Erfolgreiche Behandlung enossalen Dentalimplantaten ist abhängig von der Entstehung und Aufrechterhaltung von sicheren Implantat-Host Knochenfixierung. Dieses Kriterium für den Erfolg hat sich seit den späten 1970er Jahren als Folge der frühen Berichte von Branemark und Mitarbeiter über den erfolgreichen Einsatz von Gewinde, schraubenförmigen cpTi Implantate gesetzt mit einer sorgfältigen zweistufigen chirurgischen procedure.1 Ergebnis dieser früh erkannt worden Studien der Präges war, von Branemark, des Begriffs "Osseointegration", die für den Erfolg von Zahnimplantaten virtuelle direkte Implantat-Knochen-Kontakt als notwendige Voraussetzung beschrieben.
die Aufrechterhaltung dieser Zustand während der Implantat verwenden, um zu gewährleisten, hat dieses Kriterium gewesen zu "funktionelle Implantat Osseointegration" impliziert Wartung von 'close' Knochen-Implantat-Apposition während der Implantatbelastung verändert. In die Grundbegriffe zu halten, kann man zu "Osseointegration Potenzial" verschiedener Implantatdesigns als Mittel beziehen ihrer Rate der Knochenintegration zu vergleichen. Es wird angenommen, dass die "Osseointegration Potential" stark von Implantatoberflächengestaltung beeinflußt werden kann, da Anhaftung, Migration und Differenzierung von Zellen der osteogenen Linie an der Implantatoberfläche die Determinanten dieser Antwort sind. Somit ist der Schwerpunkt dieses Artikels auf Implantatoberflächen, die zu ihrer Herstellung verwendeten Verfahren, und in dem Maße, dass es bekannt ist, die Wirksamkeit der unterschiedlichen Oberflächengestaltungen bei der Förderung und Aufrechterhaltung der Osseointegration. Es wird auf die Osseointegration Potenzial von Zahnimplantaten sollen derzeit verfügbaren Implantatsysteme und experimentelle Oberflächenmodifikationen zu erhöhen.
Das weiche Bindegewebe-Implantat-Interface Region
Während Osseointegration für Implantaterfolg notwendig ist, ebenso wichtig für die langfristige Implantat Instandhaltung ist die Schaffung eines stabilen weichem Bindegewebe-Implantat-Grenzfläche am koronalen Implantatbereich. In dieser Hinsicht ist es allgemein anerkannt, dass eine glatte bearbeitete und polierte Oberfläche mit einer mittleren Oberflächenrauhigkeit (Ra) gleich 0,1 bis 0,3 m ist preferred.2,3 die Länge dieses "glatten" koronalen Bereich variiert mit verschiedenen Implantatkonstruktionen (up bis 3 mm oder so lang), an der vorgesehenen Implantationsstelle zu den Funktionen abhängt. Da bekannt ist, dass der Knochen nicht ohne weiteres auf solche glatten Oberflächen einander gegen wird, eine längere glatten koronalen Bereich opfert eine Länge des Implantats, an die Osseointegration auftreten könnte. Eine unregelmäßige Oberfläche, während die Osseointegration begünstigende, wenn in Kontakt mit der Mundhöhle anfälliger für Mikroorganismus und plaque Befestigungs ist.
Kürzlich, kurz (6 bis 12 mm), Weit Durchmesser (5 mm) mit Gewinde versehenen Implantate zur Verwendung in Regionen mit begrenzter Knochenvolumen und der Dichte (dh hinteren Backenstellen) wurden ohne 'glatt' koronalen Regionen eingeführt. Das Implantat aus mit Gewinden tiefer entlang der gesamten Implantatlänge wurde entwickelt aufgrund der tieferen Gewindedesign, größeren Durchmesser Implantat eine Knochenanlagefläche Bereich ausreichend für Implantat Stabilisierung haben, und Fäden entlang der gesamten Implantatlänge. Bei einem Jahresüberlebensraten von 91,8% gemeldet wurden und eine signifikante Anzahl von Implantaten zeigte Faden exposure.4 Renouard et al Besorgnis geäußert über die langfristige Prognose der 'kragen' Implantate im Hinblick auf die signifikanten Knochenverlust um die beobachtete Mehrheit der Implantate. Es scheint, dass die Forderung nach einer "glatten" koronalen Bereich, zumindest ausreichend früh krestalen Knochenverlust zur Aufnahme entweder aufgrund biomechanischen, biologischen, 5 oder bacterial6 Wirkungen notwendig ist.
