Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів
Вивчено хімічний склад дванадцяти дентальних імплантатів. Якісний та кількісний хімічний склад імплантату і топографію його поверхні визначено методом рентгенівського мікроаналізу за допомогою електронно-зондового мікроаналізатора та сканівного електронного мікроскопа. Досліджено поверхню плоскої ча...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2023 |
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202239 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів / О.Я. Григоренко, В.В. Кременицький, В.В. Лось, В.О. Маланчук, Г.В. Сороченко, С.О. Сперкач, М.М. Тормахов // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 5. — С. 17-25. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860007468015288320 |
|---|---|
| author | Григоренко, О.Я. Кременицький, В.В. Лось, В.В. Маланчук В.,О. Сороченко, Г.В. Сперкач, С.О. Тормахов, М.М. |
| author_facet | Григоренко, О.Я. Кременицький, В.В. Лось, В.В. Маланчук В.,О. Сороченко, Г.В. Сперкач, С.О. Тормахов, М.М. |
| citation_txt | Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів / О.Я. Григоренко, В.В. Кременицький, В.В. Лось, В.О. Маланчук, Г.В. Сороченко, С.О. Сперкач, М.М. Тормахов // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 5. — С. 17-25. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Вивчено хімічний склад дванадцяти дентальних імплантатів. Якісний та кількісний хімічний склад імплантату і топографію його поверхні визначено методом рентгенівського мікроаналізу за допомогою електронно-зондового мікроаналізатора та сканівного електронного мікроскопа. Досліджено поверхню плоскої частини різальної канавки, гладку хвостову поверхню, поверхні вершин і западин великої та дрібної різьб імплантатів. Матеріал, з якого виготовлено імплантат, і його поверхня були неоднорідними за хімічним складом. Поверхні імплантатів у більшості випадків були піддані обробленню для підвищення шорсткості, очищенню, пасивації, покриттю різними матеріалами з метою підвищення біоактивності, гідрофільності та збільшення мікропористої структури.
The qualitative and quantitative chemical composition of dental implants and the topography of their surfaces were examined using X-ray microanalysis with an X-ray microanalyzer (JXA-8200) and a scanning electron microscope (JSM-6490LV) manufactured by Jeol Ltd (Japan). The surfaces of the flat part of the cutting groove and the surfaces of the tip and the grooves of both large and small dental implant threads were investigated. The chemical composition of dental implant surfaces was found to be heterogeneous. In most cases, implant surfaces had undergone processing to increase surface roughness, clean the surface, passivate it, apply coatings with various materials to enhance its biological activity, and impart hydrophilic properties. These processes also aimed to enhance the microporosity of the implant structure.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:39:52Z |
| format | Article |
| fulltext |
17
ОПОВІДІ
НАЦІОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМІЇ НАУК
УКРАЇНИ
ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 5: 17—25
Ц и т у в а н н я: Григоренко О.Я., Кременицький В.В., Лось В.В., Маланчук В.О., Сороченко Г.В., Сперкач С.О.,
Тормахов М.М. Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 5. С. 17—25.
https://doi.org/10.15407/dopovidi2023.05.017
© Видавець ВД «Академперіодика» НАН України, 2023. Стаття опублікована за умовами відкритого доступу за
ліцензією CC BY-NC-ND (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)
МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО
MATERIALS SCIENCE
https://doi.org/10.15407/dopovidi2023.05.017
УДК 539.3;616.314-77+615.462
О.Я. Григоренко1, https://orcid.org/0000-0002-4109-2672
В.В. Кременицький2, https://orcid.org/0000-0003-1448-6323
В.В. Лось3, https://orcid.org/0009-0008-1954-1225
В.О. Маланчук3, https://orcid.org/0000-0001-8111-0436
Г.В. Сороченко3, https://orcid.org/0000-0002-0559-6080
С.О. Сперкач2, https://orcid.org/0000-0003-3168-6300
М.М. Тормахов1, https://orcid.org/0000-0003-3182-6094
1 Інститут механіки ім. С.П. Тимошенка НАН України, Київ
2 Технічний центр НАН України, Київ
3 Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, Київ
E-mail: ayagrigorenko1991@gmail.com, krem@nasu.kiev.ua, losvmail@gmail.com,
malanchuk_V_A@ukr.net, svetlana@nasu.kiev.ua, n.n.tormakhov@gmail.com
Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів
Вивчено хімічний склад дванадцяти дентальних імплантатів. Якісний та кількісний хімічний склад імп-
лантату і топографію його поверхні визначено методом рентгенівського мікроаналізу за допомогою елек-
тронно-зондового мікроаналізатора та сканівного електронного мікроскопа. Досліджено поверхню плоскої
частини різальної канавки, гладку хвостову поверхню, поверхні вершин і западин великої та дрібної різьб
імплантатів. Матеріал, з якого виготовлено імплантат, і його поверхня були неоднорідними за хімічним
складом. Поверхні імплантатів у більшості випадків були піддані обробленню для підвищення шорсткості,
очищенню, пасивації, покриттю різними матеріалами з метою підвищення біоактивності, гідрофільності
та збільшення мікропористої структури.
