اثر کاشت ایمپلنت دندانی بر روی استخوان فک
اثر کاشت ایمپلنت های دندانی با جراحی بر روی توپوگرافی سطح و تاثیر آن بر تکثیر یافته استئوبلاست (استخوان ساز)
موفقیت طولانی مدت ایمپلنت های دندانی به عوامل متعددی از جمله پیوند استخوان (osseointegration) بستگی دارد. علاوه بر این، بیو سازگاری شیمیایی ماده و میکروهندسه سطح ایمپلنت برای موفقیت ایمپلنت و پیوند استخوان طولانی مدت مهم است، و بر پاسخ سلولی نیز تأثیر می گذارد و باعث تشکیل بیشتر استخوان می شود و بنابراین ثبات ایمپلنت را بهبود می بخشد. (برای شناخت انواع ایمپلنت به صفحه ایمپلنت مراجعه کنید)به منظور افزایش میزان موفقیت و بقاء ایمپلنت ها در دراز مدت، تحقیق در مورد تغییرات ایمپلنت، از جمله توپوگرافی و ماکرو هندسه سطح حائز اهمیت می باشد. در طراحی جدیدترین ایمپلنت ها، محققان به دنبال کاهش مسائل احتمالی پیوند استخوان، مانند استخوان کم تراکم یا بیماران مبتلا به بیماری های سیستمیک که ترمیم استخوان را به خطر می اندازند، و همچنین کاهش تحلیل استخوانی و شکستگی پروتز، بویژه در هنگام بارگذاری فوری هستند. با اصلاح و بهبود هر یک از خواص مکانیکی یا شیمیایی یک ایمپلنت، انتظار می رود واکنش بافت میزبان بهبود پیدا کند، بنابراین پیوند با بافت استخوان بهینه می شود.
علاوه بر این، مورفولوژی ایمپلنت نیز می تواند بر متابولیسم استخوان تأثیر گذار باشد: سطوح زبرتر باعث تحریک رشد و اتصال سلول های استخوان و افزایش کانی سازی می شوند. ایمپلنت ها ممکن است سطح “صاف” (ماشینکاری شده) یا خشن داشته باشند. روش های اصلی که در مقالات برای ایجاد زبری ایمپلنت گزارش شده است عبارتند از: اسپری پلاسمای تیتانیوم، پوشش هیدروکسی آپاتیت (HA)، سندبلاست و اچینگ (چاپ، etching) با اسید. گرایش فعلی، تولید ایمپلنت با نانو توپوگرافی و میکروتوپوگرافی است. علاوه بر این، عملکرد بیوفیزیکی سطوح ایمپلنت با افزودن مواد مختلف برای بهبود ویژگی های زیستی آن نیز اخیرا مورد بررسی قرار گرفته است.توسعه واسط های استخوان – ایمپلنت بستگی به بر هم کنش مستقیم ماتریس استخوان و استئوبلاست ها با مواد زیستی دارد. چسبندگی استئوبلاست برای بر هم کنش استخوان- مواد زیستی ضروری است. در نتیجه، به حداکثر رساندن یکپارچگی استخوان یکی از هدف های درمان است که ظاهرا با تغییر زبری سطح ایمپلنت بهبود می یابد. بنابراین، چسبندگی سلولی یک فرایند اساسی است که مستقیما در رشد سلول، مهاجرت سلولی و تمایز سلولی نقش دارد. این مسئله در تشکیل جنین، حفظ سلامت بافت، بهبود زخم، پاسخ ایمنی و ادغام بافت های مواد زیستی اهمیت دارد. چندین پروتئین در چسبندگی سلولی نقش دارند، مانند پروتئین های ماتریس خارج سلولی (کلاژن، فیبرونکتین و ویرونکتین) و گیرنده های غشایی (انتگرین ها). بر خمکنش های بین این پروتئین ها و گیرنده های خاص آنها موجب انتقال سیگنال می شود و در نتیجه بر رشد و تمایز سلول تأثیر می گذارد.
