Abstract
Lo scopo di questo studio era valutare l’effetto dell’area totale di contatto impianto-osso degli impianti dentali applicata su pazienti edentuli parziali o totali sull’aumento del livello di titanio nel sangue. Le variazioni dei livelli ematici di titanio sono state valutate dopo il posizionamento degli impianti dentali in 30 pazienti di cui 15 femmine e 15 maschi. I pazienti sono stati divisi in 3 gruppi poiché gli impianti dentali sono stati applicati solo su mascella, mandibola o entrambi., Prendendo in considerazione la formazione anatomica e l’indicazione protesica, l’area di contatto totale impianto-osso dentale è stata calcolata e salvata per ogni paziente dopo il posizionamento degli impianti dentali. Campioni di sangue dei pazienti prelevati preoperativamente e postoperatorio a 12 settimane sono stati analizzati dal dispositivo ICP-MS. I livelli di titanio nel sangue di campioni di sangue preoperatori e postoperatori sono stati analizzati per ciascun paziente e i risultati sono stati valutati statisticamente., Nella valutazione dopo aver analizzato i cambiamenti del livello di titanio nel sangue, mentre è stata osservata una diminuzione statisticamente significativa nei pazienti del Gruppo 1, è stato osservato un aumento statisticamente significativo nei pazienti del gruppo 2 e del gruppo 3 a livello di titanio nel sangue. Una differenza statisticamente significativa è stata osservata tra il Gruppo 1 e il Gruppo 2 e tra i pazienti del Gruppo 1 e del Gruppo 3 dei livelli di titanio nel sangue. La variazione del livello di titanio nel sangue non è stata correlata alla superficie totale dell’impianto-osso, al numero degli impianti e al sesso., Nel nostro studio, non è stata trovata alcuna correlazione tra il cambiamento del livello di titanio nel sangue e l’area di contatto totale con l’osso degli impianti dentali. Crediamo che risultati più accurati possano essere ottenuti con la biopsia di tessuti e organi su studi su animali.
1. Introduzione
Sebbene gli impianti dentali siano stati applicati per sostituire la dentatura naturale persa al fine di riguadagnare la funzione masticatoria, negli ultimi anni, le aspettative degli individui richiedono anche posizionamenti estetici ., Gli impianti sono apparsi per la prima volta nel 1960 quando Branemark, uno scienziato svedese, ha descritto l’osteointegrazione, e questo è stato seguito dallo sviluppo di numerosi sistemi implantari. Oggi, i ricercatori si concentrano su varie implementazioni al fine di accelerare l’osteointegrazione degli impianti dentali e aumentare la superficie di contatto impianto-osso . A tale scopo, le aree superficiali di osteointegrazione vengono aumentate irruvidendo le superfici dei materiali implantari dentali .
Nell’implantologia moderna vengono utilizzati impianti dentali in titanio puro o in lega di titanio., Le caratteristiche degli impianti dentali e le loro interazioni con i tessuti biologici sono definite mediante lo strato di biossido di titanio (TiO2). È stato riferito che il titanio e le leghe di titanio ancora subiscono la corrosione malgrado la loro resistenza significativa a corrosione dovuto la stabilità dello strato TiO2. Una volta che lo strato di ossido resistente viene interrotto o separato da una parte della superficie, il titanio può corrodersi tanto quanto altri metalli o può essere eroso dalle forze poste su di esso e lo strato di ossido che si forma su di esso può essere disintegrato ., L’uso sistematico e diffuso di impianti a base di titanio ha reso necessario il controllo dei prodotti di corrosione. Lo scopo di questo studio è quello di studiare l’effetto dell’area di contatto totale titanio-osso sull’aumento del livello di titanio nel sangue. Il numero, il diametro e la lunghezza degli impianti sono stati presi in considerazione nel calcolo dell’area totale di contatto titanio-osso dell’impianto.