Ключові слова: дентальний імплантат, хімічний склад, рентгенівський мікроаналіз, неоднорідна поверх-
ня, різьба імплантату.
Ефективним напрямом в ортопедичній стоматології є лікування нестачі зубів з викорис-
танням зубних імплантатів, які слугують опорами для зубопротезних пристроїв — коро-
нок та містків [1, 2]. Найширше застосування в лікарській практиці отримали імплантати
18 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 5
О.Я. Григоренко, В.В. Кременицький, В.В. Лось, В.О. Маланчук, Г.В. Сороченко, С.О. Сперкач, М.М. Тормахов
у формі тіл обертання з різьбою на зовнішній поверхні, які виготовляють з титану та його
сплавів [3, 4]. Для встановлення таких імплантатів у кістці щелепи свердлять отвір і в ньо-
го загвинчують імплантат, який при цьому нарізає в кістці різьбу. Після встановлення імп-
лантату починається процес відтворення кісткової тканини на його поверхні з утворенням
спільної системи імплантат—кістка. Потім на імплантати встановлюють зубні протези.
Успіх чи невдача протезування за допомогою дентальних імплантатів залежить насам-
перед від стану здоров’я кістки, тканин ясен і пацієнта в цілому [5]. Але важливе значення
мають також фактори, які пов’язані з фізико-хімічною структурою та формою імплантату.
До цих факторів можна віднести хімічний склад і геометричні параметри дентального імп-
лантату та його поверхні.
Мета дослідження полягає у вивченні хімічного складу матеріалу імплантатів та їх
поверхні.
Об’єктом дослідження слугували дванадцять імплантатів, які застосовуються в стома-
тологічних клініках України.
Методи дослідження. Хімічний склад імплантатів і їх поверхневого шару, що контак-
тує з кістковою тканиною та слизовою оболонкою, досліджували методом рентгенівсько-
го мікроаналізу. Цей метод дає змогу без руйнації імплантату визначити якісний та кіль-
кісний хімічний склад імплантату і топографію його поверхні. Якісний аналіз хімічного
складу виконано на основі закону Мозлі, що встановлює зв’язок між частотою характе-
ристичного рентгенівського випромінювання хімічного елемента і його атомним номером,
а кількість хімічного елемента у відсотках визначали за інтенсивністю характеристичних
ліній у спектрі випромінювання досліджуваного зразка [6]. Форму імплантату і топогра-
фію його поверхні вивчали методом електронного сканування. Згідно з цим методом точ-
но сфокусований електронний промінь потрапляє на поверхню досліджуваного зразка і
спричиняє взаємодію електронів зі зразком. У результаті такої взаємодії виникають різні
сигнали, що містять інформацію про хімічний склад матеріалу. Ми використовували як
сигнал випромінення вторинних, відбитих електронів [7]. Хімічний склад і топографію
поверхні імплантатів досліджували за допомогою рентгенівського мікроаналізатора JXA-
8200 та сканівного електронного мікроскопа JSM-6490LV виробництва JEOL Ltd (Японія).
До складу сканівного електронного мікроскопа JSM-6490LV належить енергодисперсійний
спектрометр INKA Energy 350XT [8].
На рис. 1 проілюстровано отримане електронним скануванням і збільшене в десять
разів зображення імплантату. Імплантат поєднує в собі різальний інструмент та опору
для протезу. Він складається із забірної (різальної) та напрямної частин. Різальна части-
на імплантату розташована в його апікальній частині і має одну чи декілька повздовжніх
різальних канавок з плоскою ділянкою (1). Завдяки канавкам утворюються різальні пера
і під час нарізання різьби накопичується кісткова стружка. Напрямна частина імплантату
знаходиться ближче до його хвостової частини і бере участь у прикінцевому формуванні
різьби в кістці. На зовнішній поверхні імплантату може бути сформовано один чи два типи
різьб — великий та дрібний.
Кістка щелепи має неоднорідну структуру. Зовнішня (кортикальна) частина кістки
значно щільніша та міцніша за губчату кістку, що знаходиться в її глибині. Велика різьба
імплантату розташована в його апікальній та середній частині і контактує з губчатою кіст-
кою щелепи, а дрібна — з кортикальною [4].
19ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 5
Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів
У процесі нашого дослідження визначали хімічний склад матеріалу тіла імплантату та
його поверхні. Поверхню досліджували на плоскій частині різальної канавки (1), гладкій
хвостовій поверхні (2), вершинах (3, 4) та западинах (5, 6) великої та дрібної різьб.
Поверхня імплантату була неоднорідною за хімічним складом, тому його визначали в
декількох місцях на площі прямокутної ділянки і усереднювали результати обстеження.
Зображення у вторинних електронах ділянки, на якій визначали хімічний склад імпланта-
ту № 2 (рис. 2), ілюструє неоднорідність хімічного складу його поверхні. На рис. 3 наведено
спектр характеристичного рентгенівського випромінювання, який характеризує якісний
та кількісний хімічний склад поверхні імплантату.
У табл. 1 зведено результати визначення концентрації хімічних елементів дванадцяти
імплантатів у масових відсотках. Концентрацію хімічних елементів вимірювали по К-лініях
характеристичного рентгенівського випромінювання.
За даними хімічного складу матеріалу імплантатів (див. табл. 1) було обчислено серед-
нє значення ( )ix хімічного елемента в сплаві і довірчий інтервал, у якому знаходиться це
середнє значення. Середнє для вибірки даних визначали за формулою [12]
( ) ( )
1
1 n
i i
k
k
x x
n
, (1)
де n = 5 — кількість вимірювань; ( )i
kx — величина k-го вимірювання і-го хімічного елемента.
3
5
1
4
6
2
Рис. 1. Імплантат з великою та дрібною різьбами. Зо-
браження отримано електронним скануванням. ×10
Рис. 2. Зображення у вторинних електронах ді-
лянки, на якій визначали хімічний склад імплан-
тату № 2
Таблиця 1. Хімічний склад
матеріалу імплантатів, %
Номер
імплантату Ti Al V
1 89,82 5,99 4,19
2 89,99 5,94 4,07
3 89,36 6,36 4,21
4 100,00 — —
5 100,00 — —
6 100,00 — —
7 100,00 — —
8 100,00 — —
9 100,00 — —
10 89,03) 6,85 4,13
11 100,00 — —
12 89,32 7,01 3,67
4 — 8, 9 100,00 ± 0,01 — —
1 — 3,
10, 12 89,52 ± 0,34 6,43 ± 0,43 4,05 ± 0,19
▶
20 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 5
О.Я. Григоренко, В.В. Кременицький, В.В. Лось, В.О. Маланчук, Г.В. Сороченко, С.О. Сперкач, М.М. Тормахов
Результат вимірювання відсоткового складу і-го хімічного елемента можна записати в
вигляді
( ) ( )i³x , (2)
де (і) — довірчий інтервал, в якому знаходиться середнє значення. Довірчий інтервал ви-
значали таким чином:
( ) ( )i its , (3)
де t — коефіцієнт Стьюдента, який визначали для рівня довіри p = 0,95; ( )is — середньоква-
дратичне відхилення результатів вимірювання [13]. Середньоквадратичне відхилення ( )is
для i-го хімічного елемента оцінювали за формулою
( ) ( ) 2
( ) 1
( )
( 1)
n
i³
k
i k
xõ
s
n n
. (4)
Сім з дванадцяти імплантатів (58,3 %) були виготовлені з чистого титану, інші (41,7 %) —
зі сплаву титану, процентний склад якого наведено в останньому рядку табл. 1. Середнє
значення складу сплаву і довірчий інтервал для середнього обчислено за формулами (1) —
(4). Цей сплав можна віднести до альфа-бета титанового сплаву Ti—6Al—4V, який має ви-
соку питому відносно маси міцність і корозійну стійкість [11]. Сплав використовується в
аерокосмічній промисловості та медицині, де потрібна мала густина, підвищена корозійна
стійкість і висока порівняно з традиційними нержавними сталями та сплавами на основі
кобальту біосумісність.
