بررسی ویژگیهای سیستم ایمپلنت 3A از دیدگاه ماکرو دیزاین و میکرو دیزاین

بیژن محمدی

دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک – دانشگاه علم و صنعت ایران – تهران – ایران

bijanmohammadimaghaleh@iust.ac.ir

احسان عنبرزاده

دانشجوی مقطع دکتری مهندسی مکانیک – دانشگاه علم صنعت ایران – تهران – ایران

Ehsananbarzadeh74@gmail.com

 

علی عسگر ملک التجاری

دندانپزشک – شرکت درین کاشت مانا – تهران – ایران

aliasgarmalekaltejarimaghaleh@gmail.com

چکیده

روش­های جدید پر کردن جای خالی دندان، اقدام مهم و حائز اهمیتی می­باشد. با پیشرفت علم و تکنولوژی، روش­های نوینی جایگزین استفاده از دندان به صورت مصنوعی شده است که این تکنیک­ها علاوه بر حفظ زیبایی دندان، جایگزین مناسبی برای رفع مشکلات دست دندان­های مصنوعی در گذشته می­باشند. در واقع ايمپلنت­هاي دنداني تثبيت کننده­ هايی هستند که به عنوان جايگزين براي ريشه ی دندان طبيعي از دست رفته استفاده مي­شوند. استخوان اطراف ایمپلنت نقش کلیدي در حمایت و حفظ پایداری ایمپلنت دارد و از بین رفتن تدریجی آن موجب کاهش پایداری آن می­شود. تا به امروز مطالعات زیادی در زمینه ایمپلنت دندان در عرصه­ های مختلفی اعم از: جراحی فک و دندان، بیومکانیک، بیومواد، ایمونولوژی و میکروبیولوژی، علوم اعصاب دندانی، مراقبت­های بعد از جراحی ایمپلنت و غیره انجام شده است. در این پژوهش، به بررسی ویژگی­های سیستم ایمپلنت 3A از دیدگاه ماکرو دیزاین و میکرو دیزاین و ویژگی­های آماده سازی سطح این ایمپلنت نیز پرداخته شده است. نهایتا به این نتیجه دست یافته شد که سرعت جذب ایمپلنت به استخوان در روش آماده سازی سطح SLActive نسبت به روش SLA برای ایمپلنت 3A، در بازه زمانی­ دو تا هشت هفته­ ای حدود 20 تا 22 درصد بیشتر می­باشد.

 

واژگان كليدي: سیستم ایمپلنت، 3A، آماده سازی سطح

 

