Диссертация (1139527), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Резьбовые участки нафиксирующем винте и на ответной стороне имплантата в модели представленыгладкими поверхностями, при этом характерное неравномерное распределениенапряжений по виткам вычисляется косвенно, с помощью специальноразработанной модификации поведения контактной поверхности между ними сучётом заданных параметров резьбы: средний диаметр, угол резьбы, шаг изаходность.Для моделей с составным имплантатом нагружение осуществлялось в дваэтапа: на первом этапе происходит затяжка резьбового соединения абатмента иимплантата с помощью задания осевого усилия затяжки на поверхность стержняфиксирующего винта, на втором этапе, полученное укорочение стержня винта,котороесоответствуетзаданномуосевомуусилиюфиксируетсяиприкладывается окклюзионная нагрузка.
Соответственно, для модели смоноимплантатом, нагружение происходило в один этап.228Проведенное исследование продемонстрировало отличия в механическойпрочности и распределении нагрузки в сборной конструкции имплантатов сразличными типами конических и цилиндрических узлов сопряжения.Так, эквивалентные напряжения в кортикальной кости на этапе затяжкификсирующего винта максимальны при минимальном угле конуса – 1.25°, инаоборот, минимальны при угле 9° и составили 17.4 МПа (M6), 16.7 МПа (M4) и12.1 МПа (M2).
Это обусловлено изменением положения максимальногорадиального смещения верхней части имплантата: 0,55 мкм (M6), 0,56 мкм (M4)и 0,69 мкм (M2). В верхнем слое материала работает меньше по объёму, чем вглубине кортикального слоя. При этом, уменьшение высоты конического илицилиндрического УС незначительно снижает напряжение в кортикальном слоепри затяжке вина, что связано с уменьшением площади взаимодействия ивеличины «распирания» верхней части имплантата, контактирующей скортикальной костью: 16 МПа (M1) и 12 МПа (M2), 12.1 МПа (М3) и 16.7 МПа(М4), 12.7 МПа (М5) и 17.4 МПа (М6).
Эквивалентные напряжения в губчатойкости на этапе затяжки фиксирующего винта минимальны при наименьшем углеконуса – 1.25° и 5° (M4), составляют 2.2 МПа.При высоте конического или цилиндрического соединения абатмента иимплантата 1.85 мм (М2, М4, М6, М8) наблюдается изменение положениямаксимума радиального смещения от наружного края кортикальной кости квнутреннему, в глубину кортикального слоя. При высоте коническогосоединения 0.45 мм (М1, М3, М5, М7) зона радиального смещения не меняетсяпри изменении выраженности угла конуса (от 9° до 1.25°).Учитываянезначительнуюразницуэквивалентныхнапряженийвкортикальном слое, возникающих при затяжке фиксирующего винта исвязанных с расширением имплантата, предпочтительной с точки зренияраспределения нагрузки является конструкция узла сопряжения в виде конуса 5°(M4) или цилиндра, высотой 1.85 мм (M8).При рассмотрении эквивалентных напряжений (ЭН) в кортикальной костипосле приложения жевательной нагрузки было выявлено, что они имеют229максимальные значения в моделях с углом конуса 9° и 1.25° и минимальныезначения в моделях с углом конуса 5°: 32 МПа (M1), 29 МПа (M2), 32 МПа (M5),29 МПа (M6) и 26 МПа (M3), 28 МПа (M4) соответственно.
Прицилиндрическом типе соединения ЭН превышают аналогичные показатели дляконического соединения и составляют 29 МПа (M7), 38 МПа (M8). При этомположение максимума ЭН переходит от внешнего края костного слоя умодели 9° (M1 и М2) к нижнему у моделей 5° и 1.25°(M3-M6), что связано сперераспределением нагрузки через конусное соединение.ЭН в кортикальной кости на этапе воздействия окклюзионной нагрузкивыше в модели с углом конуса 5° и высотой 1.85 мм, в сравнении с высотой0.45 мм, но при этом площадь воздействия смещается в глубину кортикальногослоя, что является более предпочтительным.
ЭН вокруг контрольной моделимоноимплантата концентрировались у края альвеолярного гребня. Такоерезультат согласуется с поведением резьбовых соединений, в которыхконцентрация напряжения происходит на верхних витках [25].Мы сопоставили полученые нами данные с теорией механостата,разработанной G.
