Streszczenie
celem pracy była ocena wpływu powierzchni kontaktowej implantów stomatologicznych implantów implantologicznych na wzrost poziomu tytanu we krwi. Zmiany stężenia tytanu we krwi oceniano po wszczepieniu implantów u 30 pacjentów, w tym 15 kobiet i 15 mężczyzn. Pacjenci byli podzieleni na 3 grupy, ponieważ implanty stomatologiczne były stosowane tylko na szczęce, tylko żuchwie, lub na obu., Biorąc pod uwagę budowę anatomiczną i wskazania protetyczne, obliczono i zapisano dla każdego pacjenta całkowitą powierzchnię kontaktu implant-kość po wszczepieniu implantu. Próbki krwi pacjentów pobrane przedoperacyjnie i pooperacyjnie po 12 tygodniach analizowano przy pomocy urządzenia ICP-MS. U każdego pacjenta analizowano stężenie tytanu we krwi w próbkach krwi przedoperacyjnej i pooperacyjnej, a wyniki oceniano statystycznie., W ocenie po analizie zmian poziomu tytanu we krwi, o ile u pacjentów z grupy 1 stwierdzono istotne statystycznie zmniejszenie, o tyle u pacjentów z grupy 2 i grupy 3 stwierdzono istotne statystycznie zwiększenie do poziomu tytanu we krwi. Stwierdzono statystycznie istotną różnicę pomiędzy grupą 1 i grupą 2 oraz pomiędzy grupą 1 i grupą 3 pacjentów stężenia tytanu we krwi. Zmiana poziomu tytanu we krwi nie była związana z całkowitą powierzchnią implantu, liczbą implantów i płcią., W naszym badaniu nie stwierdzono korelacji pomiędzy zmianą poziomu tytanu we krwi a całkowitą powierzchnią kontaktu z kością implantów zębowych. Wierzymy, że dokładniejsze wyniki można uzyskać dzięki biopsji tkanek i narządów w badaniach na zwierzętach.
1. Wprowadzenie
chociaż implanty stomatologiczne zostały zastosowane w celu zastąpienia utraconego naturalnego uzębienia w celu odzyskania funkcji żucia, w ostatnich latach oczekiwania osób wymagają również staży estetycznych ., Implanty pojawiły się po raz pierwszy w 1960 roku, kiedy Branemark, szwedzki naukowiec, opisał osseointegrację, a następnie rozwój licznych systemów implantologicznych. Obecnie naukowcy koncentrują się na różnych wdrożeniach w celu przyspieszenia osseointegracji implantów zębowych i zwiększenia powierzchni kontaktu implant-kość . W tym celu obszary powierzchni osseointegracji są zwiększane przez chropowatość powierzchni implantów dentystycznych .
w nowoczesnej implantologii stosuje się implanty z czystego tytanu lub stopu tytanu., Właściwości implantów zębowych i ich interakcje z tkankami biologicznymi określa się za pomocą warstwy dwutlenku tytanu (TiO2). Stwierdzono, że tytan i stopy tytanu nadal ulegają korozji pomimo ich znacznej odporności na korozję ze względu na stabilność warstwy TiO2. Gdy odporna warstwa tlenku jest zakłócona lub oddzielona od części powierzchni, tytan może korodować tak samo jak inne metale lub może być erodowany przez siły umieszczone na nim, a tworząca się na nim warstwa tlenku może ulec rozpadowi ., Rutynowe i powszechne stosowanie implantów tytanowych wymagało kontroli produktów korozji. Celem pracy jest zbadanie wpływu całkowitego obszaru kontaktu Tytan-kość na wzrost poziomu tytanu we krwi. Liczba, średnica i długość implantów były brane pod uwagę przy obliczaniu całkowitej powierzchni kontaktu Tytan-kość.
