Внутриротовая сварка (ILW) и ее применение при протезировании на имплантах. Клинический пример. Перевод научной статьи. Автор: Carlo Fornaini University of Parma, Италия

Главная цель данной публикации показать и описать клинические возможности использования Nd:YAG лазерного устройства ( твердотельный лазер . В качестве активной среды используется алюмо-иттриевый гранат («YAG», Y3Al5O12) с добавками неодима (Nd). Генерация происходит на длине волны 1064 нм . Такие лазеры могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме*.

* здесь и далее примечания переводчика

Эти устройства, применяемые в стоматологических клиниках позволяют сваривать металлические элементы непосредственно в полости рта. Авторы применявшие такую технику  ранее in vivo, в стоматологии протестировали in vitro инференционным методом, при помощи растрового электронного микроскопа (РЭМ) , тестов EDS по измерению индукции и индуктивности и, в последствии термокамерой и термопары для записи характеристик изменения температур во время процедуры сварки металлических поверхностей на естественных тканях коровьей челюсти. В клинической части исследования, четыре импланта установлены в беззубую челюсть пациента 67 лет(муж). Сразу после внедрения, заблаговремменно изготовленные в зуботехнической лаборатории балка и замковые крепления, были приварены к абатментам в полости рта ND:YAG лазером (лазерная установка Fidelis Plus III, Fotona, Slovenia.) с параметрами 9.90 мдж, 1 Гц, 15 Мсек, световое пятно 0,6. После этого, на полученую балку с аттачменами был наложен съемный протез. Этот клинический случай  наглядно показывает, что интраоральная лазерная сварка может применяться клинически без возникновения побочных эффектов.

1. Вступление

В 1967 году Gordon описал возможность сварки металлических элементов ортопедических конструкций, используя технологию лазера, и эта методика применяется с 1970 в зуботехнических лабораториях, быстро продемонстрировав пререимущества лазерной сварки перед традиционными видами сварки. В итоге, процедура могла быть проведена непосредственно на модели, избегая неточности, погрешности, а также искажения возникающие при дублировании моделей. Более того, минимизировалось локальное повышение температур в области лазерного светового пятна, и, как следствие существенно уменьшилась возможнось искажения ортопедических конструкций и их елементов. Такая методика позволила проводить сварку металлических элементов протезов соприкасающихся с акриловыми и керамическими  элементами, совершенно не повреждая последние, не вызывая трещины и изменения цвета. Таким образом, появилась возможность починки протезов и ортодонтических конструкций не переделывая их. Лабораторные тесты показывают, что конструкция из сваренных лазером элементов действитело прочна.

В научной литературе описано два способа для проведения внутриротовой сварки, оба основанных на возникновении электрической дуги между двумя электродами в аргоновом потоке (среде). "Синкристализация" (Syncrystallization методика немедленной нагрузки имплантов временными короноками армированными металлическим каркасом*)  и "Електросварка Мондани" : обе методики имели ограничения так как были применимы только на титане, а это означало, что они не могли использоваться при лечении пациентов, использующих приборы-исскусственные водители сердечного ритма, нельзя было работать с присадочными металлами, и процесс сварки не был локален и распространялся на смежные области (зубы, акриловые части протезов и керамику и т.п)

Лазерная методика описанная в этой статье эффективна в применении для всех металлов, в том числе  для безприсадочных и присадочных металлов и газовых атмосфер, имея чрезвычайно маленькую область сварки (0,6 мм) что позволяло создавать необходимую рабочую температуру на очень ограниченном, локальном участке.

Методика внутриротовой сварки может применяться у всех пациентов и не требует дополнительных приспособленийй.

Целью данного исследования: показать возможность внутриротовой сварки используя ND:YAG лазер с фиброоптическим световодом.

Лазер, который использовался в данной работе Fidelis Plus III (Fotona, Ljubljana, Slovenia) с возможностью произведения  двух волн различной длины Er:YAG = 2940 и Nd:YAG = 1064 в этой работе был исользован тип Nd:YAG

Это устройство имеет возможность производить серию микросекундных и милисекундных импульсов, и в процессе использования милисекундных импульсов также достигалась оптимальная температура для сваривания.

Первичные тесты проведены с фиброоптикой 900 μm и использованием дерматологического наконечника, позволяющего менять размер лазерного пятна (минимальный размер 3 мм однако меняя рабочую дистанцию был достигнут оптимальный размер пятна диаметром 1 мм ) 

Впоследствии, компания Fotona создала конструкцию прототипа, производящего пятно размером 0,6 мм такими же параметрами, как у исходной модели, а также компания спроектировала угловой наконечник, что позволило проводить сварку в боковых и дистальных участках.