Для швидкого та стабільного зчеплення з кісткою поверхня імплантату повинна мати
характеристики, які сприяють остеоінтеграції імплантату. Поверхню імплантатів піддають
спеціальному обробленню для підвищення шорсткості, а також очищенню, пасивації, по-
криттю різними матеріалами та стерилізації [9]. Пасивація полягає в утворенні на поверх-
ні імплантату тонких оксидних покриттів, які захищають метал від корозії. Як покривні
використовують спеціальні матеріали. Поверхня імплантату після такого оброблення стає
біоактивною, гідрофільною і має багаторівневу мікропористу структуру [10].
Хімічний склад поверхні містив багато хімічних елементів. Наприклад, поверхня імп-
лантату № 2 крім титану, алюмінію та ванадію, які входили до основного хімічного складу
матеріалу, також містила на ділянці плоскої канавки (1) ще вуглець, кисень та кальцій. Ці
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
Ti Ti
TiСпектр 2
Al
V
V
Рис. 3. Спектр характеристичного рентгенівсько-
го випромінювання ділянки, на якій визначали
хімічний склад імплантату № 2. Повна шкала
641 імп. Курсор 0,000
xk
(i) – x(i)
(і) (і)
21ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 5
Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів
хімічні елементи були розподілені неоднорідно. Зображення ділянки поверхні, що була об-
стежена в рентгенівському характеристичному випромінюванні (рис. 4), показує розподіл
цих хімічних елементів по площі. Білі точки відповідають наявності хімічного елемента,
вказаного під кожним зображенням.
На інших ділянках поверхні імплантату № 2 були наявні також натрій, кремній, фос-
фор та сірка. Вимірювання відсоткового складу хімічних елементів повторювали декілька
разів з обчисленням за формулами (1) — (4) середнього значення ( )ix та довірчого інтер-
валу (і). Величина довірчого інтервалу характеризує однорідність поширення хімічного
елемента. Зі збільшенням довірчого інтервалу зростає неоднорідність розподілу хімічних
елементів по площі поверхні. У табл. 2 наведено середнє значення ( )ix та (і) для кожного
хімічного елемента на поверхнях усіх імплантатів.
Згідно з даними табл. 2, імплантат № 1 не має спеціального покриття, а наявність заліза
та вуглецю на його поверхні може бути наслідком його контакту з металорізальним інстру-
ментом під час механічного оброблення. Значна кількість кисню на поверхні імплантатів
№№ 2, 3, 8, 9 може бути наслідком утворення оксидів титану, алюмінію та ванадію в резуль-
таті пасивації поверхні цих імплантатів. Наявність інших хімічних елементів є наслідком
оброблення поверхні імплантату матеріалами, які містять кальцій, гідроксіапатити, три-
кальційфосфат та ін. Наприклад, оброблення поверхні іонами кальцію (Сa+) з утворенням
наноструктури CaTiO3 [10]. Іони кальцію сприяють активуванню остеобластів і стимулю-
ванню остеоінтеграції імплантату. Завдяки нанесенню іонів кальцію поверхня імплантату
повністю очищується від залишків сірчаної та соляної кислот, якими попередньо обробля-
ють імплантат з метою збільшення його активної поверхні.
Найбільш однорідним за хімічним складом було покриття імплантатів №№1 і 3, а най-
більш неоднорідним — розподіл хімічних елементів на імплантатах №№2, 5 та 9, що були
піддані після пасивації спеціальному хімічному обробленню.