2., Materiały i metody
do badania włączono pacjentów, u których zaplanowano wszczepienie implantów stomatologicznych po radiologicznych i wewnątrzustnych badaniach klinicznych w klinice chirurgii jamy ustnej i Szczękowo-Twarzowej Wydziału Stomatologii Uniwersytetu Atatürka (Tabela 1).,inuous drug use,
Po potwierdzeniu, że pacjenci spełniają kryteria określone w tabeli 1, uzyskano pisemną zgodę każdego pacjenta przed włączeniem go do badania. Z badania wykluczono implanty z powikłaniami takimi jak perforacja zatok szczękowych lub błony śluzowej nosa, dehiscencja kości, ubytek kości, niewystarczająca pierwotna stabilność i niedostateczne zakopanie implantu ze względu na ich ewentualny negatywny wpływ na badanie., Przed rozpoczęciem tego badania zaplanowanego na wolontariuszy, uzyskano pozwolenie etyczne (Atatürk University Faculty of Dentistry ethical Committee Decision No. 9/2013).
aby utworzyć grupy pacjentów, wybrano 10 pacjentów, którzy mają co najmniej dwa wskazania do wszczepienia implantów w żuchwie, szczęce lub obu żuchwie i szczęce. Do badania włączono 30 pacjentów (15 kobiet i 15 mężczyzn) (Tabela 2).,
Implant Direct Legacy 3 (Implant Direct®, Kalifornia, USA) w naszym badaniu wykorzystano implanty. Implanty nakładano tylko na żuchwę, szczękę lub zarówno żuchwę, jak i szczękę podczas tej samej sesji, gdzie żadna ze szczęk nie wymagała powiększenia. Biorąc pod uwagę średnice i długości producenta, zaplanowano średnice i długości implantów zgodnie z szerokością grzebienia wyrostka zębodołowego i odległością końcówki grzebienia wyrostka zębodołowego od struktur anatomicznych.,
w celu określenia długości implantu zastosowano tomografię komputerową wiązką stożkową (CBCT). Pomiary wykonano na uzyskanych obrazach CBCT (ryc. 1). Na podstawie pomiarów długości CBCT implanty zostały zastosowane w długościach 8 mm, 10 mm, 11,5 mm i 13 mm.
grubość kości wyrostka zębodołowego została zmierzona za pomocą CBCT w celu określenia średnicy implantu. Biorąc pod uwagę grubość kości wyrostka zębodołowego i kryteria estetyczne, implanty o średnicy 3,2 mm, 3,7 mm, 4.,7 mm i 5,7 mm zastosowano zgodnie z mezjalno-dystalną, wargowo-językową grubością kości wyrostka zębodołowego oraz kryteriami estetycznymi.
przed wszczepieniem implantu pobierano krew z pacjentów za pomocą strzykawek 20 cm3 (Hayat Sırınga, Stambuł, Turcja) i wstrzykiwano do 9 cm3 suchych probówek do pobierania bez dodatku dodatków (Vacutest Kima Srl, Piove di Sacco, Włochy). Próbki krwi w probówkach przechowywano w temperaturze +4°c w lodówce. Pacjenci zostali przygotowani zgodnie z wytycznymi sterylizacji i przeprowadzono znieczulenie miejscowe., Aby ustalić jałowe pole chirurgiczne, obszar okołoustny oczyszczono 10% roztworem antyseptycznym jodu powidonu, a jamę ustną przepłukano 0,12% roztworem glukonianu chlorheksydyny przez minutę. Znieczulenie miejscowe wykonano znieczuleniem miejscowym zawierającym 40 mg chlorowodorku artykainy i 0,012 mg chlorowodorku epinefryny na mililitr (Ultracain® D-S Forte, Sanofi-Aventis Deutschland GmbH, Niemcy)., Przed zabiegiem chirurgicznym u każdego pacjenta mierzono ciśnienie tętnicze krwi, aby upewnić się, że ciśnienie rozkurczowe i skurczowe wynosi odpowiednio poniżej 90 mmHg I 140 mmHg. Wykonano nacięcie szczelinowe odpowiednie dla planowanego obszaru implantu i podniesiono Płatek mucoperiosteal. Następnie przygotowano otwór implantu. W protokole chirurgicznym Implant Direct Legacy 3 zastosowano system wierteł o szerokości 2,3 mm, 2,8 mm, 3,4 mm, 3,8 mm, 4,4 mm i 5,1 mm. otwory na implantach przygotowywano przy 800 obr. / min. w chłodzeniu solą fizjologiczną przy minimalnym urazie kości., Otwory na implantach oceniano za pomocą pinów równoległych pod kątem zależności kątowej między pionową osią implantu a sąsiednimi zębami lub implantami. Implanty zostały umieszczone w taki sposób, że ich tytanowe powierzchnie były całkowicie pokryte kością (ryc. 2).