1- مقدمه

در طول سال­ها، انسان به دنبال راهی برای جایگزین کردن دندان­های از دست رفته بوده است. آثار به جا مانده نشان می­دهد که از 700 سال پیش از میلاد، ساخت دندان شروع شده است و ابتدایی ­ترین آن­ها از جنس صدف بوده است. تا کنون دندان­هایی از جنس چوب، طلا و کروم ساخته شده است(Yoo,2006). در حال حاظر ایمپلنت­ها را از جنس تیتانیوم و زیرکونیا می­سازند. یک رویه بسیار مهم در بدن انسان ساخت استخوان جدید و یکپارچگی می­باشد. یکپارچگی، یک مرحله­ ی پراهمیت در پروسه ­ی قرار دادن ایمپلنت دندانی میباشد، در حقیقت، بدن همان حالتی را تجربه می­کند که در حال ترمیم یک استخوان شکسته باشد(Bozkaya,2014). یکپارچگی واکنش طبیعی بدن در برابر قرار دادن ایمپلنت می­باشد. از ایمپلنت­های ابتدایی، ایمپلنت­های از جنس فولاد ضد زنگ را می­توان نام برد که با استخوان بدن سازگار بودند، اما یکپارچگی ایجاد نمی­کردند. در نتیجه پس از مدتی به دلیل لق شدگی یا خوردگی و ساییدگی باید از بدن خارج می­شد و کاربرد مطلوب را نداشتند. پس از آن یک پزشک سوئدی به نام برانمارک در طی آزمایش­های خود متوجه شد که فلز تیتانیوم زیست سازگار است و همچنین فاکتور مهم یکپارچگی را نیز دارد(Scott,2007). از جمله ویژگی­های ایمپلنت­های تیتانیومی؛ لق شدگی، خوردگی و زنگ زدگی بسیار پایین آن می­باشد. اما مهم­ترین ویژگی آن، تحمل بار مکانیکی بالا است. در نتیجه این فلز و آلیاژهای آن را به عنوان گزینه­ای مناسب برای ساخت ایمپلنت­های دندانی، مفاصل ران و زانو که باید نیروهای فشاری زیادی را تحمل کنند تبدیل می­کند. قسمت ثابت و رزوه دار ایمپلنت، همان قسمتی است که از جنس فلز تیتانیوم ساخته می­شود. این قسمت درون فک قرار گرفته و برای جلوگیری از رشد بافت، بر روی ایمپلنت از پایه درمانی استفاده می­شود. ابتدا ایمپلنت را در ناحیه­ ی بی­دندان قرار می­دهند(Hallman,2012). در صورتی که در اثر تصادف، ضربه و یا گذشتن مدت زیادی از کشیدن دندان، استخوان تحلیل رفته باشد؛ از پیوند استخوانی استفاده می­شود و پس از 6 ماه اقدام به گذاشتن ایمپلنت می­کنند(Mendonça,2008). پس از قرار دادن ایمپلنت در استخوان فک، با استخوان سازی سلول­های استخوان ساز در سطح ایمپلنت، استخوان فک به ایمپلنت جوش می­خورد. فرایند جوش خوردن معمولا 3 تا 4 ماه طول می­کشد. ایمپلنت در ایران، به‌ تدریج از دهه ١٣۶٠ خورشیدی به ‌علت احتیاج ایجاد شده پس از دوران جنگ تحمیلی و نیاز جانبازان و مجروحین برای جایگزینی دندان‌های از دست ‌رفته، رواج یافت و به دلیل استقبال از عملکرد آن، امروزه رشد و توسعه چشمگیر آن در مجامع پزشکی و علمی ایران دیده می­شود(Shalabi,2006). این رشد فزاینده ناشی از این واقعیت است که بیماران به مرور پذیرفته­اند که با استفاده از ایمپلنت­هاي دندانی، نه تنها دندان­هاي از دست رفته، به بهترین وجهی جایگزین می­شوند، بلکه مشکلاتی نظیر جویدن نامناسب، بدي تکلم و حتی عدم اعتماد به نفس که اکثرا در درمان­هایی نظیر پروتز کامل یا پارسیل مشاهده می­شود، به نحو مناسبی جبران می­گردد(Anil,2011). از طرف دیگر می­بایستی اذعان کرد که این رشد فزاینده براي قرار دادن ایمپلنت، باعث شده است که به مرور زمان بر تعداد دندان پزشکانی که تمایل به استفاده از این روش در کلینیک شخصی خود دارند، نیز افزوده شود. به طوری که در 20 سال گذشته، میزان درمان­هاي ایمپلنت دندانی در سراسر دنیا به تعداد بیش از یک میلیون ایمپلنت در هر سال رسیده است(Rupp,2011). سازمان­هاي متعدد دستورالعمل­هايي براي استاندارد سازي مواد به کار رفته در ساختار ايمپلنت ارائه نموده ­اند. عوامل متعددي مي­توانند بر يک درمان موفق با ايمپلنت دنداني تاثيرگذار باشند، از مهمترين اين عوامل ميتوان به تاثير طراحي هندسي ايمپلنت بر استحکام فصل مشترک ايمپلنت – استخوان و خواص مکانيکي نوع ماده به کار رفته در ساخت ايمپلنت اشاره کرد. همچنين امروزه پژوهش­هاي بسياري در زمينه­ی بهبود خواص مکانيکي ايمپلنت­هاي نانوساختار در حال انجام است. لازمه­ ی بررسي عوامل موثر در استحکام ايمپلنت­ها از ديدگاه طراحي هندسي و انتخاب مواد، شناخت ساختمان ايمپلنت و سيستم­هاي بارگذاري در محيط دهان است(Wennerberg,2011). در همین راستا، شرکت درین کاشت مانا در کشور ایران، با هدف بهینه و بروز کردن و ارتقای کیفیت در زمینه تولید ایمپلنت­های دندانی شروع بکار نمود. نتیجه­ ی این تلاش تولید سه برند 3A و DPI و ARIO  بوده که افتخاری برای کشور از نظر ایرانی بودن و کیفیت بالا و قابل رقابت بودن آن با برندهای مطرح دنیا و بی­نیاز نمودن کشور به واردات این متریال به لحاظ کمیت می­باشد.

 

2- روش تحقيق

 

2-1- مدل ایمپلنت مورد نظر

به منظور بررسی ویژگی­های سیستم ایمپلنت 3A، ابتدا به شرح جزئیات ساختاری و طراحی این مدل ایمپلنت در این پژوهش، پرداخته شده است. تطابق کامل بخش کانکشن ایمپلنت­های 3A شرکت درین کاشت مانا، با بسیاری از برندهای موجود حال حاضر، امتیاز ویژه ای برای فیکسچرها و قطعات پروتزی محسوب می­شود. در این نوع از فیکسچر، سه میلی متر کریستالی سیلندری شکل و تنه و قسمت اپیکالی، کاملا تِیپر می­باشد و به لحاظ ماکرو دیزاین، فیکسچر را برای فک فوقانی بسیار مطلوب می­سازد.

 

شکل (1)، ساختار و جزئیات اندازه­ گیری ابعاد مختلف این مدل از ایمپلنت را نمایش می­دهد.

