История имплантируемой техники. Зубные протезы
С доисторических времен человек стремился заменить зубы, утраченные в результате травмы или инфекции. Первые материалы, которые использовались для этой цели, были плодом человеческого интеллекта и предусмотрительности природы. На самом первом этапе развития зубных имплантатов их изготовляли из небольших камней или вырезали из дерева. Лишь много веков спустя, в эпоху развитой промышленности, были разработаны новые методы и технологии для замены отсутствующих зубов человека.
Большая часть усилий докторов тогда была направлена на реабилитацию частично или полностью беззубых пациентов. И только появление внутрикостных зубных имплантатов такими, какими мы их знаем сегодня, дало возможность решить эту растянувшуюся на многие века проблему.
Древность
Люди использовали зубные имплантаты в той или иной форме для замены отсутствующих зубов с самого начала истории человечества. Примерно в 2500 г. до н.э. древние египтяне пытались укрепить разрушающиеся зубы с помощью лигатурной проволоки из золота. Кроме того, в древних рукописях египтян можно обнаружить несколько интересных отсылок к кариесу, которые впервые идентифицировали его как стоматологическую проблему.
Около 500 г. до н.э. племена этрусков использовали зубы людей и животных в качестве протезов и пломбировали дыры в зубах при помощи золотых пластин. Они также создавали зубные протезы из костей волов. Примерно в этот же период финикийцы использовали золотую проволоку для укрепления зубов, которые подверглись пародонтиту. Около 300 г. н.э. эти прогрессивные народы использовали резные имплантаты из слоновой кости, которые скреплялись золотой проволокой, чтобы создать фиксированный мост.
Золотая «шина», фиксировавшая зубы этруссков
Первые свидетельства о зубных имплантатах относятся к 600 г. н.э. Тогда народы Майя значительно преуспели в использовании кусочков ракушек в качестве протезов для замены нижних зубов. На рентгенограммах нижних челюстей Майя, сделанных в 1970-х годах, ученые обнаружили нарастание сплошной костной ткани вокруг имплантатов. Это было очень похоже на то, как костная ткань нарастает вокруг штифта современных зубных протезов.
Имплантаты Майя
Средневековье и Возрождение
В период с XVI по XIX век в Европе проблему зубных протезов решали нетривиальным способом — нужные зубы попросту извлекались из челюстей умерших и заменяли отсутствующие у пациента. В XVIII веке доктор Джон Хантер (John Hunter) сотрудничал с людьми, которые тайно похищали трупы из могил. С таким количеством «материала» для анализа Хантер наблюдал и детально описывал анатомию полости рта и челюсти.
Пересаживать зубы от одного человека к другому — тоже его идея. Эксперимент Хантера включал имплантацию недоразвитого зуба в кость. В результате опыта зуб прочно встраивался в кость и кровеносные сосуды произрастали прямо в пульпе зуба. В 1650-х годах в Европе поврежденные зубы восстанавливали с помощью различных веществ — серебряных капсул, рифленого фарфора и иридиевых трубок.
XIX век
В 1806 году доктор Фонзи изобрел минеральный зуб — открытие, которое имеет большое значение для будущего развития имплантологии. Его главным достижением была идея изготовления одиночных искусственных зубов, которые могут быть имплантированы непосредственно в «гнездо» с помощью платиновых крючков, выполняющих эстетические и функциональные требования, а также химически устойчивыми. Работа Фонзи повлияла на работу других его современников. В том числе, была предпринята первая попытка создать внутрикостный металлический имплантат. Такой протез в 1809 году разработал и имплантировал в лунку удаленного зуба пациента итальянец Маджиоло (Maggiolo).
XX век
1900–1930 гг.
