Разработка прототипа внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями для челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии.Определение и обоснование формы имплантата. Изготовление прототипов внутрикостных имплантатов. Проведение испытаний по усталостной прочности конусных имплантатов, изготовленных из сплава ВТ 6 в сравнении со стандартными имплантатами, изготовленных из сплава ВТ 1.0. Построение математической модели распределения нагрузок в конусных имплантатах с учетом физических свойств материала ВТ 1.0 и ВТ 6. Нанесение покрытий DLC и TiO2 на прототипы имплантатов. Проведение исследований на биологическую совместимость прототипов внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями на клеточных культурах. Проведение гетеротопической имплантации малым лабораторным животным. Проведение гистологических исследований реакции тканей на прототипы внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями. Проведение исследований на безопасность и эффективность созданного прототипа имплантата из высокопрочных сплавов с биосовместимыми наноструктурированными покрытиями в условиях ортотопической имплантации крупным животным.

Цель выполнения НИР: Разработать, изготовить, провести исследование прототипа имплантата из высокопрочного сплава с использованием покрытий TiO2, нанесенных методом DLC. Данной разработкой решается проблема реабилитации пациентов со сложными дефектами челюстно-лицевой области, вызванными травмами, онкологическими процессами, выраженной атрофией челюстных костей после потери зубов. Задачи выполнения НИР на первом этапе: Разработать прототип внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями для челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии. Определить и обосновать форму имплантата. Изготовить прототипы внутрикостных имплантатов. Проведести испытания по усталостной прочности конусных имплантатов, изготовленных из сплава ВТ 6 в сравнении со стандартными имплантатами, изготовленных из сплава ВТ 1.0. Построить математическую модель распределения нагрузок в конусных имплантатах с учетом физических свойств материала ВТ 1.0 и ВТ 6. Выполнить нанесение покрытий DLC и TiO2 на прототипы имплантатов. Провести исследования на биологическую совместимость прототипов внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями на клеточных культурах. Провести гетеротопические имплантации малым лабораторным животным. Провести гистологические исследования реакции тканей на прототипы внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями. Провести исследования на безопасность и эффективность созданного прототипа имплантата из высокопрочных сплавов с биосовместимыми наноструктурированными покрытиями в условиях ортотопической имплантации крупным животным. В результате на первом этапе НИР: - Разработан прототип внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями из сплава ВТ 6. - Выявлена и обоснована форма экспериментального прототипа для наиболее распространенного типа костной ткани D2 -D3 - Промышленным партнером ООО «Ликостом» предоставлены заготовки в количестве 100 шт из которых нами были изготовлены прототипы экспериментальных имплантатов 30 шт и шайбы из сплава ВТ 6 для проведения экспериментов invitro и имплантаций в количестве 150 шт - Произведен расчет математической модели распределения нагрузок в разрабатываемом прототипе имплантата, в сравнении с моделями стандартных имплантатов ЛИКО-М 4x10, ЛИКО-М ДГ 4x10 из сплавов ВТ 1-0 и ВТ6. Выявлено что коэффициент запаса прочности разрабатываемого дентального имплантата марки из материала BT6 равен 3.9 и является достаточным. - Проведены испытания по усталостной прочности конусных имплантатов, изготовленных из сплава ВТ 6. Выявлено предельное значение нагрузки для импланта ЛИКО-М ДГ 4x10 из ВТ 6 в 630Н -что в 2.5 раза больше предела разрушаемсти кости. - Произведено нанесение покрытий DLC и TiO2 на прототипы имплантатов. Получена серия образцов пленок диоксида титана, синтезированных методом плазмоактивированного атомно-слоевого осаждения, синтезированных золь-гель методом с толщиной покрытия до 1000 нм, алмазоподобного углерода, синтезированных методом плазмохимического осаждения из газовой фазы с толщиной покрытия до 250 нм на подложках прототипов титановых имплантатов, изготовленных из сплава ВТ6. - Проведены исследования на биологическую совместимость прототипов внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями на клеточных культурах. Установлено что покрытие титанового сплава ВТ6 пленкой диоксида титана TiO2 ALD толщиной 25нм и пленками алмазоподобного углерода DLC толщиной 100нм и 200нм не обладают цитотоксичностью и способствуют увеличению пролиферативной активности МСК жировой ткани in vitro. - Проведена гетеротопическая имплантация малым лабораторным животным. Выделено 6 экспериментальных групп. Собраны необходимые данные для проведения дальнейших исследований. - Проведены гистологические исследования реакции тканей на прототипы внутрикостных имплантатов из сплавов высокой прочности с биосовместимыми покрытиями. Выявлено, что внедрении шайбы BT6+DLC (Титановый сплав с углеродным покрытием) с толщиной пленки 200 нм выявлена малая травматизация, отсутствие реакции отторжения окружающих тканей, отсутствие нагноения, ограждение воспалительной реакции свидетельствует об оптимальных свойствах этого покрытия для мягких тканей. - Проведены исследования на безопасность и эффективность созданного прототипа имплантата из высокопрочных сплавов с биосовместимыми наноструктурированными покрытиями в условиях ортотопической имплантации крупным животным Полученные данные дают основание проводить дальнейшие исследования эффективности и безопасности опытных образцов в доклинических, а в дальнейшем и клинических исследованиях.