استفاده از پلیمر پیشرفته bioHPP برای ساخت پروتزهای فیکس متکی بر ایمپلنت

دکتر کامبیز حکمت (جراح دندانپزشک مسترشیپ ایمپلنت از ICOI و فلوشیپ لیزر از دانشگاه جنوا)

مشاور علمی شرکت بیتا دنت

پلیمرهای پیشرفته راه‎کاری مناسب برای حل بسیاری از مشکلات پروتزهای بدنی و دندانی می‎باشند که امروزه در بسیاری از موارد بکار گرفته می‎شود. پلی اتر اتر کتون یا Peek پلیمری حلقوی و نیمه کریستالی با خواص فیزیکی و مکانیکی منحصر به فرد است که در تمامی شاخه‎های مختلف از جمله پزشکی و دندان‎پزشکی کاربرد دارد. نوع بهینه شده پلی اتر اتر کتون طی دهه اخیر در ساخت انواع مختلف پروتزهای دندانی بکار گرفته شده است. این ماده دارای مزیت‎هایی چون بیشترین تطابق خواص مکانیکی و فیزیکی با استخوان آرواره، چگالی پایین (وزن سبک)، پایداری زیاد (عدم تغییر رنگ)، پولیش‎پذیری عالی (حداقل جذب پلاک)، خاصیت شیمیایی پایدار، رسانایی حرارتی و  الکتریکی پایین و نفوذپذیری مناسب می‎باشد که برخلاف سایر مواد ساخت پروتزهای دندانی، سبب عدم احساس وجود جسم خارجی در دهان بیمار می‎شود. نتایج حاصل از تحمل خستگی و  شبیه‎سازی کامل شرایط درون دهانی آزمایشگاهی گویای تحمل مناسب پروتزهای ساخته شده از این ماده در شرایط درون دهانی و فشارهای اکلزالی می‎باشد که در بسیاری از موارد عملکردی مناسب‎تر از سایر مواد دارد. حفظ مقاومت یا نگهداشت تحمل در برابر نیروی‎های اکلزالی در دوره‎ای طولانی برای پلی اتر اتر کتون بهینه شده بیشتر از سایر مواد با کاربردی مشابه است. بنابراین با بررسی تمامی مزیت‎های و کاستی‎‎های پلی اتر اتر کتون بهینه شده می‎توان  این گونه از مواد را به عنوان ماده‎ای مناسب جهت ساخت انواع مختلف پروتزهای دهانی معرفی کرد.

ماده بهینه شده Peek  دارای خاصیت شیمیایی پایدار، رسانایی حرارتی و  الکتریکی پایین است که برخلاف سایر مواد ساخت پروتزهای دندانی، سبب عدم احساس وجود جسم خارجی در دهان بیمار می‎شود. این ماده ذاتاً نسبت به عبور اشعه نفوذ‎پذیر است و امکان عکس‎برداری به روش‎های اشعه ایکس، ام آر ای و توموگرافی کامپیوتری برای آن امکان‎پذیر است. علاوه بر این، خاصیت نفوذپذیری آن امکان درمان‎ موارد مختلف بدون نیاز به حذف یا جایگزینی انواع مختلف پروتزها را سبب می‎شود.

بررسی کامل ماده بهینه شده Peek با استفاده از تحمل خستگی و  شبیه‎سازی کامل شرایط درون دهانی آزمایشگاهی امکان‎پذیر است. در ادامه به بررسی نتایج حاصل از بکارگیری پروتز سه‎واحدی ثابت ساخته شده از بلوک ماده بهینه شده Peek با استفاده از سیستم CAD/CAM پرداخته می‎شود. پروتز سه‎واحدی مورد نظر پس از ۲۴ ساعت نگهداری در دمای ۳۷ درجه سانتی‎گراد در داخل آب مقطر، شستشو و پولیش نواحی مارجینال بکارگرفته شده است. شبیه‎سازی بارگذاری مکانیکی با استفاده از اعمال ۱۰۶× ۲/۱ بار تکرارنیرو به مقدار ۵۰ نیوتن و ۶۰۰۰ چرخه تغییرات دمایی از ۵ تا ۵۵ درجه سانتی‎گراد انجام شده است. این مقادیر معادل با شرایط درون دهانی در طول دوره‎ای در حدود ۵ سال می‎باشد. در این شرایط نیرو با استفاده از میله‎ای از جنس فولاد به مرکز پونتیک اعمال شده است و ورقه آلومینیومی نازک جهت جلوگیری از اعمال مستقیم فشار به کاسپ‎های مورد استفاده قرار گرفته است. نهایتاً مقادیر مختلف نیروی اعمالی با استفاده از ابزار اندازه‎گیری استاندارد ثبت شده است.

