Cirkonium inplantátumCirkóniumstandard az implantológiában

Implantológia - II. évfolyam 1. szám

Manapság egyre több implantológusban merül fel ez a kérdés. Az alábbiakban a szerzô – az elsô hivatalosan is engedélyezett kerámia implantációs rendszer kifejlesztôje – mutatja be a fémmentes implantológiában kínálkozó lehetôségeket, ugyanakkor felhívja a figyelmet a technika korlátaira is.

Összefoglalás

A cirkónium-oxid az implantológiában biokompatibilitása szempontjából kiváló anyagnak minősül, továbbá bebizonyosodott, hogy az új szövetek képződésére is serkentőleg hat.
Alkalmazása során, az elmúlt négy év alatt, az anyag számos követelménynek tett eleget,mely alapján a rendszert biztonságosnak és sikert ígérőnek tekinthetjük.
Úgy tűnik, hogy az implantológia a forradalom küszöbén áll, és kész arra, hogy felzárkózzon a cirkónium-oxidot használó egyéb orvosi szakterületekhez.

Bevezetés

A Z-lock-implantátumot 2001 januárja óta különböző tudományos vizsgálatokban már kipróbálták, 2004-ben pedig hivatalosan is elfogadták és engedélyezték használatát a fémmentes cirkónium-oxid implantátumoknak.
A rendszer kifejlesztője és a klinikai kutatások vezetője ezalatt az idő alatt több mint 700 cirkónium-oxid implantátumot helyezett szájba. Az összességében 97%-ot meghaladó sikerarány mellett a sikertelen esetek hátterében rendszerint a terhelésből származó hibák álltak, ami miatt reimplantációra volt szükség. Ez annak a következménye, hogy az egyrészes implantátum terhelésmentes gyógyulást igényel.
A rendszer nyilvántartott felhasználóinak a száma jelenleg meghaladja a 200-at, akik világszerte havonta több mint 100 implantátumot helyeznek a szájba.


Cirkónium-oxid

Közel 10 évvel ezelőtt terjedt el a cirkónium-oxid különböző változatainak a használata a fogászatban a fémek pótlására. Az anyagot rendkívüli tulajdonságai, mint például a magas hajlítószilárdság (>1000 MPa), a keménység (1200-1400 vickers) és a Weibull-modulus (10-12) teszik egyedülállóvá. A cirkónium-oxid stabilitásáért részben az ittrium felelős, mely meghatározó szerepet játszik az anyag pozitív tulajdonságai szempontjából. [Stevens, R. 1996]. Alumínium-oxid hozzáadása a cirkónium-oxid-ötvözet hajlítószilárdságát tovább fokozza.

Nagy szilárdsága mellett [Christel, P. és munkatársai 1989, Ichikawa, J. és munkatársai 1992] biokompatibilis [Akagawa, Y. és munkatársai 1993, Albrektsson, T. és munkatársai 1985, Lechner, J. 2000, Rieger, W. 1994, Kohal, R. J. 2003]. Ezeknek a tulajdonságainak köszönheti, hogy használata az orvosi (belső fül-implantátum, ujj-, csípőprotézis) [Cales, B. és munkatársai 1994, Christel, P. S. 1989] és a fogorvosi (csap, korona- és hídpótlások, implantátumok) gyakorlatban is elterjedt [Ahmad, I. 1999, Kern, M. és munkatársai 1998, Koutayas, S. O. 1999, Meyenberg, K. H. és mt.-i 1995]. A cirkónium-oxid fogakhoz hasonló színe és biotechnikai paraméterei magas színvonalú fogászati rekonstrukciók előállítását teszik lehetővé [Luthhardt, R. G. 1999, Sturzenegger, B. és munkatársai].

Számtalan állatkísérlet és labortechnikai vizsgálat létezik, mely a fogászati cirkónium-oxid implantátumok tanulmányozására irányul [Akagawa, Y. és munkatársai 1993, Akagawa, Y. és munkatársai 1998, Albrektsson, T. 1985, Kohal, R. J., Klaus, G. 2003, Scarano, A. 2002, Volz, U. 2003].


