EVALUAREA CALITĂȚII IMPLANTURILOR DENTARE SUB …journal.adre.ro/wp-content/uploads/2016/06/EVALUAREA-CALITATII... · anorganice majore care provin din procesul de producție sunt

Romanian Journal of Medical and Dental Education

Vol. 4, Issue 2, July - December 2015

51

EVALUAREA CALITĂȚII IMPLANTURILOR DENTARE SUB

ASPECTE ALE ANALIZEI SEM SI EDX - O COMPARAȚIE A CINCI

IMPLANTURI DINTR-O SINGURA PIESA.

Dirk U. Duddeck DDS 1,2

1 Charité - University Medicine Berlin, Campus Benjamin Franklin - Department of

Prosthodontics 2 mmri.berlin – The Medical Materials Research Institute, Berlin

Implanturile dentare ar trebui să fie curate atunci când sunt livrate într - un

ambalaj steril. Poluarea suprafata implantului cu particule organice și / sau reziduuri

anorganice majore care provin din procesul de producție sunt suspectate de a cauza

insuficienta sau lipsa osteointegrari implanturilor dentare. Particulele neprevăzute, la scară

micrometrica, pot induce o reacție de corp străin , cu o pierdere de os în primele stadii ale

osteointegrării.

În colaborare cu Universitatea din

Köln si Universitatea Medicina Charite din

Berlin , Institutul de Cercetare a Materialelor

Medicale din Berlin au analizat calitatea

implanturilor dentare în trei studii

consecutive, începând cu anul 2008 [1, 2]. În

2015 s-au obținut numeroase imagini de

contrast și analize elementare calitative și

cantitative au fost efectuate pe 135 de

implanturi dentare, folosind același protocol

de studiu. Rezultatele studiului recent și

compararea cu analizele anterioare au aratat

o crestere a răspândire calității implanutrilor

pe piață de profil.

Implanturile dentare sunt parte

integrantă a multitudinii practicilor

terapeutice contemporane dentare. Cu rate

de succes excelente, ele au devenit un

tratament stabilit la nivel global alternativă

la soluțiile pur protetice pentru pierderea

dintelui. Și cu varietatea sistemelor de

implant oferite, a devenit tot mai dificil

pentru medicul dentist de a alege doar

sistemul potrivit pentru practica si pacientii

lui. Topografii specifice de suprafață,

proprietățile materialelor care promovează

osteointegrarea sau alte tratamente de

suprafață sunt adesea subliniate în

publicitate ca avantaje semnificative pentru

a distinge un sistem dat de celelalte

existente.

CONTEXT ȘI OBIECTIV

Suprafața unui implant dentar

determină fazele inițiale ale răspunsului

biologic implantului și afectează capacitatea

sa de a se integra în țesutul din jur

[3]. Structura de suprafață ar trebui să

sprijine procesul de osteointegrare, mai ales

atunci când se utilizează tehnici foarte

sofisticate de augmentare chirurgicale, cum



52

ar fi cele solicitate în cazul atrofiei

maxilarelor.

In ultimii ani, prin urmare, mai multe

grupuri de lucru și producătorii de

implanturi au prezentat o multitudine de

tehnici de structurare micromorfologica a

suprafetelor de implant, în scopul de a

îmbunătăți rata de succes [4-6]. Într-o mare

măsură, proliferarea osteoblastelor și

diferențierea la suprafața implantului va

depinde de microstructura suprafeței

respective [7, 8].

Modificările suprafeței sunt realizate

prin aditiv sau tratamentul substractiv al

implanturilor din titan. Proceduri de sablare

și gravare în combinație sau ca un singur

tratament sunt stabilite ca proces de

fabricație. De la începutul anilor 1990,

implanturile de titan endoosoase au fost

examinate pentru reziduuri [9], care pot fi

legate de procesul de fabricație sau de

manipularea specifica produsului ulterioară

procesului de fabricatie [10]. Scopul acestui

studiu a fost de a prezenta efectele

topografice ale diferitelor procese de

fabricație și de a analiza potențialele

impurități a implanturilor din titan și aliajele

sale.

