Точність з’єднання і виготовлення супраструктур

Точність з’єднання і виготовлення супраструктур

Вплив прецизійності виготовлення елементів супраструктур імплантаційні систем на надійність ортопедичної конструкції.

 

Збільшення кількості виробників і вже звичний вихід на ринок нових імплантаційних брендів, поставив перед стоматологічним співтовариством ряд важливих питань. Наскільки значним буде вплив такого технологічного параметра як точність, при заводському виготовленні елементів супраструктур або імплантатів, на надійність і тривалість їх функціонування in vivo? Чи існує залежність надійності з’єднання імплантату і абатмента від розміру, форми і прецизійності позиційних індексів платформи? Чи можливе суміщення ортопедичних елементів однієї імплантаційної системи з іншою імплантаційною системою? Важливість цих питань підтверджується фактом переміщення фокуса наукових досліджень з процесів остеоінтеграції на ортопедичні елементи, їх функціонування і вплив на імплантати і кісткову тканину з точки зору механізмів біомеханіки (Akça et al., 2003; Khraisat et al., 2004; Tsuge et al., 2008; Semper et al., unpublished observations).

Аналіз з’єднання імплантату з абатментом з точки зору механіки говорить про те, що для забезпечення надійного і якісного з’єднання між ними, а також позиційної стабільності елементів, що контактують необхідний гарантований мінімальний зазор зі строго обмеженою величиною (Collins et al., 2002). Різна величина зазору між поверхнями деталей, що з’єднуються призводить до недостатньо точному з’єднанню імплантата з абатментом і може викликати напругу в основі ортопедичної конструкції через неточне позиціонування абатмента в імплантаті (Gallucci et al., 2005; Khraisat, 2005; Nelson et al., 2008) .

Сучасні методи і технології імплантаційного виробництва дозволяють домогтися високоточної посадки ортопедичних конструкцій з опорою на імплантати з гарантованим зазором, величина якого становить в середньому близько 4.9 мікрометра (Weigl et al., 2000). Важливе значення має термін “в середньому”. Відомо, що кожен виробник має свої індивідуальні виробничі стандарти, обладнання з різними допусками по точності виготовлення і персоналізовані технічні файли затвердженої документації на кожний конкретний виріб. Головним завданням будь-якого виробника є забезпечення гарантовано однакового зазору по всій поверхні счленованих деталей в кожному випадку. Якщо вироблені на одному обладнанні деталі мають зазор в 5 мікрон, а на іншому в 10 мікрон, то високоточної посадки і надійного з’єднання двох деталей домогтися буде неможливо.

Мал.1. С -Зазор в з’єднанні імплантату і абатмента

tochnost

Мал.2. Вплив величини зазору між імплантатом і абатментом в області їх з’єднання на кут обертання і ступінь свободи.

tochnost

При відсутності точної посадки і нерівномірному зазорі по поверхні з’єднання між імплантатом і абатментом виникає певна свобода обертання у вигляді симетричних двонапрямлених відхилень (W. Semper, S. Kraft, T. Krüger, and K. Nelson, 2009). В ході досліджень було виявлено, що на позиційну стабільність з’єднання імплант-абатмент впливає кілька геометричних значень: кількість вершин антіротаційнного багатогранника (вид з’єднання, який може бути різним, в т.ч. шестигранним, восьмигранним і дваннадцятигранним), радіус кола (коло, яке описує вершини багатогранника) і величина зазору в з’єднанні імплантат-абатмент (W. Semper, S. Kraft, T. Krüger, and K. Nelson, 2009). Вирішальне значення для ступеня свободи обертання (кут повороту конструкції в кожному напрямку від центрального положення) має значення величина зазору в з’єднанні (рис. 1, 2. W. Semper, S. Kraft, T. Krüger, and K. Nelson, 2009). Чим менше зазор С в поєднанні імплантат-абатмент, тим менше кут обертання індексу абатмента в імплантаті. Як видно з малюнка 2, збільшення зазору всього на 5 μm (1 μm / мікрон = 0.001мм) призводить до збільшення кута обертання майже на 1 градус. Сучасні високотехнологічні металообробні верстати при їх правильному налаштуванні, калібруванні і своєчасному обслуговуванні, забезпечують точність виготовлення з похибкою не більше + – 0,005 мм, що гарантує мінімальну ступінь свободи і кут обертання близький до нульового значення.

Наявність значної, в т.ч. нерівномірного зазору в даному з’єднанні призводить до виникнення свободи обертання, а як наслідок, до руйнування і деформації позиційних індексів (шестикутника, восьмигранника і т.п.) в платформі імплантату і підставі абатмента, що в свою чергу сприяє подальшому збільшенню зазору в з’єднанні. Постійне збільшення зазору між імплантатом і абатментом, як правило, призводить до потрапляння всередину з’єднання різних рідин, залишків їжі і т.п., і відповідно, до запальних процесів і резорбції кісткової тканини навколо шийки імплантату і далі в бік його апікальної частини. Збільшення зазору внаслідок механічної деформації деталей з’єднання імплантат-абатмент призводить до подальшого збільшення ступеня свободи кута повороту абатмента, що впливає на ще більше руйнування позиційних індексів і з великою часткою ймовірності, може призводити до перелому, як ортопедичної конструкції в області її заснування, так і розлому шийки імплантату в місцях зносу позиціонують елементів його платформи.