Die Knochen-Biomaterial-Schnittstelle
Eine Überprüfung der Artikel in der aktuellen Zahnimplantat Zeitschriften und Marketing-Literatur beschreibt neue Designs stellt eine große Herausforderung für Zahnärzte, ob ein Design oder eine andere Angebote klinische Vorteile bei der Bestimmung. Zwar gibt es eine große Menge an Literatur ist darauf hindeutet, dass die meisten derzeit verfügbaren Implantate arbeiten zuverlässig und mit akzeptablen Erfolgsraten (& gt; 90% für einen Zeitraum von 5 Jahren und mehr) für die Platzierung in Websites von guter Qualität Knochen und mit ausreichend Knochenvolumen (Breite und 8 mm oder so) und eine niedrige Knochendichte (Typ 3 und 4 Knochen) .7 In diesen Situationen (zB posterioren Mandibula, Höhe), die Situation durch eine begrenzte Knochenhöhe gekennzeichnet (& lt nicht so klar ist für schwieriger zu Websites behandeln Oberkiefer), schnelle und starke Fixierung auf Knochen Diminutiv Implantate bevorzugt. Eine Anzahl von Oberflächenmodifikationen wurden vorgeschlagen, um dies zu erreichen. Einige von ihnen werden mit handelsüblichen Implantate verwendet, während Laboruntersuchungen von anderen ist noch nicht abgeschlossen.
Ein kurzer Überblick über die Oberflächengestaltung derzeit im Einsatz sowie einige von den untersuchten wird unten dargestellt. Osseointegration aller aktuell verfügbaren Implantate hängt in erster Linie auf mechanische (oder mikromechanische) Verriegelung von Implantat und Knochen. Dies gilt auch für so genannte "bioaktive" Implantate (HA-beschichtet) sowie Ti-basierte Implantate (cpTi oder Ti-Legierung) mit "passiven" Oberfläche Oxidschichten. Vorausgesetzt, dass die Knochen-Schnittstelle Implantatoberfläche verfügt über Funktionen, die erhebliche mechanische Verriegelung des Knochens, eine sichere langfristige Fixierung (& gt; 10 Jahre) ermöglichen, mit Erfolgsraten von mehr als 90%, in der Regel Ergebnis. Somit werden die Implantate mit Oberflächengeometrien und Strukturen gebildet, die eine solche mechanische Verriegelung ermöglichen. Bearbeitete Gewinde, gestrahlte, säuregeätzten, plasmagespritzt und poröse Oberflächen hergestellt, indem die derzeit verwendeten Implantatdesigns repräsentieren Sintern, die diese Bedingung zu erreichen.
Mit Gewinde Implantate (mechanisch bearbeitet, sandgestrahlte, säuregeätzten)
Bearbeitete, schraubenförmigen Implantate sind Beispiele für Designs, die in erster Linie auf makroskopische Oberflächenmerkmale (dh Fäden) zur Fixierung (1a & amp., b) verlassen. Wie in 1b gezeigt, zusätzlich zu ihren makroskopischen Eigenschaften, Bearbeitungslinien etwa ein Mikrometer oder so in der Breite und andere Oberflächenunregelmäßigkeiten (Pits, Rillen, Zonen von kaltverschweißten Ti) Form während der Implantat Bearbeitung.
Die Bildung dieser Mikrometergrße Merkmale wird auf die Verformungseigenschaften des metallischen Implantats zusammen. Ti Maschine notorisch schwierig zu einer glatten Oberfläche als Folge seiner Verformung und Oberflächeneigenschaften (d.h. es neigt Gall). Glatter bearbeiteten Oberflächen ergeben sich für Note 4 im Vergleich mit der Note 1 cpTi (Grad 4 hat eine höhere Zwischenebenen und damit eine höhere Streckgrenze) und Ti6Al4V verglichen mit cpTi (wieder aufgrund der höheren Streckgrenze der Legierung).
Während das Argument gemacht wurde dass diese feineren Merkmale Zellaktivität beeinflussen können dadurch die Osseointegration zu fördern, möglicherweise durch Osteokonduktivität und /oder einen Beitrag zur mechanischen Verriegelung, keine klinischen Follow-up-Daten wurden diese Preise durch einen Vergleich des Erfolgs von cpTi im Vergleich zu Ti-Legierung oder Grad 1 Verbesserung vorgestellt zu unterstützen im Vergleich zu Grad 4 cpTi Implantate, zum Beispiel. Der Grund für den Erfolg von Gewindeimplantaten in günstigen Implantationsstellen ist aufgrund von Knochen in enger Apposition zu den Gewindeflächen während der kritischen nach der Implantation Heilungsperiode bilden, in denen die Implantate sind nicht in Funktion. Implantatfixierung und Widerstand gegen Scherkräfte (vertikal und Drehmoment) im Anschluss an die Osseointegration an der Knochen-Implantat-Grenzfläche aufgrund von Reibung ist (wie bei jedem Schraubensystem). Daher wird Fixierungsstärke direkt an Implantat-Knochen-Interface-Bereich zusammen. Daher bearbeitet Gewindeimplantate einen festen Durchmesser muss ausreichend lang sein, um den Kräften zu widerstehen während der Funktion handeln
In Seiten begrenzter Knochenhöhe, also wo mehr Implantate (dh & gt; 10 mm). Kann nicht verwendet werden, mit Gewinde versehenen Implantaten von Standarddurchmesser (ca. 4 mm oder weniger) kann die erforderliche Fixierung nicht zur Verfügung stellen. Ebenso verlassen sich in Regionen mit geringer Knochendichte oder begrenzte kortikalen Knochendicke, in denen ausreichend Kauf der zu bearbeitenden Gewinde Gerät nicht möglich ist, Standardgewinde Implantate müssen auf Länge und Bi-kortikalen Fixierung, wenn möglich, für Stabilität.