Frost в 1960 и обновленной в 2003 году [205, 206, 207].Согласно данной теории существуют 4 интервала механической адаптациикостной ткани: недостаточная нагрузка, физиологическая нагрузка, перегрузка ипатологическая перегрузка. Так, для кортикальной ламеллярной кости молодоговзрослогоприматамикродеформацииниже50-100приэквивалентномнапряжении 1-2 МПа (0.1 кг/мм2) приводят к активации процессов резорбции изза недостаточности нагрузки. Минимально эффективные микродеформации,необходимое для сохранения функционирующей костной ткани, составляетоколо 1000-1500, что соответствует эквивалентным напряжениям около 20 МПа(2 кг/мм2).
Порог патологических напряжения превышает 60 МПа; придеформациях выше этой величины резорбция начинает превалировать надпроцессами моделирования. ЭН вокруг имплантата ИРИС ЛИКО-М вкортикальной кости при усредненной окклюзионной нагрузке в нашеисследовании составило 28 МПа, что согласно теории механостата лежит впределах физологических реакций костной ткани на внешнее механическое230воздействие.Рассматривая распределение ЭН в самом имплантате с различными узламисопряжения выявлены следующие закономерности: при переходе от конуса сбольшим углом к наименьшему происходит снижение их максимальныхвеличин: для конуса высотой 0.45 мм – 349 МПа (M1), 340 МПа (M3), 331 МПа(M5), для конуса высотой 1.85 – 514 МПа (M2), 388 МПа (M4), 321 МПа (M6).При сравнении конструкций с одинаковыми значениями угла конуса, ноего различной высотой (0.45 мм и 1.85 мм), следует отметить, что напряженияменьше при меньшей высоте конуса (при углах 9° и 5°): 349 МПа (M1) и 514МПа (M2), 340 МПа (M3) и 388 МПа (M4), однако при дальнейшем уменьшенииконуса и переходе к цилиндру, напряжения меньше при большей высоте конуса(цилиндра): 331 МПа (M5) и 321 МПа (M6), 339 МПа (М7) и 325 МПа (М8).
Вслучае глубокого цилиндра максимум напряжений уходит в глубину кости, гдекостьимеетгубчатоестроениеи,соответственно,болееподатливое,следовательно, «изгиб» имплантанта происходит на большем расстоянии отточки приложения нагрузки и в работу задействуется больший объём егоматериала.Для ЭН в абатменте характерно снижение их максимальных величин припереходе от конуса с большим углом к наименьшему: 429 МПа (M2), 332 МПа(M4), 272 МПа (M6). При сравнении конструкций с одинаковыми значениямиугла конуса, но его различной высотой (0.45 мм и 1.85 мм), следует отметить,что напряжения меньше при меньшей высоте конуса (цилиндра): 220 МПа (M1)< 429 МПа (M2), 234 МПа (M3) < 332 МПа (M4), 247 МПа (M5) < 272 МПа (M6),194 МПа (M7) < 207 МПа (M8).Напряжения в фиксирующем винте имеют следующие особенности: чемвыше узел сопряжения, тем меньшую нагрузку испытывает фиксирующий винт.Наименьшие значения напряжений в фиксирующем винте при затяжкеотмечаются в конструкции углом конуса 9° и высотой 1.85 мм.
При нагруженииокклюзионным усилием, напряжения в фиксирующем винте (связанные с231предварительной затяжкой) снижаются, и чем больше происходит это снижение,тем большие напряжения испытывают имплантат и абатмент.Таким образом, результаты статического моделирования окклюзионнойнагрузки на систему остеоинтегрированного имплантата, показали, чтооптимальными являются конструкции с высотой узла сопряжения 1.85 мм, таккак они переносят концентрацию напряжение от края кортикальной костивнутрь, что может являться профилактикой резорбции.
При интегральномсравнении моделей, лучшие результаты демонстрирует вариант M6 сконическим узлом сопряжения 5°, высотой 1.85 мм: меньшие значения ЭН вкортикальном слое при затяжке фиксирующего винта и при жевательнойнагрузке, больший запас прочности имплантата, абатмента и фиксирующеговинта. Результаты согласуются данными Schmitt C. M. И др. (2014), Canullo L. Идр.
