products

services

formazione

store

contact

company


Global Headquarters
2300 Riverchase Center
Birmingham, AL 35244
USA

tel: 888.246.8338
tel: 205.967.7880
fax: 205.870.0304

BioHorizons Canada
21 Amber Street, Unit #6
Markham, Ontario L3R 4Z3
Canada

tel: 866.468.8338
fax: 905.944.1894

BioHorizons Chile, S.A.
Av. Manquehue Norte 1337 Office 31
Vitacura
Santiago
Chile

tel: +56 (2) 23619519
fax: +56 (2) 361.9521

BioHorizons Italia Srl
Via Ettore Cristoni, 88
40033 Casalecchio di Reno (BO) Italia

numero verde +800.063.040
tel. +39.051.59.07.00
fax +39.051.57.61.06

BioHorizons Mexico
Cracovia No. 72 Torre B, Oficina: BGO-07, Col. San Ángel
CP: 01000, Ciudad de México, Álvaro Obregón, CDMX

tel. 800 953 0498
tel. 011-52-5511638675

Spanish Office
BioHorizons Ibérica
Calle Oruro, 9
28016 Madrid,
Spagna

tel: +34.91.713.10.84
fax: +34.91.355.83.75

BioHorizons Camlog UK & Ireland
Richmond House
Oldbury Road
Bracknell
Berkshire RG12 8TQ
Regno Unito

tel: +44 (0)1344 752560
fax: +44 (0)1344 868049

Laser-Lok® Ricerca

ricerche su Laser-Lok

abstract sulle microscanalture Laser-Lok

Le microscanalature Laser-Lok sono un trattamento di superficie degli impianti proprietario, frutto di oltre vent’anni di ricerche finalizzate a realizzare la superficie implantare ottimale. Attraverso questa ricerca, l'esclusiva superficie Laser-Lok ha dimostrato una risposta biologica che consiste nell'inibizione del downgrowth epiteliale e nell'attacco del tessuto connettivo.1,2 L'attacco fisico crea un sigillo biologico attorno all'impianto che protegge e mantiene la salute dell'osso crestale. In studi post-commercializzazione, il fenomeno Laser-Lok ha dimostrato un'efficacia maggiore in termini di perdita ossea rispetto ad altre soluzioni implantari.3,4,5,6

scanalatura Laser-Lok

recenti ricerche sugli impianti

Guarnieri, Renzo MD, DDS; Placella, Roberto DDS; Testarelli, Luca DDS, PhD; Iorio-Siciliano, Vincenzo DDS, PhD; Grande, Maurizio DDS
Implant Dentistry April 2014, Volume 23, Issue 2. p. 144-154.


Obiettivi
Valutazione degli esiti clinici, radiografici ed estetici degli impianti a carico immediato con colletto con microscanalature al laser posizionati nella regione anteriore della mascella al momento dell'estrazione dentale.

Metodi
Quarantasei impianti Tapered Internal Laser-Lok di BioHorizons sono stati posizionati e protesizzati con carico immediato non funzionale in 46 pazienti (24 uomini e 22 donne) con biotipo gengivale spesso, profilo/livello della gengiva ideale e pareti intatte dopo l'estrazione. Il tasso di sopravvivenza, la perdita di osso corticale e la risposta della mucosa perimplantare sono stati valutati a 6, 12 e 24 mesi.

Risultati
Il tasso di sopravvivenza è stato del 95,6%. La perdita ossea marginale mesiale e distale a 24 mesi dall'impianto è stata, rispettivamente, di 0,58 mm (DS = 0,53; range, 0,17-1,15) e 0,57 mm (DS = 0,70; range, 0,42-1,10). È stata rilevata una ricrescita papillare media mesiale e distale di 1,8 e 1,5 mm, rispettivamente. I livelli del tessuto molle della parte media del volto presentavano una regressione media di 0,12 mm dopo 24 mesi.

Conclusion
Gli impianti immediati con superficie microscanalata ripristinati il giorno dell'intervento possono essere considerati una procedura predicibile in termini di sopravvivenza dell'impianto e di rimodellamento del tessuto molle e duro.

M Nevins, ML Nevins, L Gobbato, HJ Lee, CW Wang, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 33, N. 3, 2013.


ABSTRACT
Le papille interimplantari sono fondamentali nelle protesizzazioni estetiche supportate da impianti nella zona estetica mascellare. La stabilità dell'anatomia papillare, però, dipende da un volume stabile dell'osso crestale sottostante di supporto. Numerosi studi hanno documentato una distanza critica di 3 mm tra gli impianti, al di sotto della quale si verifica un riassorbimento dell'osso crestale. Lo studio preclinico "proof-of-principle" sui cani in corso prende in esame un nuovo modello di sistema impianto/abutment che combina l'abutment con platform switching ad ablazione laser di precisione con le microscanalature dell'impianto per mantenere una distanza interimplantare dell'osso crestale di 2 e 4 mm. I risultati di questo studio preclinico in fase iniziale indicano che, mediante precise modifiche alla struttura impianto/abutment, è possibile posizionare gli impianti adiacenti a una distanza di 2-4 mm senza causare perdita di osso crestale subpapillare.

RISULTANTE SUI TESSUTI MOLLI
I tessuti molli peri-impianto erano formati da una barriera epiteliale il cui epitelio sulculare si congiungeva all'epitelio giunzionale. L'epitelio giunzionale andava bruscamente a inserirsi nel punto più coronale delle microscanalature dell'abutment Laser-Lok, dove una zona di fibre di tessuto connettivo sembrava inserirsi perpendicolarmente nel fascio microscanalato alto 0,7 mm. Inoltre, sembrava anche che le fibre di tessuto connettivo si inserissero nelle zone del colletto dell'impianto Laser-Lok, isolando efficacemente il microgap nella giunzione impianto-abutment dai tessuti circostanti. Non è stata riscontrata la presenza di infiltrati infiammatori nella giunzione impianto-abutment in nessun campione.

RISULTATI SU TESSUTI DURI
L'osso crestale interimplantare non presentava evidenza di riassorbimento osseo in nessuno dei campioni bioptici dopo 3 mesi. Un contatto tra osso e impianto (BIC) significativo era subito evidente in tutti gli aspetti della superficie e del colletto dell'impianto. In molti campioni è stata notata la presenza di osso rigenerato molto vicino al microgap della giunzione impianto-abutment. L'apposizione delle fibre di tessuto connettivo che si inserivano perpendicolarmente e dell'osso sulle microscanalature ad ablazione laser del microgap della giunzione impianto-abutment isolavano anatomicamente la giunzione dai tessuti circostanti prevenendo la migrazione di epitelio giunzionale.

M Serra, L Bava, D Farronato, V Iorio Siciliano, M Grande, R Guarnieri
Int J Oral Maxillofac Implants 2014; 29:354-363.