В процессе использования лазера, со световодом, часть энергии теряется фиброволокном, и поэтому периодически проводился контроль мощности и стабильности излучения прибором (Ophir Nova II, thermal head F150A)

По данным ряда анализов, проведенных на CoCrMo (*сплав, применяемый при эндопротезировании) с помощью интерферометрического микроскопа, подтверждено хорошее качество сварки, без искажений, трещин и дефектов при параметрах ( исходящая мощность 9.90 W, энергия 9.90 J, частота 1 Hz, размер светового пятна 0.6 mm, длительность импульса 15 msec, поток 3300 J/cm2 фокусное расстояние 30 mm)

Для измерения локального изменения температур тканей вокруг области сварки, использовалась кость и ткани коровьей челюсти.

К молярам были прикреплены U - образные пластины, затем была измерены изменения температуры костных тканей зубов с помощью термокамеры во время процесса сварки двух пластин. Затем, эксперимент по измерению температур был повторен с использованием термопар, помещенных в пульпарную камеру, в десневую борозду, в костную ткань и в ткань корня зуба.

Наибольшее повышение температуры менее 5.5С было зафиксировано в пульпарной камере на всех двенадцати образцах биоматериала, и не угрожает жизнеспособности пульпы.

Для обеспечения качества процесса, сварка проводилась в зуботехнической лаборатории (Rofin, Germany) используя лазер Fidelis и образцы анализировались и сравнивались с использованием техник SEM и EDS.

Была выявлена  разница в наблюдениях количества трещин поверхности сваренных пластин в  оптическом микроскопе и SEM, она заключалась в том, что при отсутствии использования металла наполнителя при сварки помощью Fidelis III пластин количество трещин возрастало . Группы пластин, сваренных с помощью металла наполнителя, не показали существенных дефектов.

Тесты EDS в зоне сварки показали гомогенную структуру в конструкции из материала CoCrMo не выявили существенной разницы между группами.

Механические исследавания сварки проводились по группам образцов, сваренных с помощью Fidelis и Roffin круглых ортодонтических лигатур (Filo Tondo Duro Leone. 030 C8080-30, Leone, Florence, Italy and 14′′ Straight Wire, Ortho Organizers Inc, San Marcos, CA, USA) Первая группа: лигатуры без сварки, вторая и третья: сварка Fidelis с использованием и без металлического наполнителя соответственно; четвертая и пятая группы: Сварка Roffin также c наполнителем и без него.

Группы исследовались механическим динамометром (DMA тест), что позволяло достаточно просто измерить силу и описать характер стресса металлической поверхности с помощью прибора Dynamic Mechanical Analyser Q800 (TA Instruments, New Castle, DE, USA).

Во всех случаях образцы выдерживали действие силы 20Н и анализ модуля упругости не показал существенных различий между образцами.

Эти данные также подтверждены тестами in vivo на клиническом приеме пациентов.

Эти тесты проводились с согласия пациентов и сопровождались взаимным информированным согласием врача и пациента по форме IRB нашей клиники при согласии и соответствии Declaration of Helsinki.


2. Презентация клинического случая

MC, возраст 67 лет, мужчина, пришел в клинику для профилактического осмотра. При осмотре: полная потеря зубов на  верхней челюсти, пациент пользуется полным съемным протезом. Основной жалобой пациента была прохая фиксация старого протеза, дискомфорт при разговоре, приеме пищи.

Было решено стабилизировать протез с помощью внедрения четырех имплантов вверхнюю челюсть.

Изучение истории болезни пациента не выявило противопоказаний и пациент подтвердил, что не находится на лечении у другого врача и иной другой терапии не проводится.

Были сняты оттиски для изготовления хирургического шаблона, позволяющего правильно позиционировать импланты.

Анестезия в операционной области проводилась двумя карпулами 36mg Мепивакаина гидрохлорида + 0.018 Адреналина (1:100.000)

Проведена установка четырех имплантов 4.5X11 mm (AoN, Vicenza, Italy) в точном соответствии с хирургическим протоколом, и с использованием хирургического шаблона. В ходе данной операции, использовался физиодиспенсер (Implantmed, W&H, Austria) с ирригацией операционного поля физраствором (Eurospital, Italy).

После того как была выполнена хирургическая процедура, были установлены абатменты.

А Импланты установлены в тело челюсти 

839141.fig.001a

B Установлены абатменты

839141.fig.001b

Затем в зуботехнической лаборатории была изготовлена балка с атачменами учитывая положение имплантов

А Вид наложенной балки

839141.fig.002a

B Интраоральная сварка

839141.fig.002b


Балка, необходимая для крепления съемного протеза, была приварена к абатментам непосредственно в полости рта лазерным аппаратом  Fidelis plus III c параметрами мощность 9.90 W, энергия 9.90 J, частота 1 Hz, размер светового пятна 0.06, длительность импульса 15 Msec; поток 3300 J/cm2  фокальная дистанция 30 mm.

Процедура интраоральной сварки заняла в общей сложности 47 секунд, в течении процедуры у пациента не возникло боли и дискомфорта.