METODE ȘI MATERIALE

Printre grupul de 135 de implanturi

de la 95 de producători și furnizori diferiți

câteva mostre au fost implanturi dintr-o

piesa, care a pus bazele acestui articol. Toate

implanturile au fost analizate prin

intermediul diferitelor tehnici: microscopie

electronica de scanare (SEM) ce a permis

evaluarea topică, imagistica de electroni

retro-imprastiati (ESB) permite tragerea

unor concluzii cu privire la natura chimică

(densitate) și alocarea diferitelor reziduuri și

contaminările pe materialul de probă

. Elemente cu numărul atomic mai mic decât

cel al titanului (și, prin urmare, mai puțin

backscattering electroni) apar mai întunecate

în imaginea materiala de contrast (fig.

1). analiza elementară calitativă și cantitativă

a suprafețelor implanturilor, spectroscopia

cu raze X cu dispersie de energie (EDX),

foloseste razele X emise de o probă pentru a

determina compoziția sa

elementară. Implanturile au fost fixate pe

suportul de probă, pentru a permite o scanare

sistematică ce ajunge la aproximativ o

treime din implanturile de suprafață într-un

unghi de vizualizare de 120 de grade

(Fig.1). O analiză de suprafață și una sau

mai multe analize la fața locului au fost

efectuate pentru fiecare implant.

Fig. 1 scanarea sistematică a probei

ajunge la cca. o treime din

implanturile de suprafață în SEM. Contaminanți

organici par mai întunecat decât titanul.



53

REZULTATE OBȚINUTE

Implanturile MDI (3M ESPE) și ANEW

(DENTATUS) au prezentat un model

omogen de distribuție a numeroase particule

de oxid de aluminiu (Al 2 O 3)) ca ramasite

ale procesului de sablare. Aceste particule de

oxid de aluminiu apar în materialul de

contrast ca o imagine mai întunecată decât

titanul care poate fi văzut în Fig. 2-3, 5-

6. Eșantionul a MDI a arătat particule de

suplimentare organica foarte rare (10-50

pm), parțial, cu particule de metal

încorporate (500 nm), care conțin urme de

fier și crom. Implantul ANEW a arătat până

la 3 particule organice (30-40 pm) și urme

de siliciu (6-8 pm).

Implantul Roott (TRATE) a fost

singurul implant dintr -o piesa, fără

contaminanți organici sau reziduuri

anorganice (Fig. 8-10, Tab. 3). Materialul de

sablare HA / TCP nu au lasat urme

masurabile pe implant. Toate cele trei

implanturi menționate anterior sunt realizate

din titan de gradul 5, care este un aliaj de

titan, aluminiu și vanadiu. Concentrația mare

de aluminiu în analiza elementară a

implanturilor MDI și Anew (Tab. 1, 2) este,

probabil, o consecință a materialului de

sablare, care rămâne interblocat mecanic pe

suprafața implanturilor.

Fig. 2 MDI (3M ESPE), X500 Fig. 3 MDI (3M ESPE), x2.500

Fig. 4 Analiza calitativă zonă elementară la x2.500. Tab1 Analiza elementară cantitativă (titan

clasa a 5)



54

Fig. 5 ANEW (Dentatus), X500 Fig. 6 ANEW (Dentatus) 2.500x

Fig. 7 Analiza calitativă zona elementară la 2.500x Tab. 2 Analiza elementară cantitativă (titan clasa a 5)

Fig. 8 Roott (trate), X500 Fig. 9 Roott (trate), x2.500



55

Fig. 10 Analiza calitativă zonă elementară la 2.500x Tab. 3 Analiza elementară cantitativă (titan clasa a 5)

Implantul din titan de gradul 4 CO-XG

(PHOENIX) a avut un corp al implantului

dur si un gât de implant prelucrat. Spre

deosebire de toate celelalte implanturi

din cohorta dintr-o piesa CO-CG a aratat

bavurile mari pe niște filamente

exterioare, care pot determina pierderea

contactului cu implantul în timpul

inserției (fig. 11). Întrucât corpul

implantului a fost în principal lipsit de

reziduuri (fig. 12, 16) suprafața

prelucrată a gâtului implantului a relevat

o contaminare organică masivă cu

particule mari (100-300 pm), care nu

conțin numai carbon,ci si urme

semnificative de magneziu, aluminiu și

antimoniu (Fig 13-15, Tab 4,5).