2., Materiali e metodi
I pazienti in cui è stato pianificato il posizionamento dell’impianto dentale dopo gli esami clinici radiologici e intraorali presso il Dipartimento di Chirurgia orale e maxillo-facciale della Facoltà di Odontoiatria dell’Università di Atatürk sono stati inclusi nello studio (Tabella 1).,inuous drug use,
Dopo aver confermato che i pazienti soddisfano i criteri specificati nella Tabella 1, il consenso scritto informato è stato ottenuto da ciascun paziente prima che fossero inclusi nello studio. Gli impianti con complicanze quali perforazione del seno mascellare o della mucosa nasale, deiscenza ossea, difetto osseo, inadeguata stabilità primaria e insufficiente seppellimento dell’impianto sono stati esclusi dallo studio a causa del loro possibile effetto negativo sullo studio., Prima di iniziare questo studio pianificato su partecipanti volontari, è stato ottenuto il permesso etico (Atatürk University Faculty of Dentistry Ethical Committee Decision No. 9/2013).
Per formare i gruppi di pazienti, 10 pazienti sono stati selezionati tra i pazienti che hanno almeno due indicazioni per il posizionamento dell’impianto nella loro mandibola, mascella, o sia mandibola e mascella. Nello studio sono stati inclusi un totale di 30 pazienti (15 femmine e 15 maschi) (Tabella 2).,
Gli impianti Implant Direct Legacy 3 (Implant Direct®, California, USA) sono stati utilizzati nel nostro studio. Gli impianti sono stati applicati alla mandibola solo, la mascella solo, o sia la mandibola e la mascella durante la stessa sessione, dove nessuna delle mascelle richiesto alcun aumento. Tenendo in debita considerazione i diametri e le lunghezze del produttore, i diametri e le lunghezze dell’impianto sono stati pianificati in base alla larghezza della cresta alveolare e alla distanza della punta della cresta alveolare dalle strutture anatomiche.,
Per determinare la lunghezza dell’impianto, è stata utilizzata la tomografia computerizzata a fascio di cono (CBCT). Le misurazioni sono state effettuate sulle immagini CBCT ottenute (Figura 1). Sulla base delle misurazioni della lunghezza CBCT, gli impianti sono stati applicati a lunghezze di 8 mm, 10 mm, 11,5 mm e 13 mm.
Lo spessore osseo alveolare è stato misurato con CBCT per determinare il diametro dell’impianto. Considerando lo spessore osseo alveolare e criteri estetici, impianti con un diametro di 3,2 mm, 3,7 mm, 4.,7 mm e 5,7 mm sono stati applicati secondo lo spessore mesiale-distale, labiolinguale dell’osso alveolare e criteri estetici.
Prima del posizionamento dell’impianto, il sangue è stato prelevato dai pazienti utilizzando siringhe da 20 cc (Hayat Sırınga, Istanbul, Turchia) e iniettato in provette di raccolta senza additivi da 9 cc (Vacutest Kima Srl, Piove di Sacco, Italia). I campioni di sangue in provette sono stati conservati a + 4°C in frigorifero. I pazienti sono stati preparati secondo le linee guida di sterilizzazione ed è stata eseguita l’anestesia locale., Per stabilire il campo chirurgico sterile, la regione periorale è stata pulita con una soluzione antisettica di iodio povidone al 10% e la cavità orale è stata risciacquata con una soluzione di gluconato di clorexidina allo 0,12% per un minuto. L’anestesia locale è stata eseguita con un anestetico locale che contiene 40 mg di articaina cloridrato e 0,012 mg di epinefrina cloridrato per millilitro (Ultracain® Ds Forte, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH, Germania)., Prima dell’intervento chirurgico, la pressione arteriosa è stata misurata in ogni paziente per assicurarsi che le letture della pressione arteriosa diastolica e sistolica siano inferiori a 90 mmHg e 140 mmHg, rispettivamente. È stata eseguita un’incisione crestale adatta all’area dell’impianto pianificata e un lembo mucoperiosteo è stato sollevato. Successivamente, è stato preparato il foro dell’impianto. Il sistema di perforazione descritto nel protocollo chirurgico Implant Direct Legacy 3 è stato utilizzato nell’ordine della larghezza di 2,3 mm, 2,8 mm, 3,4 mm, 3,8 mm, 4,4 mm e 5,1 mm. I fori dell’impianto sono stati preparati a 800 giri / min sotto raffreddamento salino con un trauma minimo all’osso., I fori dell’impianto sono stati valutati utilizzando perni paralleli in termini di relazione angolare tra l’asse verticale dell’impianto e denti o impianti adiacenti. Gli impianti sono stati posizionati in modo tale che le loro superfici in titanio fossero completamente coperte dall’osso (Figura 2).