CONCLUSIONI
A physical attachment of connective tissue fibers to the laser microtexturing (8 and 12μm grooves) surface placed on collar of implant, has been demonstrated using human histology. Related clinical research has suggested that this kind of microtexturing surface may lead to a decreased amount of initial bone loss.

AIM
The aim of this retrospective study was to compare crestal bone heights and clinical parameters between implants with laser-microtextured collar and machined collar using different protocols.

MATERIALS AND METHODS
This study evaluates 300 single implants in 300 patients (155 males and 145 females; mean age: 49.3 years; range: 45 to 75 years). 160 implants with laser-microtextured collars (L) and 140 with machined collars (M) were used. Implants were grouped into the treatment categories of immediate placement, delayed placement, immediate non-occlusal loading (INOL), and delayed loading (DL). For all groups, crestal bone level (CBL), attachment level (CAL), plaque index (PI), and bleeding on probing (BOP), were recorded at baseline examinations (BSL) and 6 (T1), 12 (T2), and 24 months (T3) after loading with the final restoration.

Risultati
Nine implants were lost (four L and five M). The type of implant and time of placement and loading showed no significant influence on the survival rate. A mean CAL loss of 1.12 mm was observed during the first 2 years in the M group, while the mean CAL loss observed in L the group was 0.55 mm. Radiographically, L group implants showed a mean crestal bone loss of 0.58 mm compared to 1.09 mm for the M.

CONCLUSIONS
I risultati indicano che la superficie microtesturizzata al laser sul colletto dell'impianto può ridurre gli esiti negativi correlati alla perdita di osso peri-implantare, indipendentemente dal tipo di posizionamento e dal protocollo di carico adottati.

M Grande, A Ceccherini, M Serra, L Bava, D Farronato, V Iorio Siciliano, R Guarnieri
J Osseointegr 2013;5(2):53-60.


PREMESSA
Recentemente, sono state proposte nuove tipologie di superfici implantari, nel tentativo di migliorare l'integrazione nel tessuto molle e duro, che potrebbero rivelarsi vantaggiose nelle situazioni di carico immediato.

AIM
La finalità del presente studio clinico prospettico era di valutare, mediante indagini cliniche e radiografiche, in un arco di tempo di 2 anni, un impianto con superficie del colletto microtesturizzata al laser posizionato per il carico immediato di protesi fisse in casi di edentulia parziale posteriore mandibolare e/o mascellare.

MATERIALS AND METHODS
Sono stati arruolati, in centri di studio italiani, trentacinque pazienti parzialmente edentuli che necessitavano di trattamento implantare e rispondevano ai criteri di inclusione. Sono stati posizionati - e sottoposti a carico immediato - 107 impianti Tapered Internal Laser-Lok (49 mascellari e 58 mandibolari) in totale. Tutti gli impianti provvisori sono stati eseguiti entro 1 ora, e gli impianti definitivi sono stati posizionati dopo 4 mesi. È stato valutato un totale di 32 protesizzazioni, di cui 10 a due unità, 12 a tre unità e 10 a quattro unità. Sono stati monitorati i risultati clinici e radiografici degli impianti e sono state programmate valutazioni di controllo a 6, 12 e 24 mesi.

Risultati
Cinque impianti sono andati perduti dopo il carico (3 impianti nelle protesizzazioni mascellari a due unità, 1 impianto nella protesizzazione mandibolare a due unità e 1 impianto nella protesizzazione mascellare a tre unità), con un tasso di sopravvivenza del 95,4% a 24 mesi. La perdita media ossea marginale a 6,12 e 24 mesi dopo l'installazione è stata, rispettivamente, di 0,42 mm ± 1,1 mm, 0,52 mm ± 0,9 mm e 0,66 mm ±1,3 mm.

CONCLUSIONS
Anche se limitata al breve periodo di controllo, la funzionalità immediata degli impianti Tapered Internal Laser-Lok® risulta essere un'opzione valida per i pazienti parzialmente edentuli trattati.

D Farronato, F Mangano, F Briguglio, V Iorio Siciliano, R Guarnieri
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 34, Number 1. p. 79-89.


ABSTRACT
La finalità del presente studio clinico è stata quella di valutare l’influenza della superficie microtesturizzata Laser-Lok® sul livello clinico di attacco e sul rimodellamento dell'osso crestale attorno agli impianti a carico immediato funzionale nella sostituzione del dente singolo nell'area 15-25 e 35-45.

MATERIALS AND METHODS
In uno studio prospettico randomizzato sono stati inclusi settantasette pazienti, suddivisi in due gruppi: nel gruppo di controllo sono stati utilizzati impianti BioHorizons di tipo Tapered Internal non-Laser-Lok®(NLL; n=39), mentre nel gruppo di prova è stato utilizzato il tipo BioHorizons Tapered Internal Laser-Lok®(LL; n=39). La perdita di osso crestale (CBL) e i parametri clinici, tra cui il livello clinico di attacco (CAL), l'indice di placca (PI) e di sanguinamento al sondaggio (BOP) sono stati registrati al basale (BSL) e alle valutazioni a 6 (T1), 12 (T2) e 24 mesi (T3) dal carico con la protesizzazione definitiva.

Risultati
Un impianto è stato perso nel gruppo di controllo e uno nel gruppo di test, con un tasso di sopravvivenza del 96,1% a 2 anni. I risultati relativi ai valori PI e BOP erano simili in entrambe le tipologie di impianto, senza alcuna differenza statistica. Nei primi 2 anni è stata riscontrata una perdita media del CAL di 1,10 mm ± 0,51 mm nel gruppo NLL e di 0,56 mm ± 0.33 mm nel gruppo LL. Alle radiografie, gli impianti del gruppo NLL hanno mostrato una perdita media di osso crestale di 1,07 mm ± 0,30 mm rispetto a 0,49 mm ± 0,34 mm del gruppo LL.

CONCLUSIONS
Il tipo di impianto non ha influenzato il tasso di sopravvivenza, considerato che il gruppo LL presentava alle radiografie un CAL maggiore e un CBL peri-impianto inferiore rispetto al gruppo NLL.

V Iorio Siciliano, G Marzo, A Blasi, C Cafiero, M Mignogna, M Nicolò
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 34, Number 4, 2014. p. 541-549


ABSTRACT
Studi istologici e clinici confermano che la microtesturizzazione al laser dei colletti degli impianti favorisce l'attacco delle fibre connettive e riduce la profondità di sondaggio e la perdita ossea peri-impianto, rispetto ai colletti levigati. Questo studio prospettico era finalizzato a valutare le variazioni dimensionali degli alveoli dopo il posizionamento degli impianti immediati con tecnica trasmucosa® (colletto microtesturizzato Laser-Lok) associato a procedure rigenerative dell'osso.