(2011), Moraes S. L. D. и др. (2018) [254, 278, 282]. Однако в указанныхработахнеучитываласьвысотаконическогосоединенияабатментасимплантатом, что, как показано в настоящем исследовании, имеет большоезначение в распределении окклюзионной нагрузки.Дальнейшие исследования были направлены на выявление различий вповедении «конусной» и «цилиндрической» конструкций при динамическомнагружении. Сравнивали конструкцию имплантата с коническим узломсопряжения (5°) – модель «M4» и цилиндрическим узлом сопряжения – модель«М8», которые были определены как наиболее перспективные с точки зренияпрочности при статических расчётах.
Результаты исследования показали, что вимплантате с цилиндрическим УС зазор между абатментом и имплантатом поддействием изменяющейся во времени нагрузки может раскрываться, при этом засчёт уменьшения сил трения в соединении и ослабление усилия затяжки винтаможет нарушаться фиксация абатмента. Напротив, разработанная конструкцияимплантата с УС конического типа 5° и высотой 1.85 мм остается герметичнойпри динамической нагрузке.
Полученные данные согласуются с результатамидругих Mishra S. K. и др. (2017), C. M. Schmitt (2014) [241, 254]. В работахZipprich H. и др. (2007), Rack A. и др. (2010) [200, 219] схожие результаты были232получены в ходе реальных испытаний. Авторы изучали микродвижения в УСимплантата, моделировали процесс жевания и проводили рентгенологическуювидеозапись микродвижений в зоне выхода абатмента из имплантата. Былопоказано, что возникающие силовые воздействия приводят к образованиюмикрозазоров при цилиндрической форме УС, однако в системах имплантатов сконическим соединением таких микродвижений не выявлялось.Разработанный УС конического типа 5° и высотой 1.85 мм кромеуказанных параметров характеризуется как соединение с натягом — илиусловно разъёмное соединение [61].
После затяжки фиксирующего винтапроисходит притирание конусных поверхностей абатмента и имплантата. Врезультате этого абатмент «заклинивает» в имплантате. Для извлеченияабатмента необходимо выкрутить фиксирующий винт и закрутить винтэкстрактор, для которого в абатменте предусмотрена специальная резьба. Винтэкстрактор при вкручивании контактирует с дном полости имплантата ивыталкивает абатмент.
Таким образом соединение с натягом между абатментоми имплантатом в системе ИРИС обеспечивает максимально-возможнуюгерметичность за счёт отсутствия зазоров между поверхностями.Герметичность разработанного конического УС, кроме механическойстабильности и имеет и ещё одно принципиальное преимущество, а именно,препятствует проникновению бактерий в полость имплантата и обратно.Проницаемости УС посвящено много работ, отличающихся дизайном, новыгодно характеризующих именно конусные УС. Так Coelho и др.
(2008), иLorenzoni и др. (2011), исследовали проницаемость микрозазоров в неконусныхУС абатмента и имплантата. В полость имплантатов вводили красительтолуидиновый синий, устанавливали абатменты и затягивали фиксирующийвинт с рекомендуемым производителем усилием. Далее сборные конструкциивыдерживали в физиологическом растворе. С течением времени даже приотсутствии нагрузки в окружающем имплантат растворе появлялся цветноймаркер, и его концентрация постепенно увеличивалась. Данное исследованиеявляется показательным, однако не даёт ответа в отношении предполагаемоймиграции микроорганизмов через УС в полость имплантата и из него [218, 266].233В работе Иванова С.Ю.
и др. (2010), было проведено исследованиегерметичности конического УС имплантатов ЛИКО-М и было показаноотсутствие проникновения Staphylococcus aureus и Bacillus stearothermophilus какиз внешней среды внутрь имплантата при наружном инфицировании. Так же небыло обнаружено выхода микробов из полости имплантата. Абатменты былификсированы винтом с усилием 25 Н*см [65].Таким образом, в разработанной конструкции узла сопряжения высотой1.85 мм и углом 5° затяжка фиксирующего винта с усилием 25 Н*смобеспечиваетнадёжноемашиностроениисоединениеобозначаемоеабатментатерминомс«фиксацияимплантатом,снатягом».вПридинамической окклюзионной нагрузке такой УС не раскрывается, усилие нафиксирующем винте практически не меняется, а распределяется на абатмент иимплантат, что является профилактикой перелома фиксирующего винта.К аналогичным выводам пришли Kitagawa T.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
