Summary
Un metodo migliore per meccanicamente prova l'ancoraggio osseo alle superfici implantari candidati viene presentato. Questo metodo consente l'allineamento della forza perturbazione esattamente perpendicolare o parallelo al piano della superficie dell'impianto, e fornisce un mezzo preciso per dirigere le forze interruzione una regione peri-implantari esatta.
Abstract
I recenti progressi nella scienza dei materiali hanno portato ad un notevole aumento della complessità topografica delle superfici implantari, sia su una micro-e nano-scala. Come tale, i metodi tradizionali di descrivere superfici implantari - determinanti e cioè numerici di rugosità superficiale - sono inadeguati per la previsione delle prestazioni vivo. Test biomeccanici fornisce una piattaforma precisa e comparativa per analizzare le prestazioni delle superfici biomateriale. Un metodo prove meccaniche migliorate per testare l'ancoraggio di osso per superfici implantari candidati è presentato. Il metodo è applicabile a entrambe le fasi iniziali e successive di guarigione e può essere impiegato per qualsiasi intervallo di superfici chimicamente o meccanicamente modificati - ma non superfici lisce. Impianti personalizzati rettangolari sono posti bilateralmente in femori distale di ratti Wistar maschi e raccolti con l'osso circostante. Le provette sono preparati e incapsulate utilizzando uno stampo separatista romanzo e l'interruzioneprova è eseguita con una macchina per prove meccaniche. Questo metodo consente l'allineamento della forza perturbazione esattamente perpendicolare o parallelo al piano della superficie dell'impianto, e fornisce un mezzo accurati e riproducibili per isolare una regione perimplantare esatto per il test.
Introduction
Valutare ancoraggio di osso per superfici implantari endossei è stato al centro di grande attenzione, per il quale sono stati descritti molti metodi di prova meccanici 1,2. Tutti tali metodi impongono una forza di perturbare il modello di osso / impianto essere impiegato, e possono essere sostanzialmente raggruppati in taglio, generalmente presentato come push-out o modelli estraibili 3,4, 3,5 inverse coppia, e tipi di trazione 6, 7. Comunemente in tali prove, sia ossee 8 o materiale di impianto (nel caso di vetri fragili e ceramiche 9,10) è fratturato e, assumendo una qualche forma di ancoraggio si è verificato, i resti di interfaccia osso / impianto (almeno in parte) intatti. Tali risultati sperimentali indicano non solo che la forza necessaria a provocare la frattura (o rottura) del modello non è la forza richiesta per separare dell'interfaccia osso / impianto 11,12, ma anche che la superficie complessa del piano di frattura creata può essere refrattaria allamisurazione accurata. Tuttavia, tali test possono essere clinicamente rilevante, in quanto forniscono un indicatore comparativo della capacità di impianti di disegni superficiali differenti ad essere ancorato nell'osso. Tuttavia, va anche rilevato che tali confronti sono valide solo all'interno di un modello sperimentale, mentre il confronto tra i modelli sperimentali sono irto di difficoltà in quanto gli investigatori usano diverse specie animali espositrici sia lamellare o di tessuto osseo; trabecolare o di osso corticale guarigione modelli, e diverso meccanica geometrie e condizioni di prova.
Nel tentativo di derivare una misura della resistenza a trazione dell'interfaccia osso / impianto, molti ricercatori hanno utilizzato la superficie nominale dell'impianto per derivare un valore "carico di rottura", poiché la resistenza alla trazione è misurata come forza per unità di superficie. Questo è chiaramente un approssimazione data, come spiegato sopra, che l'interfaccia osso / impianto rimane intatto in molti dei test turbativa impieganoed. Inoltre misurando la superficie di impianti, superfici particolarmente topograficamente complesse, è limitata dalla risoluzione della tecnica di misura come discusso da Ronald et al. 13 Tuttavia, come valutato da Brunski et al. 2, quando la superficie nominale di un impianto viene preso in considerazione, le differenze apparenti nella "resistenza alla trazione" associato con diversi disegni di superficie dell'impianto sono negati, suggerendo che le superfici implantari con superficie superiore forniscono grandi aree di contatto osso / impianto e richiedono più forza per fratturare il modello così. L'implicazione è quindi che più topograficamente complesse superfici possono aumentare il contatto osteogenesi, che si traduce in maggiore contatto osso impianto (BIC) e il conseguente perturbazione valori più alti nei test meccanici. Contatto osteogenesi è il prodotto di due fenomeni distinti: Osteoconduzione e formazione ossea. Infatti, abbiamo dimostrato che aumenta in osteoconduzione il topografosuperfici camente complesse possono essere quantificate misurando la risultante BIC 14, e che tali superfici anche tradursi in valori 12 superiore rottura meccanica.