MATERIALS AND METHODS
Tredici impianti (sistema implantare Single-Stage®, BioHorizons, IPH. Inc.) sono stati immediatamente posizionati in siti estrattivi a radice singola. I difetti peri-impianto sono stati trattati con xenoinnesti di origine bovina (Laddec®, BioHorizons, IPH. Inc) e membrane di collagene riassorbibile (Mem-Lok®, BioHorizons, IPH. Inc.).

Risultati
Al rientro chirurgico a 6 mesi, il® colletto microtesturizzato Laser-Lok offre condizioni più favorevoli per l'attacco del tessuto duro e molle e riduce la perdita di osso alveolare.



ricerche recenti sugli abutment

M Nevins, DM Kim, SH Jun, K Guze, P Schupbach, ML Nevins
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 30, 2010. p. 245-255.


ABSTRACT
Ricerche precedenti hanno dimostrato l'efficacia delle microscanalature create con ablazione laser sui colletti degli impianti per favorire l'attacco diretto del tessuto connettivo alle superfici alterate dall'impianto. L'attacco diretto del tessuto connettivo agisce come barriera fisiologica alla migrazione apicale dell'epitelio giunzionale (junctional epithelium - JE) e previene il riassorbimento dell'osso crestale. L'attuale prospettiva di studio pre-clinico mirava a valutare i modelli di guarigione dell'osso e del tessuto molle quando le microscanalature ad ablazione laser sono presenti sull'abutment. Per il confronto con le indagini precedenti che esaminavano gli esiti negativi del microgap fra impianto e abutment è stato selezionato un modello canino. I risultati hanno dimostrato un miglioramento significativo nella guarigione del tessuto molle e duro peri-impianto rispetto alle superfici levigate degli abutment tradizionali.

MATERIALS AND METHODS
Lo studio attuale mira a esaminare gli effetti di due diverse superfici di impianto e abutment sull'attacco del tessuto connettivo epiteliale, oltre che sui livelli dell'osso peri-impianto. Per questo studio sono stati selezionati sei foxhound. Ogni cane ha ricevuto 6 impianti nei siti di estrazione del premolare mandibolare bilaterale e del primo molare, per un totale di 36 impianti. Ai siti sono stati attribuiti in modalità random gli impianti Tapered Internal (BioHorizons) con sabbiatura riassorbibile (resorbable blast texturing- RBT) o RBT con colletto levigato da 0,3mm. Inoltre gli abutment di guarigione con superfici levigate e gli abutment con microscanalature Laser-Lok sono stati assegnati in modo casuale a ogni impianto. Gli abutment sono stati posizionati al momento dell'intervento chirurgico.

Risultati
La presenza della zona con microscanalature ad ablazione laser da 0,7 mm ha consentito un'intensa e regolare attività dei fibroblasti sulla superficie scanalata dell'abutment, che ha prodotto un denso complesso interconnesso di fibre di tessuto connettivo orientate perpendicolarmente rispetto alla superficie dell'abutment, il quale fungeva da barriera fisiologica nei confronti della migrazione dell'epitelio giunzionale. Conseguentemente all'inibizione della migrazione apicale dell'epitelio giunzionale si è evitato il riassorbimento dell'osso crestale. In due casi si è verificata una significativa rigenerazione ossea coronale nella giunzione impianto-abutment e sulla superficie dell'abutment, eliminando completamente gli esiti negativi del microgap nella giunzione impianto-abutment.

Al contrario, gli abutment privi di superfici microscanalate con ablazione laser mostravano una scarsa evidenza di intensa attività fibroblastica presso l'interfaccia abutment-tessuto. Lungo le superfici dell'abutment e del colletto dell'impianto si è formato un lungo epitelio giunzionale che ha impedito la formazione della barriera fisiologica di tessuto connettivo, causa del riassorbimento dell'osso crestale. Sulle superfici dell'abutment-impianto si sono apposte fibre di tessuto connettivo orientate parallelamente invece che perpendicolarmente, disposizione più efficace dal punto di vista funzionale.

NC Geurs, PJ Vassilopoulos, MS Reddy
Clinical Advances in Periodontics, Vol. 1, No. 1, May 2011.


CONCLUSIONI
Sono stati presentati i risultati dell'esame istologico sull'uomo e delle analisi con il microscopio elettronico a scansione (SEM), che descrivono l'integrazione del tessuto molle nella superficie dell'abutment con microscanalature al laser.

PRESENTAZIONE DEL CASO
In due pazienti, sugli impianti osseointegrati sono stati posizionati abutment implantari con superficie con microscanalature al laser. Dopo 6 settimane di recupero, gli abutment e il tessuto molle circostante sono stati rimossi e preparati per l'esame istologico e SEM. È stato riscontrato che l'epitelio più apicale era disposto parallelamente a questa superficie. Il tessuto connettivo presentava fibre di collagene orientate perpendicolarmente rispetto alla superficie con microscanalature. I tessuti connettivi e la superficie dell'abutment con microscanalature erano a stretto contatto.

CONCLUSION
In questi pazienti, le fibre del tessuto connettivo degli abutment si inserivano nella superficie microscanalata con un orientamento funzionale.

SUMMARY
Perché questo caso costituisce una novità? Per quanto ne sappiamo, si tratta della prima serie di casi umani riportati con esami istologici sull'uomo che descrivono l'attacco del tessuto connettivo attorno a un abutment con microscanalature.

Qual è la chiave per gestire con successo questo caso? Le caratteristiche della superficie dell'abutment possono favorire l'integrazione del tessuto connettivo con la superficie microscanalata con fibre di collagene orientate in modo funzionale.

Quali sono i principali limiti di riuscita in questo caso? Si tratta solo di una casistica clinica dell'istologia dell'attacco. Non sono stati riportati risultati o vantaggi clinici. Saranno necessari ulteriori studi che dimostrino i vantaggi da un punto di vista clinico.

M Nevins, M Camelo, ML Nevins, P Schupbach, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 32, N. 4, 2012. p. 384-392.


ABSTRACT
Precedenti studi preclinici e clinici hanno dimostrato l'efficacia delle microscanalature ad ablazione laser di precisione posizionate sui colletti degli impianti per consentire un attacco diretto del tessuto connettivo alla superficie dell'impianto. Risultati analoghi sono stati riscontrati in un recente studio sui cani che esaminava le microscanalature ad ablazione laser in un'area dell'abutment di guarigione definita. In entrambi i casi, l'attacco diretto del tessuto connettivo alla superficie impianto/abutment ostacolava la migrazione apicale dell'epitelio giunzionale, impedendo in questo modo il riassorbimento osseo crestale. Questo studio clinico ha esaminato l'efficacia delle microscanalature ad ablazione laser dell'abutment sull'uomo. Come nello studio preclinico, le microscanalature ad ablazione laser ad alta definizione hanno consentito un attacco diretto del tessuto connettivo alla superficie alterata dell'abutment, impedito la migrazione apicale dell'epitelio giunzionale e salvaguardato, in questo modo, l'osso crestale dal prematuro riassorbimento.