А Вид приваренной балки в полости рта

839141.fig.003a

B Абатменты с приваренной балкой сняты со своих опор

839141.fig.003b

Балка с приваренными к ней абатментами выведена из полости рта и затем сварка была продолжена вне полости рта пациента с помощью того же аппарата лазерной сварки, затем абатменты были обрезаны и отполированы, после чего была проведена примерка в полости рта

А Завершение сварки вне полости рта

839141.fig.004a

B Абатменты обрезаны

839141.fig.004b

С Примерка в полости рта и фиксация балки

839141.fig.005a

 

D Установка матриц и перебазировка протеза

839141.fig.005b

Затем проведена перебазировка в тело полного съемного протеза были установлена матрицы (Rhein 83, Italy) с помощью акриловой пластмассы.

Пациент явился на контрольный осмотр через два дня, в процессе которого не было выявлено проблем и жалоб.

3. Выводы

Данная публикация показывает возможность эффективного и безопасного применения лазера типа Nd:YAG (Fidelis Plus III, Fotona) для сварки металлов интраорально.

Во время процесса сварки пациент не почувствовал боли или дискомфорта.

По прошествии нескольких месяцев не было выявлено повреждений биологических тканей, участвовавших в лечении. Процесс сварки аппаратом Fidelis показал эффективность, по прошествии нескольких месяцев после применения сварки, после немедленной нагрузки, без возникновения рецедивов.

Это предварительное исследование доказавает возможность интраорального применения лазерной сварки ортопедических и других конструкций, без риска возникновения боли и дискомфорта. Это существенно экономит время и финансовые ресурсы пациента, уменьшая необходимое количество оттисков и исключая их неизбежные погрешности. Сила сварочного соединения обеспечивает необходимую прочность конструкции и не уступает лазерной сварке производимой в зуботехнической лаборатории.

Несмотря на то, что  это предварительное исследование, данная статья открывает большие перспективы применения технологии лазерной сварки в повседневной стоматологической практике, позволяя повысить качество лечения, экономить время, создавая больший комфорт пациенту.


Научные источники

  1. T. E. Gordon and D. L. Smith, “Laser welding of prostheses—an initial report,” Quintessence International, vol. 3, no. 3, pp. 63–64, 1972. View at Scopus
  2. T. Fusayama, S. Wakumoto, and H. Hosoda, “Accuracy of fixed partial dentures made by various soldering techniques and one-piece casting,” Journal of Prosthetic Dentistry, vol. 14, no. 2, pp. 334–342, 1964. View at Scopus
  3. H. Van Benthem, “Advantages of laser welding compared to conventional joining,” Die Quintessenz der Zahntechnik, vol. 17, no. 9, pp. 1178–1193, 1991. View at Scopus
  4. C. Bertrand, “The laser welding technique applied to the non precious dental alloys procedure and results,” British Dental Journal, vol. 190, no. 5, pp. 255–257, 2001. View at Scopus
  5. H. Dobberstein, H. Dobberstein, H. Orlick, and R. Zuhrt, “The welding of cobalt-chromium, nickel-chromium and silver-palladium alloys using a solid-state laser,” Zahn Mund, Und Kieferheilkunde Mit Zentralblatt, vol. 78, no. 3, pp. 259–261, 1990. View at Scopus
  6. M. Degidi, P. Gehrke, A. Spanel, and A. Piattelli, “Syncrystallization: a technique for temporization of immediately loaded implants with metal-reinforced acrylic resin restorations,”Clinical Implant Dentistry and Related Research, vol. 8, no. 3, pp. 123–134, 2006. View at Publisher · View at Google Scholar · View at Scopus
  7. A. R. Hruska, “Intraoral welding of pure titanium,” Quintessence International, vol. 18, no. 10, pp. 683–688, 1987. View at Scopus
  8. C. Fornaini, C. Bertrand, M. Bonanini, J. P. Rocca, and S. Nammour, “Welding in the dental office by fiber-delivered laser: a new technique,” Photomedicine and Laser Surgery, vol. 27, no. 3, pp. 417–423, 2009. View at Publisher · View at Google Scholar · View at Scopus
  9. C. Fornaini, C. Bertrand, J. P. Rocca et al., “Intra-oral laser welding: an in vitro evaluation of thermal increase,” Lasers in Medical Science, vol. 25, no. 4, pp. 473–477, 2010. View at Publisher ·View at Google Scholar · View at Scopus
  10. C. Fornaini, F. Passaretti, E. Villa et al., “Intraoral laser welding: Ultrastructural and mechanical analysis to compare laboratory laser and dental laser,” Lasers in Medical Science, vol. 26, no. 4, pp. 415–420, 2011. View at Publisher · View at Google Scholar · View at Scopus
  11. C. Fornaini, P. Vescovi, E. Merigo et al., “Intraoral metal laser welding: a case report,” Lasers in Medical Science, vol. 25, no. 2, pp. 303–307, 2010. View at Publisher · View at Google Scholar ·View at Scopus

       

 



  

Перевод статьи с итальянского



Кондратьев Илья Сергеевич

Врач-стоматолог ортопед


 © Илья Кондратьев 2013