Tuttavia, è salutare notare che osso perimplantare può formare da due meccanismi. Nelle cellule contatto osteogenesi di origine mesenchimale migrare alla superficie dell'impianto (osteoconduzione), differenziarsi in cellule ossee, ed elaborare de novo matrice ossea sulla superficie dell'impianto (formazione all'osso). La prima matrice ossea elaborato è una linea di cemento mineralizzata come si è visto in osso normale rimodellamento 15 (c'è molta confusione in letteratura riguardo a questa struttura biologica mineralizzata che a volte è pensato per essere un-mineralizzato 1 o è sincretizzato con tutte le interfacce in osso 16 - per una discussione approfondita su questo argomento si veda Davies e Hosseini 17). Contatto osteogenesi è un prerequisito essenziale per il fenomeno delle ossa-Bonding, ma è non essenziale per l'osso crescita interna 18. La linea di cemento osseo mineralizzato è meccanicamente più debole del vano collagene mineralizzata dell'osso 19. Quindi, intuitivamente, se la linea di interdigitation matrice cementizia con le caratteristiche dell'impianto nano viene confrontato con il tessuto osseo in crescita in caratteristiche implantari macro allora la forza meccanica richiesta per interrompere l'ex avrebbe, ragionevolmente, essere presumibilmente inferiore rispetto al secondo, e hanno recentemente dimostrato sperimentalmente 12.
Dell'osso peri-impianto può formare anche dalla distanza osteogenesi. In questo caso, l'osso si deposita sulla vecchia superficie ossea e diventa progressivamente più vicino alla superficie dell'impianto realizzando un'interfaccia comprendente matrice amorfa e resti di cellule osteogeniche 20. In generale, la distanza osteogenesi è associato con superfici implantari endossei lisce o lavorate ed è spesso visto nella guarigione dell'osso corticale, mentre microtopographically superfici complesse sono associati a contatto osteogenesi che è più tipico di guarigione ossea trabecolare. Modelli di prova di trazione usando superfici implantari lisce e guarigione dell'osso corticale sono stati in grado di testare le proprietà adesive della presente amorfo assente matrice biologica della osteogenesi contatto associato con superfici topograficamente complesse, e hanno dimostrato che il cosiddetto bonding "biochimico" che si verifica fornisce un componente minore dei valori di "carico di rottura" rilevati con superfici topograficamente complesse 21. Al contrario, utilizzando un modello di guarigione ossea trabecolare, Wong et al. 22 hanno mostrato "un'eccellente correlazione" tra impianto rugosità superficiale e push-out carico di rottura, e indicato che legame chimico infatti svolto un ruolo trascurabile ancoraggio dell'osso all'impianto di superficie. Mentre è probabile che sia il contatto e la distanza osteogenesi si verificano, in misura diversa, in tutti endosseo peri-IMPLAnt guarigione vani, superfici microtopographically complesse si sono dimostrati di essere particolarmente vantaggiosa nella guarigione ossea trabecolare scomparti 23. Questi ultimi sono classificati come Classe III o IV classe ossea nella letteratura dentale 24.
