Svařování za studena ve spojení implantátu a abutmentu

Vysoce kvalitní, spolehlivé a hermetické spojení mezi implantátem a abutmentem má v každodenní klinické praxi velký význam. Hledání řešení tohoto problému je prioritou pro celý moderní implantologický průmysl. Jednou z oblastí tohoto hledání je snaha o dosažení efektu „studeného svařování“ na spoji implantátu a abutmentu.

Ačkoli je svařování za studena vědě známo již od předminulého století, v průmyslu se tento technologický proces pevně etabloval až od poloviny 20. století. V roce 1950 byl ve Spojených státech zaregistrován patent na metodu svařování za studena za použití vysokého tlaku. Metoda představuje svařování kovů na atomární úrovni při pokojové teplotě (tj. při teplotě výrazně nižší než teplota rekrystalizace, která je nezbytná pro úspěšný proces konvenčního svařování). Svařování se provádí v důsledku plastické deformace a tečení kovu v zóně této deformace, čehož se dosahuje působením značného tlaku v zóně svařovaných kovových částí.

Pro dosažení efektu svařování za studena ve výrobních procesech se používají specializované svařovací nástroje, které se instalují do lisů nebo podobných zařízení schopných poskytovat vysoký tlak. Malé díly lze také „svařovat“ pomocí ručního nářadí, jako jsou speciální vysokotlaké kleště. Standardní tlak pro dosažení efektu svařování za studena je 1400–2800 N/mm2 (140000 280000–2 1 N/cm2007) pro hliník a téměř dvojnásobný tlak pro měď. 150 V roce 170 byl k vývoji norem pro svařování hliníkových plechů za studena použit 2tunový metrický hydraulický lis, vytvářející tlak XNUMX MPa. XNUMX

Další kriticky důležitou podmínkou pro možnost použití metody „studeného svařování“ je ideální a absolutní čistota povrchů svařovaných kovů. Jakákoli kontaminace, včetně nejtenčích oxidových filmů na povrchu kovových slitin, znemožňuje úspěšný výsledek takové operace. Čištění povrchu svařovaných dílů musí být zaručeno za prvé, aby bylo vysoce kvalitní, a za druhé, aby si výsledek udržel několik hodin. Absence požadovaného efektu může být způsobena pouhým dotykem prsty na jednu z částí určených ke studenému svařování.

Aby se tedy dosáhlo účinku studeného svařování při spojování implantátu s abutmentem v ústní dutině pacienta, musí být splněny dvě důležité podmínky: dosáhnout významného tlaku abutmentu na implantát, dostatečného k dosažení plastické deformace na mikroúrovni a toku kovu v místě spojení, a zajistit absolutní čistotu spojovaných povrchů.

Pro dosažení vysokého tlaku abutmentu na implantát v oblasti jejich spojení, s ohledem na faktor přítomnosti implantátu v kostní tkáni pacienta, je jediným možným nástrojem ortopedický šroub, pomocí kterého se abutment přitáhne k implantátu a fixuje. Nebo samotný abutment, pokud mluvíme o abutmentech, které jsou přímo zašroubovány do těla implantátu a nemají polohovací prvky na základně ortopedické platformy.

U protetiky na implantátech, když je nutné fixovat ortopedickou konstrukci v ústní dutině pacienta, lékař utahuje ortopedický fixační šroub určitou silou. V závislosti na výrobci implantátového systému se utahovací moment obvykle pohybuje v rozmezí 20-40 N/cm. Podobná síla se aplikuje při utahování abutmentu, který nemá v základně ortopedické platformy polohovač. Tyto doporučené hodnoty utahovací síly jsou obvykle dány snahou zabránit zlomení fixačního šroubu, deformaci a/nebo zaseknutí abutmentové platformy v implantátové platformě, a také možností rotace implantátu v kostní tkáni pacienta při aplikaci nadměrné síly ve směru utahování.