مطابق شکل‎های ۳ ، نتایج حاصل از تحمل خستگی و  شبیه‎سازی کامل شرایط درون دهانی آزمایشگاهی با شرایط فوق، نه‎تنها گویای تحمل پروتز ساخته شده از ماده بهینه شده Peek برای نیروی‎های اکلزالی است؛ بلکه گویای تحمل نیروی شکستگی بالاتر یا نیروی تحمل خستگی بیشتر پروتز ساخته شده از این ماده نسبت به سایر مواد با کاربری مشابه می‎باشد.

در شکل ۴، حفظ مقاومت یا نگهداشت تحمل در برابر نیروی‎های اکلزالی در دوره‎ای طولانی برای پروتز سه‎واحدی ثابت ساخته شده از ماده بهینه شده Peek  و سایر مواد با کاربری مشابه نشان داده شده است.

پلی اتر اتر کتون یا Peek پلیمری حلقوی و نیمه کریستالی با تحمل فشاری در حدود ۶/۳ گیگاپاسکال و خواص فیزیکی و مکانیکی منحصر به فرد است که در تمامی شاخه‎های مختلف علوم کاربرد دارد. ساختار این ماده شامل محتوای سرامیکی است که سبب ایجاد خواص مکانیکی کاملاً مناسب برای کاربردهای پزشکی و دندان‎پزشکی شده است.

نوع بهینه شده Peek  طی دهه اخیر، به عنوان یک زیست ماده (biomaterial) در ساخت انواع مختلف پروتزهای دندانی در کشورهای اروپایی و امریکایی بکار گرفته شده است که دارای تأییدیه‎های مختلف از جمله FDA و CE می‎باشد. محتوای سرامیکی این ماده دارای فیلرهای سرامیکی با ابعاد ۳/۰ تا ۵/۰ میکرومتر می‎باشد که محیطی کاملاً همگن را مطابق شکل ۱ پدید آورده است. بنابراین این ماده درای پولیش‎پذیری عالی، حداقل تغییر رنگ و حداقل جذب پلاک است. علاوه بر این، این ماده به صورت‎های گرانول و بلوک‎های مختلف، قابل استفاده در انواع مختلف سیستم‎های پرس و CAD/CAM می‎باشد.

مدول الاستیسیته این ماده در حدود ۴۰۰۰ مگاپاسکال است که به مدول الاستیسیته استخوان آرواره بسیار نزدیک می‎باشد. بنابراین استفاده از پروتزهای نوع بهینه شده Peek، سبب حداقل انتقال فشارهای اکلوزالی به پایه‎ها خواهد شد. مقاومت در برابر شکستگی برای نمونه‎ پروتز چهار واحدی از ماده بهینه شده Peek، در حدود ۱۲۰۰ نیوتن است که در مقایسه با نیروهای اکلوزالی (به‎طور معمول در حدود ۵۰۰ تا ۶۰۰  نیوتن برای نواحی خلفی و ۲۰۰ تا۳۰۰ نیوتن برای نواحی قدامی) مقداری کاملاً قابل قبول می باشد.

از جمله مواردی که در انتخاب این نوع مواد باید مورد توجه قرار گیرند، خواص فیزیکی، شیمیایی و بایومکانیکی هر یک از این مواد شامل الاستیسیته، تحمل و انتقال فشار، جذب آب و پولیش‎پذیری است. به عنوان مثال سرامیک ۲۰ برابر و طلا، تیتانیوم و آلیاژهای دیگر در حدود ۱۰ برابر سخت‎تر از استخوان هستند و استفاده طولانی مدت از آنها سبب سایش و تخریب دندان‎ها و استخوان آرواره می‎شود. هر چه خواص مختلف فوق به خواص فیزیکی استخوان نزدیکتر باشند، فشار مستقیم کمتری به پایه‎ها انتقال می‎یابد.

در حال حاضر پلیمرهای پیشرفته در حدود ۳ میلیون قلم از انواع مختلف مواد و تجهیزات پزشکی، ارتوپدی و دندانپزشکی بکار می‎روند و امروزه بعد از گذشت ۳۰ سال بی‎تردید پروتزهای پلیمری بهترین و مناسب‎ترین جایگزین برای انواع مختلف پروتزهای بدنی آلیاژی به حساب می‎آیند. بنابراین تفکر در مورد استفاده از انوع مناسب آنها در ساخت پروتزهای دندانی راه‎گشای مشکلات فوق خواهد بود.