Anyagtudomány és Technológia Tanszék Orvostechnikai anyagok II. Pammer Dávid tanársegéd 2016. tavasz 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
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
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 Implantátum külseje Alapanyag Klinikai sikeresség Geometriai sajátosságok Felület kialakítása Beültetési technika sajátosságai
Milyen a jó implantátum? Stabilitás (%) 100 80 60 40 20 0 0 Σ stabilitás 2 6 12 20 30 75 Szekunder stabilitás Primer stabilitás Idő (hét) Primer stabilitás Műtéti technika Az egyén csontsűrűsége 20/9 Az egyén csontstruktúrája Implantátum kialakítása Implantátum sikeressége Az egyén egészségi állapota Szekunder stabilitás Az egyén csontregenerációs képessége Implantátum felülete Implantátum terhelhetősége Implantátum alapanyaga
Milyen a jó implantátum? 20/10 Az ideális fogászati implantátummal szemben támasztott követelmények: Biokompatibilitás Hosszú élettartam Kiváló primer és szekunder stabilitás Antibakteriális hatás Beültetés Azonnal terhelhető implantátumok Azonnal NEM terhelhető implantátumok Implantátum geometriája Csontállomány szerkezete Implantátum felülete Csontsejtek regeneratív képessége Beültetés folyamata
Mi a primer stabilitás? 20/11 Primer stabilitást befolyásoló tényezők Implantátum Csont Geometriai Furat kialakítás Felület Csont sűrűség Csont struktúra Frisardi et al. Head & Face Medicine 2012, 8:18 Elméletileg garantált maximális primer stabilitás, ha: mégis Gyártói fúrási és beültetési protokoll A. Rahimi et al. Journal of Physiology and Pharmacology 2009, 60, Suppl 8, 107-112 Implantátum környezetében létrejövő feszültség és alakváltozási állapot terheletlen állapotban a különböző geometriák eltérő primer stabilitás 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 trabekulák Anterior és posterior maxilla, 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
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
Stabilitás vizsgálati módszerek 20/14 Empiria (orvos kezének szenzomotoros érzete) Mechanikus rezgetés Mágneses rezonancia frekvencia analízis ASTM szabvány (ASTM F 543 ajánlás) Képanalízis Kopogtatás Kontaktfelület vizsgálat Becsavarási nyomaték
Implantátum kialakítások (fogászat) 20/15
Implantátum kialakítások A geometria hatása a primer stabilitásra 20/16
Implantátum felületek 20/17 Gyártás Tisztítás Felületkezelés Homokkal szórás Kémiai maratás Tisztítás Anodizálás Sterilizálás
Felület optimalizálás T 1 =(a b)/2 T 2 =d h A 1 =(a + b) (D s π) 2 + h 2 A 2=N d π d 4 20/18 + h + π D H d2 4 N Beültetés előtt Beültetés után
Implantátum kialaktások A geometria hatása a csontállományra 20/19 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
Implantátumok gyártásvonala 20/20 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)