Ваша корзина
пуста
Перейти в корзину

Улучшение остеоинтеграции дентальных имплантатов с помощью наноразмерных покрытий

Автор:
Зекий А.О.
Научно-практический журнал Институт Стоматологии №2 (75), июнь 2017
стр. 46-49
Стоимость:
Бесплатно
(в формате PDF)
Аннотация
Целью исследования было обобщить современные разработки по совершенствованию поверхности дентальных имплантатов с помощью функциональных, в особенности наноразмерных, покрытий в направлении обеспечения их максимально высокой остеоинтеграции. Это обобщение проведено на основании анализа свыше 300 полнотекстовых публикаций, взятых преимущественно из открытого ресурса NCBI Pubmed Central за последнее пятилетие; 44 из них были включены в список цитирования.

Первый раздел обзора посвящен краткому изложению динамики остеоинтеграции с позиций влияния на нее текстуры поверхности имплантатов, на основании чего выводятся основные подходы к модификации этой поверхности, целесообразные на практике. Во втором разделе анализируются принципы применения биокерамики (гидроксиапатита, трифосфата кальция и полисиликатов), а также менее распространенных материалов (алмазоподобного углерода, хитозана) для создания биоактивных покрытий, пригодных для дентальной имплантологии. В третьем разделе рассмотрены свойства наноразмерных покрытий дентальных имплантатов, изготовленных с помощью таких новых технологий, как химическая наногравировка, магнетронное распыление, модифицированное анодное окисление, ионно-лучевое стимулированное осаждение, напыление оксидов металлов и управляемое включение наночастиц в состав покрытий.

Предполагается, что функциональные покрытия нового поколения будут изготовлены не с помощью одной какой-либо процедуры или материала, а путем комбинирования нескольких подходов, учитывающих все (от химического до макроскопического) уровни взаимодействия имплантата и ткани реципиента. Это потребует рассматривать остеоинтеграцию как формирование гибридной биомеханической системы с построением расчетных моделей на основе принципа достижения необходимых конечных результатов функционирования.





Аннотация (англ)
The study summarizes the modern developing technologies to improve dental implant surface using the functional, in particular, nanoscale coatings for ensuring its strongest possible osseointegration. The review was conducted on the basis of the analysis of more than 300 full text publications, mainly taken from open source NCBI Pubmed Central for the last five years; 44 of them were included in the reference list.

The brief presentation of osseointegration dynamics considered at an angle of surface texture impact on this process is the first section of review. The main approaches to the modification of implant surface follow from these data to be expedient in practice. The second section analyzes the principles bioceramics application (as hydroxyapatite, calcium triphosphate, and polysiloxanes), and also less common materials (diamond-like carbon, chitosan) to generate bioactive coatings, suitable for dental implantology. The properties of nanoscale coatings of dental implants, manufactured using new technologies such as chemical nanographite, magnetron sputtering and modified anodic oxidation, ion-beam induced deposition, sputtering of metal oxides and controlled incorporation of nanoparticles in the coating were presented in the third section.

It is assumed that the functional coating of new generation will be made not by any one single procedure or material, and by combining several approaches, taking into account all, from chemical to macroscopic, levels of interaction between implant and recipient tissue. This will require to consider osseointegration as the formation of hybrid biomechanical systems with the development of the models based on the principle of achieving the desired end-point results of functioning.
Ключевые Слова
дентальные имплантаты, биоактивные покрытия, остеоинтеграция, нанотехнологии, нанорельеф.
Ключевые Слова (англ)
dental implants, bioactive coating, osseointegration, nanotechnology, nano-relief.
Список литературы
1.    Егоров А.А., Дровосеков М.Н., Аронов А.М. и др. Сравнительная характеристика материалов, применяемых в стоматологической имплантации // Бюллетень сибирской медицины. - 2014. - Т. 13, №6. - С. 41-47.

2.    Калита В.И., Мамаев А.И., Мамаева В.А. и др. Структура и сдвиговая прочность имплантатов с плазменными покрытиями // Физика и химия обработки материалов. - 2015. - №6. - С. 30-46.

3.    Новочадов В.В., Гайфуллин Н.М., Залевский Д.А. и др.

Остеоинтеграция имплантатов с биоактивной поверхностью, модифицированной напылением хитозана в эксперименте у крыс // Российский медико-биологический вестник им. академика И.П.Павлова. - 2013. - №2. - С. 30-35.

4.    Рубштейн А.П., Макарова Э.Б., Трахтенберг И.Ш.,

Близнец Д.Г. Влияние углеродных алмазоподобных пленок и наночастиц гидроксиапатита на остеоинтеграционные свойства пористых титановых имплантатов // Нанотехника. - 2011. - №3. - С. 73-80.

