Đánh giá so sánh giữa các bề mặt ghép titanium điều trị bằng laser, được gia công và được phun cát/ăn mòn: phân tích mô học in vivo trên cừu

Ilaria De Tullio1, Marco Berardini2, Donato Di Iorio3, Federico Perfetti1, Giorgio Perfetti1
1Department of Medical, Oral and Biotechnological Sciences, University of Chieti-Pescara, Chieti, Italy
2Pescara, Italy
3 Foggia, Italy

Tóm tắt

Tóm tắt Mục đích Mục tiêu của phân tích in vivo hiện tại là đánh giá quá trình tích hợp xương của các implant titanium với ba loại bề mặt khác nhau (gia công, phun cát và ăn mòn, và điều trị bằng laser) sau 15 và 30 ngày thời gian hồi phục. Nguyên liệu và phương pháp Ba mươi sáu implant với các bề mặt khác nhau đã được đặt vào mào chậu của bốn con cừu Bergamasca. Các bề mặt implant đã thử nghiệm bao gồm bề mặt phun cát và ăn mòn (nhóm A), điều trị bằng laser (nhóm B), và được gia công hoàn toàn (nhóm C). Hai con vật đã bị hy sinh sau 15 ngày trong khi hai con còn lại sau 30 ngày. Các phân tích mô học và mô hình học đã được thực hiện. Kết quả Sau 30 ngày, lớp mô xương trên các nhóm implant A và B hiện rõ hầu như liên tục với những khoảng trống tủy nhỏ, trong khi trên bề mặt được gia công (nhóm C), có những khoảng trống lớn với mô tủy xen kẽ với các bè xương trên bề mặt titanium. Các implant trong nhóm A và B cho thấy giá trị phần trăm tiếp xúc implant (BIC%) cao hơn đáng kể so với nhóm C (P < 0.05). Hơn nữa, đã ghi nhận sự gia tăng BIC% ở cả hai nhóm A và B giữa 15 và 30 ngày, trong khi ở nhóm gia công (nhóm C), BIC% đã giảm.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Albrektsson T, Brånemark PI, Hansson HA, Lindström J. Osseointegrated titanium implants. Requirements for ensuring a long-lasting, direct bone-to-implant anchorage in man. Acta Orthop Scand. 1981;52(2):155–70.

Puleo DA, Nanci A. Understanding and controlling the bone-implant interface. Biomaterials. 1999;20(23-24):2311–21.

Huang MS, Chen LK, Ou KL, et al. Rapid osseointegration of titanium implant with innovative nanoporous surface modification: animal model and clinical trial. Implant Dent. 2015;24:441–7.

Chiang HJ, Hsu HJ, Peng PW, et al. Early bone response to machined, sandblasting acid etching (SLA) and novel surface-functionalization (SLAffinity) titanium implants: characterization, biomechanical analysis and histological evaluation in pigs. J Biomed Mater Res A. 2016;104:397–405.

Cooper LF. A role for surface topography in creating and maintaining bone at titanium endosseous implants. J Prosthet Dent. 2000;84(5):522–34.

Kohles SS, Clark MB, Brown CA, Kenealy JN. Direct assessment of profilometric roughness variability from typical implant surface types. Int J Oral Maxillofac Implants. 2004;19:510–6.

Perrotti V, Palmieri A, Pellati A, Degidi M, Ricci L, Piattelli A, Carinci F. Effect of titanium surface topographies on human bone marrow stem cells differentiation in vitro. Odontology. 2013;101(2):133–9. https://doi.org/10.1007/s10266-012-0067-0 Epub 2012 Jun 8.

Anselme K, Ponche A, Bigerelle M. Relative influence of surface topography and surface chemistry on cell response to bone implant materials. Part 2: biological aspects. Proc Inst Mech Eng H. 2010;224(12):1487–507.

Perrotti V, Aprile G, Degidi M, Piattelli A, Iezzi G. Fractal analysis: a novel method to assess roughness organization of implant surface topography. Int J Periodontics Restorative Dent. 2011;31(6):633–9.