الف) ب)           ج)
شکل (1): ایمپلنت 3A الف) فیکسچر ب) نمای برش خورده اتصال فیکسچر با اباتمنت ج) جزئیات اندازه­ های مدل ایمپلنت

2-2- آماده سازی سطح ایمپلنت

فلز تیتانیوم از فلزات غیر گرانبها محسوب می­شود و هزینه بالای آن به دلیل مراحل متعدد تولید از جمله آماده سازی سطح آن می­باشد. ابتدا فلز تیتانیوم توسط حرارت دیدن به گرید مورد نظر رسیده و یا اینکه ابتدا آلیاژ آن تهیه می­شود و سپس از آن مفتول­هایی با قطرهای لازم ساخته شده که این قطرها به اندازه قطر ایمپلنت­هایی است که باید تولید شوند(Mamalis,2011). بعد از این مرحله، مفتول­های ساخته شده به طول­های مورد نظر تقسیم می­شوند که این، اندازه­ ی­ طول ایمپلنت دندانی را تعیین می­کند. از این قسمت به بعد هزینه تولید ایمپلنت بالا می­رود زیرا قطعات برش خورده باید تک به تک به ماشین CNC وصل شده و سطح خارجی و داخلی آن تراشیده شوند. در شکل (2)، دستگاه CNC مخصوص تراش ایمپلنت نشان داده شده است.

 

 

شکل (2): دستگاه CNC مخصوص تراش ایمپلنت

 

بعد از این مرحله به دلیل تقریبا صاف بودن سطح ایمپلنت­ها، باید سند بلاست شوند که برای این کار از اکسید آلومینیوم استفاده میشود. برای کیفیت بهتر، پودر مصرف شده از یک سو وارد مخزن سند بلاست شده و توسط ساکشن بعد از عملیات از سوی دیگر خارج می­شود(Alfarsi,2014). ساختار و سطح انواع فیکسچر بر روی تعامل میان فلز و بافت­های زنده تاثیر گذار خواهد بود. یکی از دلایل اصلی برای تغییرات سطح ایمپلنت­ها، کاهش زمان جوش خوردن آن­ها می­باشد. سطح فیکسچر، تنها قسمتی است که در تماس با محیط بیولوژیکی بدن (استخوان) بوده و مستقیما بر روی پاسخ استخوان تاثیر گذار می­باشد. یک لایه سطحی خاص بر روی فیکسچر مورد نیاز است تا سطح عملکردی استخوان به فیکسچر را بالا برده و نهایتا استرس و نیروهای وارد شده به ایمپلنت بتوانند به سادگی به استخوان انتقال یابند(Schlegel,2013). این پوشش سطحی، باعث بالا رفتن رسوب استخوان بر روی ایمپلنت می­شود که شامل تغییرات مکانیکی (ماشین کردن یا سند بلاست کردن)، تغییرات شیمیایی (اسید شویی کردن)، تغییرات الکتروشیمیایی (اکسیداسیون آندیک)، تغییرات خلاء (وکیوم)، درمان­های حرارتی و یا درمان­های لیزری می­باشد. این تغییرات باعث کنترل رشد و فعالیت­های متابولیک سلول­های استخوان­ساز می­شود. زبری سطح، باعث بالا رفتن(TGF-B)  که یک هورمون رشدی است، خواهد شد و مستقیما باعث افزایش یکپارچه­ سازی می­شود(Jinno,2004). شکل (3) نمونه­ای از سطح ایمپلنت سند بلاست شده را تا فکوس پنج هزار برابری نشان می­دهد. از آنجایی که در درمان ایمپلنت دندان، شکل‌گیری استخوان قوی، بسیار حیاتی است؛ با این عملیات، تشکیل استخوان در خلل و فرج فیکسچ، بهتر صورت گرفته و فیکسچر به استخوان بیشتر جوش می­خورد که همان طور که پیش­تر اشاره گردید به این پدیده یکپارچگی گفته می­شود. در یکپارچگی، درگیری به اندازه­ای زیاد است که تیتانیوم به استخوان کاملا جوش خورده به نظر می­رسد؛ به طوری که بعد از زمان یکپارچگی فیکسچر به استخوان، حدود ۴۰۰ نیوتن نیرو لازم است تا ایمپلنتاز استخوان جدا شود. روش­های آماده سازی سطوح مختلفی برای افزایش جوش خوردن و یکپارچگی ایمپلنت به استخوان فک در دهه­ های گذشته مورد آزمایش قرار گرفته ­اند. از این میان به چند نمونه از معروف­ترین و کاربردی­ترین آن­ها در ادامه پرداخته شده است.

 

 

شکل (3): نمونه­ای از سطح ایمپلنت سند بلاست شده (Jinno,2004).