Die jüngsten Entwicklungen die Osseointegration Potential von bearbeiteten Gewinde Implantate zu verbessern in anspruchsvolleren Situationen möglich Gebrauch zu ermöglichen hat, um i) erhöhen potentielle Knochen Schnittstelle Bereich und ii) zusätzliche Funktionen zu bewirken mikromechanische Verriegelung mit Knochen, die Implantatoberfläche beteiligt Texturierung. Um dies zu erreichen, haben machinedthreaded Implantate gewesen entweder gestrahlte, geätzten oder sandgestrahlten (sandgestrahlte) und Säure geätzt. Die Oberfläche eines geätzten Ti Legierung Implantat ist in Abbildung 2 das Säureätzen (in diesem Fall eine Säurebehandlung unter Verwendung von HCl und H2SO4 Lösungen bei erhöhten Temperaturen), führt zur Bildung von kleinen Mikrometergrße Vertiefungen über die gesamte Oberfläche gezeigt . Säureätzung Behandlungen in einigen Metallauflösung führen, das Ausmaß der Metallauflösung ist abhängig von der Stärke der verwendeten Säure, der Temperatur und der Reaktionszeit. Alle Fremdkörper versehentlich an der Oberfläche haften könnte auch dadurch gelöst werden, was zu einer saubereren Implantatoberfläche. Sharp Rauheiten, Grate oder andere Funktionen, die von der Bearbeitung zur Folge haben könnte und dass eine höhere Energieregionen darstellen (weniger stabil thermodynamisch) bevorzugt auflösen würde.
Grit führt zu einer unregelmäßigen Oberfläche mit Strahlen der Oberfläche Merkmale der Größe und Härte in Beziehung steht das Strahlmittel und Strahlbedingungen (Druck, Einfallswinkel von Explosion, Abstand von der Oberfläche zum Strahlen Strahl). Al2O3 und TiO2-Partikel wurden zum Strahlen verwendet. Studien haben gezeigt, dass die Rate der Knochenintegration mit sandgestrahlte Ti-Proben (wie durch die Histologie (Knochenkontaktlänge bestimmt) und Drehmomentprüfung) erschienen modifizierte größte für Oberflächen 75 m-Größe mit Körnung (vs 25 oder 250 m Al2O3 grit). 8
Das Konzept einer optimalen Oberflächenrauhigkeit und Geometrie für größte Osseointegration Potential wurde auch Erkenntnisse vorgeschlagen, von Buser et al.9 In dieser Studie wurde ein Sandstrahl und Säure-Ätz-Oberflächenbehandlung berichtet zu erklären, wurde berichtet, höchste Knochen zu fördern Anpassung und die Geschwindigkeit der Schnittstelle Scherfestigkeitsentwicklung. Ti plasmagespritzt und bearbeiteten Oberflächen wurden als minderwertig gefunden. Die Ti plasmagespritzten Oberfläche größere Oberflächenrauheit hatte und doch führte zu langsameren Raten von Knochenintegration in den berichteten Tierstudien.
Es wurde vorgeschlagen, dass diese Beobachtung durch eine nicht optimale Oberflächenrauhigkeit durch die raueren Plasma präsentiert werden könnte -sprayed Oberfläche. Das Problem ist keineswegs gut verstanden. Derzeit gibt es keine Daten auf Basis menschlichen klinischen Follow-up-Studien signifikante Unterschiede zwischen gestrahlte und geätzte oder säuregeätzten allein über Ti plasmagespritzte Implantate vorzuschlagen.
