УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2022 года по МПК A61B17/68 A61L31/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для направленной регенерации костной ткани, выполненному с возможностью реконструкции дефекта костной ткани полости рта, и к способу изготовления такого устройства.

Таким образом, настоящее изобретение находит применение в области медицины и, в частности, в области стоматологической хирургии.

В приведенном ниже описании ссылочные позиции в квадратных скобках ([ ]) относятся к перечню ссылочных позиций, приведенному в конце данного текста.

Уровень техники

Для регенерации ткани, которая была разрушена и/или исчезла вследствие потери костной ткани, существует ряд методов наращивания костной ткани, таких как аппозиционные трансплантаты, интерпозиционные трансплантаты, расширение, дистракция, синусграфты или другая направленная регенерация костной ткани (GBR; guided bone regeneration).

Цель GBR состоит в воссоздании костной ткани, чтобы подогнать и/или стабилизировать зубной имплантат, или в воссоздании гребня несъемного зубного протеза. Прежде чем можно будет использовать имплантат или создать несъемный зубной протез, обычно между костью и десной размещают мембрану на срок от 3 до 6 месяцев. Используемая мембрана образует физический барьер, с одной стороны, предотвращая зарастание дефекта костной ткани соединительной и эпителиальной мягкой тканью, а с другой стороны, ограничивая доступ к раневому месту только для тех клеток, которые способны к остеогенезу. Таким образом, эти мембраны выполняют тройную роль: предотвращают рост клеток из покрывающей слизистой оболочки и стимулируют миграцию клеток из костномозговых полостей в сгусток, находящийся в этом месте; стабилизируют костный трансплантат и сгусток; и стабилизируют пломбу с биоматериалом.

В этом контексте используется ряд типов мембран, рассасываемых или не рассасываемых, таких как, например, мембраны, изготовленные из политетрафторэтилена (ПТФЭ) или рассасываемого коллагена. Характеристиками нерассасываемых мембран являются прежде всего биоинертность, пластичность, химическая стабильность и асимметричная микропористость. И напротив, они должны быть закреплены винтами и требуют повторного вмешательства для их удаления.

И напротив, рассасываемые мембраны обладают тем преимуществом, что их не нужно удалять после регенерации костной ткани, что позволяет избежать потенциального раздражения тканей, которое могло бы возникнуть во время удаления, если мембрана была прикреплена к окружающей ткани во время фазы заживления. Однако рассасываемые мембраны имеют недостаток, связанный с возможным вмешательством между рассасыванием/заживлением и регенерацией костной ткани, причем для поддержки мембраны требуется материал.

Следовательно, существует действительная потребность в устройстве, устраняющем эти недостатки, которое, в частности, позволяет достигать оптимального моделирования реконструкции, имитации и симметрии костной структуры.

Раскрытие сущности изобретения

Заявители разработали устройство, достигающее указанных целей.

В частности, устройство согласно настоящему изобретению обеспечивает наращивание костной ткани как по вертикали, так и по горизонтали для заполнения дефекта костной ткани, оптимальное моделирование реконструкции, имитации и симметрии костных структур.

Таким образом, первый объект изобретения относится к устройству для направленной регенерации костной ткани, выполненному с возможностью реконструкции дефекта костной ткани. Оно выполнено из диоксида циркония (ZrO₂) и имеет форму, покрывающую указанный дефект костной ткани полости рта.

Преимущественно, устройство согласно настоящему изобретению имеет трехмерную форму, по меньшей мере частично, а предпочтительно полностью, покрывая дефект костной ткани. Таким образом, в конце реконструкции костной ткани реконструированный объем может быть по существу идентичным объему, возникшему в результате подлежащей лечению потери костной ткани, или даже может превышать его.