У світі існує кілька сотень виробників імплантаційних систем. Йдеться про компанії, які мають своє виробництво повного циклу, яке виробництво, максимально локалізоване в країні походження. Це немало, навіть без урахування фірм не маючих свого власного виробництва і розміщаючих замовлення на виготовлення імплантатів на майданчиках сторонніх виробників. Кожен виробник (або підрядник) має різноманітний парк верстатів, що складається з машин різного класу, які працюють за різними стандартами і мають різні допуски в точності обробки виробів. Кожна компанія, що випускає дентальні імплантати та ортопедичні елементи до них, має свої власні ТУ (технічні умови або так звані технічні файли документації), де зафіксовані розміри і форми всіх випущених ними виробів. Все це грає важливу роль при отриманні кінцевого результату – безпеки, надійності і довговічності ортопедичної конструкції з опорою на імплантат, встановлений в порожнині рота пацієнта, забезпечення чого і є метою будь-якого відповідального виробника системи дентальних імплантатів. Ідеальної якості з’єднання імплантату і абатмента можна домогтися тільки при використанні оригінальних комплектуючих одного виробника. Різниця в зазорах і допуски при виготовленні деталей у різних виробників може призвести до серйозних ускладнень у пацієнта не тільки на етапі приживлення імплантату (хоча серйозні порушення технологічних процесів виробництва можуть призвести до ускладнень і на даному етапі), а й при постійному функціонуванні, тобто . вже після встановлення ортопедичної конструкції в порожнину рота пацієнта.


W. Semper, S. Kraft, T. Krüger, and K. Nelson (2009), Theoretical Considerations: Implant Positional Index Design, J Dent Res 88(8):725-730, 2009
Akça K, Cehreli MC, Iplikçioğlu H (2003). Evaluation of the mechanical characteristics of the implant abutment complex of a reduced-diameter morse-taper implant. A nonlinear finite element stress analysis. Clin Oral Implants Res 14:444-454.

Binon PP (1996). The effect of implant/abutment hexagonal misfit on screw joint stability. Int J Prosthodont 9:149-160.

Binon PP (2000). Implants and components: entering the new millennium. Int J Oral Maxillofac Implants 15:76-94.

Brånemark P-I, Hansson BO, Adell R (1977). Osseointegrated implants in the treatment of the edentulous jaw. Experience from a ten-year period.

Scand J Plast Reconstr Surg Suppl 16:1-132.

Cehreli MC, Akça K, Iplikçioğlu H, Sahin S (2004). Dynamic fatigue resistance of implant-abutment junction in an internally notched morse-taper oral implant: influence of abutment design. Clin Oral Implants Res 15:459-465.

Collins J, Staab GH, Busby HR (2002). Mechanical design of machine elements and machines: a failure prevention perspective. Vol. 03001.

Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. de Barros Carrilho GP, Dias RP, Elias CN (2005). Comparison of external and internal hex implants’ rotational freedom: a pilot study. Int J Prosthodont 18:165-166.

English CE (1992). Externally hexed implants, abutments, and transfer devices: a comprehensive overview. Implant Dent 1:273-282.

Erneklint C, Odman P, Ortengren U, Karlsson S (2006). An in vitro load evaluation of a conical implant system with 2 abutment designs and 3 different retaining-screw alloys. Int J Oral Maxillofac Implants 21:733-737.

Gallucci GO, Bernard JP, Belser UC (2005). Treatment of completely edentulous patients with fixed implant-supported restorations: three consecutive cases of simultaneous immediate loading in both maxilla and mandible. Int J Periodontics Restorative Dent 25:27-37.

Garine WN, Funkenbusch PD, Ercoli C, Wodenscheck J, Murphy WC (2007). 

Measurement of the rotational misfit and implant-abutment gap of all-ceramic abutments. Int J Oral Maxillofac Implants 22:928-938.

Khraisat A (2005). Stability of implant-abutment interface with a hexagon mediated butt joint: failure mode and bending resistance. 

Clin Implant Dent Relat Res 7:221-228.

Khraisat A, Hashimoto A, Nomura S, Miyakawa O (2004). Effect of lateral cyclic loading on abutment screw loosening of an external hexagon implant system. J Prosthet Dent 91:326-334.

Nelson K, Hildebrand D, Mehrhof J (2008). Fabrication of a fixed retrievable implant-supported prosthesis based on electroforming: a technical report. J Prosthodont 17:591-595.

Sartori IA, Ribeiro RF, Francischone CE, de Mattos Mda G (2004). In vitro comparative analysis of the fit of gold alloy or commercially pure titanium implant-supported prostheses before and after electroerosion.

J Prosthet Dent 92:132-138.

Semper W, Heberer S, Mehrhof J, Schink T, Nelson K (2009). Effects of repeated manual disassembly and reassembly on the position stability of various implant-abutment complexes: an experimental study. Int J Oral Maxillofac Implants (in press). Torsello F, Mirisola di Torresanto V, Ercoli C, Cordaro L (2008). Evaluation of the marginal precision of one-piece complete arch titanium frameworks fabricated using five different methods for implant-supported restorations. 

Clin Oral Implants Res 19:772-779. Tsuge T, Hagiwara Y, Matsumura H (2008). Marginal fit and microgaps of implant-abutment interface with internal anti-rotation configuration. Dent Mater J 27:29-34.

Vigolo P, Fonzi F, Majzoub Z, Cordioli G (2006). An in vitro evaluation of titanium, zirconia, and alumina procera abutments with hexagonal connection. Int J Oral Maxillofac Implants 21:575-580.

Weigl P, Hahn L, Lauer HC (2000). Advanced biomaterials used for a new telescopic.