Tierstudien berichtet über die Wirkung von Oberflächenaufrauhung (Körnung gegen Säureätzung oder eine Kombination der beiden Verfahren Strahlen) zeigten deutlich, dass Oberflächenrauhigkeit auf Osseointegration Potenzial in den Tiermodellstudien einen signifikant positiven Einfluss hatte. Eine gewisse optimalen Grad an Oberflächenrauhigkeit erschien in schnelleren Raten der Osseointegration zu führen. Als Ergebnis wurden eine Reihe von Implantatsystemen mit einer solchen Oberflächenmodifikationen eingeführt wurden und derzeit verwendet werden. Die Ergebnisse der Implantatüberlebensraten oder mehr deutlich, kumulativen Erfolgsraten über längere Zeiträume (& gt; 5 Jahre) sind noch nicht verfügbar, um die Hypothese, dass eine Oberflächenvorbereitung Ausbeuten klinisch überlegene Ergebnisse zu testen. Der Grund für diese Oberflächenmodifikationen höher Osseointegration Potential von Implantaten zu fördern, um ihre zuverlässiger Einsatz in geringerer Dichte Knochen (Typ 3 und 4) und in Bereichen mit begrenztem Knochenvolumen zu ermöglichen (dh wo Implantatlänge begrenzt auf & lt; 10 mm, zum Beispiel).
Darüber hinaus wird das Konzept der schnelleren Osseointegration bevorzugt, da dies das Risiko reduziert, in allen Situationen des vorzeitigen Implantatbelastung (entweder geplant oder unbeabsichtigte) zur Bewegung des Implantats relativ führende Knochen dadurch zu beeinträchtigen Knochen Gastgeber Integration. Darüber hinaus schnellere Knochen Anpassung an und Integration mit Implantatoberflächen im kortikalen Implantatbereich, reduziert die Risiken von tiefen Vertiefungen in diesen Zonen zu entwickeln, die das Risiko eines Implantatversagen durch bakterielle Besiedlung und Periimplantitis erhöhen würde. Dies ist der Grund, warum einige neuere Entwürfe schmalen gestrahlte oder geätzte Bänder nur schlechter als die glatten koronalen Bundbereiche integriert haben. Auch die Bestätigung der klinischen Wirksamkeit dieses Ansatzes langfristigen klinischen Follow-up-Studien zum Vergleich ein Design mit einem anderen erfordert.
in dieser Hinsicht vielleicht von Bedeutung ist eine Studie von Drake et al, 10, die die positive Wirkung beschrieben von Säurebehandlung in zunehmender Ti oder Ti-Legierung Oberflächenhydrophilie wodurch die Rate der bakteriellen Kolonisierung von Oberflächen verringert und ermöglicht Bindegewebszellen Zugang zu und entwickeln Matrix am koronalen Implantatregion zu gewinnen. Während dies ein Vorteil der chemisch geätzten Oberflächen legen nahe, sei darauf hingewiesen, dass die meisten Implantate eine Säure Passivierungsbehandlung als letzte Stufe der Implantatzubereitung gegeben sind, werden sie bearbeitet, sandgestrahlten, plasmagespritzten oder sinter behandelt. . Während Drake Studie zu einem Bakterienstamm (S sanguis) begrenzt war, schlägt sie doch die Bedeutung der Oberflächenchemie neben Topographie in der Implantat Performance zu bestimmen
Oberflächenmodifizierung mit Additiv Verarbeitung:
Implantatoberflächenvorbereitung durch mechanische Bearbeitung, Säure Ätzen oder Sandstrahlen und Kombinationen dieser Operationen beinhalten die Entfernung von Material von einem Metallsubstrat. Sie lassen sich als subtraktive Prozesse beschrieben. Im Gegensatz additive Prozesse, durch Plasmaspritzen und Sintern dargestellt, fügen Material auf ein Substrat gewünschten Oberflächenstrukturen zu entwickeln. Eine Diskussion über die Herstellung und Eigenschaften von Implantatoberflächen so modifiziert, additiven Verfahren unter Verwendung folgt
Plasma-Spritz Implantate (Schrauben- und Einpress- Designs)
Plasma gespritzten Implantate (3a & amp; b). Gebildet durch Pulver mit Partikeln von 100 bis 300 Mikrometer Größe oder so in einen heißen Plasmaflamme eingeführt wird. Die Partikel sind vollständig oder teilweise im Randbereich der heißen Plasmaflamme aufgeschmolzen (der zentrale Bereich der Flamme erreicht Temperaturen von 15.000 bis 20,000C) und werden dann bei hoher Geschwindigkeit in einem Ionenstrom (in der Regel Ar-Ionen) und abgeschieden transportiert, wie geschmolzenen splats auf einem relativ kühlen Substratoberfläche metallischen Implantat (entweder cpTi oder Ti6Al4V).
die geschmolzenen Partikel auf der Substratoberfläche zu beeinträchtigen, die sich über sie als dünne Einlagen "splatted 'und rasch erstarren und dabei" einzufrieren "auf das vorge aufgerauhte Substratoberfläche. Somit wird während der Erstarrung, die mechanisch verriegelt mit der vorge aufgerauhte Substrat, und in gewissem Maße in Abhängigkeit von dem Material wird abgeschieden (Ti oder HA), diffundiert in und reagiert bei sehr schnellen Kühlraten (~ 106C /s), um das geschmolzene Material auftritt mit dem Substrat. Wiederholte Abscheidung von Partikeln auf dem Substrat und über zuvor aufgebrachten Schichten durch Rasterung der Plasmaflamme über das Substrat führt zu einem Aufbau von Beschichtungs auf eine gewünschte Dicke, (typischerweise 30 bis 50 Mikrometer).
