Anyagtudomány és Technológia Tanszék Anyagtudomány (BMEGEMTMK02) Orvostechnikai anyagok Pammer Dávid tanársegéd 2016.03.30 BME Gépészmérnöki Kar Tudományterület 20/2 Angioplasztika Orvostechnikai anyagok Orvostechnikai eszközök Fogászati implantátumok Implantológia Sebészet Csontregeneráció Osszeointegráció Állatkísérlet Interdiszciplináris terület Anyagtudomány Anyagvizsgálat Méréstechnika Modellezés Tervezés/fejlesztés Orvostechnikai anyagok 20/3 Megfelelő ASTM szabványok 1
Csontmodellező anyagok 20/4 A Polimerek (PUR) B Csontgraftok (csontörlemény) C Állati csontok (sertés) D Celluláris anyagok (fa) E Élő csont (ember) Csontmodellező anyagok 20/5 Csontmodellező anyagok Csont Fa Fa 20/6 Borda PUR Szilikon 2
Téma aktualitása 20/7 According to 2012 FX Rates. Straumann estimates based on MRG, idata and Industry Sources Téma aktualitása 20/8 Piac Márka Marketing Tudomány külseje Alapanyag Klinikai sikeresség Geometriai sajátosságok Felület kialakítása Beültetési technika sajátosságai Milyen a jó implantátum? Stabilitás (%) 100 80 60 40 20 0 0 Σ 2 6 12 20 30 75 Szekunder Primer Idő (hét) Primer Műtéti technika 20/9 csontsűrűsége csontstruktúrája kialakítása sikeressége egészségi állapota Szekunder csontregenerációs képessége felülete terhelhetősége alapanyaga 3
Milyen a jó implantátum? Az ideális fogászati implantátummal szemben támasztott követelmények: Biokompatibilitás Hosszú élettartam Kiváló primer és szekunder Antibakteriális hatás Beültetés 20/10 Azonnal terhelhető implantátumok Azonnal NEM terhelhető implantátumok geometriája Csontállomány szerkezete felülete Csontsejtek regeneratív képessége Beültetés folyamata Mi a primer? 20/11 Primer t befolyásoló tényezők Csont Geometriai Furat kialakítás Felület Csont sűrűség Csont struktúra Frisardi et al. Head & Face Medicine 2012, 8:18 A. Rahimi et al. Journal of Physiology and Pharmacology 2009, 60, Suppl 8, 107-112 környezetében létrejövő feszültség és alakváltozási állapot terheletlen állapotban Elméletileg garantált maximális primer, ha: mégis Gyártói fúrási és beültetési protokoll a különböző geometriák eltérő primer értéket adnak. Stabilitás vizsgálati módszerek 20/12 Csont sűrűség Megnevezés Típikus anatómiai helyek CT értékek (Hounsfield) D1 Sűrű kortikális Anterior mandibula >1250 HU D2 Porózus kortikális, durva trabekulák Anterior és posterior mandibula, anterior maxilla 850-1250 HU D3 Porózus kortikális, finom Anterior és posterior maxilla, trabekulák posterior mandibula 350-850 HU D4 Finom trabekula szerkezet posterior maxilla 150-350 HU Mohammad Hosein Kalantar Motamedi. A Textbook of Advanced Oral and Maxillofacial Surgery. Published: 2013 June 26. ISBN 978-953-51-1146-7. In: Hany A. Emam, Mark R. Stevens. Chapter 23: Concepts in Bone Reconstruction for Implant Rehabilitation. DOI: 10.5772/53401 4
Stabilitás vizsgálati módszerek 20/13 Empiria (orvos kezének szenzomotoros érzete) ASTM szabvány (ASTM F 543 ajánlás) CBCT felvétel (Cone Beam CT) Kopogtatás Mechanikus rezgetés Kontaktfelület vizsgálat CT felvétel (Computer Tomography) Mágneses rezonancia frekvencia analízis y z Képanalízis x Becsavarási nyomaték x kialakítások (fogászat) 20/14 kialakítások A geometria hatása a primer ra 20/15 5
felületek 20/16 Gyártás Tisztítás Felületkezelés Homokkal szórás Kémiai maratás Tisztítás Anodizálás Sterilizálás Felület optimalizálás 20/17 T 1 =(a b)/2 T 2 =d h Beültetés előtt Beültetés után kialaktások A geometria hatása a csontállományra 20/18 Csavar geometria Csont sűrűség Furat sajátosságok Stabilitás (ISQ) Becsavarási nyomaték Deformációs térfogat I; II; III D1; D3; D5 d 1; d 2; d 3 0-100 0-200 Ncm V 1-V 9 6
ok gyártásvonala 20/19 Egyszerűbb szubtraktív módszerek 3D nyomtatás, polimer alapanyaggal (biokompatibilis) Bioprinting Jelen Múlt Megmunkáló központok (többtengelyes) Jövő 3D nyomtatás, nagy szilárdságú biokompatibilis polimer alapanyagokkal 3D nyomtatás, fém alapanyaggal (biokompatibilis) 7