стоматологическая имплантология. Иванов С. Ю., Бизяев А. Ф., Ломакин М. В., Панин А. М
 Скачать 5.41 Mb.
|
|
ВЕРХНЯЯ ЧЕЛЮСТЬ Она имеет тело и четыре отростка: лобный, скуловой, альвеолярный и небный. Высота верхней челюсти колеблется от 49 до 81 мм. Ширина от 41 до 75 мм. Тело верхней челюсти имеет обширную воздухоносную полость, выстланную слизистой оболочкой. Она зани- мает от ¾ до 4/5 объема тела верхней челюсти. Наиболее актуальны форма и размеры альвеолярного отростка, напоминающего полудугу, кривизна которой находится в области первого премоляра. Отросток имеет разную ширину в переднем и заднем отделах, увеличение его в ширину начинается позади лунки клыка. Основным источником кровоснабжения верхней челюсти является челюстная артерия. Различают экстраоссальную и интраос- сальную сосудистую сеть верхней челюсти. К экстраоссальной сети относятся сосуды, питающие надкостницу и поверхностные слои кости. Сосу- ды интраоссальной сети - это главным образом ветви альвеолярных артерий (задних и передних). Венозный отток осуществляется во внутреннюю яремную вену, через систему лицевой и позадичелюстной вен Иннервация верхней челюсти в основном осуществляется верхнечелюстным нервом. ГИСТОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЧЕЛЮСТЕЙ Скелет человека является не только опорным органом, но и самым значительным резервом минералов и важнейшим органом минерального обмена веществ. Благодаря этому кость представляет собой динамическую , тахитрофную живую ткань с высокой чувствительностью к различным регуляторным, контролирующим механизмам, а также к экзогенным и эндогенным влияниям . КЛЕТКИ КОСТНОЙ ТКАНИ Проблема происхождения клеток костной ткани очень актуальна и до настоящего времени окончательно не решена . Согласно классической теории модуляции [Bloom et al., 1941; Young, 1962] остеобласты и остеокласты происходят от одной материнской (мезенхи- мальной) клетки и развиваются в две раздельные клеточные линии. Все костные клетки являются взаимозаменяемыми через дифференцировку и последующую модуляцию. Согласно другим взглядам Qee и Kimmel, 1977] остеокласты происходят из моноцитов крови, а остеобласты - из мезенхимальных клеток костного мозга: клетки стромы костного мозга (остеогенные клетки-предшественницы) —> остеобласты —» остеоциты; моноциты —> одноядерные фагоциты (остеокластические клетки-предшественницы ) —» многоядерные остеокласты. ОСТЕОБЛАСТ У остеобластов (ОБ), впервые описанных Pommer в 1885 г., различают активную и неактивную формы (покоящийся остеобласт, bone lining cells). Активные, синтезирующие ОБ - кубические или цилиндрические клетки с отростками к соседним клеткам и в остеоид · гладкую новообразованную некальцифицированную костную ткань [Aaron, 1977]. Они покрывают в норме 2-8% по- верхности кости [Merz, Schenk, 1970]. Функция. Активные ОБ образуют остеоидные пластинки путем отложения коллагеновых волокон и основного вещества (протеоглика- нов), возникающих внутриклеточно. Ежедневно откладываются 1-2 мкм остеоида, после 89 дней конечная толщина достигает 12 мкм [Frost, 1963]. Это означает, что остеобласт стократно продуцирует свой клеточный объем. После 10-дневного периода созревания на - чинается минерализация со стороны , отдаленной от ОБ. Этот фронт минерализации продвигается в направлении ОБ. При этом роль ОБ в минерализации еще оспаривается. Vitalli (1970) и Schenk (1975) видят в начале первичной минерализации активную функцию клеток. Frost (1966) и Celling (1975) считают даже, что первичная минерализация на 70% регулируется ОБ, в то время как вторичная (заключи- тельная) минерализация (30%) протекает независимо от клеток . Б завершение каждый 10-й ОБ замуровывается в качестве остеоцита , другие остаются на поверхности как неактивные ОБ [Vitalli, 1970]. Однако все эти неактивные ОБ принимают участие в обмене веществ в кост-. ной ткани благодаря связи с остеоцитами. ОСТЕОКЛАСТ В1873 г. Kolliker назвал остеокластами (ОК) многоядерные гигантские клетки , которые могут быть обнаружены чаще всего в костных па- зухах, гаушиповых лакунах. ОК - самые большие клетки организма с поверхностью, равной 1200-4000 мкм, с 2-20 ядрами и высокой активностью кислой фосфатазы. Ядра светлые, круглые или бобовидные. Клетки подвижные и окружают кость, которой предстоит рассо- саться, как «отсасывающая банка «; 0,1 1% костной поверхности составляют лакуны, занятые ОК (активная резорбция), пустые лакуны занима- ют 5-10% костной поверхности (неактивная резорбция) [Bordier, 1974]. Продолжительность жизни ОК составляет от 2 дней до 3 недель. Bonucci (1981) показал, что ОК живет столько, сколько длится его стимуляция. Наряду с этим имеются также одноядерные OK [Vitalli, 1970; Jowsey, 1977], преостеокласты [Burkhardt, 1982], одноядерные макрофаги [Horn, 1979], расположенные в плоских резорбционных впа- динах (2-3 пластинки), цитоплазма которых хорошо очерчена, а ядро овальное, как у неактивных остеобластов [Vitalli, 1970]. Гигантоклеточные ОК богаты клеточными органеллами, особенно митохондриями , и имеют хорошо развитый аппарат Гольджи как признак их высокой обменной функции. Функция. В области щеточной каемки, уплотненной краевой каемкой , происходит выделение лизосомальных ферментов (в том чис- ле кислой фосфатазы, проколлагеназы) и продуцирование кислоты [Vaes, 1969]. Разрыхленные благодаря этому кристаллы и органиче- ские остатки фагоцитируются клетками , накапливаются в цитоплазматических вакуолях и затем растворяются. Один ОК разрушает столько кости, сколько создают 100 ОБ за то же самое время [Dambacher, 1982]. ОСТЕОЦИТ Остеоцит (ОЦ), происходящий из остеобласта - одноядерная плоская клетка, которая расположена в костной лакуне и контактирует с соседними клетками и неактивными ОБ поверхности с помощью сети мельчайших канальцев (canaliculi) числом до 400. Функция. Благодаря связи ОЦ между собой и с костной поверхностью они в состоянии обмениваться информацией и транспортировать внутри- и внеклеточно питательные вещества и минералы [Aaron, 1976; Scnenk, 1976]. КОСТНАЯ ПЕРЕСТРОЙКА Растущая кость характеризуется ростом в длину и ширину, формообразованием (modeling) и внутренней перестройкой (remodeling). У взрослых сохраняется только последняя. Каждая кость постоянно подвергается перестройке, начинающейся с резорбции старой кости и с заключительным образованием новой кости. Перестройка является локальной и вряд ли изменяет геометрию или разме- ры кости. Таким образом, ежегодно перестраиваются 2-4 % скелета [Aviolli, 1976], а это означает, что за 10-20 лет обновляется половина скелета . На периостальной поверхности в течение всей жизни имеется положительный баланс костной перестройки , т.е. диаметр кости слегка увеличивается. На поверхности гаверсовых каналов костная перестройка уравновешена . КОСТНЫЙ МАТРИКС Внеклеточная ткань представляет собой двухфазный материал, который состоит примерно на 35% из органического матрикса и при- мерно на 65% из неорганического минерального вещества [Кгапе, 1983]. Органический матрикс состоит преимущественно из коллагена (примерно 95%) и из неколлагеновых протеинов, включая протеогликаны. Коллаген I типа составляет примерно 90%, III, IV, V типов - при- мерно5%.Неколлагеновые протеины представлены костными протеинами , костными морфогенетическими протеинами, остеонектином, костными протеогликанами и др. Минерализация осуществляется вдоль фибрилл коллагена I типа, а не других его типов. При этом коллаген служит пассивной основой для минерального вещества, в то время как неколлагеновые протеины регулируют процесс минерализации и, соответственно, костный метаболизм. Установлено, что процесс минерализации начинается с появления низкомолекулярных белков, которые в протеиновом ядре содержат 1-2 цепи гликозамингликанов (ГАГ). Низкомолекулярные протеогликаны могут вместе со