Dopo il posizionamento degli impianti nell’osso, i lembi mucoperiostei sono stati sostituiti e suturati con 3-0 seta. Sono state effettuate radiografie di controllo postoperatorio (Figura 3)., I pazienti sottoposti a chirurgia implantare è stato prescritto un antibiotico (2 × 1) contenente 875 mg amoxicillina e 125 mg di acido clavulanico (Augmentin® OFFERTA tablet 1000 mg, GlaxoSmithKline, Brentford, Regno Unito), un farmaco anti-infiammatori analgesico (2 × 1) naprossene sodico (Apranax Fort® pellicola tablet 550 mg, Abdi Ibrahim Ilaç A. Ş., Istanbul, Turchia), e un risciacquo orale contenente benzidamina cloridrato + clorexidina gluconato (Andorex® 200 ml gargara, Pharmactive, Istanbul, Turchia). Dopo la guarigione della ferita, da 7 a 10 giorni dopo l’intervento, le suture sono state rimosse.,
Dopo l’applicazione degli impianti, il numero, la lunghezza e il diametro dell’impianto sono stati registrati in ciascun paziente. L’area totale di contatto titanio-osso per ciascun impianto è stata calcolata utilizzando i dati sulla superficie di titanio del produttore dell’impianto (Tabella 3).
La somma delle superfici degli impianti definisce la superficie totale in cui gli impianti entrano in contatto con l’osso., Surface area for each patient in the groups was calculated and these values were arranged into tables (Tables 4–6).
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Per determinare i livelli preoperatori di titanio nel sangue, campioni di sangue sono stati raccolti in provette prive di additivi prima dell’intervento e conservati a +4°C in frigorifero., I secondi campioni di sangue sono stati raccolti 12 settimane dopo l’intervento e conservati in frigorifero (Figura 4). Sessanta provette di campioni di sangue sono stati inviati a Istanbul University Technology Transfer Placement e Research Center Central Research Laboratory (MERLAB) per determinare i livelli di titanio nel sangue.
I livelli di titanio nel sangue sono stati misurati utilizzando l’analizzatore ICP-MS della serie Thermo Elemental X presso MERLAB. I livelli di titanio dei campioni di sangue sono stati misurati in mg / kg (ppm).,
Le analisi statistiche sono state eseguite utilizzando SPSS v. 16.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, Stati Uniti d’America). Il test di Kolmogorov-Smirnov è stato utilizzato per determinare se i dati del campione erano normalmente distribuiti. Per valutare se la variazione dei livelli di titanio nel sangue differiva in base al sesso, è stato utilizzato il test indipendente-campioni-test. L’analisi unidirezionale del test di varianza (ANOVA) è stata utilizzata per studiare il cambiamento nei livelli di titanio nel sangue tra i gruppi e il test di differenza meno significativa (LSD) è stato utilizzato per rilevare differenze significative tra i gruppi., L’analisi di correlazione è stata utilizzata per valutare se l’area della superficie dell’impianto e il numero dell’impianto avessero una relazione lineare con la variazione dei livelli di titanio nel sangue. Significato è stato fissato a .
3. Risultati
Il nostro studio ha incluso 15 (50%) femmine e 15 (50%) maschi con un’età media di 42,80 ± 12,04 anni (intervallo: da 18 a 61 anni). Il numero di impianti applicati a un singolo paziente variava da 2 a 12.