Il nostro scopo è stato quello di concentrarsi sui meccanismi di contatto osteogenesi e la conseguente osso / impianto di ancoraggio che possono derivarne in un ambiente di guarigione ossea trabecolare. Questo ancoraggio, che dipende dalla topografia della superficie dell'impianto (vedi sopra), può verificarsi in diverse dimensioni-range. Da un lato, solo caratteristiche implantari submicron sono implicati in osso-bonding - come descritto da interdigitation del cemento osseo linea matrice di dette superfici, e visto su vetri bioattivi, ceramiche e ossidi metallici reticolare. Dall'altro, tessuto osseo (a volte completo di vascolarizzazione del sangue) può crescere in multi-micron, o macro-scala, caratteristiche di impianto superfici 18. Entrambi i casi result in una forma di osso ancoraggio alla superficie dell'impianto, anche se i meccanismi sono chiaramente differenti. Tuttavia, un difetto comune della maggior parte dei metodi di prova meccanici riferimento in precedenza è allineare la forza di rottura in un piano esattamente perpendicolare o parallelo a quello della superficie dell'impianto (a seconda se la modalità di trazione o di taglio è impiegato). Riportiamo qui un metodo che supera questa limitazione.
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Protocol
1. Implant progettazione, fabbricazione e trattamento di superficie
- Fabbricazione impianti rettangolari (dimensioni 4 millimetri x 2,5 mm x 1,3 mm, lunghezza x larghezza x altezza) in titanio commercialmente puro (CPTI). Praticare un foro centrale lungo l'asse longitudinale dell'impianto (diametro = 0,7 mm) per facilitare la stabilità dell'impianto presto all'interno del sito chirurgico e la successiva prove meccaniche (Figura 1).
- Trattare le superfici superiore e inferiore dell'impianto.
- Per creare due superfici distinte, utilizzare un trattamento standard di sabbiatura (GB) per creare una superficie microtopographically complesso. Ulteriore modificare metà degli impianti sovrapponendo fosfato di calcio (CaP) nanoparticelle per creare una superficie nanotopographically complesso.
Nota: Vari trattamenti chimici o meccanici possono essere applicate per creare una topografia superficiale desiderata e / o chimica, e queste dipenderanno dalla natura del Questi, sperimentalesu da affrontare. Nell'esempio qui fornite, un gruppo di titanio commercialmente puro (CPTI) gli impianti è stato sottoposto a sabbiatura (GB) - un processo sottrattivo - per creare un microtopografia complesso. Metà degli impianti è stato poi ulteriormente modificato con l'aggiunta di fosfato di calcio (PAC) nanocristalli per creare un nanotopography super imposto (GB-DCD).
Nota: Quando si visualizza il micro-superficie sabbiata, rispetto al nano-superficie modificata, a 10.000 X ingrandimento, non c'è differenza evidente nelle caratteristiche superficiali. Tuttavia, se visto da 100.000 X di ingrandimento, le differenze diventano abbastanza evidente (Figura 2). È stato precedentemente dimostrato che tali modifiche superficiali hanno effetti profondi sulla osteoconduzione 14.
2. Modello animale e la procedura chirurgica
- Utilizzare i giovani ratti maschi Wistar (200-250 g) per questo modello. Tutte le procedure devono essere approvati dalle autorità locali com cura degli animalicomitati. Consentire agli animali libero accesso all'acqua e nel ratto chow.
Attenzione: i ratti Wistar sono stati selezionati in questa procedura causa prima esperienza con questo sforzo del topo, sebbene altre ceppi di topo si potrebbero impiegare. L'accesso al cibo e acqua può essere modificata, a seconda della natura del problema sperimentale affrontati. - Ratti sedare utilizzando inalazione anestesia somministrata attraverso un cono di naso: 4% isoflurano in 1 LO 2 / min per induzione, 2% isoflurano in 1 L di protossido di azoto e 0,6 LO 2 / min per la manutenzione. Eseguire un test di punta pinch standard per garantire la sedazione efficace prima di continuare con la procedura.
- Somministrare analgesici pre-e post-operatorio attraverso una iniezione sottocutanea di 0,01-0,05 mg / kg di buprenorfina.