5.    Abrahamsson I., Linder E., Larsson L., Berglundh T. Deposition of nanometer scaled calcium-phosphate crystals to implants with a dual acid-etched surface does not improve early tissue integration // Clin. Oral Implants Res. - 2013. - Vol. 24, №1. - P. 57-62.

6.    Albertini M., Fernandez-Yague M., Lázaro P., et al. Advances in surfaces and osseointegration in implantology. Biomimetic surfaces // Med. Oral Patol. Oral Cir. Bucal. - 2015. - Vol. 20, №3. - e316-e325.

7.    Alghamdi H.S., Cuijpers V.M., Wolke J.G., et al. Calcium-phosphate-coated oral implants promote osseointegration in osteoporosis // J. Dent. Res. - 2013. - Vol. 92, №11. - P. 982-988.

8.    Alpaslan E., Ercan B., Webster T.J. Anodized 20 nm diameter nanotubular titanium for improved bladder stent applications

// Int. J. Nanomedicine. - 2011. - Vol. 6. - P. 219-225.

9.    Ballo A., Agheli H., Lausmaa J., et al. Nanostructured model implants for in vivo studies: influence of well-defined nanotopography on de novo bone formation on titanium implants // Int. J. Nanomedicine. - 2011. - Vol. 6. - P. 3415-3428.

10.    Bassi F., Carr A.B., Chang T.L., et al. Clinical outcomes measures for assessment of longevity in the dental implant literature: ORONet approach // Int. J. Prosthodont. - 2013. - Vol. 26, №4. - P. 323-330.

11.    Berglundh T., Giannobile W.V. Investigational clinical research in implant dentistry: beyond observational and descriptive studies

// J. Dent. Res. - 2013. - Vol. 92, №12 (Suppl). - 107S-108S.

12.    Bjursten L.M., Rasmusson L., Oh S., et al. Titanium dioxide nanotubes enhance bone bonding in vivo // J. Biomed. Mater. Res. A. - 2010. - Vol. 92, №3. - P. 1218-1224.

13.    Breding K., Jimbo R., Hayashi M., et al. The effect of hydroxyapatite nanocrystals on osseointegration of titanium implants: an in vivo rabbit study // Int. J. Dent. - 2014. - e171305.

14.    Chang P.C., Lang N.P., Giannobile W.V. Evaluation of functional dynamics during osseointegration and regeneration associated with oral implants: a review // Clin. Oral Implants Res. - 2010. - Vol. 21, №1. - P. 1-12.

15.    Chevalier J., Gremillard L., Deville S. Low-temperature degradation of Zirconia and implications for biomedical implants // Ann. Rev. Mater. Res. - 2007. - Vol. 37. - P. 1-32.

16.    Coelho P.G., Lemons J.E. Physico/chemical characterization and in vivo evaluation of nanothickness bioceramic depositions on alumina-blasted/acid-etched Ti-6Al-4V implant surfaces // J. Biomed. Mater. Res. A. - 2009. - Vol. 90, №2. - P. 351-361.

17.    Decuzzi P., Ferrari M. Modulating cellular adhesion through nanotopography // Biomaterials. - 2010. - Vol. 31, №1. - P. 173-179.

18.    Dohan Ehrenfest D.M., Coelho P.G., Kang B.S., et al. Classification of osseointegrated implant surfaces: materials, chemistry and topography // Trends Biotechnol. - 2010. - Vol. 28, №4. - P. 198-206.

19.    Dzenis Y. Materials science - structural nanocomposites // Science. - 2008. - Vol. 319, №5862. - P. 419-420.

20.    Feller L., Chandran R., Khammissa R.A., et al. Osseointegration: biological events in relation to characteristics of the implant surface // SADJ. - 2014. - Vol. 69, №3. - P. 112-117.

21.    Foppiano S., Marshall S.J., Marshall G.W., et al. Bioactive glass coatings affect the behavior of osteoblast-like cells // Acta Biomater. - 2007. - Vol. 3, №5. - P. 765-771.

22.    Guilak F., Butler D.L., Goldstein S.A., Baaijens F.P.T. Biomechanics and mechanobiology in functional tissue engineering // J. Biomech. - 2014. - Vol. 47, №9. - P. 1933-1940.

23.    He J., Zhou W., Zhou X., et al. The anatase phase of nanotopography titania plays an important role on osteoblast cell morphology and proliferation // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2008. - Vol. 19, №11. - P. 3465-3472.

24.    Kang B.S., Sul Y.T., Oh S.J., et al. XPS, AES and SEM analysis of recent dental implants // Acta Biomater. - 2009. - Vol. 5, №6. -

P. 2222-2229.

25.    Karamian E., Khandan A., Kalantar M.R.M., Mirmohammadi H.

Surface characteristics and bioactivity of a novel natural HA/Zircon nanocomposite coated on dental implants // Biomed. Res. Int. - 2014. - e410627.

