Gr familiarization course

familiarization course

Dr. Κωνσταντίνος Σ. Ψωμαδέρης, MD, DDS, PhD

Στοματικός & Γναθοπροσωπικός Χειρουργός, Διδάκτωρ ΑΠΘ

Επιμελητής Α’ νοσοκομείου «Ερρίκος Ντυνάν», Αθήνα

Χειρουργός IsoSS

International Scientific Society for Promotion of Knowledge about Isoelastic Materials in Intraoseous Surgery

PEEK: ανάπτυξη και ιστορία

• Το PEEK ως υλικό αναπτύχθηκε και κατοχυρώθηκε από το ICI το 1982 • Σύντομα μετά, άρχισε η εμπορική διάθεση του σε διάφορους τομείς εξαιτίας των εξαιρετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του

• Από τα μέσα της δεκαετίας του 1980, εμφανίζονται και οι πρώτες βιβλιογραφικές αναφορές στην ορθοπαιδική χειρουργική

• 1993: δημοσιεύονται οι πρώτες κλινικές εφαρμογές στην οδοντιατρική στη Γαλλία

• 1997: έγκριση του PEEK-‐Optima ως κατάλληλο για μακροχρόνια εμφύτευση στο ανθρώπινο σώμα (Invibio)

PEEK: ανάπτυξη και ιστορία

• 1998: διατίθενται για ορθοπαιδική και νευροχειρουργική χρήση • 1993-‐2003: έχουν τοποθετηθεί >4000 PEEK και PEEK-‐Optima εμφυτεύματα

• 2004: τα οδοντικά PEEK εμφυτεύματα συνδυάζονται με β-‐τριφωσφωρικό ασβέστιο (Evonik)

• 2008: λαμβάνουν CE πιστοποίησή • Από το 2005 περισσότερα από 1000 PEEK εμφυτεύματα και abutments βρίσκονται σε κλινική χρήση

• 2008: CE πιστοποίηση για τα basal PEEK-‐Optima εμφυτεύματα • 2011: CE πιστοποίηση για τα χυτεύσιμα PERSO-‐B και PERSO-‐C εμφυτεύματα

Τι είναι το PEEK ?

• (-‐C6H4-‐O-‐C6H4-‐O-‐C6H4-‐C0-‐)n • Poly-‐Ether-‐Ether-‐Ketone • Πολυαρωματικό, ημικρυσταλλικό, θερμοπλαστικό, βιοϋλικό • Παρόμοιες μηχανικές ιδιότητες σε σχέση με το οστούν (ισοελαστικό) • ISO 10993 • ISO 13485 • ASTM F2026-‐07a

• Κατασκευαστές: Victrex/Invibio, Solvay, Evonik

• Χημικά ανενεργό

• Ηλεκτρικά ανενεργό

• Κακός αγωγός της θερμότητας

• Βιοαδρανές

• Μεγάλη σταθερότητα στις διαστάσεις, Poisson coeff 3

• Μεγάλη μηχανική αντοχή, όπως το οστούν

• Density 1,3 – 1,8 g/cm³

• Fusion point 334 – 348 °C

• Young modulus, elasticity 4 – 11,5 Gpa

• Flexural modulus 14-‐18 Gpa

• Hardness Rockwell M 99

• Fluide saturation 0,4 – 0,5%

• Specific resistance 4 – 9x10^16 Ω/cm

• Résistance surface 10^15 Ω/cm

• Fusion temperature 334 – 348 ° C

Τι είναι το PEEK ?

Perso-‐C032

Perso-‐C047

Perso-‐C001

Perso-‐B

εμφυτεύματα PEEK που χρησιμοποιούνται από το 2006

Εποχή τιτανίου: 1973-‐2008

5.01.1989

25.9.2006

Γιατί PEEK?Πολλαπλές αποτυχίες στον ίδιο ασθενή κατά τη φάση της οστεοενσωμάτωσης

• Αλλεργία έναντι στο τιτάνιο? (>4%) • Μηχανικοί λόγοι?

Γιατί PEEK?

Φαινόμενο stress shielding

Γιατί PEEK?

Φαινόμενο stress shielding, απορρόφηση σε επένθετες οδοντοστοιχίες

Γιατί PEEK?

Περιορισμοί στη χρήση ριζόμορφων εμφυτευμάτων τιτανίου

Γιατί PEEK?

