Крепкие зубы всегда имели большое значение для здоровья человека. Любые проблемы в этой области создавали массу неудобств, в том числе и для людей древности. Даже они, как показывают исторические раскопки, пытались восстанавливать целостность зубного ряда подручными средствами, используя их в качестве протезов. Но история имплантации началась тогда, когда появились первые попытки «вживить» искусственные зубы в челюстную кость.
Самые первые случаи применения зубных имплантов
Еще несколько столетий до нашей эры финикийцы пытались использовать подобия имплантов, которые фиксировали золотой проволокой. Попытки «прирастить» новые «зубы» применялись на протяжении многих веков, но не были успешными, так как организм отторгал инородные предметы.
Однако около 1500 лет назад, эскулапам, похоже, удалось внедрить в челюстную кость импланты. Рентгенограмма нижней челюсти, которая принадлежала человеку того времени, показала наличие в кости имплантированных кусочков ракушек, обросших костной тканью. Понятно, что в древности попытки «вживить» в челюсть новые зубы были единичными и далеко не всегда успешными. Тогда еще не было понятия о необходимости стерильности. Люди ничего не знали также и о свойствах многих материалов. Поэтому те первые попытки были скорее лишь «предвестниками» нового метода восстановления зубов.
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.
XIX век
В XIX веке в Европе поврежденные зубы восстанавливали с помощью различных веществ – серебряных капсул, рифленого фарфора и иридиевых трубок. 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.
Начало применения научного подхода к зубной имплантации
В конце 19-го века впервые с докладом о зубной имплантации на одном из съездов врачей выступил российский доктор Н. Н. Знаменский. Ученый обратил внимание медицинского сообщества на то, что:
- имплант нужно устанавливать в кость, а не в лунку удаленного зуба;
- костную ткань необходимо правильно обрабатывать, готовить к внедрению искусственного корня;
- имплант должен изготавливаться из материала, биосовместимого с тканями организма.
Результаты исследований ученого привлекли внимание, но передать свои записи наследникам доктор не успел. Поэтому в истории имплантации наступил перерыв, продлившийся до середины 20-го века.
Распространение открытия по всему миру
Когда Джордж Зарб — один из наиболее влиятельных учёных в области разработки искусственных заменителей корней зубов (Университет Торонто, Канада) узнал об исследовании, проведенном Бранемарком, он немедленно отправился в Гётебург, где в течение шести месяцев убеждал профессора поделиться результатами своих исследований с миром. Зарб и его группа были первыми, кто проводил исследования за пределами Швеции параллельно с Бранемарком. Для того чтобы ускорить распространение концепции остеоинтеграции, в 1982 году в Торонто (Канада), на базе одной из стоматологических клиник, при поддержке Университетов Торонто и Гётеборга была проведена конференция по остеоинтеграции. Зарб лично написал приглашение многим известным исследователям и ученым, призывая их изучить новую оригинальную методику восстановления зубов. Большинство стоматологов приняли участие в конференции только из-за приглашения профессора Зарба и позже отмечали, что они никак не ожидали такого превосходства новой технологии над всеми предыдущими разработками. Несмотря на 15 лет клинических исследований, и не только в Швеции, Бранемарк был обеспокоен, примет ли высшее стоматологическое общество его презентацию; однако по завершении конференции исследования учёного были настолько высоко оценены, что в течение последующих лет многие участники этой конференции даже стали его сотрудниками. С тех пор несколько всемирно известных институтов присоединились к команде разработчиков и исследователей остеоинтеграции в таких странах, как: Соединенные Штаты, Канада, Австралия, Бельгия, Швеция, Испания, Италия, Бразилия, Чили, Япония и Корея.
По материалам главы 1 книги «У истоков — Бранемарк и Развитие остеоинтеграции» — McClarence, Элайн — Книги Квинтэссенции, Берлин, Германия, 2003 г.
Имплантология нового времени
Появлением первых зубных имплантов, по типу тех, которые используются сейчас, стоматология обязана шведскому ученому Ингвару Бранемарку. Профессор занимался исследованием такого явления, как остеоинтеграция, которую он открыл в 1952 г. При проведении своих экспериментов доктор Бранемарк случайно обнаружил удивительные свойства титана – его биоинертность и способность прочно срастаться с костной тканью. На основе этих и других полученных шведским ученым данных и были разработаны первые титановые импланты, которые предназначались для фиксации зубных протезов.
Помимо Бранемарка, со свойствами титана экспериментировали и другие специалисты. Например, стоматолог-ортопед Л. Линкоу свой первый титановый имплант установил еще в 1952 г. и успешно занимался этим вплоть до 2002 г., поэтому некоторые специалисты именно его считают родоначальником современной имплантологии.