специальным связывающим протеином благоприятно влиять на образование фибрилл коллагена I типа, повышая скорость их образования и увеличивая их толщину и длину. Костное минеральное вещество состоит главным образом из кальция (фосфата и карбоната). Наряду с ними содержатся натрий, калий, магний, свинец (хлориды и фториды), а также следы других ионов. Кальций и фосфат входят в состав гидроксилапатита или апатитоподобных структур. Причем гидроксильные и фосфатные ионы частично могут замещаться карбонатом. ПРОЦЕСС ОСТЕОИНТЕГРАЦИИ После нанесения травмы образуется первичный кровяной сгусток. Далее возникает асептическая воспалительная реакция, которая вы- ражается в пролиферации и дифференциации фагоцитов и недифференцированных мезенхимальных клеток из прилежащей надкостницы. Уровень и способность тканей к дифференциации зависит от степени функционирования сосудов в зоне повреждения, которые обеспечи- вают достаточную оксигенацию вновь образованных костных структур. Ишимизированные участки, обедненные кислородом, способст- вуют пролиферации фиброзной и хрящевой тканей вместо минерализации костной матрицы. После формирования ложа имплантата в окружающих тканях образуется некротический слой (около 0,5 мм). Первоначальная губча - тая кость образуется в связи с прорастанием сосудов со скоростью 0,5 мм в сутки . Таким образом , осуществляется первичный контакт кости с имплантатом . Следующая за этим процессом «фаза перестройки» приводит к образованию очагов резорбции. За ними следует зона с вновь дифференцированной кортикальной костной тканью, в которой образуются новые гаверсовы системы под влиянием дифференцированных остеобластов в зависимости от окружающих факторов (микродвижения на поверхности раздела имплантат/кость, местного кровоснаб- жения, системного и местного освобождения факторов роста). При созданных благоприятных условиях все пространство между костью и имплантатом замещается вновь образованной тканью, что обуславливает первичную стабильность имплантата. Термин «остеоинтеграция» введен шведским профессором П.-И. Бренемарком, который длительное время изучал микроциркуляцию в титановых оптических камерах. Под электронным микроскопом в месте контакта титановой камеры с окружающей костью наблюдалось формирование элементов со - единительной ткани, происходящих из элементов крови. На этом растущем промежуточном слое можно было наблюдать образование плотного контакта между матрицей, созданной созревающими остеобластами, и поверхностью окисла титана. Данные исследователей показали, что между волокнами коллагена и титаном находились комплексы гликозамингликанов, которые, вероятно, способствуют минерализации и соеди- нению кости с поверхностным окисным слоем титана. В то же время на поверхности титана происходят процессы растворения , и ионы металла находятся в окружающих тканях . Наблюдение ученых за имплантатом , находящимся в костной ткани в течение 6 лет, и изучение окисного слоя на его поверхности по - зволили сделать вывод о его утолщении по мере нахождения в костной ткани. Кроме того, в этом окисном слое были обнаружены ионы Са, Р и S. Это дало возможность предположить, что титан при взаимодействии с кровью и при последующем взаимодействии с костью реагирует на изменение внешней среды и является динамической системой. Был введен термин «прогрессирующая остеоинтеграция». Остеоинтеграция полноценна только тогда, когда соблюдаются многие условия или факторы : 1. Тщательное планирование лечения с ис - . пользованием имплантатов . 2. Подбор адекватного материала, обладающего биоинертными, биотолерантными и по возможности остеоиндуктивными свойствами. 3. Поверхность имплантата должна быть химически чистой, разработанной, т.е. иметь определенный микрорельеф. 4. Для установки имплантата необходимо использовать соответствующее оборудование (специальную бормашину с систе - мой охлаждения - физиодиспенсер, набор инструментов и фрез для формирования ложа имплантата). 