Implantul Allfit KOS (IHDE

DENTAR) a prezentat pe corpul

implantului dur un model neomogen de

distribuție a particule remanente de oxid

de aluminiu ca resturi de material de

sablare cu diferite dimensiuni de la 5

până la 50 pm (fig. 17-18) Firele

prelucrate în gâtul implanturilor, care

sunt expuse la osul cortical a arătat

material organic în șanțurile înguste (Fig

19-20).Analiza corespondent EDX a

relevat o cantitate semnificativă de

carbon din interiorul acestor decalaje

(Fig. 21 Tab. 6) și a arătat semnalele

tipice de titan grad 5 în vecinătatea

acestor contaminanți (fig. 22, Tab. 7).

Fig. 11 CO-XG (PHOENIX) bavuri titan, X500 Fig.12 CO-XG (PHOENIX) corp de implant, x2.500



56

Fig. 13 CO-XG (PHOENIX) implant cu gât, X500 Fig. 14 contaminare organică majora, x1.000

Fig.15 calitativă Analiza elementară a locului # 1 din fig. 14 Tab. 4 Analiza elementară cantitativă la fața locului

# 1 din fig. 14

Fig.16 calitativă Analiza elementară a locului # 2 din fig. 14 Tab. 5 Analiza elementară cantitativă la fața locului #

2 din fig. 14



57

Fig. 17 Allfit KOS (IHDE dentare), X500 Fig. 18 particule de oxid de aluminiu majore, x2.500

Fig. 19 Allfit KOS (IHDE dentare), fire prelucrate, x2.500 Fig. 20 Analiza EDX a materialelor organice, x10.000

Fig. 21 Analiza elementară calitativă a locului # 1 din fig. 20 Tab. 6 Analiza elementară cantitativă la fața locului # 1

din fig. 20

Fig. 22 Analiza elementară calitativă a locului # 2 din fig. 20 Tab. 7 Analiza elementară cantitativă la fața locului # 2

din fig. 20



58

DISCUŢIE

Există o discuție în desfășurare, pentru a stabili dacă reziduurile organice sau cantitățile

mari de materiale de sablare au un impact clinic asupra procesului de osteointegrare [11,

12]. Chiar și producătorii implanturilor de implicate in studiul de mai sus, au raportat rate

statistice de succes, care nu sunt diferite de cele ale altor implanturi, dovedind punctul lor cu

studii special realizate. Dar cum manipuleaza corpul uman particulele organice sau particule

minore cu urme de fier, crom, nichel sau chiar antimoniu? De fapt, această întrebare nu ar trebui

să apară în primul rând, deoarece impuritățile pot fi prevenite, asa cum arata in mod clar acest

studiu. Chiar dacă aceste particule sunt relativ ferm fixate pe suprafața implantului, este probabil

ca acestea să fie detașate de forțele de frecare care rezultă din patul osos odata de implanturile

sunt inserate la torq-ul necesar pentru a atinge nivelul dorit de stabilitate primară. Particulele cu

un diametru mai mic de 10 um sunt susceptibile la absorbția de macrofage prin fagocitoză [13],

astfel că problemele legate de relevanța clinică a acestor impurități nu pot fi pur și simplu

înlăturate. Dacă urmărim schimbarea de paradigmă și intelegem că osteointegrarea nu este o

situație statică, ci mai mult o consecința echilibru dinamic a corpului străin, fiecare corp străin

suplimentar și care poate fi evitat pe un implant sigilat steril produce activarea sistemului

imunitar și poate fi motivul pentru o peri-implantitia [14, 15]. Mai ales în faza timpurie a

osteointegrării o activare a macrofagelor indusă de particule este asociata cu o osteoclastogeneza

crescută și, prin urmare, poate determina creșterea resorbției osoase [16].