- Assegnare impianti da randomizzazione parziale e inserire bilaterale nelle metafisi distali di femore di ratto. Questo permette un impianto diverso, uno ciascuno da una selezione di differenti topografie superficie da confrontared, in femori controlaterale, per ottimizzare l'analisi statistica.
- Preparare gli animali per la rasatura e la pulizia l'aspetto antero-laterale di ogni zampa posteriore con il 10% Betadine. Per prevenire l'ipotermia, posizionare un caldo pad circolazione dell'acqua sotto il topo anestetizzato.
- Usando un bisturi chirurgico # 15, fare un'incisione attraverso la pelle lungo la faccia laterale della coscia per esporre il muscolo. Esporre il femore distale con smussa per deviare i corpi muscolari in modo minimamente invasivo.
- Raschiare via il sottile strato di periostio sovrastante femore, utilizzando un scollaperiostio, per esporre completamente l'osso corticale per la foratura. Bisogna fare attenzione a non danneggiare la cartilagine di accrescimento o cartilagine articolare del ginocchio durante la dissezione e la rimozione del periostio smussato.
- Una volta pulito e ispezionato, ruotare il femore lateralmente per esporre la porzione anteriore del femore distale (Figura 3A).
- Per preparare il sito chirurgico, praticare unbicorticale fessura rettangolare nel mezzo della dell'osso attraverso entrambe le corticali. Per evitare il surriscaldamento del tessuto, l'irrigazione salina deve essere mantenuta per tutta la perforazione da un assistente chirurgico. Eseguire la perforazione in tre fasi:
- Primo, perforare la corteccia anteriore, esposta da dissezione, utilizzando una fresa dentale 1,3 millimetri attaccato ad un manipolo dentale per creare due fori 2,5 millimetri a parte lungo la linea mediana del femore.
- Successivamente, utilizzare una seconda punta (torsione 1,3 millimetri fresa dentale) per estendere questi fori attraverso la corteccia avversario, con conseguente fori paralleli bicorticale.
- Infine, unire i fori con un terzo lato taglio bava personalizzato in direzione prossimale-distale, formando il sito per l'impianto (Figura 3B).
- Passare una sutura biodegradabile attraverso il difetto osseo con l'ago e ritorno intorno alla corteccia femorale esterno.
- Infilare l'impianto sull'estremità libera della sutura e guidarlo nel difetto, wqui dovrebbe essere inserito a pressione. In questo modo, l'asse lungo l'impianto dovrebbe essere orientato perpendicolarmente all'asse longitudinale del femore (Figura 3C).
- Legare la sutura intorno alla parte laterale del femore per fornire stabilità dell'impianto durante il recupero post-operatorio e nelle prime fasi di guarigione. Utilizzare la sutura rimanente per chiudere il tessuto muscolare, e reoppose il tessuto cutaneo con punti chirurgici (9 millimetri clip ferita).
- Ispezionare siti chirurgici per segni di infezione, e controllare gli animali al giorno per compromessa capacità ambulatoriale. Escludi animali che non recuperano completamente la deambulazione, o quelli che hanno fratture femorali in sacrificio, dall'analisi.
3. Esempio di raccolta
- Sacrificare gli animali a 9 giorni post-operatorio per dislocazione cervicale dopo l'esposizione al CO 2.
- Al momento del sacrificio, staccare femori e pulito dei tessuti molli. Conservare immediatamente il 15% di saccarosio soluzione tampone per mantenere il tessuto hydration in preparazione per prove meccaniche (Figura 4A).
Nota: I campioni sono memorizzati nella soluzione tampone saccarosio per mantenere l'idratazione dei tessuti durante il trasporto tra strutture. I campioni dovranno spendere circa 2-3 ore in soluzione durante la preparazione per le prove meccaniche. - Per preparare i campioni per prove meccaniche, tagliare l'osso alla larghezza degli impianti che utilizzano una fresa diamantata cilindrica collegata ad un sistema ad alta velocità. I campioni finali sono costituiti da due archi di osso collegate a ciascuna faccia dell'impianto (Figura 4B). Per archi che cadono durante la preparazione o il trasporto, assegnare un valore di prove meccaniche di 0 N.