• Η ελαστικότητα των PEEK είναι παραπλήσια με αυτή του οστού

• Το PEEK εμφύτευμα ακολουθεί τις εσωτερικές μικροκινήσεις του οστού

• Δεν είναι δυνατή η υπερφόρτιση του οστού

• Δεν υπάρχει φαινόμενο stress-‐shielding

• Η πυκνότητα του PEEK είναι παραπλήσια με του οστού

• Προάγεται η οστεογένεση και η διαδικασία του bone remodeling διότι η μηχανική φόρτιση και στις δυο πλευρές της διεπιφάνειας (οστό και PEEK) είναι ίδιες, χωρίς την παρεμβολή τραυματισμού

PEEK: Finite Elements Model of PEEK-‐IMPLANTS Crestal and Basal

To check if stress distribution shall be better than with rigid implants and response in bone will be adequate

PEEK: Finite Elements Model of bone and implants

Cortical bone, Spongeous bone, Cortical bone

Constraint under 30°; variation between 10 to 80 MPa

20 MPa: deplacement/ deformation of bone: 4 micron

Meningaud, Jean-‐Paul, Donsimoni, L’après titane, le PEEK ? After titanium, PEEK? Rev de Stom et Chir. Max-‐fac., Vol 113, 5, 11/2012

PEEK: Mechanical constraints in FEM

20 Mpa (162 N): deplacement/deformation of bone: 5 micron

60 Mpa (389 N): deplacement/deformation of bone: 5 micron

PEEK: Mechanical constraints in FEM

Unilateral 20 MPa Unilateral 30 MPa

Unilateral 40 MPa Unilateral 60 MPa

PEEK: FINITE ELEMENT STUDY OF PERSO-‐B

Figure 8: Constraints obtained on the dental implant Ø7.

Maximum constraints: 245 MPa

Conclusion: The maximum constraint being lower than the yield stress of the PEEK (337 MPa), one can deduce that the implant resists the efforts which are applied to it.

Figure 3: Constraints obtained on the dental implant Ø9.

Maximum constraints: 305 MPa

Conclusion: The maximum constraint being lower than the yield stress of the PEEK (337 MPa), one can deduce that the implant resists the efforts which are applied to it.

PEEK: CUT IMPLANTS & DYNAMIC LOADING

Mechanical Loading Machine

Experimented by National Laboratories of Essay LNA, Trappes-‐France

PEEK -‐ in comparison to other materials

• Enamel 84100

Material Young (elasticity) modulus MPa

Poisson Ratio Flexural modulus MPa

Cortical bone 17400 or less 0,3 17400

Medullar bone 1740 or more 0,3 200

PEEK OPTIMA LT1 6 BASO4 4000 or more 0,3 17000 or more

CFR-‐PEEK (carbone fibers) 18 000 0,39 = less stability in dimension

36000 or more

cpTi Cr-‐Co

110000 218000

0,35

Hao, L., Harris, R., Bartolo, P., Bidanda, B., (eds.), Customised Implants for Bone Replacement and Growth, Bio-‐Materials and Prototyping Applications in Medicine. Springer, 2008

PEEK -‐ in comparison to other materials

• Enamel 84100

Material Young (elasticity) modulus MPa

Poisson Ratio Flexural modulus MPa

Cortical bone 17400 or less 0,3 17400

Medullar bone 1740 or more 0,3 200

PEEK OPTIMA LT1 6 BASO4 4000 or more 0,3 17000 or more

CFR-‐PEEK (carbone fibers) 18 000 0,39 = less stability in dimension

36000 or more

cpTi Cr-‐Co

110000 218000

0,35

Hao, L., Harris, R., Bartolo, P., Bidanda, B., (eds.), Customised Implants for Bone Replacement and Growth, Bio-‐Materials and Prototyping Applications in Medicine. Springer, 2008

PEEK: Fondamental Studies on Rats

Cortical bone = white, spongiosa: black

PEEK: Fundamental Studies in Munich (Prof. Milz)

Cortical bone = rose spongious bone = yellow-‐blue

Induction of cortical bone formation against PEEK-‐implant without any additional layer

PEEK: Fondamental Studies in University of Marseille (Prof. Chossegros)