Die endgültige Beschichtung ist durch eine sehr unregelmäßige Außenoberfläche gekennzeichnet, auf Grund der raschen Erstarrungsprozeß mit Vertiefungen und outcroppings des abgelagerten Materials. Einige Porosität führt unweigerlich innerhalb der Beschichtung, aber dies ist begrenzt auf maximal 10 Volumenprozent oder so und in der Regel für eine höhere Qualität Beschichtungen deutlich unter 5 Prozent. Das kleine Volumen der Poren, die entweder bilden mit den Oberflächenaussparungen verbunden sind oder innerhalb der Dicke der Beschichtung isoliert. Sehr unregelmäßige Oberflächen führen im Plasma mit Abmessungen der Oberflächenmerkmale zu sein bis zu 10 bis 30 Mikrometer oder so in Querschnitt und Tiefe Aufsprühen. Diese sind typischerweise viel gröber als die Mikrometergrße Ätzgruben und sandgestrahlte Oberflächenmerkmale (Abmessung von bis zu 10 Mikrometer oder so), die auf Implantatoberflächen durch das subtraktive Verarbeitungs zuvor beschriebenen Verfahren.
Solche Plasma sprühbeschichtet Implantate sind entweder Ti oder HA (nominal) Pulver zur Zeit gemacht. Die früheren Ergebnisse in chemisch gebundene Beschichtung-Substrat-Strukturen (wegen der metallischen Bindung auf der Beschichtung-Substrat-Grenzfläche), während der letztere fast ausschließlich auf mechanische Verriegelung zwischen der HA-Schicht und Ti-Substrat zum Bonden abhängig ist, da die beiden Materialien gegenseitig unlöslich sind, und Atom interdifussion ist limited.11
Ein großer Vorteil von HA Plasma-gespritzten Schichten ist die erhöhte Osteokonduktivität, die bei einer Implantatoberfläche beobachtet wurde, in schnelleren Raten der Knochenbildung zur Folge hat. Der genaue Grund für diese verbesserte Osteokonduktivität ist nicht vollständig verstanden noch ist es klar, dass klinisch signifikante Unterschiede gegenüber der Verwendung solcher Beschichtungen herzuleiten. Vorgeschlagene Gründe betreffen i) bevorzugte Adsorption von Proteinen auf Implantatoberflächen, die pre-Osteoblastenzellbindung fördern (eine Oberflächenzusammensetzung Wirkung), ii) in-vivo-Auflösung der Beschichtung freisetzende Ca2 + und (PO4) 3- Ionen, die Knochenbildung zu fördern, und , iii) die sehr unregelmäßige Beschichtungsoberfläche Förderung der Osteoblasten und matrix attachment (eine Oberflächentopographie-Effekt). Dieser letztere Mechanismus würde gelten gleichermaßen für HA oder Ti plasmagespritzte Beschichtungen.
Während HA recht stabil ist, wodurch in vivo die Auflösung Hypothese zunichte gemacht, die Beschichtungen durch Plasmasprühabscheidung von HA-Pulver gebildet ist sehr heterogen mit signifikanten Teile der Beschichtung bestehend aus weniger stabil, Calciumphosphatphasen wie Tricalciumphosphat (TCP), Tetracalciumphosphat (TTCP) und amorphem Calciumphosphat (ACP) sowie CaO, andere lösliche Phase. Dies ist eine Folge der hohen Temperaturbelastung der HA-Pulver in die Plasmaflamme eingebracht, Veränderungen in der Ca- und P-Zusammensetzung als ein Ergebnis, und die Bildung einer amorphen (glasigen) Phase während des Schnellerstarrungsprozesses. Diese weniger stabilen Phasen sind löslicher in vivo als HA und somit die Auflösung der Beschichtungen auftritt, die Geschwindigkeit der Beschichtungs Abbau abhängig ist von dem Grad der Heterogenität und die Zusammensetzung und kristallographische Veränderung. Während dies die Beschichtung osteoconductive machen kann, es auch Anlass zur Sorge über eine mögliche Auflösung Trümmer an der Implantationsstelle freigegeben.
Zu hohe Abbauraten und Beschichtung Delamination gemeldet wurden unerwünschte chronische Entzündungsreaktionen bei Implantatstellen zu verursachen, wodurch die Osseointegration potentiell hemmen und Knochen bonding.12 Post-Plasmaspritzen unter Druck hydrothermalen Behandlung wurde die prozentuale HA von plasmagespritzten Calciumphosphat coatings.13 Tierstudien zu erhöhen, zeigte, dass der resultierende 95% HA-Beschichtung (+ 5% amorphes Calciumphosphat) verhielten sich ähnlich zu Beschichtungen verwendet niedrigerer% HA in Bezug auf die Osseointegration und Knochenverbindungs ability.14 dieser Befund legt nahe, dass Beschichtung Auflösung und Ca2 + Freisetzung erscheint nicht für die Förderung schneller Osseointegration mit Calciumphosphat-Beschichtungen.
Plasma-gespritzte Schichten (Ti den Steuerungsmechanismus sein oder Calciumphosphat) wurden in höhere Schnittstelle Scherfestigkeiten in den meisten Tierstudie Berichte zu führen, gezeigt. Bemerkenswert ist jedoch, dass, während eine hohe Scherfestigkeiten wurden berichtet, Interface Zugfestigkeiten sind niedrig (siehe Tabelle 1). Die mechanische Verriegelung der Knochen mit den Oberflächen-Unregelmäßigkeiten (Vertiefungen und Vorsprünge) der plasmagespritzten Beschichtung von Oberflächen führt zu Widerstandskräfte an der Schnittstelle (entweder vertikal oder Torsions-) wirkenden abzuscheren. Jedoch gibt es wenig Widerstand gegen Zugkräfte über die Grenzfläche wirken (d.h. Knochen nicht ein 3-dimensionales verriegelte Struktur an der Implantationsoberflächenbereich bildet). Dies ist ähnlich zu den Oberflächen vorbereitet "subtraktive" Oberflächenmodifikationen verwendet, aber im Unterschied zu den porösen Sinterstrukturen weiter unten beschrieben.
gesinterte poröse flächiges Implants und 3-D Verzahnung von Knochen
Im Gegensatz zum Plasma-Spritzbeschichtungsverfahren, Sintern durch einen Festkörper-Diffusionsverfahren erreicht wird, bei dem Metallpartikel (Pulver) erreichen metallurgische Bindung von Ti-Legierungspulver eine poröse flächige Struktur bilden eine integral gebundene Oberflächenbereich zu bilden. Es gibt keine lokalisierte Schmelzen und Wiederverfestigung der Metallpulver während dieses Prozesses. Durch eine geschickte Wahl der Sinterparameter (Temperatur, Zeit, Atmosphäre) können Strukturen mit einer vernetzten porösen Netzwerk von gewünschter Größe und Volumenprozent Porosität mit Poren gleichmäßig über die ganze Struktur verteilt gebildet werden.
Das Endopore Implantat (Fig. 4 & amp ; 5) von solchen porösen Oberflächenbereich gekennzeichnet, die aus etwa 35 Volumenprozent Porosität und einer mittleren Porengröße von etwa 100 m (Bereich ~ 50 bis 150 m). Unter den Sinterbedingungen verwendet, um den Oberflächenbereich zu bilden, werden die interpartikulär und partikel Substrat junctions (Sinterhalsbereiche) sind beträchtlich (Sinterhalsdurchmesser ~ 0,4 x Partikeldurchmesser). Dies führt zu einer starken Sinterstruktur (4a & amp;. B). Aufgrund der Atomdiffusion, die in Sinterhalsbildung führt, ist die endgültige Implantatstruktur eine integrale Kombination aus einem festen Kern und einer 300 m tiefen poröse Oberflächenzone. Das Ausgangspulver Größe und die Sinterbedingungen verwendet Ergebnis in miteinander verbundenen Poren, die früheren Studien raschen Knochen zu ermöglichen, haben gezeigt, ingrowth.15 Zwei bis drei Partikelschichten, wodurch die poröse Oberflächenbereich bilden auf Implantaten von insgesamt Cross- den gewünschten 3-D poröses Netzwerk zu schaffen Schnittsabmessungen von 3,5, 4,1 und 5,0 mm maximaler Durchmesser (Abb. 5).
Wie alle Implantatdesigns, anfänglichen Implantatstabilität und der Mangel an Bewegung relativ Knochen zu bewirten ist notwendig, schnelle Osseointegration durch das Einwachsen des Knochens in das poröse Netzwerk zu ermöglichen . Diese Bedingung wird leichter unter Verwendung eines sich verjüngenden abgeschnittene Implantat erreicht, die mit Preßsitz in eine vorbereitete Empfängerstelle ist. Der Hauptunterschied zwischen dieser Oberflächengestaltung und die der anderen Implantaten oben beschrieben ist, dass das Einwachsen von Knochen Ergebnisse sowohl sehr hohe Grenzflächenscherfestigkeit und hoher Zugfestigkeit Schnittstelle. Dies ist in Tabelle 1 gezeigt, die Durchschnittswerte für Knochen-Implantat-Interface Scher auflistet und Zugfestigkeiten für verschiedene Implantatoberfläche Entwürfe von Berichten in der Literatur abgeleitet verschiedenen Tiermodellen. Somit poröse flächigen Zahnimplantate sind besser in der Lage Grenzflächen Zugkräften aufgrund Resist beispielsweise horizontale Kraftkomponenten auf einem Implantat wirkt (Fig. 6). Bei Zahnimplantaten in Funktion gesetzt werden, Okklusalbelastung von Implantaten führt zu Druck-, Scher- und Zugkraft Komponenten an der Knochen-Implantat-Grenzfläche wirkt. Widerstand Zugkraft Komponenten führt zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Spannungen im Knochen wirkt als Schnittstelle das Implantat umgibt. Dies steht im Gegensatz zur Verteilung Stress eine der anderen Designs zu entwickeln um oben bemerkt, dass es nicht in der Lage Zug- Schnittstelle Kräfte zu unterstützen (Abb. 6).
Die erwartete langfristigen Nutzen der einheitlichere periimplantärer Spannungsfeld mit Implantate mit poröser Oberfläche ist effektiver Knochenerhalt und Wartung der Osseointegration. Diese Überlegungen zeigen auch, dass poröse flächige Implantate sollten in Gebieten mit niedriger Dichte Knochen besser. Die frühen Ergebnisse (über vier Jahre) von Endopore in hinteren Kiefer Websites platziert Implantate und im Oberkiefer (wobei Typ 3 und 4 Knochen gemeinsam sind) haben ihre Unterstützung dieser Prämisse gegeben. Zusätzlich erlaubt die äußerst effektive Knochen-Implantat-Interlock aus 3-dimensional Knocheneinwuchs viel kürzere Implantate zuverlässig in hochbelasteten Stellen verwendet werden. Deporter et al haben eine hohe Erfolgsraten berichtet (& gt; 99%) nach 2 Jahren der Funktion (Ergebnisse unverändert mit Minimum-Funktion Perioden jetzt 3 Jahre nähern) für kurze Implantate (mittlere Länge = 7,7 mm) platziert in posterioren Kiefer sites.16 Ähnlich hohe Erfolgsraten wurden auch in der hinteren maxilla17 gesetzten Implantaten mit poröser Oberfläche (mittlere Länge = 6,9 mm, Mindestdauer in Funktion nahezu 1 Jahr) berichtet für.
Bisher hohen Erfolgsraten (CSR = 93,4%) wurden für kurze Endopore berichtet Implantate (mittlere Länge = 8,7 mm) mit Overdentures in anterioren Mandibula Stellen von unbezahnten Patienten platziert. Diese Studie stellt die längste klinische Follow-up für diesen Entwurf mit Implantaten über 10 Jahre in der Funktion und Ergebnisse unverändert zu denen bei 5 bis 6 Jahre.18 Deporter et AL19 haben berichtet, sehr hohe Erfolgsraten (annähernd 100%) mit Endopore Implantaten für einzelne Zähne im Oberkiefer wiederherzustellen. Die freistehenden verwendeten Implantate hatten eine mittlere Länge von 10,1 mm und sind nun in der Funktion für Zeiträume nahezu 3 Jahren.
Die hohen Erfolgsraten mit diesem Entwurf für freistehende Einzelzahnersatz ist nicht überraschend angesichts erfahren die 3-dimensional bone ingrowthwhich auferlegt Kräfte einschließlich Torsions- und Kippkräfte ausgezeichnete Beständigkeit bietet. Besonders hervorzuheben ist die erfolgreiche Implantat Leistung trotz Krone: Implantatlängenverhältnisse weit größer als die 1: 2-Verhältnisse, dass konventionelle Weisheit diktiert als Leitfaden für die zuverlässige Implantat Einsatz. Dies ist wiederum auf die sehr gute Implantat-Knochen-Fixierung durch Einwachsen des Knochens in die offenporige Struktur erreicht. Die poröse flächige Design nutzt eine mechanische Verriegelung. Das Design ermöglicht es daher, den zuverlässigen Einsatz von kürzeren Längen; (Derzeit 5, 7, 9 und 12 mm Länge zur Verfügung stehen).