 

 

2-1- آماده سازی سطح ایمپلنت به روش­های SLA و SLActive

 

سطح 2A یا SLA برگرفته از عبارت Sand blasted Long grit Acid etched  است که روشی برای سند بلاست کردن ایمپلنت می­باشد. حرف S مخفف Sand blast که در اینجا به معنای پاشش ذرات آلومینا می­باشد. حرف L مخفف Large grit به معنای دانه­ های درشت سند بلاست و حرف A مخفف Acid etched است که به معنای شست و شوی اسیدی می­باشد. در این روش، تیتانیوم بعد از سند بلاست شدن، برای اسید شویی ارسال می­شود. اسید شویی توسط اسید هیدروکلریک و اسید سولفوریک انجام می­شود. نتیجه آن خشونت سطحی ایده آل و جوش خوردن بهتر فیکسچر به استخوان و از بین رفتن مواد بر روی سطح فیکسچر می­باشد. در این مرحله، برای اینکه داخل فیکسچر آسیب نبیند، باید سطح داخلی آن توسط تفلون پوشانده شود که انجام این مرحله مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی می­باشد(Elkhaweldi,2014). در کنار این روش، روش دیگری به نام 3A یا SLActive که مختصر شده­ی عبارت Sand blasted Long grit Acid etched Active می­باشد، نیز وجود دارد. در روش آماده سازی سطح SLActive، با افزایش کانی سازی، به تشکیل استخوان سرعت بیشتری بخشیده می­شود و اتصال استخوان با ایمپلنت، بهتر انجام می­پذیرد. ایمپلنت­های دندانی با پوشش­های سطحی SLA و SLActive به یک روش تولید می­شوند. تنها تفاوت آن­ها در آخرین مرحله فرایند تولیدشان نهفته است. ایمپلنت­های SLA پس از سند بلاست و شست و شوی اسیدی یا اصطلاحا اچ کردن، خشک شده و آماده استفاده می­باشند. در حالیکه ایمپلنت­هایSLActive ، پس از اچ کردن، تحت شرایط محافظت گاز N2 و در محلول 9/0 درصد از NaCl (محلول نمکی) که ایزوتونیک است (به این معنی که نه باعث تورم سلول­ها می­شود نه سبب چروکیدگی آن­ها)، ذخیره می­شود(Lin,2011). نکته اساسی در بهبود ایمپلنت دندان، نحوه شکل‌گیری لخته خون بر روی ایمپلنت است. همان طور که در شکل (4)، نشان داده شده است؛ ویژگی‌هایی مانند فعالیت شیمیایی بالا و آب‌دوستی سطحSLActive ، سطح وسیع‌تری برای جذب پروتئین خون و ایجاد شبکه فیبرینی ایجاد می‌کند. این حالت ایده‌آل‌ترین وضعیت برای تشکیل لخته‌ خون و شروع فرآیند بهبود است(Gangappa,2016). این تکنولوژی زمان شش تا هشت هفته‌ای بهبود در SLA را به سه تا چهار هفته کاهش می­دهد. معمولا عدم موفقیت در ایمپلنت دندان، در مراحل اولیه بهبود، یعنی دو الی چهار هفته اول پس از کاشت ایمپلنت رخ می‌دهد. سطح SLActive  همچنین می‌تواند در موارد ابتلا به پوکی استخوان، ترمیم استخوان و پیوند استخوان با فیکسچر را سرعت بخشد(Mangal,2011).

 

الف) ب)
شکل (4): آماده سازی سطح ایمپلنت به روش: الف) SLA  و ب) SLActive ]56[

 

سطح SLActive  در مقایسه با سطوح معمولی آب گریز SLA ” اتصال استخوان با ایمپلنت (BIC) و چگالی استخوانی بیشتری را فراهم می کند. بعد از طراحی ایمپلنت (ماکرو دیزاین) که تاثیر زیادی در پرای مری استبیلیتی و ماندگاری و تقسیم نیرو های وارده و غیره دارد. و میکرو دیزاین و مدیریت اکسیداسیون سطح ایمپلنت سبب افزایش سطح تماس با استخوان و سریعتر و مداوم­تر و ماندگارتر شدن یکپارچگی و استقرار لایه محکم اکسید تیتانیوم می­گردد. یکی از روش­های درمان سطح که طرفداران زیادی داشته و نتایج ان اثبات شده است، انجام روش SLA می­باشد که سبب پروزیته زیاد در سطح ایمپلنت می­گردد. همچنین انجام آنودایزینگ سطح، برای گسترده کردن اکسید تیتانیوم مورد علاقه، بر روی سطح ایمپلنت می­باشد و همچنین این اواخر انجام روش­های SLActive که سبب اکتیو شدن سطح و هیدروفیلیسیتی و در نتیجه جذب سریع خون و ایجاد تماس با خون و تشکیل استخوان سریعتر می­گردد، به جای روش­های معمولی مورد استفاده قرار می­گیرد. در ابتدا مروری بر مزایای این دو روش، هدف از درمان سطح را بیشتر نمایان می­سازد. تکنولوژی نوآورانهSLActive  با اهداف ذیل طراحی شده است. ابتدا به خصوصیات هیدروفیلیسیتی سطح پرداخته می­شود. به طور کلی تر شوندگی سطح می تواند روی چهار قسمت اصلی از سیستم بایولوژیکی بدن انسان تاثیر بگذارد(Hisbergues,2009).

