холодная сваркаКачественное, надежное и герметичное соединение имплантат-абатмент в повседневной клинической практике имеет большую важность. Поиск решений этой задачи является приоритетом всей современной индустрии имплантологического производства. Одним из направлений данного поиска является попытка получения эффекта “холодной сварки” в месте соединения имплантата с абатментом.

Хотя холодная сварка известна науке с позапрошлого столетия, данный технологический процесс прочно вошел в промышленность только с середины 20 века. В 1950 году в США был зарегистрирован патент на метод холодной сварки с помощью давления высокой силы.  Метод представляет собой способ сварки металлов на атомном уровне в условиях комнатной температуры (то есть при температуре значительнониже температуры рекристаллизации, достижение которой необходимо для успешного процесса обычной сварки). Сварка осуществляется в результате пластической деформации и течения металла в зоне этой деформации, что достигается путем приложения значительного давления в зоне свариваемых металлических деталей.

Для получения эффекта холодной сварки в производственных процессах используются специализированные сварочные штампы, которые устанавливаются в прессы, либо аналогичные устройства, способные обеспечить давление высокой мощности. Детали небольшого размера также могут “свариваться” с использованием ручного инструмента, например, специальных щипцов высокого давления. Стандартным давлением для достижения эффекта холодной сварки является давление в 1400-2800 H/мм2 (140000-280000 Н/см2) для алюминия и почти в два раза выше для меди.1 В 2007 году  для разработки стандартов холодной сварки алюминиевых листов использовался гидравлический 150-ти тонный метрический пресс, создающий давление в 170 МПа.

Еще одним критически важным условием для возможности применения метода “холодной сварки” является идеальная и абсолютная чистота поверхностей свариваемых металлов. Любые загрязнения, включая тончайшие пленки окислов на поверхности металлических сплавов, делают невозможным успешный результат подобной операции. Очистка поверхности свариваемых деталей должна быть гарантированно качественной, во-первых, и сохранять свой результат на протяжении нескольких часов, во-вторых. К отсутствию нужного эффекта может привести простое прикосновение пальцами к одной из предлагаемых к холодной сварке деталей.

Итак, для получения эффекта холодной сварки при соединении имплантата с абатментом в полости рта пациента необходимо выполнить два важных условия – получить значительное давление абатмента на имплантат, достаточное для достижения пластической деформации на микроуровне и течения металла в месте соединения, и обеспечить абсолютную чистоту соединяемых поверхностей.

Для получения высокого давления абатмента на имплантат в зоне их соединения, с учетом фактора нахождения имплантата в костной ткани пациента, единственным возможным инструментом является ортопедический винт, с помощью которого осуществляется притягивание абатмента к имплантату и его фиксация. Либо сам абатмент, если речь идет о непосредственно вкручивающихся в тело имплантата абатментах, не имеющих в основании ортопедической платформы позиционеров.

При протезировании на имплантатах, когда необходимо выполнить фиксацию ортопедической конструкции в полости рта пациента, врач осуществляет затяжку ортопедического фиксирующего винта с определенным усилием. В зависимости от фирмы-производителя имплантационной системы, момент затяжки лежит обычно в пределах 20-40 Н/см. Аналогичное усилие прикладывается при затяжке абатмента, не имеющего позиционера в основании ортопедической платформы. Данные рекомендуемые значения усилий затяжки обусловлены, как правило, желанием избежать перелома фиксирующего винта, деформации и/или заклинивания платформы абатмента в платформе имплантата, а также возможностью проворачивания имплантата в костной ткани пациента, при приложении избыточного усилия в сторону закручивания.

В 1999 году в журнале Journal of Prosthetic Dentistry было опубликовано исследование  “Assessment of coldwelding properties of the  internal conical interface of two commercially available implant systems”, проведенное Майклом Нортоном (Michael R. Norton, Department of Maxillofacel Surgery, Bedford Hospital, Bedford, England)5. В данном исследовании авторы рассмотрели возможность появления эффекта холодной сварки в месте соединения имплантат-абатмент на примере двух имплантационных систем с конической платформой соединения имплантат-абатмент, ITI Straumann и AstraTech. В исследовании были использованы имплантаты 3,5 и 4,0 мм в диаметре и углом внутреннего конуса 8 и 11 градусов соответственно. Винтовые абатменты закручивались с помощью динамометрических ключей в имплантаты с различным усилием, после чего производилось обратное выкручивание с измерением силы обратной тяги для определения наличия или отсутствия разницы между моментом затяжки и моментом силы при выкручивании. Исследование производилось при температуре +37 градусов по Цельсию с использованием искусственной слюны. Эффект холодной сварки определялся по наличию большего усилия откручивания, чем усилия момента затяжки. Была выполнена серия различных испытаний. Момент затяжки составлял от серий минимальных значений – до 50 Н/см, до максимальных – до 300 Н/см. Также были произведены испытания с задержкой по времени соединяемых имплантата и абатмента в зафиксированном с определённым усилием состоянии. Задержки по времени между закручиванием и выкручиванием были необходимы для выявления влияния упругой деформации на возможное увеличение момента силы при выкручивании абатмента из имплантата в продолжительном временном отрезке 60 минут. Результаты исследования показали, что в группе образцов с минимальным моментом затяжки до 50 Н/см усилие момента откручивания составляло 80-85% от усилия момента затяжки абатмента в имплантат. В группе образцов с максимальным моментом затяжки до 300 Н/см усилие момента откручивания составляло от 104 до 113% от усилия момента затяжки, что обусловлено в большей степени деформацией конструкции абатмента (при достижении пиковых значений происходили переломы абатментов в местах критических нагрузок на их резьбовую часть). Фактор временной задержки не только не оказал никакого влияния на увеличение значения момента откручивания, но и продемонстрировал незначительное снижение значения момента выкручивания относительно образцов абатментов, выкручиваемых сразу после затяжки в имплантате. В заключение авторы исследования пришли к выводу, что при клинически значимых значениях момента затяжки абатмента к имплантату эффект холодной сварки не происходит.

Принимая во внимание все сказанное выше, можно констатировать, что в клинической ситуации обеспечение условий для получения эффекта холодной сварки (абсолютная чистота соединяемых поверхностей и большие значения силы давления абатмента на имплантат является невозможным, а эффект холодной сварки недостижим.

  1. Iron Age 158, Aug. 8, 1946, “Pressure Welding Thin Aluminum Parts.”
  2. -24.5.2007, Mumin SAHIN, Kaan OZEL, Mechanical Engineering Department, Trakya University, “COLD PRESSURE WELDING AND ITS APPLICATION TO ALUMINIUM SHEETS”
  3. AWS 3.0:2001, American National Standard Welding Terms and Definitions
  4. P ,1950 A. B. SOWTER 2,522,408, COLD PRESSURE WELDING
  5. 1999, Journal of Prosthetic Dentistry, Michael R. Norton, Department of Maxillofacel Surgery, Bedford Hospital, Bedford, England, “Assessment of coldwelding properties of the internal conical interface of two commercially available implant systems”.