Диссертация (1141133), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Равномерно распределенная сжимающая нагрузка величины 0 прикладывалась к верхнему сечению имплантата.43Подобласть 1 – имплантатПодобласть 1 – имплантат - с увеличениемПодобласть 2 – губчатая костьПодобласти 3 и 4 – кортикальная костьРисунок 6 – Подобласти математической модели сегмента нижней челюстис внутрикостным дентальным имплантатом с винтовой резьбойРисунок 7 – Расчетная модель соединения винтового имплантатаи костной ткани, 4 подобласти44Для сравнительного анализа влияния механических свойств имплантатана распределение напряжений расчеты выполнены для керамического ититанового имплантатов.Деформационные смещения имплантата и губчатой костной ткани подвертикальной нагрузкой (с коэффициентом увеличения) показаны на рисунке8 (штриховые линии).Подобласть 1 – имплантатПодобласть 2 – губчатая костьРисунок 8 – Деформационные смещения имплантата и губчатой костнойткани при вертикальной нагрузке (исходная и деформированная формы)Расчетная модель винтового имплантата и костной ткани при наклоннойнагрузке состоит из 3 подобластей.

Канал в нижней части сечения челюсти немоделировался, т.к. эта зона является малонагруженной, а также длясокращения размерности модели ввиду ограниченных ресурсов ЭВМ.Расчетная модель (общее число узлов в модели 1856) представлена на рисунке9. Граничные условия – зоны закрепления показаны тонкой штриховойполосой, слой кортикальной кости заштрихован, наклонная нагрузкаприложена по углом 450 к плоскости сечения имплантата. Полагаем, чтонагрузка, приложенная к верхней части коронки, передается на сечениеимплантата.

К коронке прикладывалась нагрузка в форме двух компонент,действующихпонаправлениям45осейкоординатPx  Py  p cos(450 )  4.243 МПа . Между имплантатом и костной тканьюпредполагалось идеальное соединение.Рисунок 9 – Расчетная модель соединения имплантата и костной ткани,наклонная нагрузка, 3 подобластиТак как наклонная нагрузка приложена к верхней поверхности коронки,то при переносе приложения нагрузки к сечению имплантата необходимоучесть момент M , создаваемой этой нагрузкой, который можно оценить какM  Fx h,где Fx - перерезывающая сила, h - высота коронки.

Отметим, что точноевычисление момента является сложной задачей, ввиду сложной формыкоронки.Математическоемоделированиеприложениямоментасилыосуществляется приложением к сечению имплантата внешней нагрузки,изменяющейся линейно вдоль сечения имплантата. Расчетная модель сприложением к верхнему сечению имплантата нагрузки, соответствующейприложению момента силы, показана на рисунке 10.Распределение нагрузки, показанное на рисунке 10, описываетсяуравнением   maxТакоераспределениенагрузкиxсоответствуетприложенного к сечению имплантата:46величинемомента,M    x  x  dx 2 max  23Здесь  max - заданное напряжение на краю сечения,  - радиус имплантата, - толщина модели.При заданной величине момента силы из последнего выражения можноопределить напряжение на краю сечения имплантата какmax2M3 2(2)Расчеты выполнены для двух видов нагружения – наклонная нагрузка инагрузка моментом.Рисунок 10 – Расчетная модель соединения имплантата и костной ткани,нагрузка моментом силы, 3 подобластиРезультатыразделаисследованийповерхностьюпроанализированыэквивалентныхнапряженийпо(напряжений,имплантатовпоказателямсотносительныхнормированныхвнешней нагрузки, приложенной к имплантату,i 0 ,винтовойвеличинойкоэффициентконцентрации напряжений).2.4.

Экспериментальное изучение остеоинтеграции керамическогоимплантатаЭкспериментальноеизучениеостеоинтеграциикерамическогоимплантата проведено совместно с Казанским (Приволжским) федеральным47университетом (КФУ): кафедра стоматологии и имплантологии (зав. каф.,д.м.н., профессор Хафизов Р.Г.), лаборатория лазерной конфокальноймикроскопии Междисциплинарного центра аналитической микроскопии,Междисциплинарныйцентрколлективногопользования,Научно-образовательный центр фармацевтики.Эксперимент проводился совместно с Повстянко Ю.А., изучавшимпроцесс остеоинтеграции титановых имплантатов с разной обработкойповерхности[12,36,50,51,99,103,139,140,171,174,175,189,236].Анализпроводился в соответствии с общепринятыми технологиями морфологическихисследований с использованием сканирующей электронной микроскопии(автоэмиссионный сканирующий электронный микроскоп Merlin, Carl Zeiss) сспектрометром энергетической дисперсии Aztec X-Max, Oxford Instruments.Линейные размеры достигали субмикронного диапазона; рассчитывалисьмассовые доли химических элементов костной ткани (Ca, P, O, C), какотражение динамики зрелости костной ткани в контакте с имплантатом.

