ההשפעה של טופווגרפיה על האנקורג' המכאני של שתלים שיניים

השתלת שיניים מסתמכת על התופעה הצפויה של אוסיטונטופורציה, הקשר המבני והתפקודי הישיר בין עצם חיה לבין פני השטח של השתלת עומס-היתר, בעוד ביו-התאמה של טיטניום טהור מבחינה מסחרית (cpTi) ו ⁇ ו מספק בסיס נוח, המאפיינים הספציפיים של פני השטח להכתיב את הניסטיקה, כוח, וגמישות ארוכת טווח של אינטגרציה זו כוללת את האינטראקציות קליניות, המשתנים ביותר, המשתנים, המשתנים, המשתנים ביותר של המשתנים, המשתנים, המשתנים אלה, המשתנים ביותר של המשתנים של המשתנים, המשתנים של האינטראקציות מכניים של המשתנים ביותר, המשתנים של המשתנים ביותר של המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים, המשתנים של המשתנים של המשתנים של האינטראקציות הקליניים- ⁇ ם של המשתנים ביותר, המשתנים, המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים ביותר של המשתנים המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים של המשתנים המשתנים של המשתנים של האינטראקציות הקליניים המשתנים של המשתנים המשתנים המשתנים המשתנים המשתנים המשתנים המשתנים ה

התפתחות היסטורית של משטחים של שיניים

הבנת המצב הנוכחי של הנדסה פני השטח דורש מבט על הגנים שלה.השתלים המקוריים של Brånemark שהוצגו משטחים מכוונים, שנוצרו באמצעות תהליכי הפעלה תת-אקטיביים.משטחים אלה היו בעלי ממוצע (Sa) בדרך כלל פחות מ-0.5 מיקרומטר. בעוד משטחים אלה השיגו אוסיטוינטציה, התהליך היה ממושך, הדורש תקופות ריפוי של 3-6 חודשים ב-Mandible ו- 9 חודשים לפני טעינה בטוחה נחשבה פונקציונלית בטיחותית היה.

גבולות של משטחים ממונעים

המגבלה העיקרית של משטחים מכונדרינים היא האנרגיה הנמוכה יחסית שלהם משטח נמוך ושטח משטח מינימלי.זה תוצאות בחזקת שומן גרועה מיד לאחר מיקום השתל.החוסר תכונות מיקרו-עקביות אומר שהיציבות העיקרית שהושגה באמצעות הכנה כירורגית היא רק חיכוך.במהלך שלב הריפוי, הממשק רגיש למיקרו-motion, אשר יכול להוביל ל-conscapsulation במקום ניתוח דלקת מפרקים מוקדמת של אוסטאוסטאוסטאוסטגן.

שינוי התעשייה: מ- Smooth to Rough

באמצע שנות ה-90, קונצנזוס הופיע כי משטחים גסים בינוניים (Sa בין 1-2 μm) באופן משמעותי מחוץ למשטחים ממונעים חלקיים.זה הוביל את הפיתוח של טכניקות תוספים כמו טיטניום פלאסמה Spraying (TPS) וטכניקות תת-צדדיות כמו Sandblasting עם גריט גדול ו- Acid etching (SLA).

Defining and Characterizing Surface Topography

פני השטח העליון אינו רכוש יחיד, אלא נוף מורכב מוגדר על ידי פרמטרים מרובים.התאמה נכונה חיונית עבור correlating פני השטח תכונות עם תגובות ביולוגיות ו עקביות ייצור. מרקם משטח מסווג בדרך כלל לשלושה קשקשים היררכיים: מאקרו (10 μm-1 מ"מ), (1-10 μm), וננו (<1 μm).

קיצורים מרכזיים ל- Quantification

פרמטרים סטנדרטיים, המוגדרים על ידי ISO 25178, מאפשרים השוואה אובייקטיבית.הרלוונטיים ביותר עבור השתלים שיניים כוללים:

(הדרגה של ההרחבה:0)Sa (Arithmetic Meanגובה): ibLT:1 ,הסטייה המוחלטת של גבהים משטח ממטוס ממוצע.זהו הפרמטר הנפוץ ביותר, אך אינו מבחין בין פסגות ועמקים.
(ב) [השטח הבין-גזעי]: מעלה אחוז באזור פני השטח בהשוואה למטוס שטוח לחלוטין.
(ב) ⁇ :0) (הרחבה של צרחות): ⁇ FLT:1 מייצג את החוספס של הליבה התפקודית של פני השטח, למעט שיאים גבוהים ועמקים עמוקים. פרמטר זה רלוונטי במיוחד להבנת ללבוש ומכניקת מגע.
(FLT:0)Sds (Density of Summits): 1:1 מספר השיאים לאזור יחידה. פרמטר זה קריטי עבור איך פני השטח אינטראקציה עם מרכיבים סלולריים וסיבים fibrin.

