Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления адаптированных дентальных имплантатов

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано при дентальной имплантации на верхней или нижней челюсти и в зависимости от результатов определения плотности костной ткани челюсти.

Известен способ определения плотности костной ткани, который предусматривает проведение рентгенологического исследования заданной области с помощью компьютерной конусно-лучевой томографии. Плотность костной ткани определяют относительно среднего серого по яркости снимка, значение его градаций умножают на поправочный коэффициент, определяемый по нелинейной зависимости. (Патент на изобретение №RU 2280406). При построении денситограмм для численного выражения полученного результата используют единицы оптической плотности.

Известен также способ определения состояния костной ткани на прицельных рентгенологических снимках зубов (А.А. Кураскуа, М.А. Чибисова, А.Л. Дударев. Институт стоматологии. №4. 2000). Определение плотности производят по заданному отрезку. При построении денситограмм для численного выражения полученного результата используют единицы оптической плотности. Денситограмма строится по двум осям. По вертикальной оси отложены единицы оптической плотности, по горизонтальной - длина отрезка.

Сравнить результат денситометрии в данной системе возможно только при проведении полностью аналогичного повторного исследования. Можно сравнить результаты одного и того же пациента (до и после лечения). Сравнение данных различных пациентов невозможно. Значения нормы оптической плотности костной ткани отсутствуют.

Недостатками известных способов является то, что они не позволяют подобрать пациенту индивидуальный дентальный имплантат.

Известны также способы подбора имплантатов в зависимости от качества костной ткани по различным классификациям. Подробная классификация челюстных костей с указанием качества костной ткани и потенциальными проблемами с практической ориентацией имеется у С. Misch (1992) с градацией (от D1 - до D4) - которая описывает приблизительные критерии качественных характеристик костной ткани.

Известны также различные системы имплантатов, широко известные на стоматологическом рынке (Nobel Biocare; Straumann; ROOTT; Astra Tech и целый рад других, которые являются прототипами).

Однако все известные способы предлагают лишь подбор одного из типоразмеров из предложенных стандартов, степень соответствия их конкретным условиям кости пациента очень приблизительна, что негативно отражается на качестве лечения.

Предварительным условием клинического применения дентального имплантата, является обязательное рентгенологическое исследование челюстных костей пациента.

Современные технологии рентген диагностики челюстей предлагают использование конусно-лучевой томографии (КЛТ), которая позволяет с высокой степенью достоверности (см. Г.П. Котельников, Д.А. Трунин, А.В. Колсанов, Н.В. Попов, Л.В. Лиманова «Оценка погрешности алгоритма построения цифровой твердотельной 3D модели костного фрагмента» в ж. Стоматология №6 2018 С. 17-21), определять адекватное место для расположения будущего имплантата, а также метрические размеры «костного блока» (локального фрагмента альвеолярного отростка, в объеме которого будет расположен будущий имплантат), для подбора типоразмера имплантата.

Также определяется плотность («качество») кости, причем в различных точках искомого костного блока (см. Р.А. Фадеев, Ю.П. Шевелева «Методика оценки положения ретинированных зубов по данным дентальной компьютерной томографии» Институт стоматологии №1 2010 С. 30-33; Патент RU 2280406).

Таким образом, в соответствии с общепринятым протоколом дентальной имплантации, настоящие исследования обязательны.

Вместе с тем, используя полученную информацию для дальнейшего подбора имплантата из предлагаемого списка, либо его изготовления по определенному стандарту (по сути: подбирается типоразмер), врач определяет выбор системы и размеры имплантата из имеющихся в его распоряжении, часто очень небольшом, перечне имплантационных систем, что существенно ограничивает право пациента, на максимально эффективное лечение.

Задачей изобретения является создание способа изготовления индивидуального адаптированного дентального имплантата, в максимальной степени учитывающего индивидуальные особенности состояния костной ткани пациента, что позволит повысить качество и эффективность лечения.