Для достижения трехмерной формы, покрывающей форму подлежащего лечению дефекта костной ткани, можно использовать любой метод моделирования объема и/или количества костной ткани, подлежащей реконструкции. Это может быть метод зубочелюстной визуализации дефекта костной ткани, такой как, например, конусно-лучевая объемная томография. Преимущественно, дефект костной ткани может быть схематизирован в цифровом виде с помощью программного обеспечения, подходящего для количественной оценки костного вещества, подлежащего регенерации, такого как, например, программные пакеты MIMICS или 3-matic, причем этот перечень не является ограничивающим.

Таким образом, устройство согласно настоящему изобретению изготавливают на основании смоделированной формы, чтобы имитировать трехмерный план, с использованием любого подходящего метода, известного специалистам в данной области техники, такого как, например, формование, механическая обработка или трехмерная печать. Возможно, исходя из образца, к трехмерному изображению может быть добавлен дополнительный слой толщиной 1 мм до того, как будет сконструировано устройство согласно настоящему изобретению, чтобы преимущественно уменьшить эффекты поверхностного эпителиального образования, которые могут возникать при определенных регенерациях.

Преимущественно, устройство согласно настоящему изобретению имеет подходящую форму, которая позволяет ему полностью или частично покрывать дефект костной ткани и при необходимости реконструировать весь потерянный объем костной ткани. Преимущественно, независимо от выбранной формы, устройство создает полость при его установке между стенкой устройства и остаточной костью, чтобы обеспечить введение биоматериала в устройство согласно настоящему изобретению. Специалисты в данной области техники могут использовать любую форму, которая обеспечивает достижение этой цели. Это может быть, например, форма, выбранная из оболочки, жесткой пластины, чаши и сети (также известной как сетка).

Как указывалось ранее, устройство согласно настоящему изобретению выполнено из диоксида циркония (также известного как двуокись циркония или оксид циркония). Содержание диоксида циркония в устройстве может, например, составлять от 88% до 96%, например 88%, или 89%, или 90%, или 91%, или 92%, или 93%, или 94%, или 95%, или 96%. Преимущественно, может присутствовать по меньшей мере один другой компонент, обычно присутствующий в этом типе керамики, такой как, например, оксид иттрия, оксид гафния и/или оксид алюминия. Например, оксид иттрия может присутствовать в количестве от 4% до 6%, оксид гафния может присутствовать в количестве от 1% до 5%, а оксид алюминия может присутствовать в количестве от 0% до 1%. Это может быть, например, имеющаяся в продаже композиция, такая как, например, диоксид циркония Zfx^TM (Zfx GmbH, Германия). Преимущественно, диоксид циркония используют в устройстве согласно настоящему изобретению благодаря его известным физическим свойствам, таким как его прочность на разрыв и устойчивость к растрескиванию, его высокий уровень биосовместимости, его нейтральность и то, что он вызывает очень слабое воспаление. Преимущественно, диоксид циркония образует клеточный и тканевой барьер. Кроме того, он преимущественно не поддается остеоинтеграции и легко удаляется. Благодаря признакам устройства согласно настоящему изобретению трансплантат преимущественно стабилизирован и сжат, а также имеет стремящийся к нулю уровень рассасывания.

Преимущественно, устройство согласно настоящему изобретению может содержать по меньшей мере одно перфорационное отверстие для стабилизации устройства, причем каждое перфорационное отверстие предназначено для приема винта для остеосинтеза. В этом отношении делают перфорационное отверстие (перфорационные отверстия) в щечной стенке устройства. Количество перфорационных отверстий может быть определено в соответствии с обычными критериями, применяемыми в этой области, например, в соответствии с размером дефекта костной ткани. В этом отношении количество перфорационных отверстий может составлять от 1 до 4 или даже от 1 до 20 или еще больше, в зависимости от того, что требуется, и от объема, подлежащего реконструкции.

