За последние 20 лет во всем мире постоянно и значительно увеличивается количество операций имплантации. В настоящее время ежегодно проводят около 1 млн подобных операций.

Клинический успех дентальной имплантации зависит от ранней остеоинтеграции имплантатов, которая определяется в первую очередь геометрией ортопедических систем и топографией поверхности имплантатов, а также соблюдением хирургической техники [1].

После установки титановые имплантаты вступают во взаимодействие с биологическими жидкостями и тканевыми элементами. Непосредственная аппозиция кости на поверхности дентальных имплантатов критична в условиях ранних нагрузок.

Известны 2 типа интеграции дентальных имплантатов. При 1-м типе вокруг имплантата формируется соединительнотканная капсула. Она не обеспечивает необходимой биомеханической фиксации имплантата, что при-водит к его дезинтеграции.

2-й тип реакции кости на имплантацию характеризуется непосредственным контактом имплантата с костью без участия соединительной ткани. Такой тип интеграции известен как остеоинтеграция (оссеоинтеграция).

Остеоинтеграция имплантата является важнейшим условием для формирования на его базе эффективно и длительно функционирующей ортопедической конструкции.

Степень и качество остеоинтеграции титановых имплантатов связаны со свойствами их поверхности: химическим составом, гидрофильностью, и шероховатостью. Эти параметры играют важную роль в реакции между тканевым субстратом и имплантатом при остеоинтеграции.

Настоящий обзор посвящен анализу физических и химических характеристик поверхности имплантатов и методов их модификации, используемых для ускорения остеоинтеграции.

Поверхность дентальных имплантатов различается по химическому составу, степени и качеству шероховатости.

Химический состав или заряд на поверхности дентального имплантата меняются в зависимости от химического состава имплантата в целом и метода обработки его поверхности и критичны для адсорбции белков и прикрепления клеток к поверхности имплантатов.

Дентальные имплантаты обычно изготавливают из химически чистого коммерческого титана либо его сплавов. Коммерческий чистый титан (cpTi) имеет разные степени чистоты (от I до IV). Степень чистоты титана характеризуется количеством кислорода, примесей углерода и железа. Большинство дентальных имплантатов изготавливают из титана 4 cpTi , так как он прочнее других типов этого металла. Сплавы титана представлены главным образом Ti₆Al₄V (степень 5 для сплава титана) с более высокими прочностными показателями и лучшими характеристиками поверхностного заряда, а также лучшими усталостными характеристиками, чем чистый титан [2].

Химический состав поверхности имплантатов влияет и на ее смачиваемость (гидрофильность). Гидрофильная поверхность имплантатов представляется более предпочтительной, чем гидрофобная, с точки зрения взаимодействия с биологическими жидкостями, клетками и тканями [3, 4]. Измерение контактного угла для поверхности титановых имплантатов выявило величины от 0° (гидрофильная) до 140° (гидрофобная) [3, 5, 6].

В недавних исследованиях на лабораторных животных D. Buser и соавт. [3] показали, что поверхность имплантатов SLA с повышенной смачиваемостью дает более высокие показатели оссеоинтеграции, чем обычный имплантат, обработанный SLA рутинным способом. Заметим, что в более ранней работе Albrektsson и соавт. [7, 8] потерпели неудачу в попытке продемонстрировать эту зависимость.

Имеются многочисленные исследования, демонстрирующие позитивную корреляцию выраженности поверхностной шероховатости со степенью и качеством остеоинтеграции титановых дентальных имплантатов, и соответственно — с прочностью их биомеханической фиксации [9, 10].

Выделяют три уровня шероховатости поверхности в зависимости от уровня обработки поверхности: с макро-, микро- и наноразмерной топологией.

Макроскопический уровень обработки поверхности имплантатов соответствует шероховатости, получаемой при обработке в пределах миллиметров и до десятков микрометров. Этот уровень имеет прямое отношение к геометрии имплантатов, поскольку важнейшим элементом обработки является формирование макропористой поверхности имплантата, при этом шероховатость обеспечивает более 10 мкм прямого контакта поверхности имплантата с тканевыми элементами. Многочисленные работы демонстрируют как раннюю фиксацию имплантатов, так и длительное и эффективное по стабильности фиксации ортопедической конструкции их функционирование, что является несомненным результатом повышения степени и качества контакта дентального имплантата с прилежащими тканями [11—13]. При высокой степени шероховатости возникает прочное механическое сцепление между поверхностью имплантата и костью, врастающей в поры.

Однако, по данным некоторых авторов, при этом имеется большой риск возникновения периимплантита, с одной стороны, и возможность ионного загрязнения прилежащих к имплантату тканей — с другой [14]. Умеренная выраженность шероховатости поверхности в пределах 1—2 мкм позволяет избежать этих рисков [15].

Микротопографический профиль поверхности дентальных имплантатов соответствует шероховатости в пределах 1—10 мкм. При такой шероховатости сцепление между минерализованной костью и поверхностью имплантата максимально [10, 13]. Теоретически идеальная поверхность имплантата должна быть покрыта гемисферическими углублениями приблизительно 1,5 мкм в глубину и 4 мкм в диаметре [16].

Главным клиническим показанием к применению имплантатов с грубой шероховатостью является плохое качество кости пациента или ее малые количества (малый объем). В этих неблагоприятных клинических ситуациях используют имплантаты, обработанные керамическими частицами, которые подаются сжатым воздухом через сопло на большой скорости. В зависимости от величины керамических частиц поверхность имплантата приобретает разную шероховатость.

Основные требования к керамическому материалу является его химическая стабильность, биосовместимость и то, что не должен препятствовать оссеоинтеграции. Используют различные по химическому составу абразивные частицы: из алюминия, оксида титана, кальций фосфата. Часто используемые в качества абразива частицы Al₂O₃ создают поверхность с умеренной шероховатостью.

Однако абразивный материал зачастую проникает в поверхность имплантата, и его остатки сохраняются в ней даже после обработки ультразвуком, кислотой и стерилизации. Алюминий нерастворим в кислоте, поэтому его трудно удалить с поверхности титанового имплантата. Контаминирование оксидом алюминия в некоторых случаях мешает оссеоинтеграции титановых имплантатов. Этот тип загрязнения поверхности титанового имплантата может привести к снижению его коррозионной устойчивости в физиологической среде [17].

Оптимальные результаты в экспериментах на животных и исследованиях на микроимплантатах у людей были получены при обработке поверхности имплантатов с помощью TiO₂ [12, 18, 19]. По данным клинических наблюдений, усиление прочности контакта между имплантатом и костью приводит к увеличению сроков эффективного функционирования имплантатов на 10 лет. В сравнительных клинических исследованиях при сопоставлении эффективности разных способов механического воздействия на поверхность имплантатов было установлено, что ее обработка частицами TiO2 позволяет повысить стабильность костного края в проекции имплантата, по сравнению с таковой при только машинной обработке [20—23].

Таким образом, как показал анализ литературы, механическая обработка поверхности дентальных имплантатов — один из важнейших факторов, влияющих на ее характеристики, с одной стороны и позволяющих вносить контролируемые изменения в них — с другой.