5. Периоперационный контроль за состоянием пациента . 6. Рациональное протезирование . ПОКАЗАНИЯ И ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ИМПЛАНТАЦИИ Первоочередной задачей при вторичной адентии является определение необходимости и возможности использования внутри - костных имплантатов при выборе ортопедического метода стоматологического лечения пациентов . Показаниями к дентальной имплантации служат клинические варианты вторичной адентии : отсутствие одного из зубов во фронтальном отделе ; ограниченные включенные дефекты зубного ряда ; концевые односторонние и двусторонние дефекты зубного ряда ; полное отсутствие зубов, особенно при снижении высоты альвеолярных отростков ; непереносимость съемных протезов вследствие повышенной чувствительности к акрилатам или при выраженном рвотном реф - лексе; отсутствие функциональной окклюзии и (как следствие) возникновение болевого синдрома дисфункции. В процессе сбора анамнеза , выявления жалоб пациента и осмотра полости рта определяются абсолютные и относительные про - тивопоказания к дентальной имплантации. Абсолютными противопоказаниями служат: заболевания крови и кроветворных органов ; заболевания ЦНС (врожденные и приобретенные); злокачественные новообразования органов и систем у пациента ; иммунопатологические состояния; системные заболевания соединительной ткани (ревматические, ревматоидные процессы, дерматозы, склеродермия и т.д.); туберкулез и его последствия ; заболевания слизистой оболочки полости рта (хронический рецидивирующий афтозный стоматит, красная волчанка, пузырчат- ка, синдром Шегрена, синдром Бехчета и пр.); диабет I типа. Относительными противопоказаниями являются: неудовлетворительная гигиена и несанированность полости рта ; гингивит различной этиологии; пародонтит выраженной степени; аномалии прикуса; артрозо-артрит височно-нижнечелюстных суставов ; выраженная атрофия или дефект костной ткани альвеолярного отростка ; вредные привычки (курение, злоупотребление алкоголем, наркомания); бруксизм; беременность. Предполагаемая операция внутрикостной имплантации вносит определенную специфику в подготовку пациента , обусловленную необходимостью полной санации полости рта. В ходе лечения осложненного кариеса корневые каналы пломбируются до уровня апикального отверстия, а при неэффективности эн- додонтического лечения проводится хирургическое лечение . В первую очередь это резекция верхушки корня с удалением периапикальных гранулем. При выявлении очагов воспаления в тканях пародонта проводится терапевтическое лечение с обязательным удалением над - и под- десневых назубных отложений, а в ряде случаев выполняется хирургическая обработка зубодесневых карманов. Ортопедическая подготовка включает замену некачественных конструкций, а также зубных протезов, провоцирующих возникновение явле- ний гальванизма. В программу подготовки входит обязательное обучение пациента гигиене полости рта и специфическому уходу за супраструктурами им- плантата. Кроме клинической оценки состояния слизисто-надкостничного слоя и ширины альвеолярного отростка в зоне имплантации , в каждом конкретном случае изготавливают и изучают диагностические модели , которые сопоставляются в положении центральной окклюзии. При помощи параллелометра на диагностических моделях уточняется и детализируется место внедрения имплантата, оп- ределяется ось наклона планируемой ортопедической конструкции . Обязательным методом обследования в ходе планирования дентальной имплантации является рентгенография в различных вариантах . На основании данных дентальных снимков, ортопантомограмм и компьютерной томографии оценивается плотность костной ткани, ее структура, состояние опорных зубов и зубов-антагонистов. Детально исследуется топография нижнечелюстного канала, дна верхнечелюстного синуса и грушевидного отверстия. На рентгенограммах фломасте- ром