Поставленная задача решается предлагаемым способом изготовления индивидуальных адаптированных дентальных имплантатов, содержащим проведение конусно-лучевой томографии челюстей пациента, определение адекватного места для расположения будущего имплантата, а также метрических размеров «костного блока» - локального фрагмента альвеолярного отростка, в объеме которого будет расположен будущий имплантат,- для подбора типоразмера имплантата, а также определение плотности - «качества» - кости, в котором врач по результатам КЛТ определяет только предполагаемое анатомическое место для установки имплантата в альвеолярном отростке челюсти, после чего данные рентгенографического и денситометрического исследований заносятся в программу для ЭВМ, которая определяет наиболее оптимальный костный блок для инсталляции имплантата и определяет его метрические размеры в зависимости от анатомии граничащих элементов -корней зубов, сосудов и т.п. - и по указанным параметрам определяет размеры имплантата - высоту и диаметр-, причем качество костной ткани определяют и анализируют на всем протяжении костного блока и по графикам, внесенным в программу, определяют шаг и глубину наружной резьбы поверхности имплантата, и, таким образом ЭВМ создает виртуальную модель имплантата, причем имплантат имеет с внешней стороны резьбу переменного шага, определяемого по нелинейной зависимости на графике по фиг. 1, и переменной глубины, определяемой по нелинейной зависимости на графике по фиг. 2, причем программа определяет также максимально возможный размер имплантата, что обеспечивает его длительное функционирование, затем указанная модель проверяется врачом и в виде файла отправляется в станок с числовым программным управлением для изготовления имплантата, после завершения операции фрезеровки поверхности имплантата придают шероховатость, а затем стерилизуют, кроме того, по тем же параметрам, полученным на основании КЛТ и обработанным программой, изготовляют хирургический шаблон с точной расчетной точкой входа имплантата, что исключает влияние субъективного человеческого фактора.

Сущность изобретения состоит в том, чтобы участие врача ограничивалось лишь выбором предполагаемого анатомического места в альвеолярном отростке челюсти, а дальнейшее моделирование и формирование типоразмера имплантата определялось компьютерной программой на основе полученных графиков.

Полезная модель иллюстрируется чертежом (фиг. 3), предлагаемого имплантата на примере индивидуального дентального верхнечелюстного имплантата, выполненного в виде усеченного конуса, с закругленным внутрикостным концом,, где 1 - резьба мелкая, 2 - резьба крупная, 3а - чаша, 3б - шестигранник, 3в - резьба под винт, на фиг. 1 и фиг. 2 приведены графики нелинейной зависимости шага внешней резьбы имплантата и его диаметра от плотности костной ткани.

Реализация способа начинается с проведения конусно-лучевой томографии челюстей пациента, определения адекватного места для расположения будущего имплантата, а также метрических размеров «костного блока» - локального фрагмента альвеолярного отростка, в объеме которого будет расположен будущий имплантат, - для подбора типоразмера имплантата, а также определение плотности - «качества» - кости, затем врач определяет в области альвеолярного отростка место предполагаемой операции. Данные КЛТ и денситометрии заносятся в программу для ЭВМ, которая определяет наиболее оптимальный костный блок для инсталляции имплантата и определяет его метрические размеры в зависимости от анатомии граничащих элементов - корней зубов, сосудов и т.п. - и по указанным параметрам определяет размеры имплантата - высоту и диаметр-, причем качество костной ткани определяют и анализируют на всем протяжении костного блока и по графикам (фиг. 1 и 2), внесенным в программу, определяют шаг и глубину наружной резьбы поверхности имплантата, таким образом, ЭВМ создает виртуальную модель имплантата, которая проверяется врачом и в виде файла отправляется в станок с числовым программным управлением для изготовления имплантата, после завершения операции фрезеровки поверхности имплантата придают шероховатость для лучшего соединения с костной тканью, а затем стерилизуют, кроме того, по тем же параметрам, полученным на основании КЛТ и обработанным программой, изготовляют хирургический шаблон с точной расчетной точкой входа имплантата, что исключает влияние субъективного человеческого фактора, причем программа определяет максимально возможный размер имплантата, что обеспечивает его длительное функционирование. Имплантат имеет с внешней стороны резьбу переменного шага, определяемого по нелинейной зависимости по фиг. 1, и переменной глубины, определяемой по нелинейной зависимости по фиг. 2, при этом во внутренней части имплантата имеется посадочное место и резьба для соединения с винтом-заглушкой или винтом супраструктуры (абатмента), указанное посадочное место имеет форму шестигранника, заканчивающегося шейкой в виде чаши у свободной поверхности, высота имплантата рассчитывается по формуле: h=Н-2,0 mm, где h - высота имплантата, Н - размер костного блока в челюсти, выбранного для имплантации, а максимальный диаметр имплантата рассчитывается по формуле: D=А - 4,0 mm, где А - минимальная ширина костного блока, D - диаметр имплантата.