 

  • چسبندگی پروتئین­ها و مولکول­های بزرگ به سطح، فرایندی سریع است که در حد میلی ثانیه پس از قرار گیری ایمپلنت فعال می­شود. در این مرحله پروتئین­ها و دیگر مولکول­های بزرگ چسبش به سطح را آغاز می­کنند که میزان آن، تحت تاثیر ویژگی­های سطحی ماده مورد نظر است. ترشوندگی می­تواند باعث جذب پروتئین­ها و یا هدایت بقیه عوامل و تحریک کننده­ها به سطح شود. معمولا آب­دوستی می­تواند قدرت پیوند و میزان پروتئین­های چسبیده به سطح سازگاری و جهت دهی آن­ها را تحت تاثیر قرار دهد(Apratim,2015).

 

  • تعامل سلول­های بافتی با سطح، نانو توپوگرافی سطح می­تواند باعث تعدیل پاسخ سلول­های بافت نرم شود. این پاسخ ممکن است مختص به ساختار نانوی سطح و مستقل از بقیه موارد باشد. سطوح آب­دوست توانایی افزایش 10 تا 20 درصدی سلول­ها را دارند(osyn,2012).

 

  • چسبندگی باکتریایی یا عفونت­های مربوط به بایو مواد در موارد بسیار کمی دیده می­شود، ولی در صورت بروز عفونت می­تواند خطرهای جدی را در پی داشته باشد. باکتری­های آب­گریز تمایل دارند که به مواد آب­گریز بچسبند و به همین صورت باکتری­های آب­دوست متمایل­اند به سطوح آب­دوست بچسبند. مطالعات نشان داده است که چسبندگی باکتری­ها به سطوح آب­دوست تقریبا 90% کمتر از سطوح دیگر است(Meiller,2012).

 

  • نرخ تجمیع استخوان در داخل بدن و اثر آب­دوستی روی ایمپلنت­های تجاری با در نظر گرفتن تشدید استخوان سازی اولیه بسیار مهم است. در این حالت زمان درمان و زمان بازگشت بیماران به زندگی عادی، از چند ماه به چند هفته کاهش می­یابد. سطوح آب­دوست تشکیل استخوان بهتری را نسبت به سطوح آب­گریز نشان می­دهند. از این ویژگی می­توان برای افزایش موفقیت و کاهش زمان درمان برای سالمندان استفاده کرد. زیرا سطح آب­دوست سطح تماس استخوان – ایمپلنت بسیار بیشتری را از خود نمایش می­دهد(Esposito,2012).

 

  • یکی از ویژگی­های سطح که بر قابلیت­های بایولوژیکی تاثیر می­گذارد، قابلیت ترشوندگی سطح است که به انرژی سطح جسم مربوط می­شود و برای اندازه­گیری آن به صورت غیر مستقیم از اندازه­گیری زاویه تماس استفاده می­شود. سطوح آب­دوست باعث افزایش چسبندگی، تکثیر و تقسیم سلولی می­شوند و معدنی شدن استخوان را بهبود می­بخشند؛ در حالی که سطوح آب­گریز این ویژگی را ندارند. برای ایجاد زبری­ها با سایز میکرو، از فرایندهایی از جمله سند بلاست، اسید شویی و آنودایز استفاده می­شود(Arora,2017).

 

سطح ايمپلنت­های محصولات تولیدی شرکت درین کاشت  مانا تحت عنوان برندهای  3A / ARIO / DPI طی دو پروتکل کاملا مجزا از هم، به دو شکل SLA وSLActive  انجام می­شود. در توضیح روش اول سطح (SLA)، ابتدا با پارتیکول هایی از جنس های مختلف مثلا اکسید الومینیوم و یا اکسید تیتانیوم و یا مواد قابل حلی از نوع هیدروکسی اپاتاید و یا از ترکیبات سولفات و یا فسفات که با فشار های متناسب با خواست بر سطح تنه ایمپلنت پاشیده و سبب تخلل در سطح ایمپلنت می­گردد. اندازه و عمق حفره­ها بر روی سطح ایمپلنت متناسب با قطر و سختی پارتیکول سند بلاست و شدت و مقدار پاشش می­باشد. در شرکت درین کاشت مانا از پارتیکول­های 150 میکرونی اکسید آلومینیوم با 5 بار فشار هوا توسط دو نازل بصورت اتوماتیک بر روی سطح ایمپلنت که با سرعت 50 دور در دقیقه به صورت محوری در حال چرخش می­باشد با تایید تصاویر میکروسکوپ الکترونی و نمودار حاصله حفره هایی به تعداد 12 عدد در هر میلی­متر مربع به عمق متوسط 4 میکرون ایجاد می­کند. که کاملا مطابق با استاندارد ایمپلنت های قرار گرفته در کاتگوری پروزیته­های متوسط نه خشن قرار می­گیرد که بسیار ایده ال است. و با زبری سطوح ایمپلنت­هایی با برندهای شناخته شده از جمله ITI مطابقت دارد. شکل (5) و (6)، به ترتیب نمایی از دستگاه سند بلاست و شست و شوی شرکت درین کاشت مانا را نمایش می­دهد.