Po umieszczeniu implantów w kościach wymieniono płaty mucoperiosteal i zszywano jedwabiem 3-0. Wykonano pooperacyjne badania radiologiczne kontrolne (rycina 3)., Pacjentom, którzy przeszli operację wszczepienia implantu, przepisano antybiotyk (2 × 1) zawierający 875 mg amoksycyliny i 125 mg kwasu klawulanowego (Augmentin ® BID tablet 1000 mg, GlaxoSmithKline, Brentford, Wielka Brytania), niesteroidowe przeciwzapalne leki przeciwbólowe (2 × 1) naproksen sodowy (Apranax Fort® film tablet 550 mg, Abdi Ibrahim Ilaç A. Ş. Andorex® 200 ml gargara, Pharmactive, Stambuł, Turcja) oraz płyn do płukania jamy ustnej zawierający chlorowodorek benzydaminy + glukonian chlorheksydyny (andorex ® 200 ml gargara, Pharmactive, Stambuł, Turcja). Po gojeniu się ran, 7 do 10 dni po zabiegu, usunięto szwy.,
po wszczepieniu implantów zapisywano numer implantu, długość i średnicę u każdego pacjenta. Całkowita powierzchnia kontaktu Tytan-kość dla każdego implantu została obliczona na podstawie danych producenta implantu dotyczących powierzchni tytanu (Tabela 3).
suma powierzchni implantów określa całkowitą powierzchnię, na której implanty mają kontakt z kością., Surface area for each patient in the groups was calculated and these values were arranged into tables (Tables 4–6).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
w celu określenia przedoperacyjnego poziomu tytanu we krwi, próbki krwi zostały pobrane w probówkach bez dodatków przed zabiegiem chirurgicznym i przechowywane w temperaturze +4°c w lodówce., Drugą próbkę krwi pobrano 12 tygodni po zabiegu i przechowywano w lodówce (ryc. 4). Sześćdziesiąt probówek próbek krwi zostało wysłanych do Centralnego Laboratorium Badawczego MERLAB (Istanbul University Technology Transfer Placement and Research Center) w celu określenia poziomu tytanu we krwi.
poziomy tytanu we krwi mierzono za pomocą analizatora ICP-MS serii Thermo Elemental X w firmie MERLAB. Stężenie tytanu w próbkach krwi mierzono w mg / kg (ppm).,
analizy statystyczne przeprowadzono przy użyciu SPSS V.16.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Test Kołmogorowa-Smirnowa został użyty do określenia, czy dane próbki były normalnie dystrybuowane. Aby ocenić, czy zmiany stężenia tytanu we krwi różniły się w zależności od płci, zastosowano test niezależnych próbek. Do badania zmian stężenia tytanu we krwi pomiędzy grupami zastosowano jednokierunkową analizę wariancji (ANOVA), a do wykrywania istotnych różnic między grupami zastosowano test LSD (Least Significant Difference)., Analiza korelacji została wykorzystana do oceny, czy powierzchnia implantu i numer implantu mają liniowy związek ze zmianą poziomu tytanu we krwi. / Align = „left” /
3. Wyniki
nasze badanie obejmowało 15 (50%) kobiet i 15 (50%) mężczyzn o średnim wieku 42,80 ± 12,04 lat (zakres: 18 do 61 lat). Liczba implantów zastosowanych u jednego pacjenta wahała się od 2 do 12.
