплантат отечественной системы «ЛИКо» с модифицированной внутрикостной поверхностью покрытый электретной пленкой, является имплантатом выбора в различных клинических ситуациях

2 Данный имплантат показан к применению в сложных клинических случаях (недостаток костной ткани челюсти, соматическая патология пациента, осложняющая послеоперационное течение, желание получить прогнозируемый результат)

3 Установка дентального имплантата отечественной системы «ЛИКо» с модифицированной поверхностью не требует специальных хирургических, имплантологических навыков и инструментария

4 В связи с наличием электростимуляции при установке дентального имплантата системы «ЛИКо» с модифицированной поверхностью сроки остеоинтеграции сокращаются в среднем на 40% Проведение второго этапа и ортопедическое лечение можно начинать значительно раньше

Список статей, опубликованных по теме диссертации.

1 Иванов С10 , Антропов Г М, Агаронова Е Б , Старостина А И Возможность коррекции микроциркуляторных изменений с помощью магнитостимулятора при дентальной имплантации Материалы конференции Мораг-ЭКСПО 2001 Стр 83-84

2 Иванов С Ю, Бычков А И, Степанян С А, Старостина А И Использование аппарата «Периотест» в различные сроки после проведения операции дентальной имплантации // Материалы конференции Мораг-ЭКСПО Москва 2001 , - С 33-34

3 Кузнецов Е А, Иванов С Ю, Бычков А И, Чувилкин В И, Старостина А И Особенности бактериальной колонизации пластиночных форм имплантатов // Материалы конференции Мораг-ЭКСПО Москва 2001 , -С 41-42

4. Иванов С.Ю., Бычков А.И., Ивашкевич С.Г., Каем А.И. «Изучение влияния электретного покрытия на иролиферативную активность стромальных фибробластов». // Нижегородский медицинский журнал. Стоматология. 2003. - С. 20 - 29.

5 Иванов С Ю, Бычков А И, Ивашкевич С Г, Каем А И «Изучение влияния электретного покрытия на пролиферативную активность стромальных фибробластов» // Сб научных трудов «Новые технологии в профилактике и лечении заболеваний челюстно-лицевой области» Уфа 2003, - С 24-29

6 Иванов С Ю, Быстров Ю А, Бычков А И, Ивашкевич С Г, Каем А И «Применение покрытия электретного типа в дентальной имплантологии, как возможности создания нового имплантата с биологически активной поверхностью» // Ж Российский вестник дентальной имплантологии -Москва 2004 -№ 1 (5) - С 24-29

7. Бычков А.И., Широков Ю.Е., Каем А.И. «Изучение влияния электретного покрытия на пролиферативную активность остеогенных стромальных клеток - предшественников костного мозга». Системный анализ и управление в биомедецинских системах. Том 4 № 1. Спецвыпуск «Стоматология» 2005. Москва. С 51.

8 Иванов СЮ, Бычков А И, Алешин НА, Каем А И «Влияние электретного покрытия титановых пластин на колониеобразование клеток костного мозга и их пролиферативную активность в эксперименте» // В кн

Новые технологии в стоматологии и имплантологии, 8-я всероссийская конференция Сборник научных трудов Саратов, 2006, с 79-83 9 Иванов С Ю , Бычков А И, Каем А И «Влияние электретного покрытия титановых образцов на колониеобразование клеток предшественников костного мозга и их пролиферативную активность в эксперименте» // В кн Здоровье и Образование в XXI веке, VII Международная научно-практическая конференция Сборник научных трудов Москва, 2006, с 204207

10. Иванов С.Ю., Бычков А.И., Алёшин H.A., Каем А И. «Влияние электретного покрытия титановых пластин на колониеобразование клеток костного мозга и их пролиферативную активность в эксперименте». // Ж. Клиническая стоматология - Москва. 2006. - №3.

Заказ № 617 Объем 1 п л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Петроруш». г. Москва, ул. Паш\а-2а, тет 250-92-06 ищу ро51а(ог ги

Актуальность проблемы.