Nota: È importante essere molto delicato e preciso il taglio dei campioni, al fine di evitare danni o precompressione l'interfaccia. Callo osseo riparativo può crescere intorno all'asse lungo dell'impianto e anche nel foro longitudinale. Tale osso in eccesso deve essere rimosso da trillo campioni per le dimensioni esatte l'impianto rettangolare, come si può alterare i risultati di test meccanici.
4. Prove meccaniche
Uno stampo separatista personalizzato è stato progettato per pot ciascun campione, creando un metodo ripetibile e precisa di preparare i campioni per prove meccaniche. Il disegno consente l'isolamento di una regione 0,5 mm o osso perimplantare per una zona di test coerente, tenendo il campione centrata e completamente orizzontale durante il processo di impregnazione, che consente l'applicazione di una forza diretta perpendicolarmente alla superficie dell'impianto. Vedere la Figura 5 per i disegni completi e Figura 6 per i componenti finali.
Nota: Eseguire tutte le prove utilizzando un apparato prove meccaniche, operante ad una velocità della testa di 30 mm / min. Per una valutazione qualitativa residua dopo test osso, un microscopio da dissezione può essere utilizzato.
- Invasaturadei campioni e prove meccaniche
- Rimuovere i campioni dalla soluzione tampone saccarosio e asciutto delicatamente macchia.
- Posizione esemplare nello stampo personalizzato. Far scorrere il perno orizzontalmente attraverso fori nelle pareti dello stampo e attraverso il foro centrale dell'impianto. Posizionare la piastra stabilizzante sul lato posteriore dello stampo per stabilizzare l'impianto (Figura 7).
- Riempire la base dello stampo con fluido composito dentale e curare per 60 secondi usando una alta intensità di cura luce.
Nota: È importante scegliere un composito che non impostata con una reazione esotermica, come tale calore generato può influenzare le proprietà del tessuto. - Dopo l'indurimento, aprire lo stampo e rimuovere il blocco provino indurito. Tracciare una linea nera sottile in pennarello indelebile sul arco laterale per l'identificazione.
- Fissare una replica prefabbricato del provino in una morsa, e centrare l'unità sulla base dello strumento prove meccaniche.
- Fissare il campione in vizio e passare un filo di nylon nel foro dell'impianto (Figura 8). Attaccare le estremità al centro della traversa mobile. Per coerenza, etichettare sempre e testare la parte laterale prima. Ripetere il processo con l'arco mediale.
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Representative Results
Tutti gli animali hanno aumentato la loro attività ambulatoriale con il tempo dopo il loro recupero da un intervento chirurgico. Questo è importante perché il carico ha effetti differenziali su topografie di diverse gamme di scala, come abbiamo recentemente riportato 12. Una curva rappresentativa forza / spostamento per provini seguenti prove meccaniche è presentato in Figura 9A, ed i dati medi per ogni superficie dell'impianto è presentato in Figura 9B. Il valore massimo di forza raggiunto da ciascun campione è stato registrato e valori di gruppo media per il confronto (n = 28 per gruppo). La superficie GB-DCD, con inferiori al micron caratteristiche topografiche sovrapposti sulla sottostante superficie microtopographically complesso, aveva valori di forza interruzione significativamente più elevati rispetto al non modificato GB micro-superficie (p <0,0001) (Figura 9B).
Seguendo prove meccaniche, si può osservare che il 92% dei campioni fratturati nel bersaglioED regione peri-implantare (Figura 10).
Figura 1. Impianti rettangolari disegnati su misura. Le facce superiore ed inferiore sono i siti primari per la crescita e l'apposizione. Dimensioni: 4 mm x 2,5 mm x 1,3 mm (lunghezza x larghezza x altezza) ed il foro di diametro 0,7 millimetri.
