способ изготовления зубного штифта

Формула изобретения

Способ изготовления зубного штифта с ретенционным покрытием из порошка, однородного с материалом штифта, отличающийся тем, что ретенционное покрытие наносят методом плазменного напыления, причем для покрытия корневой части штифта используют порошок дисперсностью 30 - 80 мкм, а для покрытия коронковой части - порошок дисперсностью 100 - 250 мкм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно ортопедической стоматологии, и касается изготовления металлических зубных штифтов.

В современной ортопедической стоматологии остается актуальной проблем сохранения и восстановления корней разрушенных зубов и их использование при ортопедическом лечении. При дефектах 2/3 коронки зубов и более протезирование производится штифтовыми зубами и культевыми коронками.

Известен способ изготовления зубного штифта (авт. св. N 1799575, кл. A 61 C 13/30, опубл. 07.03.93. бюл. N 9, автор А.М. Грибан: "Способ изготовления штифтового зуба"), когда в корневой канал вводят втулку с ретенционными поперечными насечками на наружной поверхности и резьбовым отверстием, в которое ввинчивают штифт зубного протеза.

Недостатком этого способа является повышенное травмирующее действие от биомеханических усилий на зубные ткани, что приводит к разбалтыванию втулки с потерей крепежных функций. При установке данной штифтовой конструкции создается повышенное напряжение в дентине корня, поэтому возрастает опасность раскола корня зуба.

Существует способ изготовления штифтовой конструкции (авт. св. N 1468520, кл. A 61 C 13/30, опубл. 30.03.89. бюл. N 12, автор Ю.С. Плотигер: "Зубной имплантат"), по которому внутрикостная часть стального штифта с продольными пазами укреплена в стеклоуглеродном стержне, имеющем внешний слой из углеродной синтетической пены.

Недостаток вышеописанного способа заключается в сложности изготовления такой конструкции. Кроме того, не устраняются разрушающие напряжения, действующие на ткань зуба при установке штифта.

Ближайшим, по мнению авторов, аналогом (прототипом) является авт. св. N 1662540, кл. A 61 C 5/08, опубл. 15.07.91. бюл. N 27, автор С.В. Данелян: "Зубной протез и способ его изготовления", в котором на корневую часть штифта наносится ретенционный слой из порошка, однородного с поверхностью штифта, после чего осуществляется спекание до образования пористой структуры.

Применение метода спекания не позволяет достичь необходимой прочности сцепления, так как связь между ретенционным слоем и штифтовым зубом осуществляется лишь за счет механического сцепления. Отсутствие ретенционного узла на внутрикорневой части может привести со временем к расцементированию зубного протеза.

Технический результат, на обеспечение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности фиксации корневой части штифта и увеличении прочности сцепления коронковой части штифта с искусственной культей, изготовленной из композиционного материала.

Предлагаемый нами способ изготовления зубного штифта заключается в том, что на штифт наносят ретенционное покрытие методом плазменного напыления, причем для покрытия корневой части штифта используют порошок дисперсностью 30 - 80 мкм, а для покрытия коронковой части - порошок дисперсностью 100 - 250 мкм. При осуществлении данного способа на "пассивный" (без резьбы) штифт цилиндрической или конической формы методом плазменного напыления наносят ретенционный пористый слой из материала, однородного с материалом штифта. Для покрытия корневой и коронковой частей штифта применяется порошок различной дисперсии. Затем корневая часть штифта устанавливается в предварительно подготовленном канале корня зуба с помощью цементирующего или композиционного материала, а на коронковой части формируется искусственная культя, которую покрывают металлокерамической коронкой.

Используемый в предлагаемом способе метод плазменного напыления позволяет получит пористое покрытие. Пористость образуется вследствие формирования покрытия из расплавленных в струе плазмы части порошка с интенсивной их деформацией при ударе о напыляемую поверхность и кристаллизацией с чрезвычайно высокими скоростями. Причем каждая частица деформируется и застывает индивидуально. Полученная шероховатая поверхность обладает большим количеством открытых и закрытых пор. Наличие пор позволяет увеличить силу сцепления корневой и коронковой частей штифта с цементирующим или композиционным материалом за счет увеличения площади соприкасающихся поверхностей.

Плазмонапыленное ретенционное покрытие удерживается на поверхности штифта не только за счет механических связей (как, например, при спекании), которые отличаются нестабильностью и обычно слабы, но и за счет более сильных химических связей, а также развития объемного взаимодействия (взаимной диффузии напыляемого порошка и материала напыляемой поверхности, релаксации микронапряжений и пр.). Кроме того, при напылении покрытий на цилиндрические (конические) поверхности штифтов действуют усадочные силы, прижимающие покрытие к поверхности по образующей цилиндра (конуса). Покрытия, нанесенные методом плазменного напыления, обладают высокой адгезионной прочностью и вместе с тем являются переходными слоями благодаря своей пористой структуре.