На сегодняшний день стоматологическая имплантология является важной составляющей в вопросах решения проблем устранения дефектов зубочелюстной системы, позволяя повысить эффективность функциональной нагрузки, эстетики лица и социальной реабилитации человека [4, 12, 30, 40, 48, 53]. Существует ряд методик установки, а также послеоперационного ведения многих систем имплантатов отечественного и импортного производства. При этом актуальным остается вопрос совершенствования поверхности имплантатов в целях достижения стабильной остеоинтеграции. Современными производителями разработано и внедрено несколько методов обработки поверхности: полирование, пескоструйная и дробеструйная обработка, МИП-обработка и покрытие гидроксилапатитом (ГАП) [34, 44, 45, 46]. При этом определённый интерес представляет использование электретного покрытия, ставшего результатом исследований, выполненных в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» на факультете электроники под руководством д.т.н. профессора Быстрова Ю.А. и доцента Ласки В.Л. [43].

Электрет - это диэлектрик, на поверхности или в объеме которого продолжительное время сохраняются не скомпенсированные электрические заряды, создающие в окружающем электрет пространстве квазистатическое (медленно меняющееся во времени) электрическое поле.

Электретный эффект обнаружен в большинстве важнейших биополимеров - белках, полисахаридах и полинуклеотидах. Макромолекулы коллагена, гемоглобина и ДНК, обладая электретными свойствами, имеют центры, «запоминающие» поляризацию и заряд [71]. Смысл получения электретного покрытия состоит в нанесении пятиокиси тантала в вакууме с био - и химически инертными газами. Нанесённая плёнка ТагОя обладает заданными электретными свойствами, высокой адгезией и чистотой, и эти свойства равномерны на всём протяжении поверхности со сложной пространственной конфигурацией. Полученная поверхность имеет заданный электрический потенциал, не меняющийся во времени и создаёт по периферии однородное электрическое поле. В проведённых ранее исследованиях по воздействию постоянного электрического тока на костную ткань было показано, что рост новой ткани наблюдается в области отрицательного заряда, в то время как у анода отмечается остеонекроз [60-62, 64-67, 83,147].

Результаты исследований в данной области отмечены рядом патентов Российской Федерации, именно они составили теоретическую и технологическую базу новой медицинской отрасли.

В настоящее время ТагОв используется в разных областях медицины, в том числе в травматологии и челюстно-лицевой хирургии в качестве покрытия пластин для остеосинтеза, что явилось предпосылкой возможности применения технологии покрытия электретом внутрикостной поверхности имплантата. Но до недавнего времени трудность заключалась в том, что технология создания электрета ой пленки не позволяла получить ее непрерывный слой на дробеструйной поверхности образцов. Нанесение ее на неровности развитого микрорельефа приводило к нарушению непрерывности элекгретного слоя. Таким образом, нарушалось основное условие сохранения постоянно заданного электрического потенциала на поверхности.

На сегодняшний день, под руководством д.т.н. профессора Быстрова Ю.А., разработана принципиально новая технология образования элекгретного слоя на неровных поверхностях, формирующая непрерывный слой Таг05, имеющий постоянный заданный потенциал. Покрытие модифицированным электр етным слоем дробеструйной поверхности имплантатов «ЛИКо» позволит создать принципиально новую биоактивную поверхность внутрикостной части. Планируемые экспериментальные и лабораторные исследования позволят получить соответствующие режимы и параметры предлагаемой методики покрытия электретной пленкой внутрикостной части дентальных имплантатов, что позволит внедрить их в клиническую практику с целью оптимизации процессов остеоинтеграции.

Цель работы:

Целью настоящего исследования явилась экспериментальная разработка нового электретного покрытия отечественных дентальных имплантатов системы «ЛИКо» и их клиническая апробация.

Задачи исследования.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработка технологических параметров и режимов создания модифицированного электретного покрытия для используемых рельефов поверхности сплавов титана.

2. Изучение особенности остеогенеза на культуре тканей остеогенных стромальных клеток-предшественников при использовании разработанного модифицированного электретного покрытия, а также способность их адгезии на поверхности дентальных имплантатов отечественной системы «ЛИКо».

3. Клиническая апробация дентальных имплантатов отечественной системы «ЛИКо» с новым электретным покрытием и оценка эффективности использования в практической стоматологии.

Научная новизна работы.

1. Впервые, в результате экспериментальных исследований разработана методика нового электретного покрытия на поверхностях любого рельефа.

2. Впервые экспериментально доказано стимулирующее влияние электретного покрытия на митотическую активность и высокая степень адгезии остеогенных клеток-предшественников костного мозга на модифицированной поверхности имплантатов.

3. В результате клинической апробации имплантатов с модифицированной поверхностью доказана эффективность их применения в стоматологической практике.

Практическая значимость работы.

