Состояние костной ткани в зависимости от внутрикостной части дентального имплантата

В последние годы в нашей стране и за рубежом разработаны самые разнообразные формы дентальных имплантатов. До настоящего времени ведется поиск новых конструкций и технологий их изготовления (Миргазизов М.З., Линков Л.И., Понтер В.Э., Итин В.И. и др.). Прочная механическая фиксация как на этапах хирургического, так и ортопедического лечения играет не последнюю роль в процессе полноценной остеоинтеграции и минерализации костной ткани вокруг имплантата.

Изучение закономерностей биомеханических процессов вокруг окружающих имплантат тканей остается одной из актуальных задач практики и теории стоматологии. Напряженно-деформированное состояние опорных тканей при жевательной нагрузке определяет процессы остеогенеза.

Для предупреждения развития подобных осложнений мы изучили особенности распределения жевательного давления на кость при использовании цилиндрических и винтовых имплантатов. Причем исследования проведены и на имплантате собственной конструкции (Патент №83409). Важная конструктивная особенность имплантата — спиралевидный отросток, составляющий 2/3 от длины внутрикостной части имплантата. Витки спирали способны прочно удерживать имплантат в ложе, даже при небольшом объеме костной ткани. Полусферическое тело дентального имплантата обеспечивает равномерную передачу жевательного давления при функционировании, что важно для профилактики атрофии костной ткани в отдаленные сроки.

Цель исследования — определить и сравнить напряженно-деформированное состояние в области соприкосновения имплантатов цилиндрической, винтовой и спиралевидной форм с костной тканью челюсти, выявить зоны и степень концентрации напряжений в костной ткани от действия нагрузки на имплантаты.

Расчет выполнялся методом конечных элементов с использованием программного продукта ANSYS Workbench. Материал имплантатов — титан (Е = 120000 МПа; μ =0,33). Механические характеристики костной ткани: Е = 23000 МПа; μ = 0,2. В качестве имитации давления, передаваемого на имплантат и прилегающие костные ткани во время жевательного процесса, было проведено нагружение конструкции вертикальной силой 180 Н в виде равномерного давления по всей верхней плоскости.

При деформированном состоянии костной ткани с нагруженным имплантатом в месте контакта спиралевидного имплантата с костной тканью наблюдается напряжение порядка 8,1 МПа, цилиндрического — 8,8 МПа, винтового имплантата — до 10 МПа. Во всех случаях основное напряжение приходится на верхнюю часть имплантатов от 36,5 МПа у спиралевидного до 39,6 МПа у цилиндрического и 40 МПа на боковую поверхность у винтового имплантата. При распространении нормальных напряжений вглубь костной ткани наибольшее значение определяется: у цилиндрического имплантата — 13,2—17,6 МПа, у винтового — до 20 МПа, а у имплантата нашей конструкции в области перехода сферической внутрикостной части в спиралевидную часть — 8,1—12,1 МПа.

Таким образом, сравнение напряженно-деформированного состояния не выявило явной концентрации напряжения на границе кость-имплантат у спиралевидного имплантата нашей конструкции, причем числовые значения напряжения на границе значительно отличаются от других рассмотренных имплантатов в сторону их уменьшения. При этом максимальные нагрузки и напряжения приходятся на верхнюю надкостную часть, в то время как у цилиндрического и винтового имплантататов — на пришеечную часть.

Выявленные особенности напряженно-деформированного состояния позволяют предположить наличие более адекватного взаимодействия и устойчивости имплантата нашей конструкции по сравнению с исследуемыми.


И.М. Байриков, И.М. Федяев, С.В. Фокеев
ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет»