9. 03. 2012

Implantáty s povrchem SYNTHEGRA

Při současných znalostech průběhu osseointegrace dentálních implantátů máme dostatek informací o vztahu způsobu ošetření povrchu implantátu a rychlosti a kvality osseointegrace. Povrch SYNTHEGRA® je Nd:YAG LASERem vytvořený, geometricky přesně definovaný povrch, který není v průběhu výroby kontaminován žádnou další chemickou substancí, neboť ke zdrsnění povrchu dochází vaporizací titanu po působení laserových impulsů na povrch implantátu. Tímto patentovaným způsobem je v současné době ošetřen pouze jediný typ implantátu – WAY, který existuje ve třech variantách: bone level, transmukózní implantát a implantát se zevním hexagonem.


Ošetření povrchu dentálních implantátů

Rozhodujícím faktorem, který ovlivňuje osseointegraci implantátu, je způsob ošetření jeho povrchu. Zdrsněním povrchu dochází ke zvětšení celkové plochy, na níž bude osseointegrace probíhat. Proto dáváme přednost povrchům mikrostrukturovaným. Toho můžeme dosáhnout dvěma základními postupy: adicí materiálu (titanium plasma spraying, elektrochemické povlakování bioaktivními materiály) nebo jeho odebráním (pískování, leptání, jejich kombinace). Problémem adičních metod je nedokonalost spojení doplňovaného materiálu s původním povrchem, u zdrsnění povrchu odebráním dochází ke kontaminaci vzniklých mikrostruktur částečkami materiálu, kterými byl implantát opracováván – tedy abrazivy a kyselinami. Po abrazi musí tedy následovat fáze precizně provedené dekontaminace, která by měla vést k odstranění veškerých chemických komponent pocházejících z jednotlivých fází výroby. Neproběhne-li dekontaminace řádně, je množství molekul titanu na povrchu implantátu tak redukováno, že nemusí osseointegrace implantátu pro míru jeho znečištění proběhnout na patřičné úrovni.

Tab. I Základní prvky na povrchu a síla titan-oxidové vrstvy u pěti zkoumaných dentálních implantátů, vypočteno z intenzit XPS

 

 

  1. U udaných hodnot je třeba počítat s relativní odchylkou ± 15%. 
  2. Stopové množství: tyto prvky byly zjištěny v poměru signál-šum > 3, ale intenzita je pro kvantifikaci příliš nízká. 
  3. Určení nebylo možné, protože titan-oxidová vrstva byla skrytá pod vrchní povrchovou vrstvou složenou zejména z C, Si a O (viz text).

Ve verzi PDF.

 

Po expozici povrchu titanové slitiny vzduchem dochází k její okamžité reakci s kyslíkem a uhlíkem v něm obsaženým. Nález jiných molekul na povrchu implantátu je důkazem, že povrch zůstal kontaminován, nejčastěji prvky obsaženými v kyselinách použitých k jeho naleptání a křemičitém písku z pískovačů. Procento molekul titanu na povrchu většiny implantátů se pak pohybuje mezi 14,5 až 0,9 % – dle kvality dekontaminačního procesu. To dokazují výsledky práce Massara a jeho kolektivu z roku 2002 (tab. I).[2] Další nevýhodou všech takto zpracovaných povrchů je fakt, že mikrostruktura vzniká náhodně, nelze ji předem přesně definovat ani určit. Geometrie těchto povrchů je v literatuře vyjádřena pouze statistickými parametry – poměrem Ra a Rm (obr. 1), kdy ale stejné výsledné číslo může charakterizovat dva zcela odlišné typy morfologie.[3]


SYNTHEGRA®

V roce 2007 představila italská společnost GEASS® na mezinárodním dentálním veletrhu IDS v Kolíně nad Rýnem svůj – již probíhající – projekt SYNTHEGRA® [1], který směřoval k vývoji nového typu mikrogeometricky definovatelného a nekontaminovaného, čistého povrchu titanových implantátů. Základním principem bylo ošetření povrchu implantátu Nd:YAG laserem v režimu Q-switching, který zvyšuje jeho intenzitu a umožňuje tak opracování kovových slitin. Vědeckovýzkumný tým projektu před uvedením nového povrchu ke klinickému využití oslovil několik univerzitních pracovišť ke spolupráci na testování in vivo.