M Nevins, M Camelo, ML Nevins, P Schupbach, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 32, Number 4, 2012. e131-134.


ABSTRACT
Questo report presenta l'evidenza sull'uomo di un riattacco del tessuto connettivo quando l'abutment di guarigione con microscanalature al laser è stato sostituito dall'abutment definitivo cilindrico con microscanalature al laser. 15 settimane dopo il posizionamento dell'abutment definitivo cilindrico con microscanalature al laser non è stata riscontrata un'ulteriore perdita ossea. Un tessuto connettivo denso si trovava a stretto contatto con la superficie con microscanalature al laser nel punto di separazione del tessuto molle, ed è stata individuata una chiara evidenza dell'estremità dell'epitelio giunzionale nella posizione più coronale della zona con microscanalature al laser.

Iglhaut G, Becker K, Golubovic V, Schliephake H, Mihatovic I
Clin Oral Implants Res. 2013 Apr;24(4):391-7.


Obiettivi
Studio finalizzato a (i) investigare l'influenza delle differenti estensioni di una zona dell'abutment con microscanalature al laser sull'attacco del tessuto connettivo e (ii) valutare l'impatto del distacco/riattacco ripetuto sulla guarigione del tessuto molle e duro.

MATERIALS AND METHODS
Inserimento degli impianti in titanio a livello epicrestale nella mandibola di sei cani. Gli abutment di guarigione con margini con microscanalature al laser parziali (LP) o complete (LC) o con margini levigati (M) sono stati randomicamente allocati in un singolo (1×)/ripetuto(2×) distacco/riattacco a 4 e 6 settimane (test), rispettivamente, oppure lasciati indisturbati (controllo). Sono stati valutati i parametri istomorfometrici (come il livello più coronale dell'osso a contatto con l'impianto [CBI], l'attacco del tessuto connettivo subepiteliale [STC]) e immunoistochimici (collagene di tipo I [CI]) a 6 e 8 settimane.

Risultati
Nei siti di controllo, i gruppi LP/LC rivelavano un CBL medio più basso (8 settimane, 0,95 ± 0,51 vs. 0,54 ± 0,63 vs. 1,66 ± 1,26 mm), un STC medio più alto (8 settimane, 82,58 ± 24,32% vs. 96,37 ± 5,12% vs. 54,17 ± 8,09%), ma comparabili alla reattività all'antigene CI. Una manipolazione ripetuta dell'abutment era associata a un aumento del CBL medio (8 settimane, 1,53 ± 1,09 vs. 0,94 ± 0,17 vs. 1,06 ± 0,34 mm), STC (8 settimane, 57,34 ± 43,06% vs. 13,26 ± 19,04% vs. 37,76 ± 37,08%) e valori CI inferiori.

CONCLUSIONS
Si è concluso che (i) gli abutment LC>LP miglioravano l'attacco del tessuto connettivo epiteliale e preservavano i livelli di osso crestale, (ii) il ripetuto distacco/riattacco degli abutment nel corso della fase iniziale della guarigione (4-6 settimane) può essere associato a un aumento dei cambiamenti del tessuto molle e duro e (iii) nell'approccio con abutment singolo in un'unica volta dovrebbero essere presi in considerazione LP e LC.



studi sull'uomo

GE Pecora, R Ceccarelli, M Bonelli, H Alexander, JL Ricci
Implant Dentistry. Volume 18(1). February 2009. pp. 57-66


CONCLUSIONI
In uno studio clinico prospettico, controllato, multicentrico è stato valutato un impianto Tapered (superficie trattata con Laser-Lok [LL]) con un colletto di 2 mm di larghezza e lavorato al laser per 1,5 mm nella parte inferiore per ottenere in particolare l'attacco del tessuto connettivo e dell'osso inibendo il downgrowth epiteliale.

MATERIALI
I dati fanno riferimento ai periodi di misurazione da 1 a 37 mesi dall'intervento per 20 coppie di impianti in 15 pazienti. Gli impianti sono stati posizionati accanto agli impianti di controllo con colletto levigato dello stesso design. I valori di misurazione si riferiscono a indice di sanguinamento, indice di placca, profondità di sondaggio e perdita di osso crestale.

Risultati
Non è stata rilevata alcuna differenza statistica sia per l'indice di sanguinamento che per l'indice di placca. In tutti i periodi di misurazione esistono differenze significative nelle profondità di sondaggio e nella perdita di osso crestale dopo 7 mesi (P<0,001). A 37 mesi la profondità di sondaggio era di 2,30 mm e la perdita di osso crestale di 0,59 mm per LL rispetto ai 3,60 e 1,94 mm, rispettivamente, per l'impianto di controllo. Inoltre il confronto dei risultati nella mandibola e nella mascella dimostra in media una maggiore differenza (impianto di controllo - LL) in termini di perdita di osso crestale e profondità di sondaggio nella mascella. Tuttavia, questo fatto non è risultato statisticamente significativo.

DISCUSSION
La differenza significativa nella profondità di sondaggio tra LL e impianto di controllo dimostra la formazione di un sigillo di tessuto molle stabile al di sopra dell'osso crestale. LL ha limitato la perdita di osso crestale a una gamma entro gli 0,59 mm rispetto alla perdita di osso crestale di 1,94 mm rilevata per l'impianto di controllo. L'impianto LL è risultato confrontabile all'impianto di controllo in termini di parametri di sicurezza dell'indice di placca e dell'indice di sanguinamento sulculare. Un dato non statisticamente significativo suggerisce che, nel caso di LL, la superiorità del mantenimento dell'osso crestale sia maggiore nella mascella rispetto alla mandibola.

S Botos, H Yousef, B Zweig, R Flinton, S Weiner
Int J Oral Maxillofac Implants 2011;26:492-498.


ABSTRACT
Finalità: Si è sostenuto che i colletti levigati e lucidati riducano l'accumulo di placca e la perdita di osso crestale negli impianti. Ricerche più recenti hanno suggerito che una superficie grezza in titanio promuove l'osteointegrazione e l'attacco del tessuto connettivo. Lo scopo di questa ricerca è stato quello di sottoporre a confronto l'altezza dell'osso crestale adiacente agli impianti con colletti sottoposti a microtesturizzazione al laser e levigati di due diversi sistemi implantari (Laser-Lok and Nobel Replace Select).

