Axial displacement of the suprastructures at the conical implant — abutment interface

Full Text

АКТУАЛЬНОСТЬ

Отсутствие зубов в результате различных заболеваний является патологией, часто встречающейся в стоматологии [1–6]. Распространение дентальной имплантации в ходе оказания стоматологической помощи пациентам в последние годы достигло невероятных масштабов [7–9]. Успехом для этого послужило значительное количество как фундаментальных, так и прикладных исследований хирургических этапов дентальной имплантации [10]. Однако не стоит забывать, что конечным этапом имплантологического лечения является установка ортопедической конструкции [11–13].

Зачастую ежегодное совершенствование имплантологических систем, меняющее как внешнюю структуру имплантата, так и типы его соединения с ортопедической конструкцией, становится причиной возникновения ошибок ортопедического лечения [14–17]. Наиболее распространенным в данный момент является коническое соединение, в котором наружный конус представлен абатментом, внутренний — шахтой имплантата, т.е. внутренняя часть имплантата выполнена в виде конуса Морзе с определенным углом, который выбирает сам производитель. Успешность данного типа соединения обеспечивается за счет комбинации фиксации с помощью клинического винта и конусов путем натяга [17–20].

В стоматологической практике используются различные типы абатментов — как оригинальные, так и неоригинальные (индивидуальные) [21]. Стандартные решения заведомо должны обладать повышенной точностью. Их использование предполагает достижение наилучшего клинического результата. Кроме оригинальных супраструктур, используются индивидуально изготовленные абатменты, которые также могут применяться в ортопедическом лечении с опорой на дентальные имплантаты. Метод литья позволяет получить абатменты по предварительно изготовленным выжигаемым моделям. Благодаря применению и адаптации в стоматологии станков с числовым программным управлением стало возможным получение изделий стоматологического назначения путем фрезерования из заготовленных болванок. Также широкое распространение получил метод селективного лазерного спекания, который также применяется в стоматологии. Все перечисленные методы применяются для изготовления индивидуальных абатментов [22, 23].

При использовании индивидуально созданного абатмента повышается вероятность несовпадения внешнего конуса относительно внутреннего, происходящего в результате нарушения технологии изготовления [24–26]. Также существует возможность осевого смещения сопрягаемых конусных частей во время соединения [27, 28], что может приводить к изменению высоты абатмента, возвышающегося над имплантатом. Практически доказано, что мышечный орган зубочелюстной системы благодаря проприоцептивной чувствительности способен ощущать изменения в пределах 8 мкм, что обусловливает необходимость точного создания ортопедических конструкций в целях воспроизведения окклюзионных контактов зубов-антагонистов без возникновения преждевременных контактов.

Причиной возникновения таких нарушений, как сообщение шахты имплантата с ротовой полостью, поломка его, ортопедической конструкции или фиксирующего винта, несоответствие окклюзионных взаимоотношений из-за осевого смещения, зачастую является несоответствие конгруэнтности поверхности интерфейса «имплантат — абатмент» [11].

Цель — исследовать степень осевого смещения абатментов, изготовленных различным путем, относительно имплантатов и их аналогов.

Задачи — изучить величину осевого смещения абатментов каждого вида:

1) относительно аналога имплантата от силы затягивания винта;

2) относительно имплантата при моделировании жевательной нагрузки.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования по изучению осевого смещения абатментов проводили на стандартной ортопедической платформе имплантатов с коническим соединением системы MIS C1. Для сравнения лабораторных и клинических этапов изготовления ортопедических конструкций с опорой на дентальные имплантаты также использовались аналоги имплантатов С1.

Для изучения осевого смещения оригинального абатмента относительно имплантата в качестве реставраций были использованы титановые трансгингивальные стандартные абатменты (рис. 1), а также неоригинальные, индивидуально изготовленные способом фрезерования (рис. 2), селективного лазерного плавления (рис. 3) и литья (рис. 4).

 

Рис. 1. Титановые трансгингивальные стандартные абатменты.

 

Рис. 2. Абатменты, выполненные методом фрезерования, с коническим интерфейсом для имплантата MIS C1.

 

Рис. 3. Абатменты, выполненные методом селективного лазерного плавления, с коническим интерфейсом для имплантата MIS C1.

 

Рис. 4. Абатменты, выполненные методом литья по выжигаемым моделям, с коническим интерфейсом для имплантата MIS C1.

 

Методика проведения

Для дальнейшего моделирования нагрузки имплантаты и аналоги были зафиксированы в блоке из гипса 4-го класса, так как в дальнейшем имплантаты и аналоги будут испытывать нагрузки, и им необходимо иметь жесткое крепление. Особенностью расположения имплантата и аналога в гипсовом блоке является открытая верхушка. Создается это для того, чтобы микрометрический винт 2 имел доступ к верхушке имплантата и аналога для измерения (рис. 5). Измерения проводились с помощью цифрового микрометра Inforce 06-11-44 с погрешностью 0,002 мкм (рис. 6).

 

Рис. 5. Блок из гипса 4-го класса (фото двух поверхностей) с имплантатами (места расположения обозначены буквой И) и аналогами (обозначены буквой А). Верхушки имплантатов и аналогов обнажены для доступа микрометрического винта.

