Диссертация (1139527), страница 28
Текст из файла (страница 28)
и др. (2005), авторамипоказано,чтонелинейныйпереходныйдинамическийанализяснопродемонстрировал различия в ослаблении фиксирующего винта на моделях сконическим и наружным шестигранным соединением. На моделях с коническимсоединением подвижность во всех направлениях ниже, поскольку происходитболее эффективное распределение нагрузки в области интерфейса имплантатабатмент [221].Binon P. P. и др.
(1996), Gratton, D. G. и др. (2001) определили, что затяжкафиксирующего винта – это фундаментальный фактор, обеспечивающийстабильность соединения абатмента и имплантата. Авторы также подчеркивают,что точность соединения имплантата и абатмента имеет прямую корреляцию сриском раскрутки винта и, следовательно, со стабильностью всей системы,особенноприбоковыхокклюзионныхнагрузках.Поэтомуувеличениепрецизионности в предложенной нами конструкции узла сопряжения иперераспределение нагрузки с фиксирующего винта на абатмент и имплантат,является основным факторам, обеспечивающим стабильность соединения прилюбых видах нагрузки ) [174, 210].234Далее нами был проведен комбинированный эксперимент, состоящий изматематическихрасчётовстатическойпрочностисборнойконструкцииимплантата по ГОСТ Р ИСО 14801-2012 «Стоматология.
Имплантаты.Усталостные испытания для внутрикостных стоматологических имплантатов» иреальных статических и циклических испытаний экспериментальных образцовпо указанному госту. Математическое моделирование статической нагрузкиимплантата проводили методом МКЭ. Полученные результаты послужилипредварительной проверкой прочности сборной конструкции имплантата ипродемонстрировали состоятельность разработанной конструкции. Далее былиизготовлены опытные образцы по 50 штук имплантатов диаметром 4.0 мм и3.5 мм и длиной 10 мм и проведены испытания по ГОСТ Р ИСО 14801-2012. Поданным расчётов МКЭ исчерпание несущей способности конструкции имплантатадиаметром 3,5 мм происходит при усилии на штоке 374 Н, а при реальныхиспытаниях – 450 Н (420 Н минимальное значение, 480 максимальное значение);для конструкции имплантата диаметром 4.0 мм по данным расчётов МКЭисчерпание несущей способности происходит при 536 Н, а при реальныхиспытаниях – и 575 Н (550 Н минимальное значение, 610 максимальное значение).Таким образом, различия между данными МКЭ и минимальнымизначениями реальных испытания имплантатов составили для диаметра 3.5 мм –11% (374 Н против 420 Н), для диаметра 4.0 мм – 2.75% (536 Н против 550 Н).Разницу в результатах математического моделирования и реальных испытанийможно объяснить более жёсткими условиями виртуального эксперимента.
Так,характеристикиматериала(пределтекучести,временноесопротивление),заложенные в расчётной модели, изначально получают при испытаниях материала(эти величины являются случайными, имеющие некоторое среднее значение инекоторый разброс в обе стороны) и статистически обрабатывают, и назначаюткак минимально возможные со степенью достоверности 99.73%.
Другимисловами, задаваемые в расчёт величины заведомо меньше 99.73% всех возможныхреализаций свойств данного материала при испытаниях образцов. Это сделано длятого, чтобы все ошибки математических расчётов шли в "запас" прочности235конструкции, что мы видим на полученных нами результатах. Полученныеданные согласуются с результатами работы Гыганкова А.И.
(2013) [139].Далее модели имплантатов подвергли циклическим испытаниям напрочность. Испытания образцов проводились до разрушения. Первым во всехслучаях, разрушался абатмент в месте контакта с имплантатом. Фиксирующийвинт, подвергался пластической деформации без разрушения.
Имплантатвизуально не подвергся заметной деформации.В ГОСТ Р ИСО 14801-2012 предел усталости определяется в соответствиис п. 5.6.3 «Строят кривую цикла нагрузки, чтобы показать максимальнуюнагрузку, при которой система выдержит 5*106 циклов. Каждый образец(минимум три), который испытывают при максимальной нагрузке, долженвыдержать обозначенное число циклов без разрушения» и для примера, вприложении А приводится схема (Рисунок 6.2) с усталостной кривой с шагоммежду уровнями нагрузки n и описанием «С помощью схемы цикла нагрузкиможно определить предел усталости объекта, максимальную пиковую нагрузку,при которой не возникает усталость даже при бесконечном числе цикловнагрузки (или выбранном для завершения испытания)».Рисунок 6.2 Схема циклических испытаний из стандартаГОСТ Р ИСО 14801-2012Такая трактовка может привести к некорректному определению искомогопределаусталости.Общепринято,чтокриваяусталостистроитсядлявероятности неразрушения 50%, чаще всего, для построения используется методнаименьших квадратов.