Il test di Kolmogorov-Smirnov ha mostrato che la variazione dei livelli di titanio nel sangue è stata distribuita normalmente rispetto al genere ., Secondo i risultati del test indipendente-campioni -, c’era una differenza statisticamente significativa nei livelli di titanio nel sangue preoperatorio tra maschi e femmine. Tuttavia, non è stata trovata una differenza significativa nei livelli di titanio nel sangue postoperatorio tra i sessi . Inoltre, non c’è stata differenza statisticamente significativa tra le variazioni dei livelli di titanio nel sangue per maschi e femmine () (Tabella 7).,
Quando i cambiamenti nei livelli di titanio nel sangue sono stati confrontati tra i gruppi, il risultato del test Kolmogorov-Smirnov ha mostrato che la distribuzione dei dati era omogenea ; pertanto, è stata eseguita un’analisi unidirezionale della varianza (Tabella 8).
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significant difference.
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Quando i cambiamenti nei livelli di titanio nel sangue sono stati confrontati tra i gruppi, non è stata trovata una differenza statisticamente significativa tra la sola mandibola e i gruppi mandibola + mascella . Tuttavia, esisteva una differenza significativa tra il solo gruppo mascellare e gli altri due gruppi () (Tabella 9).,
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Al fine di determinare l’associazione della superficie dell’impianto e del numero di impianto con la variazione dei livelli di titanio nel sangue, è stata eseguita un’analisi di correlazione e non è stata trovata un’associazione significativa tra l’area della superficie dell’impianto e la variazione dei livelli di titanio nel sangue in nessuno dei tre gruppi () (Figura 5). Non è stata trovata alcuna correlazione significativa tra il numero di impianto e la variazione dei livelli di titanio nel sangue () (Figura 6).,
4. Discussione
I posizionamenti protesici supportati da impianti sono approcci terapeutici alternativi che danno buoni risultati ., Titanio e / o leghe di titanio (Ti6Al4V) sono abitualmente utilizzati nel settore sanitario per la produzione di vari impianti come protesi cervicali, protesi articolari, mini-piastre, mini-viti e impianti dentali. Gli impianti dentali contemporanei sono strutture in lega di titanio a forma di vite che hanno una superficie irruvidita e assomigliano a una radice del dente. Inoltre, le superfici dell’impianto possono essere irruvidite mediante spray al plasma, incisione acida e sabbiatura. Questi processi vengono applicati alla superficie per aumentare la superficie di contatto impianto-osso, migliorando così il potenziale di osteointegrazione degli impianti.,
L’uso frequente di materiali a base di titanio e non conoscendo completamente gli effetti sistemici e locali del titanio hanno concentrato gli studi sul titanio. Poiché il volume e la massa delle protesi cervicali, del ginocchio e di altre protesi articolari totali a base di titanio sono elevati, gli studi vengono eseguiti principalmente in ortopedia e tossicologia. Il titanio è ampiamente usato anche nelle industrie alimentari e delle vernici. A causa del suo uso diffuso, sono state sollevate preoccupazioni sul fatto che la tossicità del titanio possa avere effetti negativi sulla salute umana come risposte infiammatorie nei polmoni e malignità ., Studi epidemiologici hanno dimostrato che TiO2 non ha un effetto cancerogeno né provoca danni al sistema respiratorio . L’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC), tuttavia, ha classificato TiO2 come “possibilmente cancerogeno per l’uomo” (Gruppo 2B), sulla base di studi di inalazione che hanno indotto tumori polmonari nei ratti . La somministrazione orale, sottocutanea e intraperitoneale non ha aumentato l’incidenza di tumori nei topi o nei ratti. IARC ha anche valutato gli impianti di titanio o leghe a base di titanio come ” non classificabili per quanto riguarda la loro cancerogenicità per l’uomo” (Gruppo 3) .,
Nello studio di Patton et al. sugli impianti ortopedici, è stato osservato un aumento dei livelli sierici di titanio; tuttavia, questo aumento non è risultato statisticamente significativo. Karahalil et al. ha condotto uno studio di genotossicità utilizzando il test del micronucleo in pazienti che hanno ricevuto mini-piastre dopo chirurgia ortognatica o impianti dentali e raccolto campioni di mucosa orale da entrambi i gruppi di pazienti. L’analisi dei campioni ha rivelato la presenza di titanio nella mucosa orale in entrambi i gruppi; tuttavia, i livelli di titanio non erano abbastanza alti da causare danni al DNA. Nello studio condotto da Warheit et al., , il titanio non ha mostrato un effetto tossico sui tessuti. Gli autori hanno dichiarato che una dose elevata di 1000 mg/kg di TiO2 non ha causato alcun effetto negativo nei ratti. Hanno sottolineato che i ricercatori avevano bisogno di condurre nuovi studi per standardizzare le informazioni sulla tossicità del titanio. Gli stessi autori hanno anche indicato che la nascita prematura, il parto morto, la morte o i sintomi di tossicità non sono stati osservati quando a ratti gravidi sono state somministrate nanoparticelle di TiO2 . Ipach et al. ha studiato se il numero di viti e connettori utilizzati nella chirurgia spinale avesse qualche correlazione con i livelli di titanio nel sangue., Non hanno trovato alcuna correlazione tra i livelli di titanio nel sangue e il numero di impianti in titanio utilizzati per l’intervento chirurgico.