 


Na plzeňské lékařské fakultě jsme provedli jeden z těchto testů. Zahájen byl v květnu roku 2007. Naším úkolem bylo zavedení 144 implantátů ošetřených 6 variantami mikrostruktury povrchu do dlouhých kostí vepřů. Výkony jsme provedli v celkové anestezii při orotracheální intubaci (obr. 2 a 3). Následně jsme porovnávali jejich osseointegraci s implantáty leštěnými a pískovanými 6 týdnů a 3 měsíce po jejich zavedení. Jednotlivé typy laserovaných povrchů se lišily vzájemnou vzdáleností jednotlivých jamek vytvořených laserem (5–30 µm) a jejich hloubkou (5–20 µm) (obr. 4).


 

Osseointegraci implantátů jsme hodnotili pomocí BIC a Torque Removal testem. Výsledný BIC jsme hodnotili jednak vyšetřením na konfokálním mikroskopu [4] po jejich výbrusu z kostí, jednak tradiční histologií (obr. 5). Syntézou výsledků všech provedených testů, pokusů in vitro a in vivo a dalších analýz vznikla definitivní podoba povrchu SYNTHEGRA®. Vzhledem ke způsobu jeho tvorby je povrch takto ošetřeného implantátu titanem tvořen z 23,6 %, kyslíkem z 41,5 % a uhlíkem z 34,9 %. Žádný jiný prvek nebyl metodou XPS (x-ray photoelectron spectroscopy) zjištěn. Osseoblasty mají tak díky čistotě a předem definované struktuře povrchu ideální podmínky k adhezi (obr. 6).

 

 

Varianty implantátu WAY

Implatáty WAY s laserovaným povrchem SYNTHEGRA® jsou v současné době vyráběny ve 3 variantách: bone level WAY Milano, transmukózní implantát WAY Roma a implantát se zevním hexagonem WAY Venezia (obr. 7). Spolu s původním implantátem Kentron, jehož povrch je ošetřen pískováním, jsou všechny typy zaváděny jedním společným instrumentariem, chirurgický protokol je jednoduchý a srozumitelný. Implantáty mají kónický tvar a samořezný závit, což zaručuje dobrou primární stabilitu při implantaci nejen ve standardních podmínkách, ale i při využití augmentačních technik. Preprotetické i protetické komponenty nabízejí veškeré možnosti ošetření, které současná implantologie požaduje, včetně té, která klade důraz na estetickou stránku výsledné práce. V posledních letech je bohužel u nás trendem používání levných kopií renomovaných implantologických systémů, vyrobených za nedoložených podmínek – při výrobě nejvíce vázne způsob závěrečné dekontaminace povrchu, kvalita použitých materiálů, způsoby balení a sterilizace. Povrch SYNTHEGRA® a implantáty jím ošetřené jsou určeny především lékařům, kterým záleží více na kvalitě technologie zpracování implantologického systému a jeho spolehlivosti než na celkovém zisku z ošetření.

 

Literatura:

  1. Di Narda F., „In vitro testing with osteoblastic cellular lines in order to evaluate adhesion, proliferation and differentiation on the synthegra surface compared to surfaces roughened through traditional methods“, 2008, http://www.synthegra.it/uploads/files/countdown3.pdf 
  2. Massaro C., Rotolo P., De Riccardis F., Milella E., Napoli A., Wieland M., Textor M. Spencer N.D., Brunette D.M., „Comparative investigation of the surface properties of commercial titanium implants. Part I: chemical composition”, J. Mater. Sci.: Mater. Med, 13: 535-548., 2002 
  3. Morra M., Cassinelli C., Bruzzone G., Carpi A., Di Santi G., Giardino R., Fini M., “Surface chemistry effects of topographic modification of titanium dental implant surfaces: 1. Surface Analysis”, Int. J. Oral Maxillofac. Implants 18:40-45, 2003 
  4. Piattelli A, Trisi P, Passi P, Piattelli M, Cordioli GP., „Histochemical and confocal laser scanning microscopy study of the bone-titanium interface: an experimental study in rabbits“, Biomaterials. 1994 Feb;15(3):194-200, 1994 

 

Autor: MUDr. et MUDr. Gabriela Pavlíková, 1. Stomatologická klinika LF UK a VFN Praha, odborný poradce pro orální chirurgii a implantologii,

StomaTeam 6/2010 Publikováno 22.11.2010 v rubrice Informační servis Autor: MUDr. et MUDr. Gabriela Pavlíková