Cortical bone and trabecula=rose;spongious bone = yellow-‐blue

Τα πλεονεκτήματα των PEEK εμφυτευμάτων

• Απουσία μετάλλου. Δεν προκαλείται μετάλλωση • Δεν έχουν αναφερθεί αλλεργικές αντιδράσεις • Δεν υπερθερμαίνονται κατά την ακτινοθεραπεία των ασθενών • Δεν αντιδρούν στα μαγνητικά πεδία κατά την μαγνητική τομογραφία • Χημικά, ηλεκτρικά και θερμικά βιοαδρανή • Υψηλή αντίσταση στην υδρόλυση • Δεν υπάρχει απώλεια υλικού, ούτε διασπορά ιόντων • Δεν υπάρχει μαύρη σκιά στα ούλα και στα όρια, επειδή είναι λευκά • Επεξεργάζονται εύκολα χωρίς την παρεμβολή του εργαστήριου

Εξατομίκευση των PEEK εμφυτευμάτων

Εξατομίκευση των PEEK εμφυτευμάτων

Διαμόρφωση του κάθε εμφυτεύματος ανάλογα με το υποκείμενο οστό

• σε όγκο • σε ύψος • σε τρισδιάστατη διεύθυνση abutment

• σε σχήμα • σε συγκρατητικότητα • σε ελαστικότητα

Γενική διαδικασία για την ατροφική άνω γνάθο



Χωρίς ανύψωση ιγμορείου

Χωρίς την χρήση μοσχευμάτων

• Χρόνια ιγμορίτιδα • Σχεδόν καθόλου οστούν • Τοποθέτηση basal peek implant στο 16

• 3 χρόνια μετά • Ωριμο οστούν γύρω από το εμφύτευμα • Καθόλου ιγμορίτιδα

Basal peek implant στο 36 6 χρόνια μετεγχειρητικά

Τοποθέτηση basal στην ατροφική άνω γνάθο

▪ Σε περισσότερα από 2mm ύψος φατνιακής ακρολοφίας. ▪ Δεν χρειάζεται ανύψωση ιγμορείου ▪ Διφλοιωτική στήριξη (προστομιακά και υπερώια)

• Σε λιγότερα από 2mm διαθέσιμου οστού • Mini ανύψωση ιγμορείου • Η χρήση μοσχευμάτων δεν είναι απαραίτητη

Γενική διαδικασία για την ατροφική κάτω γνάθο


Πρόσθια περιοχή

• Τριφλοιωτική στήριξη ⁻ Προστομιακά

⁻ Γλωσσικά

⁻ Κορυφή φατνιακής ακρολοφίας


Περιοχή προγομφίων -‐ γομφίων



⁻ Κορυφή φατνιακής ακρολοφίας

• Τοποθέτηση του εμφυτεύματος κάτω από το κάτω φατνιακό νεύρο


Περιοχή γομφίων



⁻ Κορυφή φατνιακής ακρολοφίας (όχι πάντα)

• Τοποθέτηση του εμφυτεύματος επάνω από το κάτω φατνιακό νεύρο

Ο ρόλος της σύγκλεισης

• Σωστή κάθετη διάσταση • Αμφοτερόπλευρη, εξισορροπημένη σύγκλειση, όπως των ολικών οδοντοστοιχιών

• Αμφοτερόπλευρη, εξισορροπημένη σύγκλειση, όπως των ολικών οδοντοστοιχιών


Ο ρόλος της σύγκλεισης

• Σωστή κάθετη διάσταση • Αμφοτερόπλευρη, εξισορροπημένη σύγκλειση, όπως των ολικών οδοντοστοιχιών



OABU1 UNIVERSAL

PEEK-Abutments for PERSO-B- and PERSO-C-technics

OABU2 Standard

OAXE SPECIAL

First function part

Second function part

May serve as -‐cicatrization screw -‐prolounger thread to combine with OAXE 2nd part

May serve as -‐gingiva-‐former -‐combine with thread for a OABU2

Overbridge distances between implant and prosthetical construction 12-‐28 mm Parallelization 1-‐6°

For standard distance 5-‐12mm between implant and prosthetical construction Parallelization 1-‐6°

For parallelization of more than 6° -‐20° For screw-‐fixation of prosthetics

On Operation day: No use of Silicones for impressions

2624

24

26

27

26

24

272624

Στατιστικά

• Από 12/13 έως σήμερα • 75 peek • 34 basal • 41 crestal • Αποτυχία 6 peek, όλα basal • Ποσοστό αποτυχίας 8,4% • Ποσοστό αποτυχίας μετά από οστικά block, sinus lifting και εμφυτεύματα τιτανίου?

ευχαριστώ

Gr familiarization course

Health & Medicine