Die Preßpassung Implantat mit seinem verjüngten Kegelstumpfform andere Vorteile bietet. Die Form sorgt für Selbstsitz in vorbereitete Seiten. Die verjüngte kegelstumpfförmige Form ist ideal für den Einsatz mit Osteotomen für Implantatvorbereitung in Regionen mit begrenzten Knochenvolumen, wie oft in der maxilla.20 angetroffen
gesinterte poröse Oberflächen wurden osteoconductive.21 Mit einem Kaninchenmodell gezeigt werden, wir haben gezeigt, daß das gesinterte poröse Oberfläche obigen Ergebnisse deutlich verbesserte Osseointegration verglichen mit plasmagespritzten implants.22 Finite Element Studien beschrieben, zeigte, dass diese erhöhte Osseointegration Potential von gesinterten porösen flächigen Implantate zur lokalen Belastungszustand in der über~~POS=TRUNC im Zusammenhang scheint, dass begünstigt Osteogenesis und frühen Knochen formation.23
die lokale Spannungszustand in Wirtsknochen jedes Implantat umgebenden moduliert wird, auf das Vorhandensein des Implantats durch. Die Folgen des resultierenden gestörten Spannungszustand ist Veränderung im normalen Knochenumbau. Wie von Garetto et al, 24 Knochenumbau Gewinde um Implantate cpTi drei bis neun Mal schneller als in ähnlichen Websites ohne Implantate. Dies wird als notwendig für die langfristige Knochenerhalt und Osseointegration mit Zahnimplantaten. Ähnliche Effekte wurden mit gesinterte poröse flächige Implantate beobachtet.
Implantatoberflächengestaltung und die Einrichtung eines gut haft Implantat-Knochen-Schnittstelle auch andere Knochenumbau Ereignisse beeinflusst. Bei porösen flächige Implantate hat begrenzte Knochenverlust neben dem glatten koronalen Implantatbereich sowohl in der Tier studies25 und in menschlichen use.18 In diesen Situationen tritt krestalen Knochen beobachtet Verlust in vorhersehbarer Weise über einen 2- bis 3-Jahres-Zeitraum beim Menschen erreicht einen stabilen Zustand, wenn der umgebaute Knochen der Kreuzung der glatt zu porenfreie Oberfläche nähert. Der Effekt ist im Zusammenhang mit Stress worden Abschirmung und Knochen Inaktivitätsatrophie neben dem glatten Kragenbereich, eine Folge der Kräfte unter Umgehung dieser Region von Knochen, da keine Verriegelung tritt there.26 Vor kurzem hat Deporter einen möglichen Beitrag zu diesem Zweck vorgeschlagen, im Zusammenhang mit die Schaffung einer "biologischen Breite" nach der Implantation.
Weitere Untersuchungen im Zusammenhang mit dieser sind im Gange. Es ist bemerkenswert, dass, während einige krestalen Knochenverlust tritt immer mit allen Implantatdesigns, Gründe variieren dabei von lokalen Knochen zu überlasten mit schraubenförmigen Designs bezogen sind, zum Beispiel, und understressing von Knochen neben den glatten Regionen porous- taucht Designs. Vorausgesetzt, dass das Phänomen einer endgültigen stabilen stationären Zustand Knochen-Implantat-Struktur mit begrenzter krestalen Knochenverlust erreicht, ist es akzeptabel.
Zusammenfassung
Implantatoberflächengestaltung und deren Einfluss auf den Implantaterfolg
Ob Presssitz oder Gewinde Implantate werden in Websites durch erhebliche Knochen Breite und Höhe von guter Dichte ist fraglich gekennzeichnet bevorzugt. Ein offensichtlicher Vorteil von Gewinde in solchen Stellen platziert Implantaten ist, dass die anfängliche Stabilität des Implantats ist leichter sichergestellt (richtige Vorbereitung des Standorts vorausgesetzt). Doch die richtige Platzierung von Press-Fit-Designs ergibt sich auch eine ausreichende Stabilität des Implantats und ähnliche Erfolgsraten gemeldet wurden.
In kompromittiert Implantationsstellen, wo kurze Implantatlängen verwendet werden muss, oder in geringer Knochendichte Stellen, an denen eine schnelle Osseointegration ist besonders wünschenswert, können Oberflächengestaltung eine größere Wirkung haben. Die Verwendung von Säureätzen, Sandstrahlen, Plasmaspritzen und Sinterverfahren untersucht wurden, Implantate zu entwickeln, die eine höhere Zuverlässigkeit in diesen schwierigeren Situationen bieten. Während Berichte über gute Leistung kurzfristigen haben für Implantate berichtet worden, diese unterschiedlichen Oberflächenmodifikation Ansätze verwendet wird, erfordert die wahre Bestimmung der Erfolgsbestätigung durch langfristige klinische Follow-up. Die gesinterte poröse flächigen Designs sind einzigartig in echte 3-dimensionale Implantat-Knochen-Verriegelung bietet und die Fähigkeit Schnittstelle Zugkräften zu widerstehen. Die Ergebnisse der klinischen Verwendung dieser Konstruktion bis heute sind ermutigend.
obert Pilliar ist derzeit Professor an der Fakultät für Zahnmedizin (Biomaterialien) und Mitglied des Instituts für Biomaterialien und Biomedizinische Technik (University of Toronto) mit einem Quer Termin an die Abteilung für Metallurgie und Werkstoffwissenschaft (Fakultät für Angewandte Wissenschaft und Technik).
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