Wang et al. rilevato TiO2 principalmente nel fegato, nella milza, nei reni e nei polmoni dei topi da ICP-MS. Hanno identificato danni al fegato, necrosi spotty degli epatociti e gonfiore dei glomeruli. Hanno riportato un aumento del rapporto ALT / AST che è un indicatore di danno epatico.
Cundy et al. ha studiato se esistesse un’associazione tra i livelli sierici di titanio e la superficie dell’impianto dopo la fusione spinale nei bambini., Il numero di livelli di fusione vertebrale, il numero di viti peduncolari, la lunghezza totale dell’asta e l’area della superficie dell’impianto sono risultati avere un’associazione significativa con i livelli di titanio sierico postoperatorio. Nel nostro studio, il numero di impianti dentali e l’area di contatto impianto-osso non hanno avuto un’associazione con il cambiamento dei livelli di titanio nel sangue. Tuttavia, la superficie totale degli impianti dentali è significativamente inferiore a quella degli impianti ortopedici., Pertanto, questa superficie relativamente piccola potrebbe essere stata la ragione per cui il numero di impianti dentali e l’area di contatto totale impianto-osso non hanno avuto una correlazione con la variazione dei livelli di titanio nel sangue. È stato riferito che i prodotti di corrosione sono trasportati attraverso la circolazione sanguigna ai siti distanti quali i capelli, i polmoni e la milza mentre i loro livelli sierici aumentano .
Sebbene esistano numerosi studi sulla tossicità del titanio, gli effetti sistemici del titanio e gli effetti sui singoli organi, la gamma di dosi tossiche e l’attività genotossica non sono stati completamente chiariti., In odontoiatria, il titanio è utilizzato nella fabbricazione di numerosi materiali come impianti dentali, mini-piastre, mini-viti, file endodontici e strumenti manuali. Nonostante il suo ampio uso in odontoiatria, sono stati fatti pochissimi studi sul titanio.
Baykus ha studiato gli effetti di mini-piastre e viti utilizzate nella chirurgia ortognatica sui livelli di titanio di organi distanti come capelli e unghie. I campioni sono stati raccolti da 14 a 96 mesi dopo l’intervento. L’analisi dei campioni ha rivelato un aumento significativo dei livelli di titanio per capelli e unghie., I livelli di titanio dei capelli nei pazienti implantari erano 7 volte più alti rispetto al gruppo di controllo. Anche i livelli di titanio delle unghie nei pazienti con impianto erano significativamente più alti rispetto al gruppo di controllo. Gli autori hanno suggerito che questi aumenti significativi nei livelli di titanio dei capelli e delle unghie potrebbero essere il risultato di impianti a base di titanio collocati nei pazienti.
