В ТГУ созданы импортозамещающие коронки и имплантаты для стоматологии
Физикотехник ТГУ Владимир Промахов — об импортозамещающих коронках и имплантатах из керамики
Ученые научно-образовательного центра «Аддитивные технологии» в ТГУ работают над продуктами, созданными из керамического материала. Он прочный и износостойкий, а также биосовместимый. Одно из направлений работы центра — стоматология. Под эту задачу разработчики будут создавать малое инновационное предприятие (МИП) и массово производить материалы для стоматологических коронок и имплантаты из керамики. Причем, весь процесс производства будет происходить на территории России, а значит — импортозамещать зарубежные аналоги.
О том, как ученые Томского государственного университета работают над новыми керамическими материалами для стоматологии и договариваются с партнерами, рассказал заместитель директора НОЦ Владимир Промахов.
Перспективный материал
Аддитивные технологии [технологии послойного наращивания и синтеза объектов] открывают новые возможности для создания материалов со структурными особенностями, которые можно регулировать. То же касается и керамических композитов. Они прочные и долго не поддаются трещинам. Ранее ученые ТГУ создали новые материалы для 3D-печати изделий из керамики. Они адаптировали под аддитивные технологии нанопорошки — оксиды алюминия и циркония. Физикотехники научились изготавливать из этих соединений материалы для 3D-печати керамических деталей, чтобы весь цикл производства изделий был полностью импортозамещающим.
Для керамических материалов применяются многостадийные процессы, в ходе которых детали изготавливаются за две или более операции. Первая стадия — обеспечивает основные геометрические формы. Вторая — спекания — задает изделию основные свойства материала.
В медицине керамические материалы стали использоваться достаточно давно. Например, в стоматологии. С 2010 года технология установки зубных коронок в России стала переходить с металлокерамики на цельнокерамические коронки, рассказывает заместитель директора научно-образовательного центра «Аддитивные технологии» Владимир Промахов.
Коронки с полной анатомией зуба
Металлокерамические коронки, по словам Промахова, более дорогие и менее качественные. В процессе стоматолог делает слепок, создает модель по нему, и зубной техник отливает по модели металлическое основание, а на него в печи напекает керамический слой. Так получается двойной материал. Однако для пациента коронка из металлокерамики может обернуться аллергией или ограничением на некоторые процедуры.
С помощью цифровой технологии CAD/CAM, автоматизирующей процесс создания зубных протезов, можно полностью перейти на керамические материалы, тем самым сделав их производство быстрее и дешевле.
«Делается слепок, он сканируется в 3D-сканере, создается модель всех зубов пациента. Ставится в программу, станки с ЧПУ в течение получаса выпиливают коронку с высокой точностью, далее проводится обработка и спекание коронки. Клеится такая коронка лучше и используется дольше. Лет через 10 от металлокерамики в России отойдут точно, так как продвинутые клиники работают только на керамических коронках», — говорит Владимир Промахов.
Для производства специального керамического материала под эти коронки ученые создали марку Nova, которая поможет заменить импортные материалы. Это небольшой круглый блок, похожий на шайбу, с четкими параметрами качества. Из него зуботехники уже могут выпиливать коронку нужной им формы, толщины или цвета.
Цвета материала для коронок стоматологи подбирают по шкале Vita. Доктор смотрит оттенок эмали пациента, терапевт делает слепок и говорит зубным техникам, например, — А2. Это номер цвета. Зуботехнические лаборатории по заказу выпиливают коронку, обрабатывают, спекают и подкрашивают, если нужно. Так ученые производят и продают керамику, зуботехнические лаборатории делают коронки, а врачи их устанавливают.
«Самая передовая наша вещь — мы разработали материал с полной анатомией. Это когда керамический блок уже имеет в своей структуре градиент по цвету и прозрачности. Блок делается уже слоями, и каждый слой имеет разную плотность, прозрачность, оттенок. У нас получается анатомическая форма в том смысле что кончик более прозрачный, а у корня более темный», — рассказывает ученый.
У компании уже выстроена четкая сеть партнеров, которые опробовали материал. Сейчас ученые вместе с партнерами согласовывают цены и объемы поставок.
Чемодан имплантатов
Имплантаты, рассказывает Промахов, в рыночном плане являются более сложной историей, так как в их отношении стоматологи все еще консервативны. Они привыкли работать на титане. Однако есть множество зарубежных компаний — в США, Швейцарии или Испании, где уже 10-15 лет качественно ставятся керамические зубные имплантаты.
Работа с керамическими имплантатами, говорит ученый, может быть большим полем для фундаментальных исследований. Сложной задачей является установка двухкомпонентного имплантата. Когда пациенту нужно заменить один зуб, ему ставят однокомпонентный имплантат: просверлили, поставили, прикрепили коронку. Но когда делаются мосты от трех единиц, стоматолог вживляет от двух до шести имплантатов, а бывает и больше. Позиционирование имплантатов в челюсти может быть разным, объясняет Владимир Промахов. Нельзя выставить имплантат очень ровно, чтобы абатмент [переходная часть между искусственным корнем в десне и коронкой, выступающей над ней] был ровен в позициях.
«Делаются двухкомпонентные имплантаты, когда есть сам имплантат, а абатмент крепится под углом к имплантату, и тем самым хирурги ловят угол, чтобы протез встал хорошо. Это ювелирная работа», — говорит физикотехник.
Ученые сейчас находятся на стадии проектирования дизайна имплантатов с врачами. Здесь, по словам Владимира, нет универсальной технологии разработки имплантата. Нужна разработка хирургических протоколов. В конечном виде это может представлять условный чемоданчик у хирурга, в котором будет набор разных имплантатов с разными геометрией, абатментами и сверлами.
Владимир Промахов рассказывает, что в ТГУ провели свое исследование о том, как клетки живут и размножаются на поверхности керамических материалов. Выяснилось, что керамика «выигрывает» примерно на 20% по сравнению с титаном и никелид титаном. Научная публикация об этом исследовании готовится к выпуску.
«Мы начали со стоматологических имплантатов. Технология у нас уже есть, мы сейчас сертифицируем ее, чтобы уже можно было ставить реальным пациентам. В течение года этот вопрос решится, к концу года пилотные партии будем реализовывать», — поясняет Промахов.