טכניקות להתאמה

מדידה מדויקת דורשת כלי שיט מתוחכם:

(FLT:0) scanning אלקטרון מיקרוסקופיה (SEM): FLT) 1 מספק תמונות 2D של תכונות טופוגרפיים.זה אידיאלי עבור הערכה איכותית של דפוסים של הגרד, פורוזיות, וציפוי הומוגניות.
(FLT:0) Atomic Force Microscopy (AFM): איור 1:1 מציע מפות טופוגרפיים 3D בקנה מידה ננו. AFM משמש כדי לכמת nano-roughness וכוחות פני השטח, אשר קריטי להבנת אינטראקציות חלבון ראשוני.
(FLT:0)Confocal לייזר סריקה מיקרוסקופיה (CLSM): A 1 שיטה אופטית שאינה מגע המספקת מדידה מדויקת, פני השטח של פני השטח (Sa, Sdr) ללא פגיעה בדגם.
(FLT:0Micro-CTmia: FLT:1 משמש להערכת פורוזיות תת-קרקעית, במיוחד בתוספים המיוצרים (3D-printed) שתלים או ציפויים ⁇ , המאפשר שיקום של 3D של המבנה הפנימי.

קטגוריות עיקריות של Surface Modifications

מהנדסים משתמשים בשיטות שונות כדי להשיג תכונות פני השטח אופטימליות, אשר ניתן לחלק באופן רחב לגישות תת-טרקטיות, תוספים והיברידיות.

שיטות סובטיביות

שיטות אלה להסיר חומר משטח השתל כדי ליצור גסות.הדוגמה המוצלחת ביותר קלינית היא תהליך SLA:

(FLT:0Sandblasting with Large Grit ו Acid Etching (SLA): ⁇ 1 זה כרוך פיצוץ פני השטח עם חלקיקים קורטונומים (250 μm) כדי ליצור מאקרו-גיל, ואחריו על ידי חומצה etching (למשל, HCl / H2SO4 תערובת) כדי ליצור מיקרו-תאים על פני השטח הפיצוץ.
(FLT:0)Laser Ablation: FLT:1 Femto השני או לייזרים picoII ניתן להשתמש כדי ליצור מיקרו-פטרונים מדויקים מאוד, ניתן לשחזר אותם מחדש. שיטה זו מציעה שליטה גבוהה על גיאומטריה פני פני השטח בהשוואה שיטות פיצוץ סטוצ'יסטי, המאפשר יצירת ערוץ מסוים או קומפלקסים גיאוגרפיים שיכולים להנחות היערכות סלולרית.

שיטות חלופיות

טכניקות Additive כרוכות בפקדת חומר על פני השטח של השתל:

(FLT:0) טיטניום פלאסמה Spraying (TPSOVA): 1FLT:1 חלקיקים טיטניום מופצים על פני השטח של השתל במהירות גבוהה, יצירת ציפוי עבה, מעופל (20–100 מיקרומטר) פני השטח TPS הם מאוד גסים ומספקים יציבות ראשונית מעולה.
(FLT:0) Hydroxyapatite (HA) מתקפל: 1 A bioactive סידן פוספט קרמיקה ריסס על פני השטח. HA ציפויים הם ביואקטיביים, קידום קשרים כימיים ישירים עם העצם.עם זאת, חששות על ציפוי, פירוק, פיזור, דלקת ריאות, ורגישויות לחיידקים הפחיתו את הפופולריות שלהם לטובת משטחים טיטניום המשולבים.
(FLT:0) Anodization: AFLT:1 תהליך אלקטרוכימי המסמיך את שכבת תחמוצת הילידים.משטח TiUnite הוא דוגמה קלאסית. Anodization יוצר שכבה ⁇ , גבישי TiO2 כי הוא משולב עם תת-קרקעי, המציע שטח משטח גבוה משטח משטח והערכה משופרת ללא הסיכון של הפרדה קשורה עם TPS או HA.