Materials and Methods
Quattro impianti, due Laser-Lok e due Nobel Replace Select, sono stati posizionati all'interno della mandibola anteriore per fungere da abutment con overdenture. Sono stati posizionati in ordine alternato e gli impianti distali sono stati caricati con ball abutment. Gli impianti mesiali sono stati lasciati privi di carico. Gli impianti distali sono stati caricati immediatamente con protesi removibili prefabbricate. Nel caso degli impianti caricati sono stati misurati l'indice di placca, l'indice di sanguinamento e la profondità di sondaggio (probing depth - PD) dopo 6 e 12 mesi. La perdita ossea per entrambi i gruppi (caricati e non caricati) è stata valutata con radiografie standard.

Risultati
I valori di placca e sanguinamento sono risultati simili per entrambe le tipologie di impianto. Gli impianti Laser-Lok hanno mostrato PD inferiori (0,36 ± 0,5 mm e 0,43 ± 0,51 mm) rispetto agli impianti Nobel Replace Select (1,14 ± 0,77 mm e 1,64 ± 0,93 mm; P < 0,05 per 6 e 12 mesi, rispettivamente). A 6 e 12 mesi, rispettivamente, gli impianti Laser-Lok mostravano una perdita di osso crestale inferiore, sia per i gruppi caricati (0,19 ± 0,15 mm e 0,42 ± 0,34 mm) che per i gruppi non caricati (0,15 ± 0,15 mm e 0,29 ± 0,20 mm) rispetto agli impianti Nobel Replace Select sia per i gruppi caricati (0,72 ± 0,5 mm e 1,13 ± 0,61 mm) che per quelli non caricati (0,29 ± 0,28 mm e 0,55 ± 0,32 mm).

Conclusion
Gli impianti Laser-Lok hanno prodotto valori PD più bassi e una perdita inferiore di osso crestale peri-impianto rispetto a quanto riscontrato attorno agli impianti Nobel Replace Select.

Per gentile concessione di Cary Shapoff, Periodontista (Fairfield, CT)
Protesizzazioni nei casi 1 e 2 di Jeffrey A. Babushkin, DDS (Trumbull, CT)
Protesizzazione nel caso 3 di Dr. Perry Kest (Southbury, CT)


ABSTRACT
Numerosi studi pubblicati sugli impianti sull'uomo e sugli animali riferiscono una perdita di osso crestale dal momento del posizionamento dell'abutment di guarigione a vari momenti successivi alla protesizzazione. La perdita ossea può portare alla perdita di papilla intraprossimale e alla recessione dei margini della corona. Questi tre casi clinici dimostrano i risultati a lungo termine che si possono ottenere utilizzando impianti con colletti microscanalati Laser-Lok per salvaguardare l'osso crestale e l'estetica del tessuto molle. Il caso 1 prevedeva estrazione, innesto in sito estrattivo, posizionamento dell'impianto ritardato di 6 mesi e protesizzazione definitiva entro 6 mesi. Il caso 2 aveva richiesto l'estrazione, il posizionamento immediato dell'impianto con innesto simultaneo e il posizionamento di una corona provvisoria due mesi dopo. Il caso 3 prevedeva il trattamento della mancanza congenita di incisivi laterali con una protesizzazione ritardata.

Caso 1 (primo caso riferito dell'uso di un impianto Laser-Lok)
Donna di 34 anni con riassorbimento esterno a livello della giunzione amelo-cementizia del dente n. 9. Sono state proposte varie opzioni di trattamento e la paziente ha scelto l'estrazione e il posizionamento dell'impianto. Dopo un'estrazione atraumatica, l'anatomia della cavità non presentava una stabilità iniziale accettabile per il posizionamento immediato. La cavità è stata innestata con un alloinnesto di osso calcificato e il recupero ha richiesto 6 mesi. All'epoca è stato posizionato un impianto con colletto microscanalato Laser-Lok. Per la copertura della radice, sul dente n. 10 adiacente è stato anche applicato un innesto di tessuto connettivo subepiteliale. Sei mesi dopo il posizionamento è stato praticato un secondo intervento chirurgico e il dente è stato protesizzato con un abutment su misura e una corona in PFM. Da notare il mantenimento di eccellenti livelli di osso crestale (non più di 0,5 mm dall'interfaccia impianto/abutment) dopo 13 anni dalla protesizzazione. I margini del tessuto molle sono rimasti stabili e mostrano un eccellente stato di salute parodontale.

Caso 2
Donna di 60 anni con evidenza di infezione cronica dovuta a fistola nella porzione apicale del dente n. 9. Il dente era stato precedentemente sottoposto a terapia canalare e chirurgico apicale. Sono state prese in esame tutte le opzioni di trattamento e la paziente ha optato per la sostituzione dell'impianto. Poiché la paziente si stava trasferendo per due anni in America del Sud, è stata effettuata l'estrazione immediata e il posizionamento dell'impianto con innesto in sito estrattivo. L'impianto dentale aveva un colletto microscanalato Laser-Lok da 5 mm x 13 mm. 2 mesi dopo l'impianto è stata posizionata una corona provvisoria. La paziente non si è sottoposta ad altre cure ortodontiche per due anni e al suo rientro a casa è stata posizionata la corona definitiva. Un dato degno di nota sono i livelli dell'osso crestale (a non più di 0,5 mm dall'interfaccia abutment/impianto) a quattro anni dal carico dell'impianto.

Caso 3
Una donna di 17 anni con incisivi laterali mascellari mancanti è stata inviata a entrambi i centri per un consulto implantologico. Dopo una visita clinica con scansione TAC, è stato praticato un intervento chirurgico di allungamento estetico della corona dal dente n. 4 al n. 13, con posizionamento di impianti Tapered Internal BioHorizons da 3,8 mm x 12 mm (piattaforma da 3,5 mm) nei siti n.7 e n. 10. Con una guida chirurgica, gli impianti sono stati posizionati con il colletto a una distanza di 2-3 mm dal margine gengivale facciale indicato delle corone preparate. Solo 0,3 mm del colletto in metallo levigato sulla superficie del terzo medio del volto erano visibili. Il decorso è stato regolare. 4 mesi dopo il primo intervento, sono stati effettuati un secondo intervento chirurgico e il posizionamento dell'abutment di guarigione.

Conclusion
Questi tre casi testimoniano la capacità del colletto microscanalato Laser-Lok di mantenere i livelli di osso crestale e l'estetica del tessuto molle intorno agli impianti. Due casi hanno richiesto un posizionamento dell'impianto nei siti innestati. Tutti e tre i casi presentano evidenze cliniche e radiografiche inequivocabili della stabilità dell'osso crestale nelle immediate vicinanze dell'interfaccia abutment/impianto (micro-gap). Non è stata rilevata la tipica perdita di osso sotto il colletto e nella prima filettatura. La capacità delle microscanalature del Laser-Lok di sostenere l'osso crestale e consentire l'attacco sopracrestale del tessuto connettivo può dare origine a una nuova definizione di ampiezza biologica "normale" dell'impianto.