Ті — 66,1 % Al — 4,1 % V — 3,5 %
О — 14,3 % С — 11,3 % Са — 0,7 %
Рис. 4. Просторовий розподіл та відсотковий склад хімічних елементів по площі
плоскої частини різальної канавки 1
22 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 5
О.Я. Григоренко, В.В. Кременицький, В.В. Лось, В.О. Маланчук, Г.В. Сороченко, С.О. Сперкач, М.М. Тормахов
Таблиця 2. Хімічний склад поверхні імплантату, %
Номер
імплантату Параметр Ti Al V С Fe О Са Na Si P S Cl К Mg
1 ( )ix 88,8 6,2 4,9 0,7 0,2 — — — — — — — — —
(і) 1,3 0,3 1,7 0,8 0,5 — — — — — — — — —
2 ( )ix 47,3 3,0 2,2 12,1 — 26,0 4,7 0,2 1,5 3,0 0,1 — — —
(і) 43,4 2,7 2,2 18,8 — 14,6 9,2 0,3 3,0 5,1 0,2 — — —
3 ( )ix 64,1 4,2 3,0 — — 28,0 — — — 0,7 — — — —
(і) 1,2 0,2 — 1,1 14,1 — — — 0,2 — — — —
4 ( )ix 70,6 11,8 0,5 1,0 0,2 12,9 0,4 1,1 0,4 — 0,3 0,3 0,4 —
(і) 25,1 11,0 1,0 1,9 0,3 12,5 0,6 1,4 0,6 — 0,4 0,5 0,5 —
5 ( )ix 65,6 15,5 — — — 18,9 0,1 — — — — — — —
(і) 45,2 23,9 — — — 22,4 0,2 — — — — — — —
6 ( )ix 49,3 8,6 — 19,0 — 22,8 0,3 — — — 0,2 — — —
(і) 31,1 10,3 — 19,6 — 13,5 0,3 — — — 0,2 — — —
7 ( )ix 58,1 — — 15,2 — 22,8 1,70 — — — 0,8 0,3 0,8 1,1
(і) 27,5 — — 21,9 — 9,5 1,7 — — — 1,7 1,2 0,7 0,1
8 ( )ix 42,6 — — 17,9 — 29,7 7,8 1,2 — 3,4 0,4 0,2 0,3 —
(і) 38,2 — — 20,5 — 31,1 8,4 1,3 — 3,9 0,5 0,2 0,4 —
9 ( )ix 38,8 0,4 — — — 34,0 11,9 1,1 0,5 7,3 0,9 1,0 1,9 1,6
(і) 41,9 0,7 — — — 21,3 11,9 1,3 1,0 6,7 1,1 0,9 2,1 2,1
10 ( )ix 62,6 3,7 2,7 21,0 — 7,3 2,5 — — — 0,2 — — —
(і) 16,1 1,1 0,8 12,4 — 6,5 2,9 — — — 0,2 — — —
11 ( )ix 42,3 — — 13,3 — 31 7,8 0,2 0,1 — 0,3 0,1 0,1 —
(і) 15,1 — — 9,5 — 11,4 4,5 0,4 0,1 — 0,5 0,1 0,3 —
12 ( )ix 54,3 3,4 2,5 18,9 — 12,7 5,1 0,2 0,1 2,2 0,2 0,1 0,2 —
(і) 19,1 1,2 0,9 8,7 — 7,6 5,9 0,2 0,1 3,0 0,3 0,2 0,3 —
Висновки. Визначено хімічний склад матеріалу та поверхні дванадцяти імплантатів.
Було досліджено поверхню плоскої частини різальної канавки, гладку хвостову поверх-
ню, поверхні вершин і западин великої та дрібної різьб імплантатів. Покриття поверхні
імплантату було неоднорідним за хімічним складом. Тому хімічний склад на окремих ді-
лянках поверхні визначали декілька разів і результати усереднювали. Матеріал частини
імплантатів (58,3 %) був із чистого титану, а частини (41,7 %) — сплавом титану, алю-
мінію та ванадію. Сплав мав такий хімічний склад: титан — 89,52 ± 0,34 %, алюміній —
6,43 ± 0,43 %, ванадій — 4,05 ± 0,19 % і його можна віднести до альфа-бета титанового
сплаву Ti—6Al—4V.
23ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 5
Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів
Поверхню імплантатів у більшості випадків було піддано обробленню для підвищен-
ня шорсткості, очищенню, пасивації, покриттю різними матеріалами з метою підвищення
біоактивності, гідрофільності та збільшення мікропористої структури. Хімічний склад по-
верхні містив титан, алюміній та ванадій, які входили до основного хімічного складу мате-
ріалу, та вуглець, кисень, кальцій, натрій, кремній, фосфор, сірку, залізо, калій, хлор, маг-
ній, що були додані під час спеціального оброблення імплантату. Ці хімічні елементи були
розподілені по площі поверхні неоднорідно, що було підтверджено зображеннями ділянок
в рентгенівському характеристичному випромінюванні. Оскільки хімічний склад поверхні
був розподілений на кожній ділянці неоднорідно, вимірювання відсоткового складу хіміч-
них елементів повторювали декілька разів з обчисленням середнього значення та довірчого
інтервалу для нього. Обстеження показали, що один імплантат з дванадцяти взагалі не мав
спеціального покриття, але містив залізо та вуглець, що могло бути наслідком контакту з
металорізальним інструментом під час механічного оброблення. Значна кількість кисню
на поверхнях імплантатів свідчить про утворення оксидів титану, алюмінію та ванадію в
результаті пасивації поверхні. Наявність інших хімічних елементів є наслідком оброблен-
ня поверхні імплантату іонами кальцію, гідроксіапатитами, трикальційфосфатом та інши-
ми біоактивними покривними матеріалами.