 

شکل (5): نمایی از دستگاه سند بلاست کاملا اتوماتیک

 

یکی از موارد بسیار مهم و حیاتی در صورتی که از اکسید آلومینیوم جهت سندبلاست استفاده می­گردد، تمیز کردن سطح ایمپلنت از ذرات و پارتیکول­های به جای مانده بر روی سطح از اکسید آلومینیوم می­باشد که در شرکت درین کاشت مانا با استفاده از دستگاه شست و شوی اتوماتیک و استفاده از شست و شوی سرد و داغ، با ایجاد انبساط و انقباض بر روی سطح باقی­مانده­های اکسید آلومینیوم را کاملا تمیز می­نماید.

 

شکل (6): دستگاه شست و شوی اتوماتیک با بازوهای اتوماتیک و بدون دخالت دست

 

انجام عملیات اچینگ در دو مرحله ابتدایی توسط اسید HF به تناسب پاتند مربوطه که ضمن پاکسازی سطح و لایه برداری در حد میکرون است صورت می­پذیرد. در آماده شدن سطح برای مراحل بعدی اچینگ، سطح ایمپلنت نیز از باقی­مانده­های احتمالی ذرات پارتیکلی اکسید آلومینیوم پاک سازی شده و بعد از این مرحله تست عکس­برداری از سطح ایمپلنت زیر میکروسکوپ الکترونی موید انجام می­شود. یکی از اصلی ترین مرحله در درمان سطح لایه گستری اکسید بر روی سطح در دو مرحله است که مرحله اول آن با اسید موریاتیک با دمای 70 درجه می­گیرد که میکرو پروزیتی بالایی را در سطح ایمپلنت ایجاد کرده و در مرحله بعدی توسط آنودایزینگ لایه­ایی به ضخامت 90 انگستروم اکسید بر روی تیتانیوم ایجاد می­نماید که بسیار با ثبات می­باشد. در شکل (7)، سطح ایمپلنت بعد از انجام عملیات سند بلاست توسط اکسید آلومینیوم نشان داده شده است. در نهایت امر، بسته بندی نهایی محصول ایمپلنت نیز صورت خواهد پذیرفت.

 

الف) ب)
شکل (7): سطح ایمپلنت بعد از انجام عملیات سند بلاست توسط اکسید آلومینیوم

الف) با دقت 500 برابر

ب) با دقت 5000 برابر

 