Преимущественно, устройство может дополнительно содержать микроперфорационные отверстия по всей своей стенке или в ее части. Микроперфорационные отверстия могут быть распределены по указанной стенке равномерно или неравномерно. Микроперфорационные отверстия могут иметь диаметр от 1 мкм до 1 мм, предпочтительно исключая 1 мм, например, от 2 мкм до 800 мкм, или от 5 мкм до 500 мкм, или от 10 мкм до 300 мкм. Плотность микроперфорационных отверстий в стене может составлять от 1 до 100 микроперфорационных отверстий на квадратный сантиметр, например, от 20 до 90 или от 30 до 80. Отверстия являются обычно круглыми, но могут иметь любую другую форму, совместимую с их функцией, например, квадратную, овальную или прямоугольную форму. Преимущественно, микроперфорационные отверстия позволяют улучшить ангиогенез во время регенерации ткани. Это связано с тем, что микроперфорационные отверстия могут обеспечить неоваскуляризацию для доступа к биоматериалу из мягких тканей в дополнение к тому, что поступает через естественную кость или через естественный гребень, подлежащий наращиванию. Микроперфорационные отверстия также могут улучшить адгезию между мягкой тканью и пластиной из диоксида циркония, таким образом избегая натяжения вокруг швов и уменьшая начальное и дальнейшее обнажение устройства. Микроперфорационные отверстия могут быть выполнены любым способом или инструментом, известным специалистам в данной области техники, например, с помощью фрезы для тонкого фрезерования или лазера.

Преимущественно, устройство согласно настоящему изобретению может содержать по меньшей мере одно окно, образованное в его стенке, в частности, предназначенное для введения и затвердевания биоматериала. Биоматериал, введенный между костной тканью и стенкой устройства согласно настоящему изобретению, а именно в пространство, подлежащее реконструкции, обеспечит остеоиндукцию и, таким образом, реконструкцию требуемой костной ткани. В этом контексте может быть использован любой тип биоматериала, подходящий для реконструкции костной ткани, такой как любой тип заменителя костной ткани, выбранный из аллогенных, ксеногенных, аутогенных и синтетических заменителей костной ткани, причем данный перечень не является ограничивающим. Размер, форма и количество окон могут быть выбраны специалистом в данной области техники, в частности, в соответствии с размером устройства согласно настоящему изобретению и в соответствии с характером дефектов костной ткани, подлежащих лечению. Например, окно может иметь квадратную, круглую, овальную или прямоугольную форму. Например, оно может быть вписано внутри прямоугольника, размеры которого составляют от 1 до 20 мм высоты и от 1 до 30 мм или более ширины. Окно может быть спроектировано в соответствии с любым подходящим методом, известным специалистам в данной области техники, например, с использованием трехмерного планировщика. Количество окон может составлять от 1 до 5 и может составлять, например, 1, 2, 3, 4 или 5. Однако количество окон может быть изменено специалистом в данной области техники в соответствии с предъявляемыми требованиями. Окно или окна могут быть стабилизированы с помощью фиксирующего устройства, такого как винт для остеосинтеза, проволока, сетка или гнездо. Преимущественно, назначение окна состоит в том, чтобы обеспечить заполнение камеры или пространства, образованного устройством, биоматериалами и обеспечить уплотнение последних во время добавления и во время фиксации окна.

Устройство может иметь толщину, подходящую для его назначения, а именно защиты биоматериала в течение времени, необходимого для реконструкции костной ткани. В этом отношении специалист в данной области техники может без труда определить подходящую толщину в соответствии с обстоятельствами. Например, толщина устройства согласно настоящему изобретению может составлять от 0,1 мм до 2,5 мм, например, может составлять около 0,1 мм, или 0,2 мм, или 0,3 мм, или 0,4 мм, или 0,5 мм, или 0,6 мм, или 0,7 мм, или 0,8 мм, или 0,9 мм, или 1,0 мм, или 1,1 мм, или 1,2 мм, или 1,3 мм, или 1,4 мм, или 1,5 мм, или 1,6 мм, или 1,7 мм, или 1,8 мм, или 1,9 мм, или 2,0 мм, или 2,1 мм, или 2,2 мм, или 2,3 мм, или 2,4 мм, или 2,5 мм.