test Kołmogorowa-Smirnowa wykazał, że zmiana stężenia tytanu we krwi rozkładała się normalnie w zależności od płci ., Zgodnie z wynikami badań niezależnych próbek stwierdzono statystycznie istotną różnicę w przedoperacyjnym stężeniu tytanu we krwi pomiędzy samcami i samicami. Nie stwierdzono jednak istotnej różnicy między płciami w stężeniu tytanu we krwi pooperacyjnej . Ponadto nie stwierdzono statystycznie istotnej różnicy między zmianami stężenia tytanu we krwi u mężczyzn i kobiet () (Tabela 7).,
Kiedy porównywano zmiany stężenia tytanu we krwi pomiędzy grupami, wynik testu Kołmogorowa-Smirnowa wykazał, że rozkład danych był jednorodny, dlatego przeprowadzono jednokierunkową analizę wariancji (tabela 8).
| suma kwadratów | DF | kwadrat średnie | |||
| pomiędzy grupami | 0.080 | 2 | 0.040 | 3.,778 | |
| Inside groups | 0.285 | 27 | 0.011 | ||
| Total | 0.364 | 29 | |||
Kiedy porównywano zmiany stężenia tytanu we krwi pomiędzy grupami, nie stwierdzono statystycznie istotnej różnicy między żuchwą a żuchwą i szczęką . Istnieje jednak znacząca różnica między grupą tylko szczękową a pozostałymi dwoma grupami () (tabela 9).,
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
w celu określenia związku powierzchni implantu i numeru implantu ze zmianą poziomu tytanu we krwi, przeprowadzono analizę korelacji i nie stwierdzono istotnego związku między powierzchnią implantu a zmianą poziomu tytanu we krwi w żadnej z trzech grup () (ryc. 5). Nie stwierdzono istotnej korelacji pomiędzy liczbą implantów a zmianą poziomu tytanu we krwi () (ryc. 6).,
4. Dyskusja
implant-supported prothetic staże są alternatywne metody leczenia, które dają dobre wyniki ., Tytan i / lub stopy tytanu (Ti6AL4V) są rutynowo stosowane w przemyśle opieki zdrowotnej do produkcji różnych implantów, takich jak protezy szyjki macicy, protezy stawów, mini-płytki, mini-śruby i implanty stomatologiczne. Współczesne implanty stomatologiczne to śrubowe struktury ze stopu tytanu, które mają szorstką powierzchnię i przypominają korzeń zęba. Ponadto powierzchnie implantów mogą być szorstkie przez natrysk plazmowy, trawienie kwasem i piaskowanie. Procesy te są stosowane na powierzchni w celu zwiększenia powierzchni kontaktu implant-kość, zwiększając w ten sposób potencjał osseointegracji implantów.,
częste stosowanie materiałów na bazie tytanu i nie znając ogólnoustrojowego i lokalnego działania tytanu całkowicie skoncentrowały się badania nad tytanem. Ponieważ objętość i masa tytanu na bazie szyjki macicy, kolana i innych całkowitych protez stawów są wysokie, badania są wykonywane głównie w ortopedii i toksykologii. Tytan jest szeroko stosowany w przemyśle spożywczym i farb, jak również. Ze względu na jego powszechne zastosowanie, pojawiły się obawy, że toksyczność tytanu może mieć negatywny wpływ na zdrowie ludzkie, takie jak reakcje zapalne w płucach i nowotwory złośliwe ., Badania epidemiologiczne wykazały, że TiO2 nie działa rakotwórczo ani nie powoduje uszkodzeń układu oddechowego . Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) zaklasyfikowała jednak TiO2 jako „potencjalnie rakotwórczy dla ludzi” (Grupa 2b), na podstawie badań inhalacyjnych, które wywołały guzy płuc u szczurów . Podanie doustne, podskórne i dootrzewnowe nie zwiększało częstości występowania guzów u myszy i szczurów. IARC oceniła również implanty tytanu lub stopów na bazie tytanu jako „niewyklasyfikowane pod względem ich rakotwórczości dla ludzi” (Grupa 3) .,
w badaniu Pattona i wsp. w przypadku implantów ortopedycznych obserwowano zwiększenie stężenia tytanu w surowicy, jednak nie stwierdzono, aby było ono istotne statystycznie. Karahalil i in. przeprowadzono badanie genotoksyczności z użyciem testu mikrojądrowego u pacjentów, którzy otrzymali mini-płytki po operacji ortognatycznej lub implantach dentystycznych i pobrali próbki błony śluzowej jamy ustnej z obu grup pacjentów. Analiza próbek wykazała obecność tytanu w błonie śluzowej jamy ustnej w obu grupach; jednak poziomy tytanu nie były wystarczająco wysokie, aby spowodować uszkodzenie DNA. W badaniu przeprowadzonym przez Warheit et al., , tytan nie wykazuje toksycznego wpływu na tkanki. Autorzy stwierdzili, że wysoka dawka 1000 mg/kg TiO2 nie powodowała żadnych działań niepożądanych u szczurów. Podkreślali, że naukowcy muszą przeprowadzić nowe badania w celu standaryzacji informacji na temat toksyczności tytanu. Ci sami autorzy wskazali również, że nie obserwowano objawów przedwczesnego porodu, martwego porodu, śmierci lub toksyczności u ciężarnych szczurów, którym podawano nanocząstki TiO2 . Ipach i in. zbadano, czy liczba śrub i złączy stosowanych w chirurgii kręgosłupa ma jakąkolwiek korelację z poziomem tytanu we krwi., Nie stwierdzono korelacji między poziomem tytanu we krwi a liczbą implantów tytanowych używanych do operacji.