Выбор дисперсности напыляемого на корневую часть порошка в предлагаемом способе в диапазоне 30 - 80 мкм объясняется необходимостью обеспечить надежную фиксацию штифта в корне зуба. При установке таких штифтов гарантируется отсутствие сколов и других повреждений покрытия. Так как применяемые в предлагаемом способе штифты являются "пассивными", то при их установке не оказывается значительного давления на зубную ткань и вероятность раскола корня существенно снижается. Это особенно важно при восстановлении разрушенных зубов с искривленными и короткими корнями. Более мелкие поры улучшают ретенционные свойства корневой части штифта по отношению к фиксирующим материалам (цементу, композиционному материалу), которые обладают высокой текучестью. Такие материалы легко затекают в мелкие поры и надежно удерживаются в них, создавая прочное соединение. Кроме того, применение плазменного напыления обеспечивает релаксацию напряжений, действующих на зубные ткани при установке штифта, за счет равномерного распределения удельных нагрузок по всей длине его корневой части. Все это позволяет уменьшить корневую часть штифта (например, в случае лечения больных с короткими или искривленными корнями, когда невозможно создать корневую часть штифта достаточной длины) при высокой надежности фиксации.

Дисперсность порошка, применяемого для нанесения ретенционного покрытия на коронковую часть штифта, составляет в предлагаемом способе 100 - 250 мкм. Это объясняется тем, что композиционные материалы, используемые при изготовлении искусственной культи, обладают высокой вязкостью (низкой текучестью). Для надежной фиксации таких материалов необходимо создать поверхность с крупномасштабной шероховатостью и большими порами, что и достигается напылением порошка с вышеуказанной дисперсностью. Кроме того, искусственная культя обладает сравнительно большой массой и крупнопористое покрытие позволяет с достаточной прочностью удерживать ее на поверхности коронковой части штифта за счет свободного проникновения композиционного материала в поверхностные открытые поры и анкерного зацепления.

Для изготовления зубных штифтов по предлагаемому способу используют "пассивные" штифты конической (угол до 2,5^o) или цилиндрической формы. Это дает возможность значительно сократить трудоемкость изготовления, т.к. отпадает необходимость в сложной механической обработке (нарезание резьбы, изготовление накладок, насечек и др.)

В качестве материалов при изготовлении штифтов могут быть использованы различные металлы и их сплавы, применяемые в стоматологии, т.к. в запломбированном канале процессы коррозии сведены к минимуму. Можно использовать нержавеющую сталь (например, 12X18H10T), титан и его сплавы (BT1-0, BT-6, BT-16) и другие металлы.

Напыляемый порошок должен быть идентичным или близким по составу с материалом штифта.

Проведенные испытания показали, что применение предлагаемого способа позволяет повысить адгезионную прочность зубных штифтов на 35 - 50% по сравнению с аналогами.

Предложенные признаки, а именно: нанесение ретенционного покрытия методом плазменного напыления, использование для покрытия корневой части штифта порошка дисперсностью 30 - 80 мкм, а для покрытия коронковой части - порошка дисперсностью 100 - 250 мкм - в известных технических решениях не обнаружено, что позволяет сделать вывод о том, что предложенное решение отвечает критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Пример. По предлагаемому способу был изготовлен зубной штифт для восстановления разрушенного зуба с дефектом коронковой части. В качестве основы использовался штифт цилиндрической формы с закругленным концом со следующими размерами внутрикорневой части: длина 6 мм, диаметр 1,6 мм. Штифт был изготовлен из титана марки ВТ 1-0. На поверхность штифта методом плазменного напыления был нанесен порошок титана марки ВТ1-0. Основная фракция порошка, напыляемого на корневую часть штифта, составляла 60 мкм, а напыляемого на коронковую (внекорневую) часть штифта - 120 мкм. Для плазменного нанесения ретенционного покрытия использовали медицинскую стоматологическую плазменную установку ТУ ВИТС. 942829.001, разработанную в ГНПП "Квант". Толщина ретенционного слоя составляла 40 - 60 мкм для корневой части штифта и 120 - 150 мкм для коронковой. Напыление покрытия осуществлялось в струе защитного газа аргона, при этом расстояние от напыляемой поверхности до среза сопла плазмотрона составляло 70 мм. Канал зуба был обработан с помощью эндодонтического инструмента по методике Step-back и обтурирован методом латеральной конденсации гуттаперчи. В качестве герметизирующего материала для канала использовался Sealapex (Kerr). Через 48 часов часть корневого канала была обработана с помощью специального режущего инструмента. Расширение канала корня проводилось сверлом диаметром 1,65 мм, изготовленным из инструментальной стали.

Фиксация корневой части штифта с плазмонапыленным ретенционным покрытием производилась с помощью цементирующего материала на основе bis-GMA:Resiment (Septodont). Искусственная культя была создана из композиционного материала химического отверждения "Комподент". Металлокерамическая коронка была изготовлена по традиционной методике и фиксирована на подготовленном зубе с помощью цинк-фосфатного цемента.

Для исследования адгезионной прочности корневой части штифта были смоделированы искусственные корни зубов. В подготовленные каналы искусственных корней устанавливали штифты с плазмонапыленным ретенционным покрытием с помощью цементирующего и композиционного материалов. Затем проводили термоциклирование при перепадах температуры от +6^oC до +25^oC (1500 термоциклов), после чего образцы испытывали на отрыв в разрывной машине FM-50. Относительная погрешность при испытании составляла не более 0,5%.

Результаты испытаний показали, что по сравнению с традиционными "пассивными" штифтами, поверхность которых подвергалась пескоструйной обработке, прочность сцепления штифтов с плазмонапыленным покрытием возрастает не менее, чем в 1,5 раза.

Следует отметить, что для осуществления предлагаемого способа изготовления зубных штифтов нет необходимости в разработке нового оборудования, так как используется существующее оборудование для плазменного напыления и зуботехнических работ.