Оскільки поверхня всіх імплантатів містить різного виду включення багатьох металів,
можна вважати, що біологічні властивості цих поверхонь також будуть різними. Відпо-
відно, біологічна взаємодія цих поверхонь з кісткою також буде різною, як і результат цієї
взаємодії. Тим паче, що і кістка може бути спонгіозною або кортикальною і по-різному вза-
ємодіяти з такими різними поверхнями імплантатів. Реакцію сполучної тканини потрібно
враховувати для запобігання можливим ускладненням.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Esposito M., Ardebili Y., Worthington H.V. Interventions for replacing missing teeth: different types of dental
implants. Cochrane Database Syst. Rev. 2014. Iss. 7. CD003815. https://doi.org/10.1002/14651858.CD003815.pub4
2. Worthington P., Branemark P.-I. Advanced osseointegration surgery: applications in the maxillofacial region.
Carol Stream, Illinois: Quintessence Pub. Co., 1992. 403 p.
3. Dental biomechanics: Natali A.N. (Ed.). London: Taylor & Francis, 2003. 265 р.
4. Grigorenko A.Ya., Los’ V.V., Malanchuk V.A., Tormakhov N.N. Stress state of a threaded joint in a dental implant–
bone system. Int. Appl. Mech. 2020. 56. P. 33—39. https://doi.org/10.1007/s10778-020-00994-z
5. Lyakhov P.A., Dolgalev A.A., Lyakhova U.A., Muraev A.A., Zolotayev K.E., Semerikov D.Y. Neural network
system for analyzing statistical factors of patients for predicting the survival of dental implants. Front. Neuroinform.
2022. 16. https://doi.org/10.3389/fninf.2022.1067040
6. Packwood R. A comprehensive theory of electron probe microanalysis. Electron probe quantitation:
Heinrich K.F.J., Newbury D.E. (Eds.). Boston, MA: Springer, 1991. P. 83—104. https://doi.org/10.1007/978-1-
4899-2617-3_6
7. Akhtar K., Khan S.A., Khan S.B., Asiri A.M. Scanning electron microscopy: principle and applications in
nanomaterials characterization. Handbook of materials characterization: Sharma S. (Ed.). Cham: Springer, 2018.
P. 113—145. https://doi.org/10.1007/978-3-319-92955-2_4
8. Богданов В.Л., Григоренко О.Я., Чепков І.Б., Одноралов І.В., Кременицький В.В., Сперкач С.О., Трачев-
ський В.С. Аналіз фізико-хімічних властивостей металевих фрагментів корпусів артилерійських сна-
рядів на основі експериментального підходу. Озброєння та військова техніка. 2022. № 1. С. 43—57.
https://doi.org/1034169/2414-0651.2022.1(33).43-57
9. Неспрядько В., Куц П. Дентальна імплантологія. Основи теорії та практики. Київ: Самміт-книга, 2015.
348 с.
24 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 5
О.Я. Григоренко, В.В. Кременицький, В.В. Лось, В.О. Маланчук, Г.В. Сороченко, С.О. Сперкач, М.М. Тормахов
10. Bang S.-M., Moon H.-J., Know Y.-D., Yoo J.-Y., Pae A., Kwon I.K. Osteoblastic and osteoclastic differentiation
on SLA and hydrophilic modified SLA titanium surfaces. Clin. Oral Implants Res. 2014. 25, № 7. P. 831—837.
https://doi.org/10.1111/clr.12146
11. ASTM B265-20a. Standard specification for titanium and titanium alloy strip, sheet, and plate. West Con-
shohocken, PA: ASTM International, 2020. https://doi.org/10.1520/B0265-20A
12. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. Москва: Высш. школа,
1988. 239 с.
13. ГОСТ 8.207—76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов
наблюдений. Москва: Стандарт, 2001.
Надійшло до редакції 17.05.2023
REFERENCES
1. Esposito, M., Ardebili, Y. & Worthington, H. V. (2014). Interventions for replacing missing teeth: different
types of dental implants. Cochrane Database Syst. Rev., Iss. 7, CD003815. https://doi.org/10.1002/14651858.