выделяются все топографо-анатомические ориентиры и намечаются места введения имплантата по их расчетным данным Опыт показывает, что в клинике преобладают концевые дефекты зубов нижней челюсти в 30% случаев и верхней челюсти - в 25%, затем следуют включенные дефекты - 20%, комбинированные - до 12% и двусторонние концевые дефекты - не более 13%. Следовательно, внедрение данного метода лечения позволит значительно повысить эффективность ортопедического стоматологического лечения. СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИМПЛАНТАТОВ В мировой стоматологической практике одним из наиболее распространенных материалов , применяемых для изготовления стома - тологических имплантатов, является титан и сплавы на его основе - ВТ1-00 и ВТ1-0, так называемый технический чистый титан, (за- рубежные аналоги Grade I, Grade 2), ВТ5 (зарубежный аналог Grade 4, Т15А1) и ВТ6 (зарубежный аналог Grade 5, T1-6A1-4V). Выбор именно этого материала был обусловлен , прежде всего, его уникальной коррозионной стойкостью и биотолерантностью . Высокая кор- розионная стойкость титана объясняется быстрым образованием на его поверхности пассивной окисной пленки, прочно связанной с основным металлом и исключающей непосредственный контакт металла с коррозионно-активной средой. Окисная пленка образуется на поверхности титана при окислении на воздухе, анодном окислении и путем самопассивации не только в сильно окислительных, но и в нейтральных, и слабокислых растворах. Одним из важнейших факторов, способствующих образованию защитной пассивной пленки на титане, является наличие в растворе окисляющих агентов и в первую очередь кислорода. Помимо кислорода воздуха роль пассиваторов , резко тормозящих процесс коррозии титана в едких растворах, могут играть известные окислители: азотная или хромовая кислота , перманганат калия и др . В водных растворах пассивация титана может происходить и в отсутствие кислорода воздуха или специальных окислителей, что объясня- ется окислением титана гидроксильной группой. Стойкость титана в пассивном состоянии значительно выше, чем у железа, хрома, ни- келя и нержавеющих сталей. Кроме того, титан способен сохранять стойкое пассивное состояние в водных растворах, содержащих, на- ряду с кислородом, ионы хлора практически в любой концентрации. Коррозионная стойкость титановых сплавов в пассивном состоя- нии определяется стойкостью к данной агрессивной среде поверхностных пленок . В большинстве случаев это тонкие окисные плен- ки рутила, но в кислотных растворах природа поверхностных пленок может меняться. Титан обладает исключительно высокой стойкостью в большинстве органических соединений . Скорость коррозии его в наиболее агрессивных средах зависит от аэрации раствора илиналичия кислорода воздуха. Как указывалось выше , некоторые стоматологические фирмы, такие как «Конмет» (Россия), «Calcitek» (Франция), в качестве материала для изготовления имплантатов применяют сплавы Grade 4 и Grade 5, содержащие до 5% Al (Grade 4) и до 7% А1 и 4%V (Grade 5). Последний сплав имеет в своей структуре до 10% (3-фазы, что естественно может привести при определенных условиях к нежелательным отри - цательным эффектам в процессе вживления и дальнейшей эксплуатации . Исходя из вышеизложенного, становится очевидным, что, с точки зрения биотолерантности, наиболее целесообразным для изготов- ления дентальных имплантатов является технически чистый титан , а именно: сплавы ВТ1-00 или ВТ1-0, химический состав которых в соответствии с ОСТ 1.90013-80 следующий: ВТ1-0: Ti - основа, Al<0,7%, C<0,07%, Fe<0,3%, Si<0,l% 0<0,2%, N<0,04%, H<0,01%, сумма прочих примесей менее 0,3%. ВТ1-00: Ti - основа, Al<0,3%, C<0,05%, Fe<0,2%, Si<0,08%, O<0,1%, N<0,04%, H<0,01%, сумма прочих примесей менее 0,1 %. Отечественные сплавы ВТ 1-0 и ВТ1-00 имеют более жесткие ограничения по содержанию примесей , чем зарубежный аналог Grade 2, химический состав которого следующий (по нормам ASTM): Grade 2: Ti - основа, А1<1%, С<0,1%, Si<0,2%, Fe<0,2% 0<0,25%, N<0,05%, Н<0,015%, сумма прочих примесей менее 0,5%. Однако по уровню прочностных свойств для изготовления внутрикостных стоматологических имплантатов наиболее пригоден технически чистый титан марки ВТ1-0. Обладая, так же как и титан марки ВТ1-00 (самый «чистый» в мировой практике по со- держанию примесей), наиболее высокой по сравнению с другими титановыми сплавами коррозионной стойкостью и бионей - тральностью, он имеет такую же высокую технологическую пластичность, т.