Az anyag és a forma hatása a környező szövetekre

A cirkónium a periódusos rendszerben a titán alatt található, így ugyanazokkal a jó - illetve talán még jobb - tulajdonságokkal rendelkezik az osszeintegritás tekintetében, mint a titán. Ezt számtalan vizsgálat is világosan alátámasztja [Albrektsson, D. és munkatársai 1988; Kohal, R. J., Klaus, G. 2003].

A négy év alatt behelyezett közel 1000 implantátum szubjektív megítélésén kívül, melyet a pozitív kopogtatási hang és a rutinszerű kicsavarási kísérlet (20 Ncm) alapján végeztek, a szerző az osszeointegrációt két humán preparátum vizsgálata útján is megerősítette. Prof. dr. Wolf, a Lippe-Detmold Klinika Pathológiai Intézetének professzora megállapította, hogy "a csont összenő az implantátummal". Prof. dr. Wagner, a mainzi egyetem Száj-, Arc- és Állcsontsebészeti Klinikájának professzora mikroszkopikus csiszolatokból készített preparátumokat, melyek vizsgálata azt bizonyította, hogy az osszeointegráció mértéke a titánhoz hasonló.

Egy baleset következtében eltörött implantátum explantációja során, az apicalis rész eltávolítása csak kitörés útján volt lehetséges, melynek következtében a környező csont is károsodott, mivel a keményszövet a csavarmenetek között rögzült.

Az implantátum érdessé tett felszíne, melynek egyenetlenségei az oszteoblasztok nagyságához igazodnak, elősegíti az osszeointegrációt.
A titánnal ellentétben, mely szabad elektronokkal rendelkezik, és ezáltal igen reakcióképes, a cirkó-nium-oxidnak egyáltalán nincs szabad elektronja, így inaktív anyagként egyáltalán nem képes környezetének részecskéket leadni, mint ahogy az a titán esetében ismert [Weingart, D. és munkatársai 1994]. Ezek a korrózió hatására vagy egyéb módon felszabaduló titánionok befolyásolhatják az oszteoblasztok funkcióját, melynek következménye lehet a fokozott csontfelszívódás.

Az implantátumot érő egyéb termikus és elektromágneses ingerek, melyek a környező csontra hővezetés vagy az elektromágneses frekvenciák változása révén hatnak (mobiltelefon, UMTS-, W-LAN-mező), teljes mértékben hiányoznak a cirkónium-oxid implantátumok esetében.
Ráadásul a cirkónium-oxid plakkaffinitása feleakkora, mint a titánnak, ezért a plakk jelentősége, mint "aktív izolációs réteg" az implantátum és a kemény-, illetve a lágyszövetek között, egyértelműen csökkent.

Ugyanakkor továbbra is úgy tűnik, hogy a cirkónium-oxid kalciumkatódként is működik. A cirkónium-oxid ezen tulajdonságára évtizedekkel ezelőtt prof. Sami Sandhaus hívta fel a figyelmet, melyet két év után számos utóvizsgálat világosan be is bizonyított: a cirkónium-oxid közvetlen környezetében található csontszövetben az első két év folyamán olyan kompaktállomány képződik, mely a természetes fog gyökerével kapcsolatban is megtalálható.

A Z-lock implantátum makroszkopikus formája szintén a szövetek megkímélését segíti elő: a Branemark-implantátumoknál bevált csavarmenet formáját kisebb változtatásokkal megőrizték, továbbá a monoblokkot egy oszlopszerű fejjel látták el, mely a tulipán formájú nyaki részhez illeszkedik.

A tulipán forma szabályozza a becsavaráskor a forgatónyomatékot és megfelelően tömíti a kavitást, így megakadályozza a hám apicális irányú burjánzását.

Az egyrészes implantátumtervezés által kisebb a biológiai zárás, mely egyértelműen kisebb csontfelszívódást eredményez, ugyanis az első határvonal nem az implantátumtest és az exostruktúra között lesz, hanem 2 mm-rel magasabban az implantátumfej- és a szuprastruktúra között.
Különösen figyelemre méltó a lágyszövetek reakciója a cirkónium-oxid implantátumok hatására. Úgy tűnik, hogy a gingiva számára a cirkónium-oxid vezetősínként szolgál, melynek mentén az "felfelé vándorol". Ez idáig kizárólag a csont esetében ismertünk ilyen jellegű hatást.