היברידית ונונונומטרי Topographies

פני השטח המתקדמות ביותר משלבות טכניקות מרובות כדי לטפל בכל המאזניים של הביולוגיה:

(FLT:0)Calcium Phosphate ננו חלקיקים:FLT 1:1 חלקיקים בגודל ננו או beta-TCP ניתן להפקיד על תת-קבוצה מיקרו-חומרית.זה מספק כימיה ביומטית המחקה מינרלים העצם הטבעי, שיפור הגוון האוסטיאוסטיאובסט.
(FLT:0)TiO2 ננוtubes:FLT:1 , הוקם באמצעות anodization in a fluoride המכיל אלקטרוליט.הקוטר והאורך של ננו-בחנות ניתן לשלוט בדיוק. מחקרים הראו כי קוטר nanotube ספציפי (~70 nm) יכול להאיץ באופן משמעותי את החידה osteoblastית ואת ההשוואה משטחים שטוחים.
(FLT:0) Biomimetic Betaings: ⁇ 1 (הדברים הבאים) אלה כרוכים במשקעים של שכבות של סידן פוספט מנוזל גוף מדמה (SBF) בתנאים פיזיולוגיים.זה יוצר שכבה דמוית עצם שהיא מאוד ביואקטיבית וניתן לחזר.

ה-Valology Rationale: From Micro-Roughness to Osteogenesis

ההצלחה הקלינית של משטחים גסים מושרשת בשקד ביולוגי מוגדר היטב.פני השטח העליון משפיעה ישירות על ההתנהגות של תאים וחלבונים בממשק של השתלת.

אירועים ראשונים: אופטימיזציה לחלבון ו- Fibrin Clot Retention

כאשר שתל ממוקם באתר אוסטיאוטומי, הוא מדביק מיד עם דם ונוזל בין-דתי.האירוע הביולוגי הראשון הוא המודעות המהירה של חלבונים פלזמה (אלבום, fibronectin, vitronin) של הטופוגרפיה והכימיה של פני השטח להכתיב את ההרכב, ההתאמה והכיוון של שכבת חלבון זו. A גס, גבוה-אנרגיה גבוהה מעל פני השטח מעדיף מודעות adhmolygindsive תאים כמו microectin-trapicectin) microtrasive microtrain ectin ectin ectin ectin ectin ectin ectin ectin ectin ectin ⁇ s (מסוגלקטורג 's) אשר מכיל microtracinin ectin ectin ectin PTin PTin phin phin PTin PTin PTin PTine microtrain ectine microtras) ectine microtrain ectin ectin ectin PTin PTin PTin PTin PTin PTin PTin PTin PTin PTin PTin PTin ⁇ סגסוגת microtrain

אוסטאובסטאז'יציה ומגע עם Osteogenesis

תאי גזע mesenchymal (MSCs) ו pre-osteoblasts נודדים אל פני השטח של שתלים דרך הפיגום fibrin (הטופוגרפיה פני השטח) מעביר אותות מכניים לתוך תגובות ביוכימיות תאיות דרך תהליך המכונה mechanotransduction ישירות על פני השטח של אוסטאוסטאוסטרציה (atrax) אשר נקשר על פני השטח של חלבון-costered, כולל אותות מתכתבים (מסוגים) כגון מקודמת חלבון) אוסטיים).

שילוב מכני לעומת תיקון ביולוגי

(ה) העוגן המוגבר של משטחים גסים הוא תוצר של שני מנגנונים סינרגיסטים. ראשית, (FLT:0) מילימטריים בין-מחצויים מנטרולטיביים (FLT:1) מתרחש משום שמטריקס העצם המינרכל גדל לתוך המיקרו-פוחיות ותחת חתכים של פני השטח, אשר מייצרים מנעול פיזיקלציה:2biological FixofFLT:3 כרוך בקשר הביוכימי ישיר בין המינרלים לבין המינרליים הגבוהים יותר למנגנוני השטח.

המונחים: Mechanical Anchorage

כדי לאמת את היעילות של טופוגרף משטח שונה, כמה בדיקות ביומכניות סטנדרטיות מועסקות במחקר קליני ו קליני.

ערכים של Torque (RTV)

RTV הוא מדד ישיר של עוצמת ה-hear של ממשק העצם-implant. במודלים של בעלי חיים, השתל הוא מוקרן בכיוון ההפוך עד שכישלון הממשק מתרחש. A גבוה RTV מציין אינטגרציה חזקה.מחקרים מראים באופן עקבי כי משטחים גסים מדי עד בינוני להגיע לשיא RTV מוקדם יותר ועם גודל גדול יותר מאשר פני השטח המעודנים. פרמטר זה הוא נקודת קצה עיקרי להשוואה טיפולים פני השטח.

Push-Out ו-Put-Out Tests

בדיקות אלה מודדות את העומס הנדרש כדי לנתק השתל ממיטת העצם שלה.הם נציג יותר של כוחות טעינה מוקדמת בהשוואה לבדיקות דחפו-out מבוצעות בדרך כלל במודלים של בעלי חיים עם שתלים צילינדרים, מתן נתונים על נוקשות בין-גזעית וכוח מוחלט.