е. способность к различного вида механической обработке, но более высокий уровень прочности, чем сплав ВТ1-0. При высоком уровне эксплуатационных нагрузок, наличии концентраторов напряжений, что отмечается в таких конструктив- ных элементах, как стоматологические имплантаты , целесообразно применение высокосортного технического титана с пони - женным содержанием примесей, т.е. титана марки ВТ1-0. Следует отметить, что титан марок ВТ1-0 и ВТ1-00 не уступает по уровню прочности, пластичности и вязкости целому ряду углеродистых и нержавеющих сталей, бронз и медноникелевых спла- вов. Как указывалось выше , наибольшее применение в химической , фармацевтической и медицинской промышленности нашел сплав ВТ1-0: из промышленных сплавов он обладает более высокой коррозионной стойкостью и рекомендуется для работы при температуре до 350 °С. Сплав титана ВТ1-0 (технический чистый титан) обладает в большинстве случаев наиболее высокой коррозионной стойкостью и биосовместимостью по сравнению со сплавами, легированными другими металлами с целью получения более высоких проч - ностных свойств. Применение технического чистого титана для изготовления элементов , используемых при остеосинтезе и дентальной имплантации в практике хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии , с нашей точки зрения, наибо- лее рационально еще и потому, что изделия из этого сплава могут подвергаться устерилизации без опасения возникновения яв - лений остаточной радиоактивности. Совершенствование имплантатов проходило в различных направлениях с целью повышения их качества и устранения недос - татков, выявляемых в ходе клинической эксплуатации . В процессе совершенствования применялись самые современные дос - тижения научно-технического прогресса и в первую очередь металлургии , химии, физики, материаловедения, сопромата, био- логии и токсикологии. Ранее при производстве имплантатов применялись наиболее часто титан и его сплавы , разительно отличавшиеся по своему со - ставу от ВТ1-00 и ВТ1-0: Grade 6-7, хром-кобальтовые соединения, тантал и др. В настоящее время имеются данные об исполь- зовании циркония - крайне редкого и дорогого металла . Используются также имплантаты , имеющие металлическую основу , но покрытые слоем нитрида титана или гидроксиаппатитом , последний применяется для улучшения остеоинтегрирующих свойств имплантата и создания развитой микроповерхности. С развитием промышленности появилась возможность увеличивать площадь поверхности имплантатов и , соответственно, площадь контакта с костной тканью за счет придания поверхности развитого микрорельефа, что достигается путем разного ро- да поверхностно-пластической обработки , травления кислотами, механическими способами (накатом). Однако все перечислен - ные методы не обеспечивают должной чистоты поверхности тела имплантата из-за неизбежных механических или химических загрязнений. Проблема решается на современном уровне путем напыления на поверхность имплантата химически чистых ме - таллов (титана, циркония или керамики ГАП). К числу наиболее прогрессивных методов создания развитой поверхности им - плантата, обеспечивающих, кроме того, высочайшую степень очистки поверхности материала , относится метод использования источников высокой энергии - мощных ионных пучков (МИП). Данный метод позволяет контролировать размер