Potrivit lui Albrektsson noi ar trebui să respectam principiul său fundamental pe care

trebuie să il știm, nu sa creadem , că un anumiit implant nu va face nici un rău pentru pacienții

noștri [17]. Pentru a scurta povestea: În ceea ce privește implanturile dentare, stomatologi nu

numai în Europa ar trebui să acționeze în conformitate cu ceea ce se spune că este un citat de-al

lui Lenin, care pretinde că încrederea este bună, dar controlul este mult mai bun.

Fundația CleanImplant, o organizație internațională non-profit va continua si extinde

analizele periodice ale implanturilor dentare pe tot globul pentru a oferi stomatologilor cu

rezultate independente de cercetare și să evalueze îmbunătățiri în procesul de fabricație a

implanturilor analizate anterior.



59

Bibliografie:

1. Duddeck, D.U., et al., Surface characteristics and quality of implants in sterile packaging – SEM examination and qualitative/quantitative elemental analysis of 57 implants. EDI journal, 2013. 9(2013-1): p. 48-58.

2. Duddeck, D.U. and Neugbauer, J., Surface analysis of sterile-packaged implants - SEM examination and qualitative/quantitative elemental analysis of 65 implant systems (intermediate report). EDI journal, 2015. 11(2015-1): p. 54-63.

3. Davies, J.E., Mechanisms of endosseous integration. Int J Prosthodont, 1998. 11(5): p. 391-401.

4. Buser, D., et al., Interface shear strength of titanium implants with a sandblasted and acid-etched surface: a biomechanical study in the maxilla of miniature pigs. J Biomed Mater Res, 1999. 45(2): p. 75-83.

5. Gehrke, P. and J. Neugebauer, Implant surface design: using biotechnology to enhance osseointegration. Interview. Dent Implantol Update, 2003. 14(8): p. 57-64.

6. Novaes, A.B., et al., Influence of implant microstructure on the osseointegration of immediate implants placed in periodontally infected sites. Clin Oral Implants Res, 2004. 15(1): p. 34-43.

7. Grassi, S., et al., Histologic evaluation of human bone integration on machined and sandblasted acid-etched titanium surfaces in type IV bone. J Oral Implantol, 2007. 33(1): p. 8-12.

8. Kieswetter, K., et al., Surface roughness modulates the local production of growth factors and cytokines by osteoblast-like MG-63 cells. J Biomed Mater Res, 1996. 32(1): p. 55-63.

9. Kuliralo, M., et al., Surface studies on titanium IMZ implants. J Biol Buccale, 1991. 19(3): p. 247-53.

10. Ameen, A.P., et al., The surface analysis of implant materials. 1. The surface composition of a titanium dental implant material. Clin Oral Implants Res, 1993. 4(3): p. 144-50.

11. Piattelli, A., et al., Residual aluminum oxide on the surface of titanium implants has no effect on osseointegration. Biomaterials, 2003. 24(22): p. 4081-9.

12. Ruger, M., et al., The removal of Al2O3 particles from grit-blasted titanium implant surfaces: effects on biocompatibility, osseointegration and interface strength in vivo. Acta Biomater, 2010. 6(7): p. 2852-61.

13. Hallab, N.J. and J.J. Jacobs, Biologic effects of implant debris. Bull NYU Hosp Jt Dis, 2009. 67(2): p. 182-8.

14. Trindade, R., et al., Foreign Body Reaction to Biomaterials: On Mechanisms for Buildup and Breakdown of Osseointegration. Clin Implant Dent Relat Res, 2016. 18(1): p. 192-203.

15. Albrektsson, T., et al., Is marginal bone loss around oral implants the result of a provoked foreign body reaction? Clin Implant Dent Relat Res, 2014. 16(2): p. 155-65.

16. Granchi, D., et al., The influence of alumina and ultra-high molecular weight polyethylene particles on osteoblast-osteoclast cooperation. Biomaterials, 2004. 25(18): p. 4037-45.

17. Albrektsson, T., et al., Survival of NobelDirect implants: an analysis of 550 consecutively placed implants at 18 different clinical centers. Clin Implant Dent Relat Res, 2007. 9(2): p. 65-70.

Documents

EVALUAREA CALITĂȚII IMPLANTURILOR DENTARE SUB …journal.adre.ro/wp-content/uploads/2016/06/EVALUAREA-CALITATII... · anorganice majore care provin din procesul de producție sunt