Figura 2. Emissione di campo micrografie SEM delle superfici implantari utilizzati. Differenze nella topografia sono difficili da vedere a 10.000 x ingrandimento (in alto), ma sono molto evidenti a 100.000 X (in basso). (A, C): GB e (B, D): i campioni GB-DCD.
Figura 3. (A) Dopo l'esposizione femore mediante dissezione smussata e la rimozione del periostio, (B) uno slot bicorticale stata creata usando una procedura di fresaggio 3 stadi, e (C) l'impianto è stato inserito a pressione in posizione e sostenuto con una sutura biodegradabile.
Figura 4. (A) Femora sono state raccolte da animali sacrificati. L'impianto rettangolare è visibile nel femore distale. (B) provino finale sia con una mediale e un arco laterale su entrambi i lati dell'impianto.
Figura 5. Disegni tecnici per stampo secessionista personalizzato utilizzato per i campioni di test meccanici pot. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Progettazione di stampi Figura 6. Breakaway personalizzata per prove meccaniche.
Figura 7. Speci uomini vaso in stampo personalizzato.
Figura 8. Campioni centrata in strumento prove meccaniche prima della prova meccanica.
Figura 9. (A) Curva forza rappresentativa / allungamento generato dopo prove meccaniche. (B) i valori della forza media interruzione (N) registrati a una velocità della testa di 30 mm / min a 9 giorni eutanasia time-point (n = 28 esemplari per gruppo). (*) = Significatività statistica.
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Figura 10. Ultime modelli di archi corticali intorno agli impianti seguenti prove meccaniche.
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Discussion
Il modello di test meccanico qui presentato fornisce un metodo migliorato per valutare l'ancoraggio di osso per superfici implantari candidati, poiché permette accurate perpendicolare o parallelo, l'allineamento del campione di prova con l'asse della forza perturbazione applicata, e limita la zona di frattura di entro mezzo millimetro della superficie dell'impianto. Il modello è facilmente incorporato in studi che confrontano l'efficacia di qualsiasi gamma di chimicamente o meccanicamente, superfici modificate, ma non è adatto per superfici lisce come questi sono facilmente rimossi dal midollo durante la manipolazione del campione. Gli impianti possono essere realizzati in una vasta gamma di biomateriali. I dati sono facilmente raccolti e, a condizione che l'apparato prove meccaniche è calibrata correttamente, richiedono il filtraggio minimo. Temporali differenti possono essere utilizzati per valutare le prestazioni meccaniche a diversi stadi di guarigione. Inoltre, il modello può essere facilmente impiegato in modelli animali di malattia umana che Comprguarigione ossea Omiše compresi, ad esempio, il diabete, trattamento con radiazioni, e malattie autoimmuni.
Il modello è stato progettato per ratti Wistar maschi, sebbene altri ceppi possono essere facilmente impiegati. La struttura scheletrica di ratti, in particolare, il femore, anche se piccola, è in grado di sopportare carichi ambulatoriali normali dopo aver ricevuto l'impianto personalizzato, e il loro recupero post-operatorio è rapido. A causa delle semplici geometrie utilizzati, il design è facile da scalare per modelli animali più grandi. Mentre è possibile condurre un'operazione simile nei topi, i femori sono significativamente più piccole, che richiede l'uso di impianti più piccoli e presenta sfide nella gestione per la prova di interruzione.
Come abbiamo già assunto una versione più semplice di questo modello in studi focalizzati sui meccanismi biologici che si verificano durante i primi punti di guarigione, ed abbiamo impiegato una nove giorni post-operatorio time-point, abbiamo usato lo stesso tempo punto qui. Tuttavia, questa time periodo può cambiare a seconda del disegno dello studio, e più punti di tempo può mostrare la progressione del fenomeno ancoraggio con il tempo in vivo.