и форму мик - ропор на поверхности, что крайне важно для интеграции с костной тканью. Указанный метод изменяет также состояние подпо- верхностных слоев материалов с получением целого ряда новых, важных в имплантологии качеств имплантатов. Комплексные научные исследования в этом направлении , проведенные совместно лабораторией титана (ВИАМ) и кафедрой факультетской хирургической стоматологии с курсом имплантологии (МГМСУ), позволили разработать и внедрить в стоматологическую практику новую отечественную систему двухэтапных имплантатов «ЛИКо», по целому ряду параметров превосходящих зару - бежные аналоги, а также улучшить эксплуатационные свойства ранее хорошо известных пластиночных имплантатов . Московский Всероссийский научно-исследовательский институт медицинской техники (ВНИИМТ) - пионер в области россий- ской имплантологии, удерживающий первенство по количеству выпускаемых имплантатов , постоянно совершенствует выпус - каемые им пластиночные имплантаты, модернизируя практически все их характеристики - от качества титана до изменения конструкций, форм, размеров, количества и формы головок, вида шеек, покрытия ГАП, изготовления индивидуальных имплан- татов по заказам. Доработка имплантатов с целью обновления свойств их поверхности проводится ВНИИМТ совместно с ВИАМ, что привносит в производство технологии, использовавшиеся ранее только в авиакосмической промышленности и не- доступные большинству производителей. Так, например, проведенными ранее исследованиями доказано, что угол изгиба го- ловки пластиночного имплантата, изготовленного из титана марки ВТ1-0 или Grade 2, не должен превышать 15°, однако после дополнительной обработки поверхности пластиночных имплантатов МИПом появляется возможность увеличить угол изгиба головки имплантата до 25° без нарушения микроструктуры титана [Гончаров И.Ю., 1999]. В последнее время, наряду с традиционными титановыми сплавами , в качестве материала для внутрикостных стоматологиче - ских имплантатов стал применяться цирконий. Этот металл, располагающийся в одном ряду с титаном в периодической систе- ме, является практически полным его аналогом по многим физико-химическим свойствам и обладает такой же высокой био- нейтральностью. Применение его в медицинской практике во многом ограничивалось большим стратегическим значением и высокой стоимостью. По распространенности в природе цирконий превосходит такие металлы , как медь, цинк, олово, никель и свинец . Его содержание в земной коре достигает 0,02% по массе. Для сравнения: содержание в земной коре двух остальных представителей 4В подгруппы таблицы Менделеева - титана и гафния - 0,061% и 0,0032%, соответственно. Основными минералами циркония, используемыми при его получении, являются циркон (ZrSiO 2 ) и бадделеит (ZrO 2 ). В технологическую схему производства Zr, кроме обогащенных минералов циркона и бадделеита, входит: термическое разложение концентратов с выделением чистого Zr0 2 или хлорирование с формированием технического ZrCl 4 ; девятиступенчатая экстракция восстановления натрием, магнием или кальцием при повышенных температурах; электролитическое, электродуговое и йодидное рафи- нирование. Последний способ позволяет получать прутки Zr диаметром до 50 мм и длиной до 1,52 м с содержанием газовых примесей менее 0,005% и углерода на уровне 0,01-0,03% при твердости НВ=700-800 Мпа. Более глубокая очистка достигается при использовании зон- ной плавки - 99,9999%. В настоящее время промышленностью выпускается йодидный Zr в виде прутков, листов, проволоки, порошков и др. при средней стоимо- сти до 100$ за кг. Стоимость технически чистого титана и гафния, по данным Гиредмета, на 1998 г. составляет 45 и 350$, соответствен- но. Таким образом, стоимость Zr более чем в 2 раза выше стоимости титана . Определить преимущества титана и циркония из приведенных данных крайне сложно . Это обусловлено прежде всего тем, что основные