Поэтому говорить о том, что по кривой определяют236напряжение, при котором образцы не будут разрушаться для заданнойдолговечности не совсем корректно. Кроме того, для построения расчетнойкривой используются только разрушенные образцы, поэтому аппроксимациялинии до нагрузки Lf, как представлено на рисунке 6.2, не корректна, т.к. науровне Lf нет разрушенных образцов. Тем не менее, указанный уровень отвечаетдругому условию, о трех неразрушенных образцах (вероятность неразрушенияне менее 95%).При таких результатах испытания достоверно определить пределусталости по диаграмме может быть затруднительно, поскольку наверняка неизвестно, будут ли разрушаться образцы на уровнях между Lf и предыдущим Lf+n (рисунок 6.2).
Существует вероятность, что на уровне Lf +n образцы будутразрушаться и не разрушаться с вероятностью 50%, а на более низких уровняхнагрузки не будут разрушаться на заданной базе. Таким образом, криваяусталости будет иметь, так называемый, горизонтальный участок. Длярасчетногоопределенияпределаусталости(свероятностью50%)исреднеквадратического отклонения можно использовать «метод лестницы». Азатем рассчитать искомую нагрузку, как «среднее-2СКО» (вероятностьнеразрушения 95.5%).
Результаты расчета приведены в таблице 6.1.Таблица 6.1. Сравнение результатов динамических усталостных испытаний,среднеквадратичных отклонений и ГОСТДиаметримплантата3.54.0Среднее значениепределаусталости, Н200237.5СКО,Н18.0117.54СреднееЗначение,2 СКО, Н определенное по ГОСТР ИСО 14801-2012164160202.4200Из таблицы видно, что расчетные пределы практически совпали спределами, определенными по ГОСТ (условие неразрушения 3 образцов). Такжерезультаты были сопоставлены с литературными данными по зарубежнымисследованиям [202, 234, 223, 225, 262].Для выявления корреляции полученных нами результатов с реальнымсрокомслужбыпротезовнаимплантате,рассмотримфизиологические237показатели жевания и глотания и соотнесём их с полученными результатами.При пережёвывании пищи, время формирования пищевого комка от началажевания до его проглатывания находится в интервале от 5 до 15 секунд, т.е.
всреднем 10 секунд. При частоте 1 жевательное движение в секунду, мыполучаем 10 жевательных движений на одно глотание, при самом глотании зубытакже смыкаются, испытывая напряжение. Человек глотает около 600 раз всутки, в том числе, 200 раз во время еды, 50 раз во время сна, 350 раз востальноевремя.Большинствоглотковделаетсябессознательно.Еслипредположить, что на 1 глотательное движение приходится 10 жевательных,получим 2000 жевательных движений до глотания, а так как при глотании зубытоже смыкают, испытывая вертикальную нагрузку, то в совокупности в суткипроисходит порядка 2600 смыканий зубов. Если разделить 5 млн.
цикловзаложенных в испытании ГОСТ Р ИСО 14801-2012 на 2600, мы получим 1923дня или 5 лет и 3 месяца. Следует помнить, что испытания имплантатов поуказанному ГОСТ проводятся с выступом шейки имплантата над фиксирующимцилиндром на 3 мм и наклоном имплантата 30%, проецируя такое положениеимплантата на клиническую ситуацию рассчитанный срок службы будетсоответствовать имплантату диаметром 4 мм, установленному под углом 30% ис пришеечной резорбцией 3 мм. Таким образом, если предположить, что учеловека в полости рта один имплантат на верхней и один на нижней челюсти,установленные под углом и пережёвывание пищи происходит только этимиискусственными зубами, то предел прочности конструкции в 50 % случаевможет наступить через 5 лет и 3 месяца.
Однако такая ситуация чистотеоретическая.Тем не менее, наибольшую нагрузку несут одиночные имплантаты вобласти моляров. В такой ситуации, при условии, что жевание происходитравномерно справа и слева, срок службы 50% имплантатов увеличивается в 2раза, до 10 лет 6 месяцев. Кроме этого, даже при доминировании в жеванииправой стороны над левой (в среднем по популяции 2:1), жевательная нагрузкараспределяется на все зубы, участвующие в жевании, и не концентрируется на238одном имплантате.
Кроме указанных допущений, в случае увеличения диаметраимплантата до 4.5 и 5 мм (против 4.0 мм), указанный срок будет увеличенна 30 – 40%.Внашейработепризамещенииотсутствующихмоляровбылииспользованы имплантаты диаметром 4 мм и шире, коронки с винтовойфиксацией на прямых абатментах. Из этого следует, что угол наклона осиимплантатов относительно жевательной нагрузки не превышал 10°, уровеньпятилетней резорбции не превышал 1.5 мм.
Исходя из приведенных результатови расчётов, можно прогнозировать срок службы конструкций у пациентов внашем исследовании не менее 20 лет. В случае замещения зубов несколькимиимплантатами, их совокупная конструкционной прочность будет выше, чем уодиночного имплантата. Поэтому определяющим критерием срока службыимплантатов при указанных сроках будет не механическая, а биологическаясоставляющая (сохранение остеоинтеграции).Результаты клинического этапа работы. Клинические исследованияпроведены на базе кафедры челюстно-лицевой хирургии и имплантологиифакультета повышения квалификации врачей ФГБОУ ВО «Приволжскийисследовательский медицинский университет» Минздрава России.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