CA Shapoff, B Lahey, PA Wasserlauf, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent. Volume 28, Number 2, 2008.


ABSTRACT
Questo studio "proof-of-principle" sull'uomo si proponeva investigare la possibilità di conseguire l'attacco del tessuto connettivo fisico al colletto microscanalato con Laser-Lok di un impianto. Il suo colletto da 2-mm è stato microlavorato per favorire l'attacco dell'osso e del tessuto connettivo impedendo la migrazione apicale dell'epitelio. Gli impianti sono stati prelevati con i tessuti duri e molli circostanti l'impianto dopo 6 mesi. L'investigazione istologica è stata condotta con microscopio ottico, microscopio polarizzatore e microscopio elettronico a scansione.

Risultati
Gli impianti sono stati osteointegrati con evidenza istologica di contatto osseo diretto. Si è verificato un attacco di tessuto connettivo alle microscanalature Laser-Lok. Non vi erano segni di infiammazione. I tessuti peri-impianto consistevano in una lamina densa, collagenica propria rivestita da un epitelio orale stratificato, squamoso e cheratinizzante. Quest'ultimo era contiguo all'epitelio sulculare paracheratinizzato che bordava la superficie laterale del solco peri-impianto. Nell'estremità apicale, l'epitelio sulculare si sovrapponeva al margine coronale dell'epitelio giunzionale. L'epitelio sulculare era contiguo all'epitelio giunzionale, che forniva l'unione epiteliale tra l'impianto e la mucosa attorno al peri-impianto. Tra la terminazione apicale dell'epitelio giunzionale e la cresta ossea alveolare, il tessuto connettivo era apposto direttamente alla superficie dell'impianto.

La valutazione al microscopio ottico di questi campioni ha rivelato lo stretto contatto fra le cellule epiteliali giunzionali e la superficie dell'impianto. L'area microscanalata degli impianti era coperta di tessuto connettivo. L'analisi al microscopio polarizzatore di quest'area ha rivelato fibre di collagene, orientate in modo funzionale, estendersi verso le scanalature della superficie dell'impianto. L'esame al microscopio elettronico a scansione dell'area corrispondente dei campioni ha confermato la presenza delle fibre di collagene fissate.

Tutti i campioni hanno dimostrato un alto livello di contatto tra osso e impianto e un'attività di rimodellamento intensa. Nei campioni che mostravano le fibre di collagene orientate in modo funzionale verso le scanalature sulla superficie dell'impianto, è stato osservato il rimodellamento di un nuovo osso in direzione coronale. La valutazione al microscopio elettronico ha rivelato l'epitelio sulculare con attività desquamante delle cellule e l'epitelio giunzionale. Sembra che l'attacco del tessuto connettivo sia fondamentale per il mantenimento della cresta ossea alveolare e l'inibizione della migrazione apicale dell'epitelio.

M Nevins, ML Nevins, M Camelo, JL Boyesen, DM Kim
Int J Periodontics Restorative Dent. Volume 28, Number 2, 2008.


ABSTRACT
Questo studio "proof-of-principle" sull'uomo si proponeva investigare la possibilità di conseguire l'attacco del tessuto connettivo fisico al colletto microscanalato con Laser-Lok di un impianto. Il suo colletto da 2-mm è stato microlavorato per favorire l'attacco dell'osso e del tessuto connettivo impedendo la migrazione apicale dell'epitelio. Gli impianti sono stati prelevati con i tessuti duri e molli circostanti l'impianto dopo 6 mesi. L'investigazione istologica è stata condotta con microscopio ottico, microscopio polarizzatore e microscopio elettronico a scansione.

Risultati
Gli impianti sono stati osteointegrati con evidenza istologica di contatto osseo diretto. Si è verificato un attacco di tessuto connettivo alle microscanalature Laser-Lok. Non vi erano segni di infiammazione. I tessuti peri-impianto consistevano in una lamina densa, collagenica propria rivestita da un epitelio orale stratificato, squamoso e cheratinizzante. Quest'ultimo era contiguo all'epitelio sulculare paracheratinizzato che bordava la superficie laterale del solco peri-impianto. Nell'estremità apicale, l'epitelio sulculare si sovrapponeva al margine coronale dell'epitelio giunzionale. L'epitelio sulculare era contiguo all'epitelio giunzionale, che forniva l'unione epiteliale tra l'impianto e la mucosa attorno al peri-impianto. Tra la terminazione apicale dell'epitelio giunzionale e la cresta ossea alveolare, il tessuto connettivo era apposto direttamente alla superficie dell'impianto.

La valutazione al microscopio ottico di questi campioni ha rivelato lo stretto contatto fra le cellule epiteliali giunzionali e la superficie dell'impianto. L'area microscanalata degli impianti era coperta di tessuto connettivo. L'analisi al microscopio polarizzatore di quest'area ha rivelato fibre di collagene, orientate in modo funzionale, estendersi verso le scanalature della superficie dell'impianto. L'esame al microscopio elettronico a scansione dell'area corrispondente dei campioni ha confermato la presenza delle fibre di collagene fissate.

Tutti i campioni hanno dimostrato un alto livello di contatto tra osso e impianto e un'attività di rimodellamento intensa. Nei campioni che mostravano le fibre di collagene orientate in modo funzionale verso le scanalature sulla superficie dell'impianto, è stato osservato il rimodellamento di un nuovo osso in direzione coronale. La valutazione al microscopio elettronico ha rivelato l'epitelio sulculare con attività desquamante delle cellule e l'epitelio giunzionale. Sembra che l'attacco del tessuto connettivo sia fondamentale per il mantenimento della cresta ossea alveolare e l'inibizione della migrazione apicale dell'epitelio.

RU Koh, TJ Oh, I Rudek, GF Neiva, CE Misch, ED Rothman, HL Wang
J Periodontol. 2011;82:1112-1120.


PREMESSA
La finalità dello studio è di valutare l'influenza del livello di posizionamento degli impianti con colletto microtesturizzato al laser sugli esiti dei livelli di osso crestale e tessuto molle. Abbiamo altresì valutato il difetto di riempimento in verticale e orizzontale e identificato i fattori che hanno influenzato gli esiti clinici del posizionamento immediato dell'impianto.

Metodi
Ventiquattro pazienti, tutti con un dente considerato "hopeless" (nella regione anteriore o premolare), sono stati reclutati e sottoposti a impianto. I pazienti sono stati randomicamente assegnati a ricevere un impianto con posizionamento nella cresta palatale o subcrestale a 1 mm. I parametri clinici, vale a dire, ampiezza e spessore della gengiva cheratinizzata (KG), profondità orizzontale del difetto (HDD), livelli ossei marginali interprossimali e facciali (MBL), filettature facciali esposte, distanza orizzontale fra tessuto e impianto, indice gengivale (GI) e indice di placca (PI), sono stati valutati all'inizio e dopo 4 mesi dall'intervento chirurgico. Inoltre, dopo il posizionamento della corona, a 6 e 12 mesi dall'intervento, sono stati valutati i valori del profilo del tessuto molle: indice papillare, altezza delle papille (PH) e livello gengivale.