ха- рактеристики этих металлов получены в различных условиях и по различным методикам . Последнее представляется особенно важным с точки зрения чистоты изучаемых исследователями металлов , о которой во многих публикациях вообще не сообщается , тогда как наличие приме- сей внедрения, особенно углерода, кислорода, азота и водорода, может кардинально изменить уровень эксплуатационных свойств титана и цир- кония. Здесь необходимо констатировать, что в России практически весь цирконий получают йодидным методом , что гарантирует очень низкое содержание примесей. Этого нельзя сказать о титане, финишной операцией получения которого является вакуумно-дуговая плавка . Такое несоответствие в исходном состоянии металлов необходимо учитывать при дальнейшем анализе . Титан и цирконий имеют только три существенно различные базовые характеристики : удельный вес (у титана он ниже почти в 1,5 раза); сечение захвата нейтронов (у циркония оно рекордно низкое); стоимость (у циркония она выше в 2 раза). В то же время цирконий обладает несколько более высокой коррозионной стойкостью (почти во всех активных средах), а титан имеет более высокие прочностные и пластические характеристики . Именно эти факторы и предопределили преимущественное приме- нение титана в промышленности, в том числе и в медицинской (исключение составляет применение циркония в реакторной технике). Из сравнения электродных потенциалов видно, что хотя термодинамическая активность циркония достаточно велика , его электрод- ный потенциал в большинстве активных сред лежит в пределах от -0,2 до +0,1 Б. Это определяется большой склонностью циркония к са - мопассивации. В ряду пассивности цирконий стоит рядом с титаном, хотя характер устойчивости его пассивного состояния, а следовательно коррозионной стойкости и бионейтральности, заметно отличается от пассивности и стойкости титана. Цирконий пассивен и устойчив в азотной кислоте всех концентраций, если она не содержит группы N0 2 . Однако в отличие от титана цирконий теряет свою стойкость в азотной кислоте при наличии в ней хлор-иона . Так, например, цирконий не устойчив в царской водке и вообще в растворах окислителей при наличии С1- (хлор-иона), не стоек он и в хлорной воде . Эта неустойчивость циркония в указанных услови - ях классифицируется как перепассивация. У циркония этот процесс аналогичен явлению пробоя защитной пленки: связь Zr-O в пассивной пленке заменяется связью Zr-Cl. При этом происходит меньшее смещение электродного потенциала в анодную сторону,чем при связи Ti-O. Проанализировав представленные данные , можно сделать вывод, что из общетеоретических соображений при равных условиях чистоты титан и цирконий будут обладать высокой коррозионной стойкостью в биологических средах , однако через достаточно про - должительное время (более 5 лет) на поверхности этих материалов могут появляться «следы» коррозии (равномерная коррозия титана, питтинги у циркония). Таким образом, при одинаковой степени «чистоты» титана и циркония предпочтение для применения в качестве материала для эле - ментов остеосинтеза и имплантатов почти по всем параметрам следовало бы отдать титану. Титан имеет более низкую стоимость на фоне бо- лее высокой прочности , пластичности и коррозионной стойкости в присутствии хлориона. На практике же, как отмечалось выше, из-за различной технологии получения титана и циркония, последний по чистоте намного превосходит технический титан и, следовательно, об- ладает комплексом более высоких антикоррозионных характеристик , а также повышенной бионейтральностью . Следует отметить, что в настоящее время завершена совместная разработка ВИАМ и МГМСУ по созданию нового экономиче - ски выгодного титанового сплава, биосовместимость и коррозионные свойства которого будут превышать характеристики сплава ВТ1-0 наряду со значительным выигрышем в прочностных свойствах . Этот сплав на основе композиции Ti-0-Fe-N по- |