Преимущественно, устройство согласно настоящему изобретению легко снимать, если оно находится на месте в течение времени, необходимого для реконструкции костной ткани. В частности, поскольку оно покрывает снаружи подлежащий реконструкции объем, его нужно просто снять, как только будут удалены винт или винты.

Преимущественно, устройство согласно настоящему изобретению может дополнительно и необязательно содержать перфорационные отверстия в области гребня, чтобы обеспечить введение зубных имплантатов во время хирургического этапа направленной регенерации костной ткани.

Другой объект настоящего изобретения относится к способу изготовления устройства согласно настоящему изобретению, как описано выше. Применяемый способ может, в частности, включать в себя этап конструирования указанного устройства на основании трехмерного изображения дефекта костной ткани, которое получают с помощью метода зубочелюстной визуализации, например, с помощью метода конусно-лучевой объемной томографии.

Преимущественно и как указано выше, трехмерное изображение дефекта костной ткани может быть схематизировано в цифровом виде с помощью программного пакета, подходящего для количественной оценки костного вещества, подлежащего регенерации.

Цифровая схематизация потенциально позволяет получить образец, на основании которого будет изготовлено устройство согласно настоящему изобретению, чтобы покрыть трехмерное изображение дефекта костной ткани. Потенциально возможно добавить дополнительный слой толщиной 1 мм, чтобы увеличить объем, подлежащий покрытию, и получить более высокий реконструированный объем и уменьшить образование поверхностного эпителиального слоя.

Другой объект настоящего изобретения относится к способу регенерации костной ткани, включающему этапы:

- установки устройства согласно настоящему изобретению в месте дефекта костной ткани пациента,

- введения биоматериала в устройство,

- обеспечения установки устройства на период времени, достаточный для затвердевания биоматериала, и

- снятия устройства согласно настоящему изобретению.

Дальнейшие преимущества также могут стать очевидными для специалиста в данной области техники при ознакомлении с приведенными ниже примерами, которые проиллюстрированы на прилагаемых фигурах, приведенных в качестве иллюстрации.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена объемная реконструкция костной ткани, схематически показанная в трех измерениях. A: вид спереди подлежащего реконструкции объема. B: вид сверху подлежащего реконструкции объема. C: вид снизу подлежащего реконструкции объема;

на фиг. 2 представлен вид подлежащего реконструкции объема костной ткани после очистки и определения объема заполнения посредством эффекта зеркального отражения. A: вид спереди подлежащего реконструкции объема. B: вид сверху подлежащего реконструкции объема. C: вид снизу подлежащего реконструкции объема;

на фиг. 3 представлен вид чаши толщиной 0,8 мм со смещением на 1 мм над объемом, подлежащим заполнению. A: вид спереди подлежащего реконструкции объема. B: вид сверху подлежащего реконструкции объема. C: вид спереди подлежащего реконструкции объема;

на фиг. 4 представлен вид в поперечном разрезе оболочки, покрывающей подлежащий реконструкции объем костной ткани;

на фиг. 5 представлен вид спереди оболочки, содержащей окно размером 6 мм высоты и 5,5 мм ширины и два крепежных отверстия, каждое диаметром 1,4 мм.

Примеры

Пример 1. Изготовление устройства в виде оболочки, выполненного с возможностью направленной регенерации костной ткани

Модель объема количества костной ткани, подлежащей реконструкции, создают с помощью конусно-лучевой объемной томографии.

Трехмерное изображение реконструкции дефекта костной ткани схематизируют в цифровом виде с помощью программного пакета MIMICS/3-matic для количественной оценки костного вещества, подлежащего регенерации.

Используя данный образец, к трехмерному изображению добавляют «необязательный» дополнительный слой толщиной 1 мм, а затем оболочку толщиной от 0,6 мм до 1,8 мм конструируют таким образом, чтобы она покрывала упомянутый трехмерный план.