 

Рис. 6. Цифровой микрометр Inforce 06-11-44: 1 — пятка микрометра; 2 — микрометрический винт; 3 — ЖК-дисплей для отображения значения; 4 — кнопки управления; 5 — ручка хода микрометрического винта 2.

 

Исследование проводилось в 2 этапа. На первом этапе исследования было изучено осевое смещение абатментов на аналогах имплантатов от силы закручивания винта. Значения усилия, с которым затягивался винт, составили 7 и 30 Нсм. Данные значения были выбраны, так как в пределах 7 Нсм возможно закрутить отверткой усилиями пальцев без динамометрического ключа, усилие в 30 Нсм — значение при затягивании винта непосредственно на имплантатах с помощью динамометрического ключа (рис. 7).

 

Рис. 7. Динамометрический ключ (а) и стандартная шестигранная отвертка (b) из ортопедического набора имплантационной системы MIS.

 

После расположения абатмента в аналоге (рис. 8) винт затягивался с усилием в 7 Нсм, измеряли получившуюся длину микрометром и получали значение длины La₁ (Length at abutment), затем винт затягивался до усилия 30 Нсм, проводили измерения значение La₂. Так как высота аналогов имплантата Hia (Height implant analog) заранее известна, то, получив значения La₁ и La₂, можно вычислить высоту абатмента Наb₁ и Hab₂ (Height abutment), которая возвышалась над аналогом при каждой затяжке винта (1, 2):

Hab₁ (на аналогах) = La₁ – Hiа, (1)

Hab₂ (на аналогах) = La₂ – Hiа. (2)

 

Рис. 8. В гипсовый блок на аналоги установлены абатменты, полученные путем фрезерования, лазерным спеканием (а), оригинальные и литые абатменты (b).

 

Вычисление осевого смещения AD (axial displacement) конуса абатмента в конус аналога можно вычислить по формуле (3) (рис. 9):

AD (на аналогах) = Наb₁ (на аналогах) – Наb₂ (на аналогах). (3)

 

Рис. 9. Схематичное изображение 1-го этапа исследования, где аналог и абатмент справа — при слабой затяжке винта, слева — при сильной.

 

На втором этапе было изучено осевое смещение абатментов на имплантатах с нагрузкой. Соблюдая ортопедический протокол установки абатментов, предписанный в руководстве по использованию ортопедических элементов с коническим соединением, винт абатмента затягивался с усилием 30 Нсм. Были произведены замеры имплантатов с зафиксированными на них абатментами Li₁ (Length at implant). Гипсовый блок поместили в оригинальный имитационный комплекс [29] (рис. 10). На шатун устройства была закреплена ответная часть (рис. 11), выполненная из гипса и имеющая отпечатки абатментов таким образом, что при опускании ее на абатменты происходит их соприкосновение с поверхностью блока. Таким способом достигается равномерное давление на все абатменты одновременно. Нагрузка происходила три раза в день, имитируя утренний, обеденный и вечерний прием пищи по 10 мин в течение двух недель [30]. После окончания нагрузки производились замеры Li₂. Для выявления осевого смещения AD на имплантатах вычислялась высота супраструктуры Hab путем разницы Li и высоты имплантата Hi (Height implant) до и после воздействия нагрузки (Hab₁ и Hab₂), а затем находили разницу высоты абатментов (4, 5, 6) (рис. 12):

Hab₁ (на имплантатах) = Li₁ – Hi, (4)

Hab₂ (на имплантатах) = Li₂ – Hi, (5)

AD (на имплантатах) = Наb₁ (на имплантатах) – Наb₂ (на имплантатах). (6)

 

Рис. 10. Имитационный комплекс: 1 — корпус; 2 — электродвигатель; 3 — редуктор; 4 — блок питания; 5 — микроконтроллер; 6 — вторичный вал; 7 — кривошип; 8 — шатун; 9 — емкость с раствором; 10 — терморегулирующий блок; 11 — окклюдатор (заменен на гипсовые блоки и ответную часть); 12 — тензометрические датчики.

 

Рис. 11. Гипсовые блоки с имплантатами и абатментами (а) и ответные части (b), необходимые для создания нагрузки на абатменты.

 

Рис.12. Схематичное изображение 2-го этапа исследования: имплантат и абатмент справа — до нагрузки, слева — после нагрузки.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ

Осевое смещение абатментов относительно аналогов имплантатов при разнице силы затягивания фиксирующего винта (7–30 Нсм) показали следующие значения:

1) оригинальные абатменты показали максимальное осевое смещение на аналогах в пределах 92–109 мкм;

2) у абатментов, выполненных путем фрезерования, выявили осевое смещение в диапазоне 104–129 мкм;

3) абатменты, полученные методом литья, показали осевое смещение от 66 до 93 мкм;

4) минимальное осевое смещение было выявлено у абатментов, полученных лазерным спеканием,— 55–78 микрон (табл. 1).