Имплантология XIX века
Стремительное развитие науки и техники в XIX веке поставило медицину того времени на новую ступень. В 1806 году был изобретен первый «минеральный» зуб, который стал основой для развития современной имплантологии. Открытие совершил доктор Фонзи. Он разработал методику, с помощью которой «минеральные» зубы можно было вставлять на место отсутствующего зуба и крепить их при помощи платиновых крючков. Эта работа была воспринята современниками с большим энтузиазмом, и впервые в 1809 году доктором Маджилло (Италия) был имплантирован зуб пациенту при помощи металлического внутрикостного имплантата.
Развитие зубной имплантации в наши дни
Современный классический имплант изготавливается из титана и имеет форму конуса или цилиндра, с обязательной резьбой. Но имплантология продолжает развиваться. Одно из ее перспективных направлений – применение для изготовления искусственных корней диоксида циркония. Этот материал так же прочен, биоинертен и близок к титану по некоторым другим свойствам. Однако циркониевые импланты дают стоматологам больше возможностей в плане эстетичности протезирования.
История имплантации сегодня еще не завершена. Ученые многих стран продолжают поиск новых производственных технологий и способов установки зубных имплантов. Цель – повысить качество, комфортность и эффективность лечения и продлить срок службы заменителей корня.
Имплантология XX века
В начале века имплантологией заинтересовался доктор Гринфилд. Он сделал своему пациенту операцию, в процессе которой в разрез челюсти было помещено подобие зуба из сплава иридия и платины с искусственным корнем из золота. В 30-х годах братья Строк производили эксперименты с винтами, изготавливаемыми из хром-кобальтового сплава. Они первыми изготовили штифты как крепление для искусственного зуба. За свою работу братья Строк получили всемирное признание. Они первыми обнаружили биосовместимые материалы для замены зубов.
В 40-е годы ХХ столетия доктор Форминджини и доктор Зеппони, которых по праву называют отцами имплантологии, разработали спиральный имплантат из нержавеющей стали, который прекрасно срастался с костью.
На протяжении всего столетия велись напряженные поиски дальнейших способов усовершенствования материалов и методик имплантации зубов.
В 50-х годах была обнаружена способность титана к остеоинтеграции. Это создало почву для экспериментов по имплантации титановых штифтов, которые привели к весьма успешным результатам. В 1965 году доктором Бранемарком был поставлен первый титановый имплантат добровольцу. Это стало поворотным моментом в развитии имплантологии.
Рис. 3. Зубные имплантаты в 60–70-е годы.
Уже в 70-е годы имплантаты обрели современный вид, но эксперименты с материалами и формами продолжались. Доктор Бранемарк успешно применял в своей практике титановые имплантаты, которые отлично приживались и служили пациентам десятилетиями. Также новаторами в имплантологии стали доктор Шрёдер и доктор Штрауманн. Они проводили различные эксперименты с новыми сплавами в ортопедической хирургии, чтобы использовать эти методы при имплантации зубов.
Ортопедический этап
Коронки на имплант ставятся примерно через две недели после установки абатмента. Протезы делаются по индивидуальным слепкам зубов пациента и на импланты можно поставить коронки из любых материалов. Для протезирования передних зубов чаще всего применяются изделия из керамики, для восстановления жевательных единиц — протезы из циркония, имеющего повышенную прочность и способного безупречно выдерживать интенсивные и постоянные нагрузки.
Цена этапа постоянного протезирования будет зависеть от вида протеза (на импланты можно ставить не только коронки), материала его изготовления и технологии.
Рис.5 Имплантация зуба.
Этап установки абатмента
На этапе постоянного протезирования коронка ставится не на сам имплант, а на его абатмент, который вкручивается в титановый стержень. Абатмент ставится на имплант примерно через две недели после установки формирователя, подбирается абатмент индивидуально под каждый клинический случай. К примеру, если имплантация проводилась в области передних зубов и пациента тонкая десна — рекомендуется установка циркониевых абатментов, так как применение обычных, титановых изделий может плохо сказаться на эстетике конечного результата.
Установка абатмента является финишным этапом имплантации, но общее лечение на этой процедуре не заканчивается, ведь на абатмент требуется поставить коронку.
Этап установки формирователя десны
Формирователь десны — это специальное приспособление, помогающее создать красивый контур мягких тканей в области установки импланта. Формирователь вкручивается на имплант после завершения процесса остеоинтеграции искусственного стержня.
Чтобы поставить формирователь на имплант — врачу нужно будет сделать разрез десны в области установленной заглушки. Получив доступ к заглушке, имплантолог выкрутит ее и установит на ее место формирователь. Процедура установки формирователя проходит быстро, буквально за полчаса, но так как она подразумевает разрез мягких тканей — перед выполнением всех необходимых манипуляций пациенту делается местная анестезия.
Контур десны будет сформирован примерно за две недели, после чего можно переходить к следующим этапам лечения — установке абатмента и коронки на имплант.