Risultati
Il tasso di successo complessivo dell'impianto dopo 4 mesi era del 95,8% (un impianto non è riuscito). In totale, 20 pazienti su 24 hanno completato lo studio. Non vi erano differenze significative tra i gruppi crestali e subcrestali per quanto riguarda i parametri clinici basali, fatta eccezione per il valore MBL facciale (P = 0,035). A 4 mesi, il gruppo subcrestale presentava un aumento significativamente maggiore dello spessore tissutale (tessuto cheratinizzato) rispetto al gruppo crestale, con riferimento ai valori basali. I due gruppi non presentavano differenze significative negli altri paramenti clinici (indice papillare, PH, GL, PI e GI) in qualsiasi momento. Un ispessimento della superficie facciale <=1,5 mm e HDD >=2 mm erano strettamente correlati alla perdita di osso marginale facciale. Un ispessimento della superficie facciale <=2 mm e HDD >=3 erano strettamente correlati alle variazioni delle dimensioni orizzontali.

Conclusion
L'impiego di impianti immediati rappresentava un approccio chirurgico predicibile (tasso di sopravvivenza del 96%), e il livello del posizionamento non influenzava le variazioni in orizzontale e in verticale dei tessuti molli e ossei. Da questo studio risulta che una superficie facciale spessa, interstizi ridotti e siti premolari favoriscono maggiormente la riuscita clinica dell'impianto nel posizionamento immediato.

I Giovanna, G Pecora, A Scarano, V Perrotti, A Piattelli
Implant Dentistry. Vol 15, Number 3, 2006.


ABSTRACT

Obiettivo: Eseguire un'analisi istologica e istomorfometrica delle reazioni del tessuto peri-impianto e dell'interfaccia osso-titanio in 3 impianti in titanio con carico immediato (provvisorio) recuperati da un uomo dopo un periodo di carico di 4 mesi.

Materiali e metodologie: Un paziente di 35 anni con edentulismo mascellare parziale si rifiutava di indossare una protesi removibile provvisoria durante il periodo di guarigione. Si è deciso di inserire 3 impianti definitivi e di usare 3 impianti provvisori per il periodo di transizione. Gli impianti provvisori sono stati caricati lo stesso giorno con una protesi in resina in contatto occlusale. Durante la seconda fase chirurgica, dopo 4 mesi, la protesi provvisoria è stata rimossa e gli impianti provvisori sono stati recuperati con una fresa trephine. Prima del recupero, tutti gli impianti apparivano osteointegrati dal punto di vista clinico. I campioni sono stati sottoposti a osservazione con microscopio ottico.

Risultati: A basso ingrandimento, è stato possibile osservare la presenza di trabecole ossee attorno all'impianto. Zone di rimodellamento osseo e sistemi Haversiani erano presenti vicino alla superficie dell'impianto. Con il microscopio polarizzatore è stato possibile osservare che, nella parte coronale del filetto, l'osso lamellare mostrava lamelle che tendevano a estendersi parallelamente alla superficie dell'impianto, mentre nella parte inferiore del filetto le lamelle ossee si estendevano perpendicolarmente alla superficie dell'impianto.

G Iezzi, E Fiera, A Scarano, G Pecora, A Piattelli
Journal of Oral Implantology. Volume 33, No. 2. 2007.


ABSTRACT

Esistono scarse conoscenze sui processi di guarigione in vivo presso l'interfaccia di impianti posizionati in diversi materiali d'innesto. Per un rialzo ottimale del seno, nella prassi clinica è necessario un sostituto dell'innesto osseo che sia in grado di rigenerare un osso di alta qualità e consentire l'osteointegrazione degli impianti in titanio caricati. Il solfato di calcio (CaS) è fra i biomateriali utilizzati da più tempo in medicina, ma alcuni studi si sono concentrati sul suo impiego come materiale di rialzo del seno congiuntamente al posizionamento dell'impianto. Il presente studio mirava a valutare dal punto di vista istologico un impianto con carico provvisorio immediato recuperato 7 mesi dopo il posizionamento simultaneo in un seno umano innestato con CaS. Durante il recupero, l'osso si è staccato parzialmente da uno degli impianti precludendone l'analisi istologica. Il secondo impianto è stato completamente circondato con osso nativo e di nuova formazione ed è stato sottoposto a valutazione istologica. Dell'osso lamellare con piccole lacune contenenti osteociti era presente e a contatto con la superficie dell'impianto. Non erano presenti né interstizi, né cellule epiteliali né tessuti connettivi presso l'interfaccia osso-impianto. Non erano presenti tracce residue di CaS. La percentuale del contatto osso-impianto era dello 55% ± 8%. Di questa percentuale, il 40% era rappresentato da osso nativo e il 15% da osso di nuova formazione. È stato riscontrato il completo assorbimento del CaS e una nuova formazione ossea nel seno mascellare (osso a stretto contatto con la superficie implantare dopo il carico immediato).

SJ Froum, SC Cho, H Francisco, YS Park, N Elian, D Tarnow
Pract Proced Aesthet Dent 2007;19(10):421-428.


ABSTRACT

Tradizionalmente gli impianti endossei sono sempre stati realizzati attraverso una procedura chirurgica a due fasi, con periodo di guarigione compreso tra i 6 e i 12 mesi successivi all'estrazione dentale. Per ridurre il tempo di guarigione, sono stati introdotti protocolli che includevano posizionamento immediato e provisionalizzazione dell'impianto dopo l'estrazione dentale. Sebbene i tassi di sopravvivenza per questa tecnica siano elevati, il ritiro gengivale post-intervento e il riassorbimento osseo nella zona estetica rappresentano dei limiti potenziali. I due casi clinici descritti di seguito presentano una tecnica chirurgica per la conservazione estetica della parte anteriore che combina un'estrazione minimamente invasiva, il posizionamento immediato dell'impianto, la provisionalizzazione e l'uso di impianti con corona microscanalata.

DISCUSSION
L'uso di impianti con corona microscanalata può aver contribuito alla conservazione del tessuto molle orale, consentendo l'attacco e prevenendo il downgrowth di cellule epiteliali che si verifica di frequente in caso di impianti con colletti levigati. La conservazione di questo tessuto molle al di sopra della cresta ossea spesso dipende dalla sua capacità di stabilire un attacco sopracrestale rispetto alla superficie dell'impianto.



altre ricerche pre-cliniche

Mohammad Ketabi, DDS, MDS (Perio)/Douglas Deporter, DDS, PhD
Int J Periodontics Restorative Dent, Volume 33, Number 6, 2013. e145-152.