В результате проведенных совместных исследований получены данные, позволяющие использовать модифицированное электретное покрытие внутрикостной части дентальных имплантатов системы «ЛИКо» для оптимизации процессов остеоинтеграции. Это позволило уменьшить количество послеоперационных осложнений и привело к сокращению сроков между хирургическим и ортопедическим этапами лечения.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на медицинской конференции молодых ученых (Москва 2003 г.); на Ш научно-практическом семинаре «Опыт и перспективы клинического применения имплантатов «КОНМЕД» Москва 16 сентября 2004; на Российском научном форуме Москва 14-17 декабря 2004; на V ежегодной совместной с Международным Конгрессом Оральных Имплантологов (1С01) конференции секции имплантологов БелСА (В801) «Современные проблемы дентальной имплантологии и тканевой инженерии» Минск 23-25 февраля 2005; на межкафедральном заседании кафедры госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, кафедры госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии ФПКС и кафедры факультетской хирургической стоматологии и имплантологии Московского государственного медико-стоматологического университета (26 февраля 2007г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 работы в журналах, рекомендованных ВАК России:

1. Иванов С.Ю., Бычков А.И., Ивашкевич С.Г., Каем А.И. «Изучение влияния электр етного покрытия на пролиферативную активность стромальных фибробластов». // Нижегородский медицинский журнал. Стоматология. 2003. -С. 20 - 29.

2. Бычков А.И., Широков Ю.Е., Каем А.И. «Изучение влияния электретного покрытия на пролиферативную активность остеогенных стромальных клеток - предшественников костного мозга». Системный анализ и управление в биомедецинских системах. Том 4 № 1. Спецвыпуск «Стоматология» 2005. Москва. С 51.

3. Иванов С.Ю., Бычков А.И., Алёшин H.A., Каем А.И. «Влияние электретного покрытия титановых пластин на колониеобразование клеток костного мозга и их пролиферативную активность в эксперименте». // Ж. Клиническая стоматология - Москва. 2006. - №3.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработка методик и режимов получения нового электретного покрытия для различных поверхностей из титана.

2. Результаты экспериментальных исследований о стимулирующем воздействии нового электретного покрытия на первичную и пассированную культуру остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга.

3. Данные результатов сканирующей электронной микроскопии титановых образцов, доказывающие высокую степень и значительную площадь прикрепления остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга на модифицированной поверхности.

4. Результаты клинического внедрения дентальных имплантатов отечественной системы «ЛИКо» с модифицированным электр етным покрытием.

Внедрение

Результаты настоящего исследования внедрены в лечебный и учебный процесс кафедры факультетской хирургической стоматологии и имплантологии, кафедры госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии МГМСУ, кафедры стоматологии ИПО НГМА, государственные и частные клиники Москвы, Нижнего Новгорода, Саратова, Казани, Ростова на Дону и Одессы.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Работа иллюстрирована 5 таблицами, 59 рисунками. Список литературы содержит 170 источников, из них 89 отечественных и 81 иностранный.

Выводы

1. Разработаны новые, оригинальные методики и режимы получения модифицированной поверхности с нанесением электретной плёнки на образцы титана, обработанные различными способами.

2. Новое элекгретное покрытие поверхности дентальных имплантатов системы «ЛИКо» в эксперименте оказывает стимулирующие действие на первичную и пассированную культуру остеогенных стромальных клеток.

3. С помощью сканирующей электронной микроскопии модифицированной поверхности титановых образцов, доказана высокая степень и значительная площадь прикрепления остеогенных стромальных клеток-предшественников костного мозга.

4. Результаты клинического применения дентальных имплантатов отечественной системы «ЛИКо» с модифицированным электретным покрытием показали целесообразность их использования в практической имплантологии.

Практические рекомендации.

1. Дентальный имплантат отечественной системы «ЛИКо» с модифицированной внутрикостной поверхностью покрытый электретной плёнкой, является имплантатом выбора в различных клинических ситуациях.

2. Данный имплантат показан к применению в сложных клинических случаях (недостаток костной ткани челюсти, соматическая патология пациента, осложняющая послеоперационное течение, желание получить прогнозируемый результат).

3. Установка дентального имплантата отечественной системы «ЛИКо» с модифицированной поверхностью не требует специальных хирургических, имплантологических навыков и инструментария.

4. В связи с наличием электростимуляции при установке дентального имплантата системы «ЛИКо» с модифицированной поверхностью сроки остеоинтеграции сокращаются в среднем на 40%. Проведение второго этапа и ортопедическое лечение можно начинать значительно раньше.