 

Таблица 1. Измерение осевого смещения абатментов относительно аналогов в зависимости от силы закручивания винта (мкм)

Table 1. Measurement of the axial displacement of abutments relative to analogues, depending on the screw tightening force (microns)

Закручивание	Оригинальные			Фрезерованные			Литые			Спекаемые лазером
От руки	20,134	20,177	20,135	23,517	22,963	22,973	19,915	17,8	19,773	23,202	23,221	23,186
30 Н	20,025	20,077	20,043	23,413	22,839	22,844	19,822	17,722	19,707	23,147	23,164	23,108
От руки 30 Н	0,109	0,1	0,092	0,104	0,124	0,129	0,093	0,078	0,066	0,055	0,058	0,078
Среднее	0,1			0,119			0,079			0,064

 

Величины вклинения конуса абатмента и конуса имплантата от моделирования жевательной нагрузки при одинаковой силе затяжки винта (30 Нсм) показали следующие значения:

1) минимальное осевое смещение относительно имплантатов выявлено у оригинального и полученного путем фрезерования абатментов (1–2 микрона);

2) бóльшие значения отклонения высоты прототипа реставрации, возвышающегося над имплантатом, определены у абатментов, полученных литьем (2–12 микрон) и лазерным спеканием (2–7 микрон) (табл. 2).

 

Таблица 2. Измерение осевого смещения абатментов относительно имплантатов до и после воздействия на них нагрузки (мкм)

Table 2. Measurement of the axial displacement of abutments relative to implants before and after exposure to load (microns)

Воздействие	Оригинальные			Фрезерованные			Литые			Спекаемые лазером
До нагрузки	16,009	18,029	17,110	19,140	15,731	22,584	17,110	19,140	15,731	22,584	22,599	19,086
После нагрузки	16,008	18,027	17,098	19,138	15,728	22,582	17,098	19,138	15,728	22,582	22,597	19,079
Разница	0,001	0,002	0,012	0,002	0,003	0,002	0,012	0,002	0,003	0,002	0,002	0,007

 

ВЫВОДЫ

1. В ходе изучения осевого смещения абатментов относительно аналогов было выявлено, что от силы затягивания винта изменялась высота супраструктуры. Большое осевое смещение было выявлено у оригинальных и фрезерованных абатментов при затягивания винта с усилием 7 и 30 Нсм, в то время как абатменты, полученные методом литья и лазерным плавлением, показали меньшее осевое смещение.
2. Изучение осевого смещения абатментов относительно имплантата под действием нагрузки показало, что оригинальные и фрезерованные абатменты продемонстрировали наименьшее осевое смещение. При изучении абатментов, изготовленных методом литья и лазерным плавлением, было выявлено их значительное осевое смещение.

Выявили следующую закономерность: чем ровнее поверхность конусных деталей, тем сильнее осевое смещение на аналогах, которое непосредственно зависит от силы затягивания винта (в пределах от 7 до 30 Нсм), в то время как неровная поверхность внешнего конуса дает наименьшее осевое смещение.

Абатменты оригинальные и полученные методом фрезерования, обладающие гладкой поверхностью конуса, при затягивании винта с усилием 30 Нсм показали наименьшее осевое смещение при моделировании нагрузки. При этом абатменты, полученные путем литья и лазерного плавления и не обладающие ровной поверхностью, показали значительное смещение.

Положительный эффект конического соединения заключается во вклинивании конусных деталей, так как таким образом происходит распределение различных видов (вертикальных и горизонтальных) нагрузки, оказываемой на реставрацию, в то время как у имплантатов с плоскостным соединением бóльшая часть нагрузки оказывается на винте. Однако возникает значительное изменение высоты конструкции, возвышающейся над имплантатом, в результате клинико-лабораторных этапов изготовления протезов. Существует различие между фиксацией абатментов на аналогах и имплантатах. Эффективные решения, принимаемые в клинических условиях, могут иметь обратное значение на этапах лабораторного изготовления, которые играют главную роль в создании точной конструкции. Существующая проблема получения прецизионных конструкций требует дальнейшего изучения и нахождения решения для успешного лечения и реабилитации пациентов с полной или частичной адентией путем протезирования с опорой на дентальные имплантаты.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ / ADDITIONAL INFO

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Author contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

About the authors

Alexander V. Guskov

Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlova

Email: guskov74@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9793-7654
SPIN-code: 3758-6378
ResearcherId: U-8174-2018

MD, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, Ryazan

Dmitry N. Mishin

Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlova

Email: dimnar89@ya.ru
ORCID iD: 0000-0002-4966-9050
SPIN-code: 3959-9180
ResearcherId: AAR-2361-2021

MD, Cand. Sci. (Med.), Assistant

Russian Federation, Ryazan

Sergey I. Kalinovskiy

Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlova

Email: kalinovskiysi@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-6222-3053
SPIN-code: 2506-0080
ResearcherId: UE-2378-2019

MD

Russian Federation, Ryazan

Vyacheslav V. Ilyasov

Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlova

Author for correspondence.
Email: ilyasov.vyacheslav2010@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5790-1844
SPIN-code: 8772-5590
ResearcherId: AAQ-3010-2021

MD

Russian Federation, Ryazan

References

Supplementary files