Kılıc ha studiato se i livelli sierici di titanio nei pazienti con impianto dentale hanno causato un aumento di interleuchina-1 beta (IL-1β), interleuchina-6 (IL-6), interleuchina-10 (IL-10) e fattore di necrosi tumorale alfa (TNFa)., Indipendentemente dal numero, dal diametro e dalla lunghezza degli impianti, sono state utilizzate due diverse marche di impianti. I livelli sierici di titanio e interleuchina sono stati misurati prima dell’intervento e 4 mesi dopo l’intervento. I risultati dello studio hanno mostrato aumenti non significativi nei livelli di IL-6, IL-10 e TNFa. Tuttavia, è stato osservato un aumento significativo del livello di IL-1β. Gli impianti dentali hanno determinato un aumento non significativo del livello di titanio sierico in tutti i pazienti. Nel nostro studio, un aumento del livello di titanio sierico non è stato osservato in tutti i pazienti che hanno ricevuto impianti dentali., I livelli sierici di titanio sono diminuiti nel gruppo 1, mentre i livelli sono aumentati nei gruppi 2 e 3; tuttavia, questo aumento non è stato statisticamente significativo. Riteniamo che la diversa densità e vascolarizzazione delle mascelle superiore e inferiore possa aver influenzato la presenza di una differenza significativa tra il Gruppo 1 e gli altri due gruppi. La resistenza dell’osso alveolare al posizionamento dell’impianto può provocare la rottura di piccoli pezzi di titanio dalla superficie dell’impianto, aumentando così la corrosione., Pensiamo che poiché la densità ossea alveolare è più bassa nella mascella che nella mandibola, è più difficile rompere i pezzi di titanio dalla superficie dell’impianto e il titanio subisce meno corrosione a causa della riduzione dello stress che agisce sugli impianti dentali. Inoltre, poiché la mascella superiore è più vascolare della mandibola, i prodotti di corrosione nella mascella superiore possono entrare nella circolazione più velocemente e accumularsi in organi distanti in un tempo più breve, rendendo fuorvianti le misurazioni del livello di titanio nel sangue., Tuttavia, la diversa densità e vascolarizzazione tra la mascella e la mandibola non spiegano la riduzione del livello di titanio nel sangue. Inoltre, abbiamo trovato una diminuzione dei livelli di titanio nel sangue per gli impianti solo nella mascella. Abbiamo pensato che questa diminuzione potesse essere correlata al cibo e ai prodotti farmaceutici senza una causa definita. Poiché il titanio è utilizzato in numerose industrie come alimenti e prodotti farmaceutici, quindi associare aumenti e diminuzioni non significativi dei livelli di titanio nel sangue esclusivamente con impianti dentali può essere fuorviante., Gli studi di tossicità del titanio su sangue, emoderivati, tessuti e organi dopo il posizionamento dell’impianto dentale dovrebbero incorporare misurazioni di altri metalli presenti nella composizione degli impianti dentali come alluminio e vanadio. Rilevare i cambiamenti nei livelli di questi metalli e se questi cambiamenti sono correlati con i cambiamenti nei livelli di titanio può facilitare l’identificazione della fonte come impianti dentali o meno.
C’era una differenza statisticamente significativa nei livelli di titanio nel sangue preoperatorio tra maschi e femmine., Abbiamo pensato che la differenza tra femmine e maschi fosse correlata ad alcune condizioni per numerose industrie come alimenti e prodotti farmaceutici, cosmetici e herpes simplex, cheilite, antinfiammatori, anti-acne e farmaci per la mucosa orale che contengono TiO2.
5. Conclusione
Il nostro studio ha dimostrato che i cambiamenti nei livelli di titanio nel sangue possono essere facilmente determinati. Pensiamo che questa situazione dovrebbe essere supportata da studi sugli animali, considerando che il titanio si accumula nei tessuti e negli organi.,
Disponibilità dei dati
I dati utilizzati per supportare i risultati di questo studio sono disponibili presso l’autore corrispondente su richiesta.
Conflitti di interesse
Gli autori dichiarano che non ci sono conflitti di interesse per quanto riguarda la pubblicazione di questo documento.
Riconoscimenti
Questo studio è stato supportato dal coordinamento dei progetti di ricerca scientifica dell’Università Atatürk con il progetto n. 2013/260 BAP.
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