26.    Kim S.H., Ahn J.P., Zadeh H.H., Liou E.J.W. Osteogenic biomaterials in contemporary dentistry // Biomed. Res. Int. - 2015. - e945320.

27.    Koh J.W., Kim Y.S., Yang J.H., Yeo I.S. Effects of a calcium phosphate-coated and anodized titanium surface on early bone response // Int. J. Oral Maxillofac. Implants. - 2013. - Vol. 28, №3. - P. 790-797.

28.    Lang N.P., Jepsen S. Implant surfaces and design. Consensus report of working group 4 // Clin. Oral Implants Res. - 2009. - Vol. 20, Suppl. 4. - P. 230-233.

29.    Launey M.E., Ritchie R.O. On the fracture toughness of advanced materials // Adv. Mater. - 2009. - Vol. 21, №20. - 2103-2110.

30.    Loberg J., Perez Holmberg J., Mattisson I., et al. Electronic properties of TiO2 nanoparticles films and the effect on apatite-forming ability // Int. J. Dent. - 2013. - e139615.

31.    Lotfibakhshaiesh N., Brauer D.S., Hill R.G. Bioactive glass engineered coatings for Ti6Al4V alloys: Influence of strontium substitution for calcium on sintering behavior // J. Non-Crystalline Solids. - 2010. - Vol. 356, №44-49. - P. 2583-2590.

32.    Lovmand J., Justesen J., Foss M., et al. The use of combinatorial topographical libraries for the screening of enhanced osteogenic expression and mineralization // Biomaterials. - 2009. - Vol. 30, №11. - P. 2015-2022.

33.    Mendonca G., Mendonca D.B., Aragao F.J., Cooper L.F. Advancing dental implant surface technology - from micron - to nanotopography // Biomaterials. -2008. - Vol. 29, №28. - P. 3822-3835.

34.    Moraschini V., Poubel L.A., Ferreira V.F., Barboza Edos S. Evaluation of survival and success rates of dental implants reported in longitudinal studies with a follow-up period of at least 10 years: a systematic review // Int. J. Oral Maxillofac. Surg. - 2015. - Vol. 44, №3. - P. 377-388.

35.    Neuendorf R.E., Saiz E., Tomsia A.P., Ritchie R.O. Adhesion between biodegradable polymers and hydroxyapatite: Relevance to synthetic bone-like materials and tissue engineering scaffolds // Acta Biomaterialia. - 2008. - Vol. 4, №5. - P. 1288-1296.

36.    Ogle O.E. Implant surface material, design, and osseointegration // Dent. Clin. North Am. - 2015. - Vol. 59, №2. - P. 505-520.

37.    Pachauri P., Bathala L.R., Sangur R. Techniques for dental implant  nanosurface modifications // J. Adv. Prosthodont. - 2014. - Vol. 6, №6. - P. 498-504.

38.    Pae A., Lee H., Noh K., Woo Y.H. Cell attachment and proliferation of bone marrow-derived osteoblast on zirconia of various surface treatment // J. Adv. Prosthodont. - 2014. - Vol. 6, №2. - P. 96-102.

39.    Park J.H., Wasilewski C.E., Almodovar N., et al. The responses to surface wettability gradients induced by chitosan nanofilms on microtextured titanium mediated by specific integrin receptors // Biomaterials. - 2012. - Vol. 33, №30. - P. 7386-7393.

40.    Schausten M.C., Meng D.C., Telle R., Boccaccini A.R. Electrophoretic deposition of carbon nanotubes and bioactive glass particles for bioactive composite coatings // Ceramics Int. - 2010. - Vol. 36, №1. - P. 307-312.

41.    Stanford C.M. Surface modification of biomedical and dental implants and the processes of inflammation, wound healing and bone formation // Int. J. Mol. Sci. - 2010. - Vol. 11, №1. - P. 354-369.

42.    van Oirschot B.A., Bronkhorst E.M., van den Beucken J.J., et al.

Long-term survival of calcium phosphate-coated dental implants: a meta-analytical approach to the clinical literature // Clin. Oral Implants Res. - 2013. - Vol. 24, №2. - P. 355-362.

43.    Xuereb M., Camilleri J., Attard N.J. Systematic review of current dental implant coating materials and novel coating techniques // Int. J. Prosthodont. - 2015. - Vol. 28, №1. - P. 51-59.

44.    Yamada M., Ueno T., Tsukimura N., et al. Bone integration capability of nanopolymorphic crystalline hydroxyapatite coated on titanium implants // Int. J. Nanomedicine. - 2012. - Vol. 7. - P. 859-873.

Другие статьи из раздела «Обзор литературы в стоматологии»

  • Комментарии
Загрузка комментариев...