CD003815.pub4
2. Worthington, P. & Branemark, P. -I. (1992). Advanced osseointegration surgery: applications in the maxillofacial
region. Carol Stream, Illinois: Quintessence Pub. Co.
3. Natali A. N. (Ed.). (2003). Dental biomechanics. London: Taylor & Francis.
4. Grigorenko, A. Y., Los’, V. V., Malanchuk, V. A. & Tormakhov, N. N. (2020). Stress state of a threaded joint in a
dental implant—bone system. Int. Appl. Mech., 56, pp. 33-39. https://doi.org/10.1007/s10778-020-00994-z.
5. Lyakhov, P. A., Dolgalev, A. A., Lyakhova, U. A., Muraev, A. A., Zolotayev, K. E. & Semerikov, D. Y. (2022).
Neural network system for analyzing statistical factors of patients for predicting the survival of dental implants.
Front. Neuroinform., 16. https://doi.org/10.3389/fninf.2022.1067040
6. Packwood, R. (1991). A comprehensive theory of electron probe microanalysis. In Heinrich, K. F. J. & Newbu-
ry, D. E. (Eds.). Electron probe quantitation (pp. 83-104). Boston, MA: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-
4899-2617-3_6
7. Akhtar, K., Khan, S. A., Khan, S. B. & Asiri, A. M. (2018). Scanning electron microscopy: principle and
applications in nanomaterials characterization. In Sharma, S. (Ed.). Handbook of materials characterization
(pp. 113-145). Cham: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-92955-2_4
8. Bogdanov, V. L., Grigorenko, O. Ya., Chepkov, I. B., Odonoralov, I. V., Kremenitsky, V. V., Sperkach, S. O. &
Trachevsky, V. S. (2022). Analysis of physical and chemical properties of metal fragments of shells of artillery
shells based on an experimental approach. Weapons and military equipment, № 1, pp. 43-57 (in Ukrainian).
https://doi.org/1034169/2414-0651.2022.1(33).43-57
9. Nesprayd’ko, V. & Kuts, P. (2015). Dental implantology. Fundamentals of theory and practice. Kyiv: Sammit-
knyha (in Ukrainian).
10. Bang, S.-M., Moon, H.-J., Know, Y.-D., Yoo, J.-Y., Pae, A. & Kwon, I. K. (2014). Osteoblastic and osteoclastic
differentiation on SLA and hydrophilic modified SLA titanium surfaces. Clin. Oral Implants Res., 25, No. 7,
pp. 831-837. https://doi.org/10.1111/clr.12146
11. ASTM B265-20a. Standard specification for titanium and titanium alloy strip, sheet, and plate. West
Conshohocken, PA: ASTM International, 2020. https://doi.org/10.1520/B0265-20A
12. Lvovsky, E. N. (1988). Statistical methods of building empirical formulas. Moscow: Vysshaya shkola (in
Russian).
13. GOST 8.207-76. Direct measurements with multiple observations. Methods for processing the results of
observations. Moscow: Standard, 2001 (in Russian).
Received 17.05.2023
25ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 5
Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів
A.Ya. Grigorenko1, https://orcid.org/0000-0002-4109-2672
V.V. Kremenitsky2, https://orcid.org/0000-0003-1448-6323
V.V. Los’3, https://orcid.org/0009-0008-1954-1225
V.O. Malanchuk3, https://orcid.org/0000-0001-8111-0436
G.V. Sorochenko3, https://orcid.org/0000-0002-0559-6080
S.О. Sperkach2, https://orcid.org/0000-0003-3168-6300
М.М. Tormakhov1, https://orcid.org/0000-0003-3182-6094
1 S.P. Timoshenko Institute of Mechanics of the NAS of Ukraine, Kyiv
2 Technical Center of the NAS of Ukraine, Kyiv
3 Bogomolets National Medical University, Kyiv
E-mail: ayagrigorenko1991@gmail.com, krem@nasu.kiev.ua, losvmail@gmail.com, malanchuk_V_A@ukr.net,
svetlana@nasu.kiev.ua, n.n.tormakhov@gmail.com
ANALYSIS OF CHEMICAL COMPOSITION OF DENTAL IMPLANTS
The qualitative and quantitative chemical composition of dental implants and the topography of their surfaces were
examined using X-ray microanalysis with an X-ray microanalyzer (JXA-8200) and a scanning electron microscope
(JSM-6490LV) manufactured by Jeol Ltd (Japan). The surfaces of the flat part of the cutting groove and the surfaces
of the tip and the grooves of both large and small dental implant threads were investigated. The chemical composition
of dental implant surfaces was found to be heterogeneous. In most cases, implant surfaces had undergone processing
to increase surface roughness, clean the surface, passivate it, apply coatings with various materials to enhance its
biological activity, and impart hydrophilic properties. These processes also aimed to enhance the microporosity of
the implant structure.