Durante lo sviluppo del modello, molte resine epossidiche e cementi rapido indurimento sono state esplorate, molti dei quali erano inappropriata a causa di reazioni esotermiche, eccessiva espansione, "wicking" della soluzione affinati attraverso l'osso trabecolare, e tempi di indurimento molto variabili. Il composito dentale fluido scelto ha l'espansione minima (circa il 2%), guarisce rapidamente sotto la luce di polimerizzazione, e presenta assorbimento minimo. Inoltre, il composito non presenta proprietà esotermiche. Questo materiale può essere cambiato in luogo di materiali disponibili, ma è di importanza critica per testare rigorosamente l'agente invasatura prima di iniziare il progetto.
Questo metodo fornisce dati importanti biomeccanici comparativi in funzione dell'impianto candidato disegno superficiale. Il vantaggio principale di questo immetodo è controllato nel limitare il piano interruzione (frattura) per i primi 0,5 mm dalla superficie dell'impianto, dove si forma l'osso riparativo. Si differenzia da altri metodi in cui la frattura non è limitato alla zona perimplantare. Così, il metodo presentato, come spiegato sopra, isola precisione una perimplantare regione definita - una regione che è coerente in tutti i campioni - mentre anche l'allineamento del campione in modo che la forza applicata è esattamente perpendicolare alla superficie dell'impianto, eliminando qualsiasi distorsione dovuta al disallineamento. Questo è particolarmente importante se si vuole monitorare la maturazione dell'osso perimplantare con il tempo. Tuttavia, va sottolineato che il test non fornisce informazioni biomeccanico sulla vera dell'interfaccia osso / impianto stesso, in quanto vi è una notevole osso rimanente sulla superficie dopo test.
In precedenza, abbiamo utilizzato una versione più semplice di questo metodo per definire la capacità di topografia superficiale per rendere titanio superfici ossee-bonding 14, nonché in recenti lavori per delineare la rilevanza biologica dei diversi gradi di complessità topografica in funzione del tempo di guarigione 12. Mentre il semplice test è più veloce di quella qui presentata, e richiede nessun dispositivo invasatura progettati su misura, vi è una notevole variabilità nella posizione del piano di frattura. Inoltre, il metodo permette anche di immaginare la rotazione del provino 90 gradi, in modo che l'impianto sia allineato verticalmente sullo strumento prove meccaniche. In questa configurazione è possibile condurre test di taglio con lo stesso apparato sperimentale - un approccio non possibile con altri metodi.
Tuttavia, ci sono molti inconvenienti pratici che rappresentano limitazioni. Poiché i campioni di prova sono piccole, può essere allineare il campione appropriato nello stampo durante invasatura rispetto ad altri metodi richiede tempo. Inoltre, una volta che il campione è incapsulata, può esseredifficile confermare, ad occhio nudo, l'esatto regione perimplantare; pertanto potrebbe essere utile utilizzare una lente di ingrandimento, o anello gioielleria per prevedere con precisione la regione peri-implantari. Infine, il metodo deve essere realizzata in modo tale da evitare traspirazione del composito fluido attraverso la trabecole riparativa esposto nella regione peri-implantari. Infine, abbiamo utilizzato una cella di 1.000 N di carico poiché questa è l'attrezzatura che abbiamo a disposizione, ma una cella di carico minore, nel range 50-100 N, sarebbe più appropriato per le prove future, consentendo una maggiore risoluzione e precisione nei dati di test.
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Disclosures
Gli autori hanno ricevuto finanziamenti e materiali di sostegno da Biomet 3i (Palm Beach Gardens, FL, USA). Biomet 3i non aveva partecipato alla stesura di questo manoscritto o la progettazione di esperimenti descritti.