Доктор Э. Дж. Гринфилд (E.J. Greenfield) в 1913 году поместил полый решетчатый цилиндр из сплава иридия и платины, спаянный с 24-каратным золотом в качестве искусственного корня, который поместил в круговом разрезе в челюстную кость пациента. В 1930-х годах братья Элвин и Моисей Строк (Alvin and Moses Strock) экспериментировали с винтами, изготавливаемыми из хром-кобальтового сплава. Они наблюдали за тем, как врачи успешно размещают подобные имплантаты в бедренной кости, и начали самостоятельно проводить похожие операции для восстановления отдельных зубов. Такие штифты представляли собой крепление и поддержку для замены утраченного зуба. Братья Строк получили признания за их работу по успешному отбору биосовместимого металла, который использовался для замены зубов.
Имплантат Гринфилда
Также полагают, что братья Строк были первыми, кто успешно поместили внутрикостный имплантат. Доктор Элвин Строк работал не только с имплантационными материалами. Он также первым начал применять антибиотики при лечении пародонтальных инфекций, таких как ангина Венсана.
В 1938 году доктор П.Б. Адамс (P.B. Adams) запатентовал цилиндрический внутрикостный имплантат с десневым колпачком и формирователем десны, который удерживает ее в нужном положении.
Схема патента Адамса
В 40-е годы «отец современной имплантологии» Формиджини (Formiggini) и Зеппони (Zepponi) разработали эндооссальный имплантат в форме спирали из нержавеющей стали, допускающий срастание кости и металла. Доктор Перрон Андрес (Perron Andres) из Испании модифицировал спиралевидную конструкцию зубного протеза Формиджини, включив в нее сплошной вал.
Спираль Формиджини
1940 — 1950 гг.
В 1940-х годах некоторые врачи стали уделять внимание разработке субпериостальных (поднадкостничных) имплантатов. Первый зубной протез, опирающийся на костную ткань альвеолярного отростка, предложил шведский доктор Густав Даль (Gustav Dahl). Идея субпериостальной имплантации основана на прочности прикрепления коллагеновых волокон надкостницы к костной ткани, которые способны обеспечить стабильность самого имплантата и опирающегося на него зубного протеза. В Швеции изобретение было встречено стоматологической общественностью в штыки, а в США, напротив, эта идея нашла широкую поддержку и была признана многими известными специалистами.
Эта идея получила развитие другими врачами. Так Гершкоф (Gershkoff) и Голдберг (Goldberg) разработали кобальт-хром-молибденовый имплантат с усовершенствованным дизайном Даля, к которому добавился внешний наклонный хребет. Поднадкостничная конструкция протеза дополнительно прорабатывалась Лью (Lew), Баушем (Bausch) и Берманом (Berman) в 1950 году.
На протяжении всей истории главная проблема, стоявшая перед докторами заключалась в том, что плоть и кости отвергали инородные тела. Чтобы имплантация прошла успешно, необходима остеоинтеграция — анатомическая и функциональная прямая связь между изменяемой живой костью и поверхностью имплантата, на которую приходится основная нагрузка. Это означает, что в процессе жевания имплантат непосредственно влияет на кость. При отсутствии зуба костная ткань атрофируется из-за недостаточной нагрузки, а установка зубного протеза решает эту проблему и стимулирует её развитие, предотвращая разрушение.
В 1952 году шведский хирург-ортопед Пер-Ингвар Бранемарк (Per-Ingvar Branemark) случайно обнаружил особые свойства титана, который в разы увеличивает успешность остеоинтеграции. Он интересовался изучением заживления костей и регенерации, и решил внедрить разработанную в Кембридже небольшую оптическую камеру, которая хирургическим путем устанавливалась в большеберцовую кость кролика. Корпус оптической камеры был сделан из титана.
Во время исследования он выяснил, что кость и титановый цилиндр успешно срослись, так что он продолжил свои эксперименты на животных и людях. В 1965 году ортопед Бранемарк поставил добровольцу первый титановый дентальный имплантат. Это был поворотный момент в истории стоматологии: за последующее десятилетие процесс имплантации был значительно улучшен.
1960–1980 гг.