مطالعات نشان داده اند که ایمپلنت های با سطوح زبر نسبت به سطوح صاف BIC بهتری دارند. در سال 2004 Albrektsson و Wennerberg خواص توپوگرافی را با بررسی مقالات توصیف کردند و یافته ها نشان داد که سطوح با زبری متوسط (Sa بین 1.0 و 2.0 میکرومتر) پاسخ استخوانى بهتری نسبت به سطوح نرمتر را ارائه می دهند.
تغییرات در ماکروهندسه ایمپلنت به موفقیت ایمپلنت ( با تأثیر مستقیم بر ثبات اولیه) کمک می کند. برای ایمپلنت مخروطی، ماکروهندسه ایمپلنت و طراحی دندانه های پیچ به طور مستقیم با سطح تماس ایمپلنت مرتبط است. سطح تماس با بافت میزبان، فشارهای تماس را تحت تأثیر قرار می دهد و پایداری ایمپلنت را تعیین می کند) گشتاور ورودی (گشتاور اعمال شده برای وارد کردن ایمپلنت در استخوان) ایمپلنت های مخروطی معمولا بیشتر از ایمپلنت استوانه ای است. در میان ایمپلنت های مخروطی، گشتاور ورودی تحت تاثیر طرح (شکل، عرض، عمق، رخ، و زاویه پیچ) و طول دندانه (زاویه و عرض) است. گشتاور ورودی بر میزان تغییر شکل استخوان تاثیر می گذارد، مقدار استخوان اطراف ایمپلنت را تغییر می دهد و میزان کنار هم قرار گرفتن استخوان را تحت تأثیر قرار می دهد که بر تغییر وضع دادن استخوان تأثیر می گذارد و موفقیت ایمپلنت را تحت تاثیر قرار می دهد. طراحی دندانه بر روی میکرو حرکت های ایمپلنت در ارتباط با استخوان تاثیر می گذارد، زیرا بر روی قفل و بست مکانیکی تأثیر می گذارد.در پروتزهای پیچی، اندازه گیری توپوگرافی در سه ناحیه از پیچ ها مورد نیاز است: پهلو، بالا و ته. اگر چه این مشخصه به خوبی تعریف شده است، معلوم نیست که آیا ویژگی های سطحی پیچیده ای که در ایمپلنت های دندانی مدرن وجود دارد پس از استقرار استخوان حفظ می شود یا نه.در طی قرار دادن ایمپلنت، گشتاور ورودی ممکن است منجر به تنش فشارى مختلف بر استخوان مجاور شود، زیرا قطر استئوتومی برای بهینه سازی ثبات اولیه، تا حدودی باریکتر است از قطر ایمپلنت. مطالعات بالینی نشان می دهد که رابطه بین پایداری اولیه و موفقیت ایمپلنت زیاد است، و پایداری اولیه می تواند با گشتاور ورودی در طی قرار گیری ایمپلنت اندازه گیری شود. گشتاور ورودی در اغلب موارد باید برای نتایج قابل پیش بینی بیش از 30 نانومتر باشد، تا از ماکرو حرکت ایمپلنت و در نتیجه تشکیل بافت پیوندی جلوگیری شود. گشتاور ورودی بیش از حد بالا ( بالای 50 N cm) ممکن است در طول نصب ایمپلنت در استخوانهای متراکم رخ دهد، که منجر به تنش فشاری به استخوان مجاور می شود و پیوند استخوانی را به خطر می اندازد. علاوه بر این، برخی مطالعات نشان داده اند که نیروی برشی در هنگام قرار دادن ایمپلنت می تواند ویژگی های سطوح ایمپلنت را تغییر دهد. با توجه به عدم وجود مطالعات در مورد پایداری ویژگی های سطحی پس از اعمال ایمپلنت و همچنین عدم وضوح در روش های گزارش شده برای تجزیه و تحلیل طراحی ایمپلنت در این زمینه، مطالعه حاضر به بررسی تاثیر ماکروهندسه مختلف ایمپلنت و گشتاور ورودی مختلف بر استخوان متراکم و اسفنجی در میکروتوپوگرافی سطحی و پارامترهای سلولی ، با توجه به آزمایشات تکثیر سلولی رو ،قابلیت زیست سلولی و همچنین بیان استئوپونتیک پرداخته است.