wykryto TiO2 głównie w wątrobie, śledzionie, nerkach i płucach myszy przez ICP-MS. zidentyfikowano uszkodzenie wątroby, plamistą martwicę hepatocytów i obrzęk kłębuszków. Zgłaszano zwiększenie stosunku alat do AspAT, co jest wskaźnikiem uszkodzenia wątroby.
zbadano, czy istnieje związek między stężeniem tytanu w surowicy a powierzchnią implantu po zespoleniu rdzenia u dzieci., Stwierdzono, że liczba zespoleń kręgów, liczba śrub szypułkowych, całkowita długość pręta i powierzchnia implantu mają istotny związek z pooperacyjnym poziomem tytanu w surowicy. W naszym badaniu liczba implantów dentystycznych i obszar kontaktu implant-kość nie miały związku ze zmianą poziomu tytanu we krwi. Jednak całkowita powierzchnia implantów stomatologicznych jest znacznie mniejsza niż implantów ortopedycznych., W związku z tym, ta stosunkowo mała powierzchnia mogła być powodem, dla którego liczba implantów dentystycznych i całkowita powierzchnia kontaktu implant-kość nie miały korelacji ze zmianą poziomu tytanu we krwi. Stwierdzono, że produkty korozji są przenoszone przez krwiobieg do odległych miejsc, takich jak włosy, płuca i śledziona, gdy ich stężenie w surowicy wzrasta .
chociaż istnieją liczne badania nad toksycznością tytanu, ogólnoustrojowe działanie tytanu i wpływ na poszczególne narządy, zakres dawek toksycznych i aktywność genotoksyczna nie zostały w pełni wyjaśnione., W stomatologii tytan jest stosowany w produkcji wielu materiałów, takich jak implanty stomatologiczne, mini-płyty, mini-śruby, pilniki endodontyczne i instrumenty ręczne. Pomimo szerokiego zastosowania tytanu w stomatologii, przeprowadzono bardzo niewiele badań na temat tytanu.
Baykus badał wpływ mini-płyt i śrub stosowanych w chirurgii ortognatycznej na poziom tytanu w odległych narządach, takich jak włosy i paznokcie. Próbki pobrano od 14 do 96 miesięcy po operacji. Analiza próbek wykazała znaczny wzrost poziomu tytanu we włosach i paznokciach., Stężenie tytanu we włosach u pacjentów implantowanych było 7 razy wyższe niż w grupie kontrolnej. Poziom tytanu w paznokciach u pacjentów z implantami był również znacznie wyższy niż w grupie kontrolnej. Autorzy zasugerowali, że ten znaczący wzrost poziomu tytanu we włosach i paznokciach mógł wynikać z implantów tytanowych umieszczonych u pacjentów.