Berardi D, Colagiovanni M, Scoccia A, et al. Evaluation of a new laser surface implant: scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray and X-ray photoelectron spectroscopy analyses. J Biol Regul Homeost Agents. 2008;22:161–7.

Tan J, Saltzman WM. Biomaterials with hierarchically defined micro- and nanoscale structure. Biomaterials. 2004;25:3593–601.

Smith DC, Pilliar RM, Chernecky R. Dental implant materials. I. Some effects of preparative procedures on surface topography. J Biomed Mater Res. 1991;25:1045–68.

Gaggl A, Schultes G, Muller WD, Karcher H. Scanning electron microscopical analysis of laser-treated titanium implant surfaces. A comparative study. Biomaterials. 2000;21(10):1067–73.

Bonsignore LA, Colbrunn RW, Tatro JM, Messerschmitt PJ, Hernandez CJ, Goldberg VM, Stewart MC, Greenfield EM. Surface contaminants inhibit osseointegration in a novel murine model. Bone. 2011;49(5):923–30.

Peng W, Xu L, You J, Fang L, Zhang Q. Selective laser melting of titanium alloy enables osseointegration of porous multi-rooted implants in a rabbit model. Biomed Eng Online. 2016;15(1):85.

Hallgren C, Reimers H, Chakarov D, Gold J, Wennerberg A. An in vivo study of bone response to implants topographically modified by laser micromachining. Biomaterials. 2003;24(5):701–10.

Marquezan M, Osório A, Sant'Anna E, et al. Does bone mineral density influence the primary stability of dental implants? A systematic review. Clin Oral Implants Res. 2012;23:767–74.

Franchi M, Fini M, Martini D, Orsini E, Leonardi L, Ruggeri A, Giavaresi G, Ottani V. Biological fixation of endosseous implants. Micron. 2005;36:665–71.

Susarla SM, Chuang SK, Dodson TB. Delayed versus immediate loading of implants: survival analysis and risk factors for dental implant failure. J Oral Maxillofac Surg. 2008;66:251–5.

Trisi P, Lazzara R, Rebaudi A, Rao W, Testori T, Porter SS. Bone-implant contact on machined and dual acid-etched surfaces after 2 months of healing in the human maxilla. J Periodontol. 2003;74:945–56.

Osborn JF, Newesely H. The material science of calcium phosphate ceramics. Biomaterials. 1980;1:108–11.

Trisi P, Berardini M, Colagiovanni M, Berardi D, Perfetti G. Laser-treated titanium implants: an in vivo histomorphometric and biomechanical analysis. Implant Dent. 2016;25(5):575–80.

Rong M, Lu H, Wan L, Zhang X, Lin X, Li S, Zhou L, Lv Y, Su Y. Comparison of early osseointegration between laser-treated/acid-etched and sandblasted/acid-etched titanium implant surfaces. J Mater Sci Mater Med. 2018;29(4):43.

Suzuki K, Aoki K, Ohya K. Effects of surface roughness of titanium implants on bone remodeling activity of femur in rabbits. Bone. 1997;21:507–14.

Piattelli A, Manzon L, Scarano A, Paolantonio M, Piattelli M. Histologic and histomorphometric analysis of the bone response to machined and sandblasted titanium implants: an experimental study in rabbits. Int J Oral Maxillofac Implants. 1998;13:805–10.

Lee JT, Cho SA. Biomechanical evaluation of laser-etched Ti implant surfaces vs. chemically modified SLA Ti implant surfaces: Removal torque and resonance frequency analysis in rabbit tibias. J Mech Behav Biomed Mater. 2016;61:299–307.

Sinjari B, Traini T, Caputi S, Mortellaro C, Scarano A. Evaluation of fibrin clot attachment on titanium laser-conditioned surface using scanning electron microscopy. J Craniofac Surg. 2018;29:2277–81.

Di Giulio M, Traini T, Sinjari B, Nostro A, Caputi S, Cellini L. Porphyromonas gingivalis biofilm formation in different titanium surfaces, an in vitro study. Clin Oral Implants Res. 2016;27(7):918–25.