3- بحث و نتیجه ­گیری

سطح ایمپلنت­های SLA که بلافاصله بعد از قرار گرفتن در محیط اسید موریاتیک و بعد از آن در دستگاه آنودایزینگ آب­دوست بودند، در مدت زمان کمتر از چند دقیقه تبدیل به سطح آب­گریز می­شوند. این در حالی است که سطح ایمپلنت­هایSL3A  شرکت درین کاشت مانا، بلافاصله بعد از قرار گرفتن در محیط اسید موریاتیک و دستگاه آنودایزینگ و تثبیت 90 انگسترومی اکسید تیتانیوم پایدار در سطح ایمپلنت، در محیط عاری از اکسیژن و زیر فشار گاز نیتروژن قرار داشته و تا انتهای مرحله بسته بندی و بعد از آن، تماس سطح ایمپلنت با اکسیژن و هوای آزاد قطع می­گردد. این امر سبب می­شود که علاوه بر عدم آلودگی سطح ایمپلنت با ذرات و پارتیکول­های هوا و کربن موجود در هوا، به هر اندازه­ایی هیدروفیلیستی سطح ایمپلنت تغییر نیابد و تا هر زمانی که ایمپلنت در داخل محلول اکتیواتور قرار دارد، هیدروفیلیسیته حفظ شود. خاصیت هیدروفیلیسیتی سطح ایمپلنت­های شرکت درین کاشت مانا سبب جذب املاح به صورت یکسان در تمام سطح و تمام پستی و بلندی­های روی سطح ایمپلنت می­گردد. همچنین، پاکی سطح ایمپلنت که فاقد هر گونه ذرات کربن و باقی­مانده و لاشه میکروب­ها در روی سطح می­باشد؛ باعث می­شود تا واکنش محکمی مابین اکسید تیتانیوم و املاح خون، شکل گرفته و استخوان سازی یکسانی بر روی تمام سطوح ایمپلنت ایجاد شود. ذرات کربن در تمام فضاهای دارای اکسیژن به صورت مخلوط موجود می­باشد. حتی در فضای داخل کلین روم. یکی از مهم­ترین موارد در جذب سریع املاح و یون­های موجود در خون، هیدرو فیلیسیته بودن سطح ایمپلنت می­باشد تا بتواند آب و املاح را به سمت خود جذب نماید و یا به عبارتی سطح آب دوست باشد. نشستن ذرات کربن بر روی سطح ایمپلنت، فضای مرده­ای روی سطح ایمپلنت ایجاد می­کند که بعد از نشست، قابل تمیز کردن نیست. این فضاهای مرده مانع از اتصال سلول­های استخوانی بر روی سطح ایمپلنت می­گردند و به عبارتی خاصیت زیست­پذیری را کاهش می­دهند؛ به طوری که در بعضی برندها این مقدار به 30% کل سطح ایمپلنت نیز می­رسد. بنابراین غیر اکتیو بودن سطح ایمپلنت با مقادیر تماس استخوانی با ایمپلنت، رابطه­ایی مستقیم دارد. به همین علت در این پژوهش به جز بررسی نمونه SLA، از نمونه­ی SLActive که فعال می­باشد، استفاده شده است. شکل (8)، درصد تمایل اتصال استخوان به ایمپلنت در هفته­های سپری شده پس از کارگذاری ایمپلنت در لثه بیمار، برای روش­های اشاره شده­ی آماده سازی سطح ایمپلنت SLA) و (SLActive را نشان می­دهد. همان طور که مشاهده می­شود، سرعت جذب ایمپلنت به استخوان در روش SLActive نسبت به روش SLA در بازه زمانی­ دو تا هشت هفته حدود 20 تا 22 درصد بیشتر می­باشد.

 

شکل (8): درصد تمایل اتصال استخوان به ایمپلنت در هفته­های سپری شده پس از کارگذاری ایمپلنت [56و58و60و61]

 

4- تشکر و قدردانی

بدینوسیله از شرکت تولید کننده­ ی سیستم­های ایمپلنت درین کاشت مانا به جهت در اختیار قرار دادن اطلاعات، امکانات و نمونه­ های ایمپلنتی در رابطه با اهداف این پژوهش به اینجانبان و همچنین بابت همکاری و مشاهده خط تولید ایمپلنت این شرکت، تشکر نموده و از عنایات و حسن لطف دست اندر کاران این شرکت بسیار سپاسگزار هستیم.

 

منابع و مراجع

Yoo, Roy H., et al. “Changes in crestal bone levels for immediately loaded implants.” International Journal of Oral &      Maxillofacial Implants2 (2006).‏

Bozkaya, Dincer, Sinan Muftu, and Ali Muftu. “Evaluation of load transfer characteristics of five different implants in compact bone at different load levels by finite elements analysis.” The Journal of prosthetic dentistry6 (2004): 523-530.‏

Lee, Scott, et al. “Bone density assessments of dental implant sites: 3. Bone quality evaluation during osteotomy and implant placement.” International Journal of Oral & Maxillofacial Implants2 (2007).‏

Hallman, Mats, Lars Sennerby, and Stefan Lundgren. “A clinical and histologic evaluation of implant integration in the posterior maxilla after sinus floor augmentation with autogenous bone, bovine hydroxyapatite, or a 20: 80 mixture.” International Journal of Oral and Maxillofacial Implants5 (2002): 635-643.‏

Mendonça, Gustavo, et al. “Advancing dental implant surface technology–from micron-to nanotopography.” Biomaterials28 (2008): 3822-3835.‏

Shalabi, M. M., et al. “Implant surface roughness and bone healing: a systematic review.” Journal of dental research6 (2006): 496-500.‏

Anil, S., et al. “Dental implant surface enhancement and osseointegration.” Implant dentistry—a rapidly evolving practice(2011): 83-108.‏

Rupp, Frank, et al. “Wetting behavior of dental implants.” International Journal of Oral & Maxillofacial Implants6 (2011).

Wennerberg, Ann, Silvia Galli, and Tomas Albrektsson. “Current knowledge about the hydrophilic and nanostructured SLActive surface.” Clinical, cosmetic and investigational dentistry3 (2011): 59.‏

Mamalis, Anastasios A., and Spyridon S. Silvestros. “Analysis of osteoblastic gene expression in the early human mesenchymal cell response to a chemically modified implant surface: an in vitro study.” Clinical oral implants research5 (2011): 530-537.