Keywords: dental implant, chemical component, X-ray microanalysis, nonhomogeneous surface, implant thread.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-202239 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:39:52Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Григоренко, О.Я. Кременицький, В.В. Лось, В.В. Маланчук В.,О. Сороченко, Г.В. Сперкач, С.О. Тормахов, М.М. 2025-03-07T11:18:09Z 2023 Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів / О.Я. Григоренко, В.В. Кременицький, В.В. Лось, В.О. Маланчук, Г.В. Сороченко, С.О. Сперкач, М.М. Тормахов // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 5. — С. 17-25. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202239 539.3;616.314-77+615.462 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2023.05.017 Вивчено хімічний склад дванадцяти дентальних імплантатів. Якісний та кількісний хімічний склад імплантату і топографію його поверхні визначено методом рентгенівського мікроаналізу за допомогою електронно-зондового мікроаналізатора та сканівного електронного мікроскопа. Досліджено поверхню плоскої частини різальної канавки, гладку хвостову поверхню, поверхні вершин і западин великої та дрібної різьб імплантатів. Матеріал, з якого виготовлено імплантат, і його поверхня були неоднорідними за хімічним складом. Поверхні імплантатів у більшості випадків були піддані обробленню для підвищення шорсткості, очищенню, пасивації, покриттю різними матеріалами з метою підвищення біоактивності, гідрофільності та збільшення мікропористої структури. The qualitative and quantitative chemical composition of dental implants and the topography of their surfaces were examined using X-ray microanalysis with an X-ray microanalyzer (JXA-8200) and a scanning electron microscope (JSM-6490LV) manufactured by Jeol Ltd (Japan). The surfaces of the flat part of the cutting groove and the surfaces of the tip and the grooves of both large and small dental implant threads were investigated. The chemical composition of dental implant surfaces was found to be heterogeneous. In most cases, implant surfaces had undergone processing to increase surface roughness, clean the surface, passivate it, apply coatings with various materials to enhance its biological activity, and impart hydrophilic properties. These processes also aimed to enhance the microporosity of the implant structure. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів Analysis of chemical composition of dental implants Article published earlier |
| spellingShingle | Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів Григоренко, О.Я. Кременицький, В.В. Лось, В.В. Маланчук В.,О. Сороченко, Г.В. Сперкач, С.О. Тормахов, М.М. Матеріалознавство |
| title | Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів |
| title_alt | Analysis of chemical composition of dental implants |
| title_full | Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів |
| title_fullStr | Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів |
| title_full_unstemmed | Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів |
| title_short | Аналіз хімічного складу дентальних імплантатів |
| title_sort | аналіз хімічного складу дентальних імплантатів |
| topic | Матеріалознавство |
| topic_facet | Матеріалознавство |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202239 |
| work_keys_str_mv | AT grigorenkooâ analízhímíčnogoskladudentalʹnihímplantatív AT kremenicʹkiivv analízhímíčnogoskladudentalʹnihímplantatív AT losʹvv analízhímíčnogoskladudentalʹnihímplantatív AT malančukvo analízhímíčnogoskladudentalʹnihímplantatív AT soročenkogv analízhímíčnogoskladudentalʹnihímplantatív AT sperkačso analízhímíčnogoskladudentalʹnihímplantatív AT tormahovmm analízhímíčnogoskladudentalʹnihímplantatív AT grigorenkooâ analysisofchemicalcompositionofdentalimplants AT kremenicʹkiivv analysisofchemicalcompositionofdentalimplants AT losʹvv analysisofchemicalcompositionofdentalimplants AT malančukvo analysisofchemicalcompositionofdentalimplants AT soročenkogv analysisofchemicalcompositionofdentalimplants AT sperkačso analysisofchemicalcompositionofdentalimplants AT tormahovmm analysisofchemicalcompositionofdentalimplants |