V roce 1999 byla v časopise Journal of Prosthetic Dentistry publikována studie Michaela R. Nortona (Oddělení maxilofaciální chirurgie, Nemocnice Bedford, Bedford, Anglie) s názvem „Hodnocení vlastností studeného svařování vnitřního kuželového rozhraní dvou komerčně dostupných implantátových systémů“5. V této studii autoři zkoumali možnost studeného svařování na spoji implantát-abutment pomocí dvou implantátových systémů s kuželovou platformou na spoji implantát-abutment, ITI Straumann a AstraTech. Implantáty použité ve studii měly průměr 3,5 a 4,0 mm a vnitřní úhly kužele 8 a 11 stupňů. Zašroubované abutmenty byly do implantátů utaženy pomocí momentových klíčů s různými utahovacími momenty, poté byly zpětně povoleny a byla změřena síla zpětného tlaku, aby se zjistilo, zda existuje rozdíl mezi utahovacím momentem a momentem zpětného tlaku. Studie byla provedena při teplotě +37 stupňů Celsia za použití umělých slin. Účinek studeného svařování byl určen přítomností větší síly pro uvolnění než síly utahovacího momentu. Byla provedena řada různých testů. Utahovací moment se pohyboval od řady minimálních hodnot – do 50 N/cm až po maximální – až 300 N/cm. Testy byly provedeny také s časovým zpožděním spojeného implantátu a abutmentu ve stavu fixovaném určitou silou. Časové zpoždění mezi zašroubováním a odšroubováním bylo nutné k identifikaci vlivu elastické deformace na možné zvýšení momentu při odšroubování abutmentu z implantátu po dlouhou dobu 60 minut. Výsledky studie ukázaly, že ve skupině vzorků s minimálním utahovacím momentem do 50 N/cm činila síla utahovacího momentu při zašroubování 80–85 % síly utahovacího momentu abutmentu do implantátu. Ve skupině vzorků s maximálním utahovacím momentem do 300 N/cm se síla povolovacího momentu pohybovala od 104 do 113 % síly povolovacího momentu, což bylo z velké části způsobeno deformací struktury abutmentu (při dosažení maximálních hodnot docházelo k praskání abutmentu v místech kritického zatížení na jeho závitové části). Faktor časového zpoždění nejenže neměl žádný vliv na zvýšení hodnoty povolovacího momentu, ale také prokázal nevýznamný pokles hodnoty povolovacího momentu v porovnání se vzorky abutmentů odšroubovanými bezprostředně po utažení v implantátu. Závěrem autoři studie dospěli k závěru, že při klinicky významných hodnotách utahovacího momentu abutmentu k implantátu nedochází k efektu studeného svařování.

Vzhledem k výše uvedenému lze konstatovat, že v klinické situaci je zajištění podmínek pro dosažení efektu studeného svařování (absolutní čistota spojovaných povrchů a vysoké hodnoty tlaku abutmentu na implantát) nemožné a efekt studeného svařování je nedosažitelný.

1. Doba železná 158, 8. srpna 1946, „Tlakové svařování tenkých hliníkových dílů.“
2. -24.5.2007, Mumin SAHIN, Kaan OZEL, Katedra strojního inženýrství, Trakjská univerzita, „SVAŘOVÁNÍ ZA STUDENA TLAKEM A JEHO APLIKACE NA HLINÍKOVÉ PLECHY“
3. AWS 3.0:2001, Americká národní norma pro svařování – termíny a definice
4. P ,1950 AB SOWTER 2,522,408, SVAŘOVÁNÍ ZA STUDENA TLAKEM
5. 1999, Journal of Prosthetic Dentistry, Michael R. Norton, Oddělení maxilofaciální chirurgie, Nemocnice Bedford, Bedford, Anglie, „Hodnocení vlastností za studena svařovaného vnitřního kuželového rozhraní dvou komerčně dostupných implantátových systémů.“