Alfarsi, Mohammed A., Stephen M. Hamlet, and Saso Ivanovski. “Titanium surface hydrophilicity enhances platelet activation.” Dental materials journal(2014): 2013-221.‏

Schlegel, K. A., et al. “Osseointegration of SLA ctive implants in diabetic pigs.” Clinical oral implants research2 (2013): 128-134.‏

Elkhaweldi, A., et al. “The survival rate of RBM surface versus SLA surface in geometrically identical implant design.” J Oral Bio1 (2014): 8-15.‏

Jinno, Tetsuya, et al. “Effects of calcium ion implantation on osseointegration of surface-blasted titanium alloy femoral implants in a canine total hip arthroplasty model.” The Journal of arthroplasty1 (2004): 102-109.‏

Lin, Dong-Yang, and Xiao-Xiang Wang. “Preparation of hydroxyapatite coating on smooth implant surface by electrodeposition.” Ceramics International1 (2011): 403-406.‏

Gangappa, Rajkumar, et al. “Hydroxyapatite Biosynthesis by a Serratia sp. and Application of Nanoscale Bio-HA in the Recovery of Strontium and Europium.” Geomicrobiology Journal3-4 (2016): 267-273.‏

Roy, Mangal, Amit Bandyopadhyay, and Susmita Bose. “Induction plasma sprayed nano hydroxyapatite coatings on titanium for orthopaedic and dental implants.” Surface and Coatings Technology8-9 (2011): 2785-2792.‏

Hisbergues, Michael, Sophie Vendeville, and Philippe Vendeville. “Zirconia: Established facts and perspectives for a biomaterial in dental implantology.” Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials: An Official Journal of The Society for Biomaterials, The Japanese Society for Biomaterials, and The Australian Society for Biomaterials and the Korean Society for Biomaterials2 (2009): 519-529.‏

Apratim, Abhishek, et al. “Zirconia in dental implantology: A review.” Journal of International Society of Preventive & Community Dentistry3 (2015): 147.‏

C osyn, Jan, Nele Hooghe, and Hugo De Bruyn. “A systematic review on the frequency of advanced recession following single immediate implant treatment.” Journal of clinical periodontology6 (2012): 582-589.‏

Meiller, Timothy F., Karen Garber, and Mark Scheper. “A review of common oral pathology lesions, with a focus on periodontology and implantology.” Journal of Evidence Based Dental Practice3 (2012): 254-262.‏

Esposito, Marco, et al. “Interventions for replacing missing teeth: management of soft tissues for dental implants.” Cochrane database of systematic reviews2 (2012).‏ D’Souza, Kathleen Manuela, and Meena Ajay Aras. “Types of implant surgical guides in dentistry: a review.” Journal of Oral Implantology5 (2012): 643-652.‏

Arora, H., and S. Ivanovski. “Melatonin as a pro‐osteogenic agent in oral implantology: a systematic review of histomorphometric outcomes in animals and quality evaluation using ARRIVE guidelines.” Journal of periodontal research2 (2017): 151-161.‏

Flanagan, Dennis, and Andrea Mascolo. “The mini dental implant in fixed and removable prosthetics: a review.” Journal of Oral Implantologysp1 (2011): 123-132.

Dard, M. “Methods and interpretation of performance studies for dental implants.” Biocompatibility and performance of medical devices. Woodhead Publishing, (2012). 308-344.‏

Chou, Hsuan-Yu, John J. Jagodnik, and S. Müftü. “Predictions of bone remodeling around dental implant systems.” Journal of Biomechanics6 (2008): 1365-1373.‏

Investigating the Features of 3A implant system from the macro and micro design perspective

Ehsan Anbarzadeh

PhD student, Faculty of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran

Ehsananbarzadeh74@gmail.com

Bijan Mohammadi*Associate professor, Faculty of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran

bijanmohammadimaghaleh@iust.ac.ir

Ali Asgar Malek Altejari

Dentist, Dorin Kasht Mana Implant Company, Tehran, Iran

aliasgarmalekaltejarimaghaleh@gmail.com

Abstract

New methods of filling dental cavities are an important step. With the advancement of science and technology, new methods have replaced the use of artificial teeth, which in addition to maintaining the beauty of the teeth, these techniques are a good alternative to solve the problems of artificial teeth in the past. In fact, dental implants are stabilizers that are used as a replacement for the missing natural tooth root. The bone around the implant plays a key role in supporting and maintaining the stability of the implant, and its gradual loss reduces its stability. To date, many studies have been conducted in the field of dental implants in various fields, including: maxillofacial surgery, biomechanics, biomaterials, immunology and microbiology, dental neuroscience, post-implant surgery care, etc. In this research, the characteristics of 3A implant system from the perspective of macro design and micro design and the surface treatment characteristics of this implant have also been studied. Finally, it was concluded that the rate of implant adsorption to bone in the SLActive surface treatment method is about 20 to 22% higher than the SLA method in implant 3A over a period of two to eight weeks.

 

Keywords: Implant system, 3A, Surface treatment

گواهی مقاله اول

 

اشتراک گذاری :

دیدگاه خود را بنویسید

Translate »