מגע העצם-ל-Implant (BIC)

ניתוח Histomorphometric של BIC הוא תקן הזהב עבור קוונטית osseointegration. ⁇ חלקים Tissue לחתוך דרך ממשק העצם-implant (לעתים קרובות באמצעות טכניקת ראה ושחיקה), מוכת, וניתח תחת מיקרוסקופ.אחוז של ה-Hille perimeter במגע ישיר עם העצם ללא התערבות רכות מחושב.

בדיקות קליניות ושיקולים של המטופל

הבחירה של טופוגרפיה פני השטח היא לא פעילות אקדמית; יש לה השלכות ישירות, מוחשיות לתוצאות הטיפול.מרפאות חייבות להתאים את טכנולוגיית פני השטח לפרוטוקולים של ביולוגיה וטיפול בחולים.

ביצועים משופרים ב-Comromised Bone

בתרחישים של איכות העצם ירודה (Type IV העצם) או כמות, כגון במקסימום הקדמי או מיד לאחר ניתוח שקעים, היתרון האוסטיאוסטי של משטחים גסים הוא בולט ביותר. משטחים הידרופיליים, כמו SLActive, הוכיחו את היכולת לשמור על שיעורי הצלחה גבוהים אפילו בחולים בסיכון רפואי (למשל, אלה עם סוכרת או לעבור רדיו), שבו הוא מופחתת יכולת הריפוי.

צמצום זמן הריפוי ומניעה של מטען מיידי

היווצרות העצם המואצת שהושגה עם משטחים אופטימיזציה מאפשר זמני ריפוי מופחתים.מה שנדרש פעם 6 חודשים יכול להיות מושגת כעת בשישה-8 שבועות.זה איפשר אימוץ נרחב של פרוטוקולי טעינה מיידיים, שבו שיקום זמני ממוקם ביום הניתוח.היציבות העיקרית של השתל בשילוב עם היציבות המשנית המהירה המסופקת על ידי פני השטח היא חיונית למניעת מיקרו-motion שיכול לשבש את האינטגרציה.

המונחים: Peri-implantitis and Surface Complexity

בעוד מגוחות מוגברת משפרת את שילוב העצם, זה גם מציג סיכון מוגבר אם השתל הופך להיחשף לסביבה הפה. Bacteria יכול ליישב את המיקרו-פוחיות של משטח גס יותר מאשר חלק, ואת הסרת ביופיל מן משטחים כאלה מאתגר.זה הוביל לאסטרטגיה קלינית המכונה "החלפת פלטפורמות" או "עיצובים ברמה של רקמה", שבו החלק החלק החלק החלק החלק החלקה של הצוואר (ה) הוא מאתגר לרקמות אוראליות, תוך כדי להקל על מנת לנפח, תוך כדי לחץ דם כהה, תוך שמירה על מנת לשמור על מנת לכחול.

גבולות עתידיים בהנדסת פני השטח

המחקר ממשיך לדחוף את הגבולות של מה משטח השתל יכול להשיג.ההתמקדות היא שינוי לכיוון ביואקטיביות, שליטה זמנית, ורפואה אישית.

תרופות-אלוטינג ו-"Smart" Surfaces

פני השטח העתידיים עשויים לפעול כמו מערכות משלוח תרופות מקומיות.חוקרים בודקים ציפויים עמוסים ב- ביספוספוניט (כדי לשפר את צפיפות העצם המקומית), אנטימיקרוביאלים (כדי למנוע דלקת ריאות), או גורמי צמיחה כמו BMP-2 (לגרום היווצרות העצם בפגמים מאתגרים) אלה "חכמים" משטחים יכולים להיות נועדו להפחתת הזמן, לשחרר סוכנים טיפוליים ברצף מבוקר כי מרפאים טבעיים.

גרפי ושטח Topographies

במקום מרקם משטח אחד, שתלים עתידיים עשויים לכלול ⁇ s. אזור קריאסטל יכול להיות ננוטופוגרפיה שנועד למשוך ולייצב fibroblasts, קידום חותם רקמות רכות חזק.אזור האמצעי יכול להיות מיקרו-חול עבור osteogenesis, ואת האזור apical יכול להיות מקרו-תקראים עבור יציבות מכנית מיידית.

מסקנה

האבולוציה של משטחי השתלת שיניים מרקמים פשוטים ממותקים מורכבים, מאורגנים בירוכיסטים, וממשקים ביואקטיביים מייצגים את אחד ההתקדמות המשמעותית ביותר ברפואת שיניים.טופוגרפיה היא כלי רב עוצמה המכתיב את גורלו הביולוגי של השתל, המשפיע על מודעות חלבונים ספציפיים, שינוי תאי באופן פעיל, ובסופו של דבר, את הכוח של עיגון מכני.