Az alábbi szituációval újra és újra szembesülnek az implantológusok: az interdentális papilla eltűnik az évek óta fennálló fogatlanság és az egyidejűleg viselt interimprotézis következtében. Ilyen esetekben kizárólag csontpótlás útján érhető el esztétikai szempontból megfelelő eredmény.
A cirkónium-oxid implantátum használata ezekben a helyzetekben is megteremti az esztétikus megoldások lehetőségét, hiszen nagyon kedvező feltételeket biztosít a protetikus számára.

Az derült ki, hogy a gingiva reakciója akkor a legideálisabb, ha az implantátumok, valamint az implantátum és a természetes fogak közötti távolság megegyezik a természetes fogak közötti távolsággal. Szintén a gingiva formálását segíti elő a Z-lock3 imlantátumok esetében kialakított szélesebb tulipán formájú gallér, mely a fogíny formálása mellett, annak megtartását is szolgálja.

A jelenleg használt Z-lock3 implantátum végleges formai kialakítása több száz implantáció során szerzett tapasztalat alapján készült el, melyet számos különböző prototípus kifejlesztése előzött meg. A kapott eredmény a szövetek viselkedése szempontjából a titánhoz képest egyértelmű javulást tükröz.


Stabilitás és biológiai biztonság

Manapság három különböző eljárás szerint lehet cirkónium-oxid implantátumot előállítani: egyrészt fröccsöntéssel, mely egy költségkímélő eljárás, azonban pontatlanabb és kevésbé stabil, másrészt előszinterezett blokkból frézeléssel és azt követő utókezeléssel, mely egy stabilabb módszer, azonban a zsugorodás következtében szintén pontatlan.
A precizitás, a stabilitás és a biokompatibilitás szempontjából legoptimálisabb eljárás, mely egyben a legdrágább is, szintén frézelés útján történik. A különbség azonban az, hogy itt nem előszinterezett blokkból, hanem gyárilag izosztatikus körülmények között préselt cirkónium-oxid blokkból végzik a frézelést speciális gyémánt segítségével.
Az így kapott hajlítószilárdság megközelítőleg 1250 Mpa, mely hasonló a titán esetében mért értékhez.

Az utóbbi négy év tapasztalata azt mutatja, hogy az eddig rendelkezésre álló cirkónium-oxid anyagokból jelenleg nem lehetséges kétrészes implantátumokat előállítani. A töréskockázat ugyanis az egyrészes implantátumokhoz képest magasabb, mely sem a páciens, sem a fogorvos részéről nem fogadható el. Az elkövetkezendő években azonban számítani lehet olyan stabilitással rendelkező cirkónium-oxid kifejlesztésére, mely alkalmas lesz kétrészes implantátumok gyártására is.
Az implantátumok mechanikai stabilitását is megvizsgálták: a freiburgi Fraunhofer Intézet elemzése megerősítette a cirkónium-oxid implantátum törhetetlenségét. Egy vizsgálat során három Z1 típusú cirkónium-oxid implantátumot (a Z-lock3 implantátum első verziója), 2001. 06. 05. és 2001. 07. 10. között terjedő időszakban, egymilliószor terheltek 20-200 N erővel, 15°-os szögben. A vizsgálatról készült beszámoló szerint 2001. 07. 12.-én az implantátumokon károsodásra utaló jelet nem észleltek.


Következtetés

A múltban használt kerámiaimplantátumok kudarca késleltette a valóban megbízható rendszerek kifejlesztését.
A Z-lock rendszer kidolgozásakor mind a páciens, mind a kezelőorvos számára a maximális biztonság megteremtésére törekedtek. Nyilvánvaló azonban, hogy a rendszer sikere számos egyéb pozitív tényező együttes fennállásának köszönhető.

A cirkónium-oxid implantátumrendszer a titánimplantátumokhoz képest több előnyös tulajdonsággal rendelkezik. Megfelelő indikáció és tervezés mellett reprodukálható biológiai és esztétikai eredmények érhetők el, és eddigi tapasztalataink alapján nemcsak a rövid távú, de a hosszú távú sikerarány is megfelel a titán implantátumok esetében ismert értékeknek.