Kılıc zbadał, czy stężenie tytanu w surowicy u pacjentów z implantami dentystycznymi powodowało wzrost stężenia interleukiny-1 beta (IL-1β), interleukiny-6 (IL-6), interleukiny-10 (IL-10) i czynnika martwicy nowotworu alfa (TNFa)., Niezależnie od liczby, średnicy i długości implantów zastosowano dwie różne marki implantów. Stężenie tytanu i interleukiny w surowicy oznaczano przedoperacyjnie i 4 miesiące pooperacyjnie. Wyniki badania wykazały znaczny wzrost stężenia IL-6, IL-10 i TNFa. Zaobserwowano jednak znaczące zwiększenie stężenia IL-1β. Implanty stomatologiczne spowodowały nieswoisty wzrost stężenia tytanu w surowicy u wszystkich pacjentów. W naszym badaniu wzrost poziomu tytanu w surowicy nie zaobserwowano u każdego pacjenta, który otrzymał implanty stomatologiczne., Stężenie tytanu w surowicy zmniejszyło się w grupie 1, natomiast w grupie 2 i 3, jednak wzrost ten nie był statystycznie istotny. Uważamy, że różna gęstość i unaczynienie górnej i dolnej szczęki może mieć wpływ na obecność znaczącej różnicy między grupą 1 a pozostałymi dwoma grupami. Odporność kości wyrostka zębodołowego na umieszczenie implantu może spowodować, że małe kawałki tytanu odrywają się od powierzchni implantu, zwiększając w ten sposób korozję., Uważamy, że ponieważ gęstość kości wyrostka zębodołowego jest niższa w szczęce niż w żuchwie, trudniej jest oderwać kawałki tytanu od powierzchni implantu, a tytan ulega mniejszej korozji z powodu zmniejszonego stresu działającego na implanty stomatologiczne. Ponadto, ponieważ szczęka jest bardziej naczyniowa niż żuchwa, produkty korozji w szczęce mogą szybciej przedostać się do krążenia i gromadzić się w odległych narządach w krótszym czasie, co powoduje, że pomiary poziomu tytanu we krwi wprowadzają w błąd., Jednak różna gęstość i unaczynienie między szczęką a żuchwą nie wyjaśnia obniżenia poziomu tytanu we krwi. Ponadto, znaleźliśmy spadek poziomu tytanu we krwi DLA IMPLANTÓW tylko do szczęki. Sądziliśmy, że spadek ten może być związany z żywnością i farmaceutykami bez określonej przyczyny. Ponieważ tytan jest stosowany w wielu gałęziach przemysłu, takich jak żywność i farmaceutyki, dlatego kojarzenie nonificant wzrost i spadek poziomu tytanu we krwi wyłącznie z implantów dentystycznych może być mylące., Badania toksyczności tytanu na Krwi, produkty krwiopochodne, tkanki i narządy po implantacji dentystycznej powinny obejmować pomiary innych metali obecnych w składzie implantów dentystycznych, takich jak aluminium i wanad. Wykrywanie zmian w poziomach tych metali i czy zmiany te korelują ze zmianami w poziomie tytanu może ułatwić identyfikację źródła jako implanty stomatologiczne, czy nie.
stwierdzono statystycznie istotną różnicę w przedoperacyjnym stężeniu tytanu we krwi u mężczyzn i kobiet., Myśleliśmy, że różnica między kobietami i mężczyznami była związana z pewnymi warunkami dla wielu branż, takich jak żywność i farmaceutyki, kosmetyki i herpes simplex, zapalenie warg, leki przeciwzapalne, przeciwtrądzikowe i śluzówki jamy ustnej, które zawierają TiO2.
5. Wnioski
nasze badanie wykazało, że zmiany poziomu tytanu we krwi można łatwo określić. Uważamy, że ta sytuacja powinna być poparta badaniami na zwierzętach, biorąc pod uwagę, że tytan gromadzi się w tkankach i narządach.,
dostępność danych
dane wykorzystane na poparcie wyników tego badania są dostępne od autora korespondenta na żądanie.
konflikty interesów
autorzy oświadczają, że nie ma konfliktów interesów dotyczących publikacji niniejszego artykułu.
podziękowania
opracowanie zostało wsparte koordynacją projektów badawczych Uniwersytetu Atatürka z projektem nr 2013/260 BAP.
Dodaj komentarz