Перспективы применения электретных покрытий

Электрет - это диэлектрик, на поверхности или в объеме которого продолжительное время сохраняются нескомпенсированные электрические заряды, создающие в окружающем электрет пространстве квазистатическое (медленно меняющееся во времени) электрическое поле. Попадая вместе с имплантатом в организм человека, электретная пленка своим полем оказывает дозированное локальное воздействие на поврежденный орган, способствуя его лечению в оптимальных биофизических условиях. В основе этого процесса лежит природный эффект, состоящий в том, что внешнее близкодействующее электрическое поле определенной величины и знака, действуя на клеточном уровне, является катализатором появления здоровых новообразований в живых тканях. Результатом проведенных исследований стал комплекс принципиальных технологий нанесения в вакууме био- и химически инертных, обладающих заданными электретными свойствами, высокой адгезией и чистотой, равномерными свойствами на протяженных подложках сложной пространственной конфигурации пленок пятиокиси тантала на поверхности медицинских имплантатов различного назначения.

Выбор электретных покрытий стехиометрического состава Та2О5 объясняется их уникальными свойствами. Так, тантал, уступая по температуре плавления только вольфраму, имеет рекордную химическую стойкость, значительно превосходя по этому параметру такой металл, как золото. Тантал является хорошим проводником и единственным металлом, который не отторгается живой человеческой тканью. Высший окисел тантала Та2О5, является отличным диэлектриком (( ~ 28 ... 32), имеет высокие механические свойства, био- и химически инертен. После специальной обработки он приобретает электретные свойства, т.е. способность создавать в течение длительного времени в непосредственной близости от своей поверхности квазистатическое электрическое поле.

Изоляция протезов, изготовленных из акриловых пластмасс, тонкими вакуумными пленками пятиокиси тантала позволяет полностью устранить все патологические проявления, обусловленные непереносимостью акрилатов: химико- токсические, аллергические, электрогальванические.При наличии непереносимости акриловых протезов больные предъявляют жалобы на жжение слизистой оболочки полости рта, жжение и пощипывание языка, отечность слизистой, сухость во рту. Объективно явления непереносимости могут сопровождаться гиперемией (ограниченной пределами протезного ложа или разлитой), отеком слизистой оболочки губ, щек, языка, петехиальными кровоизлияниями, наличием папул и эрозий. Наряду с местными реакциями, возможны общие проявления непереносимости в виде ринита, крапивницы, дерматита, конъюнктивита, реакции со стороны центральной нервной системы (бессонница, головокружение), обострение хронических заболеваний. Общие проявления могут сочетаться с местными симптомами или реализовываться изолированно. Постоянное выделение из протезов малых доз токсических веществ приводит к хронической интоксикации организма.

Причиной перечисленных патологических проявлений является действие на организм человека продуктов поверхностной эрозии и элиминации компонентов акриловых пластмасс, в состав которых входит метилметакрилат, соединения метакриловой и акриловой кислот, различного рода пластификаторы, замутнители, красители и катализаторы. Эрозия пластмассы происходит под действием ряда причин, в числе которых - неполное связывание мономера в процессе полимеризации, селективная экстракция компонентов, химические и механические нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации протеза.

Попытки устранения явлений непереносимости акриловых пластмасс в стоматологии, связаны с созданием на их поверхности изолирующих барьерных слоев, препятствующих выделению в полость рта продуктов эрозии.

Радикальным решением проблемы является нанесение на поверхность протезов покрытий различных материалов.

Чаще всего для этой цели используются гальванические покрытия благородных металлов (золото, платина, палладий, серебро) толщиной до 50 мкм. Серьезным недостатком этих покрытий является то, что перечисленные металлы не всегда отвечают требованиям биосовместимости. Кроме того, металлизированная пластмасса приводит к появлению гальванических пар в полости рта. Гальванические покрытия толщиной несколько десятков микрометров изменяют микрорельеф поверхности протезов и нарушают их фиксацию.

В идеальном варианте материал покрытия, препятствующего эрозии пластмассы, должен обладать следующими свойствами:

• биоинертностью к тканям организма;
• высокой прочностью, обеспечивающей целостность покрытия при механических нагрузках, возникающих в процессе эксплуатации;
• химической инертностью к агрессивной среде в полости рта и применяемым стоматологическим материалам;
• материал покрытия должен обладать диэлектрическими свойствами для исключения возможности образования гальванических пар в полости рта.

Этим требованиям в полной мере удовлетворяет пятиокись тантала (Та2О5).

Еще одной важной проблемой, которая успешно решается при использовании диэлектрических покрытий пятиокиси тантала, является проблема гальванизма в полости рта. В настоящее время для терапевтического и ортопедического лечения в стоматологии применяется большое количество электропроводящих элементов - изделий из металлов и их сплавов. Всегда, когда проводник и электролит находятся в контакте, возникает электрический эффект, который заключается в стремлении металла отдать положительно заряженные ионы в раствор, сохранив принадлежащие ему электроны. Вследствие этого на проводнике, погруженном в электролит (слюну), возникает электрический заряд, а между разнородными проводниками - разность электрохимических потенциалов, т.е. образуется гальванический элемент. Возникающие при этом токи электронов и ионов приводят к серьезным заболеваниям.

При наличии во рту металлических включений возможны три вида патологического воздействия на организм человека: химико-токсическое, электрогальваническое (повреждающее действие гальванического тока) и аллергическое. Разработана оригинальная технология нанесения высококачественных диэлектрических пленок пятиокиси тантала, которые полностью изолируют поверхности проводящих изделий от электролита, сводя к нулю опасность возникновения гальванизма в полости рта.

Использование имплантатов с электретным покрытием пятиокиси тантала исключает местные воспалительные осложнения, сокращает сроки приживления имплантатов и ускоряет применение дозированных функциональных нагрузок. В настоящее время предпринимаются попытки изучения биоэлектрических процессов в костной ткани и ее электретных свойств. Это позволяет использовать различные материалы с электретными свойствами для направленного влияния на процессы репаративного остеогенеза, что является актуальным как при лечении больных с травматическими повреждениями костей лицевого черепа, так и при дентальной имплантации.

Одним из наиболее перспективных способов использования электретных покрытий в челюстно-лицевой хирургии является применение дентальных имплантатов с нанесенной на их поверхность электретной пленкой пятиокиси тантала (Ta2O5) с целью оптимизации процессов остеоинтеграции при возмещении дефектов зубных рядов. Таким образом, полученные результаты экспериментального исследования открывают большие перспективы для специалистов в области дентальной имплантологии. Нанесение на поверхность имлантатов электретного пленочного покрытия из пятиокиси тантала способствует наиболее оптимальному протеканию процессов остеоинтеграции, сводит к минимуму риск развития ближайших и отдаленных воспалительных осложнений, позволяет надеяться на благоприятный исход имплантации даже у прогностически пациентов неблагоприятной категории.

Литература

• 1.Ефашкин Г., Электреты – диэлектрические аналоги магнитов.
• 2.Гороховатский Ю.А., Электретный эффект и его применение.
• 3.Гриднев С.А., Диэлектрики с метастабильной электрической поляризацией.