Acknowledgments
Gli autori desiderano ringraziare Biomet 3i per il loro continuo sostegno finanziario, e in particolare Randy Goodman aiuto nella progettazione e fabbricazione delle parti personalizzate. Spencer Bell è un destinatario di una borsa di studio post-laurea industriale, fornite dalle scienze nazionali e ingegneria Research Council del Canada (NSERC). Desideriamo inoltre ringraziare il Dr. John Brunski per il suo feedback molto utili durante la preparazione del manoscritto.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dulbecco’s Phosphate Buffer solution (DPBS) | Gibco Life Technologies, Burlington, ON, Canada | 14190-250 | |
| 10% neutral buffered formalin solution | Sigma-Aldrich Co. LLC., Canada | HT501128-4L | |
| Custom-designed rectangular implants (commercially pure titanium; dimensions: 4mm x 2.5mm x 1.3mm with a 0.7mm hole drilled centrally down the long axis) | Biomet 3i, FL, USA | N/A | |
| Custom-designed breakaway mould | Biomet 3i, FL, USA | N/A | |
| Isoflurane | Baxter Internationl Inc. | N/A | |
| Buprenorphine | Bedford Laboratories | N/A | |
| 10% betadine | Bruce Medical, MA, US | FR-2200-90 | |
| Scalpel | Almedic, Medstore, University of Toronto, Canada | 2586-M36-0100 | |
| Scalpel blade #15 (sterile) | Magna, Medstore, University of Toronto, Canada | 2586 | |
| Periosteal elevator #24G | Spectrum Surgical, OH, USA | EX7 | |
| Forceps | Almedic, Medstore, University of Toronto, Canada | 7747-A10-108 | |
| Tissue forceps | Almedic, Medstore, University of Toronto, Canada | 7722-A10-308 | |
| Scissors | Almedic, Medstore, University of Toronto | 7603-A8-240 | |
| Absorbant Fabric General Purpose Drape (sterile) | Vitality Medical | 1089 | |
| Gauze (non-sterile) | VWR | 89133-260 | |
| Needles 25G X 5/8" (disposable) | BD, Canada | 305122 | |
| Syringes (sterile) | VWR, Canada | CABD309653 | |
| Needle Driver | Almedic, Medstore, University of Toronto, Canada | A17-132 | |
| Dynarex Surgical gloves (sterile) | Amazon.com | 2475 | |
| Surgical masks | Fisherbrand, Medstore, University of Toronto, Canada | 296360759 | |
| 0.9% sterile saline | House brand, Medstore, University of Toronto, Canada | 1011-L8001 | |
| Hair clippers | Remington, US | N/A | |
| 4-0 Polysorb | Syneture | SL5627G | |
| 9mm Wound Clips | Becton Dickinson, MD, USA | 427631 | |
| ImplantMED DU 900 and WS-75 dental hand piece | W&H Dentalwerk, Austria | DU1000US | |
| 1.3 mm twist drill | Brasseler, GA, USA | 203.21.013 | |
| 1.3 mm dental burr | Biomet 3i, FL, USA | custom | |
| 1.2 mm cylindrical side-cutting burr | Biomet 3i, FL, USA | custom | |
| Cylindrical diamond burr | Brasseler, GA, USA | H1.21.014 | |
| High speed dental drilling system | Handpiece: KaVo Dental Corporation, IL, USA | N/A | |
| Handpiece Control: DCI International, OR, USA | |||
| 99.5% Ultra Pure sucrose | BioShop Canada Inc., Burlington, ON, Canada | 57-50-1 | |
| Flowable dental composite | Filtek Supreme Ultra Flowable Restorative, 3M ESPE, St Paul, Minnesota, USA | 6033XW | |
| Sapphire Plasma Arc high intensity curing light | Den-Mat Holdings, Santa Maria, CA, USA | N/A | |
| Instron 4301 with 1000 N load cell | Instron, Norwood, MA, USA | N/A | |
| Leica Wild M3Z Stereozoom dissecting microscope | Leica, Heerbrugg, Switzerland | N/A | |
| QImaging Micropublisher 5.0 RTV digital camera coupled with QCapture 2.90.1 acquisition software | QImaging, Surrey, BC, Canada | N/A | |
| Electronic digital caliper | Fred V. Fowler Company, Inc., Newton, MA, USA | N/A | |
| Mechanical testing instrument | Instron, Norwood, MA, USA | N/A |
References
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