Важным этапом стало создание Леонардом Линькоу (Leonard Linkow) самонарезающих имплантатов в 1964 году. Два года спустя он также представил внутриальвеолярный лопастной имплантат из хрома, никеля и ванадия. Тогда имплантаты лопастного типа не были признаны клинически успешными.
Зубные имплантаты в 60–70-е годы
В 1970-е годы зубные протезы приобрели знакомый нам внешний вид. Конечно, в течение следующих десятилетий первоначальный зубной имплантат претерпел ряд усовершенствований в структуре и дизайне, но всегда был основан на одном и том же принципе.
В 1978 году доктор Бранемарк представил двухэтапный титановый имплантат корневой формы. Он разработал и протестировал систему с использованием винтов из чистого титана, которые впервые были размещены в челюстях его пациентов в 1965 году. Это был первый задокументированный случай наиболее удачно прижившихся имплантатов, которые были до сих пор. Первый пациент Бранемарка имел серьезную деформацию челюсти и подбородка, а также неровные зубы, часть из которых отсутствовала вовсе из-за врожденного дефекта. Бранемарк поместил четыре имплантата в нижнюю челюсть, которые приживались в течение следующих шести месяцев и впоследствии успешно прослужили своему хозяину еще 40 лет.
Двумя другими новаторами имплантологии считаются доктор Шрёдер (Shroder) и доктор Страуманн (Straumann). Они экспериментировали с металлами, используемыми в ортопедической хирургии, чтобы помочь изготовить зубные имплантаты.
Начиная с середины 1980-х годов многие врачи использовали эндооссальные имплантатами корневой формы. Основными факторами, определяющими преимущество системы внутрикостных имплантатов, были дизайн, шероховатая поверхность, способствующая приживлению, легкость введения в кость, затраты на их изготовление и их многолетний успех.
Современность
Зубные имплантаты зарекомендовали себя в качестве действительно подходящей замены отсутствующих зубов, начиная с 1970-х годов. Однако потребовалось несколько десятилетий, чтобы сделать зубные имплантаты надежными. Исследователи все глубже погружались в дентальную имплантологию, сосредоточив свое внимание на внедрении керамически-подобных элементов, например, диоксида циркония, при изготовлении зубных протезов. Исследователи выбрали именно этот материал из-за близкого расположения в периодической таблице к титану. Кроме того, диоксид циркония имеет аналогичные свойства био-совместимости с титаном. Последние 15 лет из этого материала изготавливаются коронки и зубные протезы.
Современные зубные имплантаты состоят из шероховатого винта из титанового сплава. Шероховатость поверхности необходима для успешной остеоинтеграции. Этот титановый винт крепится к тому месту в челюсти, где раньше был зуб, и затем следует период заживления. После того, как винт врастает в челюсть, сверху на него крепится коронка. При правильном уходе и гигиене полости рта этот метод имеет высокие показатели успеха в долгосрочной перспективе.
Имплантаты нового поколения сливаются с челюстью, что обеспечивает их естественное и комфортное ношение. Для успешной установки зубного протеза необходимы здоровые десны, крепкая челюстная кость и тщательная гигиена полости рта.
Субпериостальные имплантаты
В современных субпериостальных имплантатах используется металлический каркас седловидной формы, который устанавливается в челюстную кость непосредственно под ткань десен. Каркас крепится к челюстной кости, когда десны заживают. Прикрепленные к нему столбики выступают из десен, и уже на них крепятся искусственные зубы. Внутрикостные имплантаты хирургическим путем имплантируют непосредственно в челюстную кость. Как только заживают окружающие имплантат ткани и десны, к нему прикрепляют абатмент и коронку.
Имплантология продолжает развиваться под воздействием технологических возможностей. В 2015 году исследователи разработали процесс создания имплантатов и скоб на 3D-принтере. В основу создания этих имплантатов положен материал, который убивает почти 99% всех бактерий в ротовой полости. При его производстве используются четвертичные аммониевые соли. Поскольку они положительно заряженные, они разрушают отрицательно заряженные бактериальные мембраны, что приводит к их отмиранию.