Приэлементном рентгеновском микроанализе на электронном микроанализатореEVO GM, Carl Zeiss использовался набор эталонов элементов (Рис. 11).а)б)Рисунок 11 – Микроскоп Merlin, Carl Zeiss (а), электронный микроанализаторEVO GM, Carl Zeiss (б)Методика эксперимента: 2% рометаровый наркоз (внутримышечно)кролику («Серый Великан»; 2,5кг); разрез по углу нижней челюсти (4 см) сскелетированием костной ткани; формирование отверстия 4х2мм; установкакерамических пластин толщиной 2мм, полученных путем горизонтального48распиливания дентального имплантата из диоксида циркония (ICX-ACTIVEWHITE, Medentis, Германия); антисептическая обработка (3% перекисьводорода) и ушивание раны; выведение из опыта введением калипсола (6млвнутримышечно); забор костных блоков в 10% нейтральный формалин;рентгенологический контроль (аппарат Pan Exam+, Kavo, Германия) (Рис.

12).Рисунок 12 – Ход эксперимента по остеоинтеграции керамическихимплантатовЭксперимент проводился на шести кроликах (два контрольных);имплантаты в основной группе (четыре кролика) устанавливались с обеихсторон челюсти. Морфологический анализ проводился в сроки четыре неделиостеоинтеграции (два кролика) и 12 недель (два кролика).492.5. Изучение влияния керамических дентальных имплантатов накультуру мезенхимальных стволовых клетокИзучение параметров клеточной культуры мезенхимальных стволовыхклеток лошади (МСК) в присутствии керамического имплантата ICX издиоксида циркония, стабилизированного иттрием, проводилось одновременнос исследованием Повстянко Ю.А.

по влиянию разных титановых имплантатовна культуру клеток [140]. Результаты по керамическому имплантату ICXсопоставлялись с титановым имплантатом ICX указанного исследования.Анализировались цитотоксичность и ростовая активности клеток МСК,взятых из коллекции клеточных культур тканей Института вирусологии им.Д.И. Ивановского ФГБУ НИЦ эпидемиологии и микробиологии им.Н.Ф.Гамалеи Минздрава России. Клетки МСК лошади в условияхкультивирования в среде DMEM (ФГБНУ ФНЦИР иммунобиологическихпрепаратовим.М.П.ЧумаковаРАН)представлялисобойфибробластоподобные и полигональные клетки с ядрами овальной формы(крупные ядрышки до четырех в ядре) и с мелкосетчатой цитоплазмой.Вкачествестандартногобиологическогометодадляоценкицитотоксического действия материалов и веществ, отражающего ихбиосовместимость,использовалитетразолиевыйметод(МТТ-колориметрический тест) [141,142,163,231,255,282].

Материалы по-разномувлияют на количество жизнеспособных клеток и интенсивность ихметаболизма,чтоотражаетсяразнойоптическойплотностью(прифотометрии) раствора специального реактива МТТ – водорастворимоготемноокрашенногоформазана,которыймитохондриальнойсукцинатдегидрогеназыизменяетсявразнойподдействиемстепениотжизнеспособности клеток.Керамические имплантаты в количестве трех штук перед исследованиемнаходились в стерильной фабричной упаковке.Стандартный процесс МТТ-исследования заключался в следующем:– имплантаты укладывались в лунки 12-луночного планшета «Costar» (США);50– в каждую лунку планшета вносилась суспензия клеток в посевной дозе100000 кл/мл в среде DMEM с добавлением 10% эмбриональной телячьейсыворотки (НПО «ПанЭко», Москва);– в течение 96 часов С планшеты с имплантатами в клеточной культуре (вконтроле – без имплантатов) инкубировались при 37°в термостате СО2;– удаление путем отсасывания культуральной среды из лунок и добавляленияпо1млсредыс200мклМТТ(3[4,5-диметил-тиазол-2-ил]-2.5-дифенилтетразолия; «Sigma», США) в концентрации 5 мг/мл с последующиминкубированием в течение четырех часов;– удаление среды с МТТ и добавление по 1мл диметилсульфоксида (ДМСО)для растворения образовавшихся кристаллов формазана с последующимресуспендированием клеточного осадка 5 минут пипетированием;– оценка жизнеспособности клеток по интенсивности окраски раствора нафотометреImmunochem 2100 (HTI, США) путём измерения оптическойплотности при длине волны 545нм (Рис.

13).а)б)в)Рисунок 13 – Изменения клеточной культуры МСК в присутствиикерамических и титановых имплантатов в процессе постановки МТТ-метода:а) 12 луночная панель с имплантатами, б) имплантаты в клеточной суспензиив концентрации 100 тыс.кл/мл, в) через 96 часов инкубации имплантатовс МСК и через 4 часа инкубации в среде с МТТТакже использовалась пипетка Scepter Millipore (Merck, Германия) свключенным в ее конструкцию дисплеем с гистограммой подсчета количестваи размера клеток МСК после инкубирования с имплантатами, для чего51монослой выросших на дне лунок клеток снимался смесью 0.02% ВерсенХимопсин и разводился в 1 мл среды Игла (Рис. 14).а)б)Рисунок 14 – пипетка Scepter Millipore (а) – ручной автоматизированныйсчетчик клеток с гистограммой (б) анализа клеток МСК2.6.

Характеристики

Список файлов диссертации