Анализируют «качество» костной ткани на всем протяжении объема «костного блока» (а не среднее - в соответствии с классификацией по пропорции между компактной и губчатой костной тканью), кость классифицируется от 1 до 4; при этом 1 означает ситуацию, когда больше компактной кости, а 4 -больше спонгиозной.

Подробная классификация челюстных костей с указанием качества костной ткани и потенциальными проблемами с практической ориентацией предложена в 1990 г. К. Мишем, однако она имеет тот недостаток, что по ходу имплантата в разных его частях плотность кости постоянно меняется. Предлагаемый способ изготовления имплантатов с помощью программы позволяет изготовить индивидуальный имплантат, максимально адаптированный к состоянию костной ткани пациента за счет варьирования диаметра и шага резьбы внешней поверхности имплантата по всей его высоте в соответствии с качеством костной ткани.

В компьютере создается виртуальная модель имплантата, которая проверяется врачом (контроль врача всегда остается) и в виде файла отправляется в станок ЧПУ.

После завершения операции фрезеровки готовый имплантат, проходит обработку поверхности любым известным способом, для придания ей шероховатости, очищается, а затем стерилизуется любым известным методом. Шероховатость поверхности имплантата необходима для лучшей остеоинтеграции.

По тем же параметрам (полученным на основании КЛТ) изготавливается хирургический шаблон (на чертежах не показан) с точной расчетной точкой входа имплантата, что окончательно исключает отклонения в связи с человеческим фактором, и получается имплантат строго на «запланированном месте» с размерами и дизайном, позволяющим максимально использовать имеющийся в каждом (индивидуальном) конкретном случае «костный блок». Это позволит не только улучшить приживаемость имплантата, но и благодаря оптимальным соотношениям с костной тканью увеличивать сроки его службы.

Предлагаемый способ позволяет получить индивидуальный имплантат, адаптированный для каждого пациента за счет того, что шаг и глубина резьбы на внешней поверхности имплантата плавно варьируются по высоте в соответствии с плотностью костной ткани (см. графики на фиг. 1 и 2), в то время как в известных способах имеется дискретность выбора шага и глубины резьбы, что снижает качество лечения.

Предлагаемый способ предполагает и уменьшение экономических затрат-они могут быть значительно снижены:

а) за счет заказа титановых заготовок на специальном предприятии со стандартным посадочным местом для абатмента;

б) не использовать отдельный станок, а использовать для изготовления имплантатов фрезерные станки для изготовлении внутриротовых стоматологических (коронки, вкладки) конструкций, парк которых уже достаточен в регионах и они все фактически недогружены.

Способ предполагает, что в дальнейшем, на его основе будут созданы новые способы дентальной имплантации, причем возможна и частичная и полная автоматизация и компьютеризация операции дентальной имплантации. Это поможет избежать субъективных осложнений, возможных при ручном оперативном пособии.