Перфорационные отверстия предназначены для стабилизации будущей оболочки из диоксида циркония с помощью винтов для остеосинтеза.

После подтверждения образца оболочки, оболочку распечатывают из диоксида циркония на принтере трехмерной печати.

Пример 2. Пример использования устройства для направленной регенерации костной ткани

Пациенту были назначены предоперационные медицинские препараты: клавулановая кислота амоксициллина (2 г в сутки) и преднизолон (60 мг в сутки).

После операции были назначен парацетамол/кодеин и ополаскиватель для полости рта (0,12 хлоргексидина).

Процедуру проводили под местной анестезией при помощи Ubistesine^® с сосудосуживающим средством 1:200000.

Дезинфекцию посредством Betadine^® проводили внутри- и внеорально. С помощью лезвия скальпеля 15 C делали надгребневой, а затем внутрибороздковый разрез, заканчивая двумя разрезами для отделения в полости рта. Поднимали полную полосу ткани с последующим ее отделением после выполнения надкостничных разрезов. Полосу рассекали с помощью пары анатомических ножниц Metzenbaum^®.

Размещали изготовленную по индивидуальному заказу оболочку/сетку из диоксида циркония. В существующей оболочке просверливали отверстия. Частично вкручивали два винта для остеосинтеза, затем под чашей размещали аллогенные биоматериалы. Винты затягивали для обеспечения устойчивости биоматериала. Швы накладывали край к краю без натяжения.

Группа изобретений относится к медицине, в частности к хирургической стоматологии, и предназначена для использования при реконструкции дефекта костной ткани полости рта. Используют устройство, имеющее подходящую форму, которая позволяет ему полностью или частично покрывать дефект костной ткани и при необходимости реконструировать весь потерянный объем костной ткани. Независимо от выбранной формы устройство создает полость при его установке между стенкой устройства и остаточной костью, чтобы обеспечить введение биоматериала в устройство. Устройство при этом выполнено из диоксида циркония и имеет толщину, подходящую для защиты биоматериала в течение времени, необходимого для реконструкции костной ткани. Изобретения позволяют обеспечить наращивание костной ткани как по вертикали, так и по горизонтали для заполнения дефекта костной ткани, оптимальное моделирование реконструкции, имитации и симметрии костных структур. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для направленной регенерации костной ткани, выполненное с возможностью реконструкции дефекта костной ткани полости рта, выполненное из диоксида циркония и имеющее форму, покрывающую указанный дефект костной ткани полости рта, причем указанное устройство содержит по меньшей мере одно окно, образованное в его стенке и выполненное с возможностью введения и затвердевания биоматериала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один другой компонент, выбранный из оксида иттрия, оксида гафния и оксида алюминия.

3. Устройство по одному из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что оно имеет форму, выбранную из оболочки, пластины и сети.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, содержащее по меньшей мере одно перфорационное отверстие для стабилизации указанного устройства, причем указанное перфорационное отверстие выполнено с возможностью приема винта для остеосинтеза.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, имеющее толщину от 0,6 мм до 1,8 мм.

6. Способ изготовления устройства по любому из пп. 1-5, включающий этап конструирования указанного устройства на основании трехмерного изображения, полученного методом зубочелюстной визуализации дефекта костной ткани.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указанное трехмерное изображение указанного дефекта костной ткани схематизируют в цифровой форме с помощью программного обеспечения, подходящего для количественной оценки костного вещества, подлежащего регенерации.

8. Способ по одному из пп. 6 или 7, отличающийся тем, что указанный метод медицинской визуализации представляет собой метод конусно-лучевой объемной томографии.

9. Способ по любому из пп. 6-8, отличающийся тем, что указанная цифровая схематизация дает образец, к которому добавлен необязательный дополнительный слой толщиной 1 мм.