ABSTRACT
Questo paper è una sintesi delle attuali conoscenze sui vantaggi delle microscanalature ad ablazione laser sui colletti degli impianti endossei. Come le microfilettature delle corone realizzate a macchina con superfici sabbiate con particelle, le microscanalature ad ablazione laser aiutano a preservare l'osso crestale. Tuttavia, sembra anche che favoriscano decisamente un'effettiva adesione del tessuto connettivo sovrapponibile a quella dei denti naturali.

Materiali e metodologie: È stata effettuata una ricerca nella letteratura delle pubblicazioni in lingua inglese dal 1990 a luglio 2011 su prestigiose riviste, utilizzando i database della National Library of Medicine e dello SCOPUS Cochrane Oral Health Group. Sono stati presi in esame anche altri studi presenti nelle bibliografie dei saggi identificati, che erano precedenti al 1990. I riferimenti importanti sono stati selezionati sulla base dei titoli e degli abstract, ma la selezione finale si è basata su una revisione del testo completo condotta indipendentemente dai due autori.

Conclusioni: Gli impianti con corone con microscanalature ad ablazione laser o microfilettature realizzate a macchina e sabbiate con particelle riducono la perdita di osso crestale peri-impianto, rispetto agli impianti con colletto ripiegato esclusivamente a macchina o sabbiati con particelle (senza aggiunta di microfilettature). Tuttavia, a differenza delle microfilettature create con le macchine, le microscanalature laser sembrano inibire la migrazione apicale dell'epitelio crevicolare e promuovere l'effettivo attacco della gengiva intorno all'impianto. Poiché entrambi i trattamenti presentavano una ruvidezza di superficie analoga, la differenza nella risposta del tessuto connettivo potrebbe essere dovuta a differenze della nanotopografia e al fatto che le microscanalature laser sono un ordine di grandezza inferiore, in termini di dimensioni, rispetto alle microfilettature create a macchina. Si potrebbe supporre che la formazione di un'interfaccia tessuto connettivo-colletto dell'impianto, piuttosto che con il dente naturale, possa avere maggiori probabilità di migliorare la prestazione a lungo termine degli impianti.

Ricci JL, Terracio L
International Dental Journal 2011; 61 (Suppl. 1) 2-10.


ABSTRACT

Dove si colloca l'odontoiatria nel campo della medicina rigenerativa? Considerato il fatto che l'obiettivo della medicina rigenerativa è quello di ripristinare la funzione di organi e tessuti danneggiati, è evidente che l'odontoiatria, che da tempo abbraccia il concetto di ripristino della funzionalità dei denti danneggiati, abbia perseguito questo fine da sempre. In questo breve saggio sosteniamo la tesi secondo la quale, se assumiamo come criterio primario il ripristino della funzione di organi e tessuti, l'odontoiatria non solo è stata pioniera della medicina riparatoria, ma è altresì una vera e propria antesignana della sua applicazione. Noi vogliamo illustrare la portata dell'odontoiatria rigenerativa con esempi di terapie, o di potenziali terapie, provenienti dai nostri laboratori. Iniziamo con un esempio da un'area storicamente validata, il modellamento e la fabbricazione degli impianti, il passaggio a un progetto di fabbricazione di supporto osseo tecnologicamente più avanzato e, per finire, un progetto di ingegnerizzazione del tessuto molle con cellule staminali. Nell'analisi finale, sosteniamo che la natura riparatoria dell'odontoiatria la posizionerà all'avanguardia nel campo della medicina rigenerativa.

Impianti con superfici ingegnerizzate - applicazione clinica della medicina rigenerativa
Gli impianti sono diventati un approccio popolare e di successo al ripristino della funzione dei denti persi. Il loro successo si basa sulla possibilità di integrarsi nell'osso e nel tessuto molle, anche se l'importanza dell'integrazione nel tessuto molle è stata riconosciuta, e adeguatamente considerata, solo di recente. Dal momento che gli impianti sono uno dei pochi dispositivi medicali permanenti e transcutanei, l'integrazione dell'epitelio e del tessuto connettivo fibroso sono importanti per la formazione di un sigillo nei confronti dell'ambiente della cavità orale.

Applicazione clinica delle superfici microlevigate al laser
La creazione di scanalature sugli impianti non è una novità in implantologia e sono numerosi gli impianti dentali di alta qualità con colletti con microfilettature. Tuttavia, non equivalgono ai Laser-Lok. Non sono stati ingegnerizzati pensando alla medicina rigenerativa, e le scanalature non sono dello stesso ordine di grandezza delle minuscole scanalature di 8-12 µm della superficie Laser-Lok, in quanto non sono stati progettati per agire a livello cellulare. Per questo motivo, gli altri impianti non impattano la reazione cellulare nello stesso modo. Il design degli impianti Laser-Lok si basa su principi estremamente efficaci della medicina rigenerativa e ha portato a una migliore rigenerazione del tessuto molle e dell'osso intorno alla protesi. Questo ha modificato il protocollo della tecnologia delle superfici e ha dimostrato che la risposta cellulare e tissutale può essere controllata a livello dell'interfaccia impianto applicando i principi della medicina rigenerativa.

SY Shin, DH Han
Clin. Oral Impl. Res. 21, 2010; 804-814.


ABSTRACT

Obiettivo: In questo studio è stata messa a confronto la riduzione dell'osso alveolare dopo l'impianto immediato di impianti microscanalati e lisci nei siti di recente estrazione.

Materiali e metodologie: Lo studio si è avvalso di quattro cani meticci. Le coperture del mucoperiostio linguale e buccale sono state completamente sollevate e il terzo e quarto premolare della mandibola estratti. Gli impianti sono stati installati nei siti di recente estrazione. Gli animali sono stati soppressi dopo un periodo di guarigione di 3 mesi. Le mandibole sono state sezionate e tutti i siti di impianto rimossi e preparati per l'esame istologico.

Risultati: Durante la guarigione, in entrambi i gruppi, gli interstizi marginali presenti tra l'impianto e le pareti del sito estrattivo al momento dell'impianto, erano scomparsi grazie al riempimento osseo e al riassorbimento della cresta ossea. Le creste ossee buccali si trovavano al vertice della loro controparte linguale. Dopo un intervallo di 12 settimane, il contatto medio osso-impianto nel gruppo con colletto microscanalato era significativamente superiore a quello del gruppo con colletto ripiegato. Dalle osservazioni di alcuni gruppi con colletto microscanalato, abbiamo rilevato una osteointegrazione alla superficie microscanalata di 12 µm e alle fibre di collagene orientata perpendicolarmente all'asse della lunghezza degli impianti sulla superficie scanalata di 8 µm.

Conclusioni: Tenendo conto delle limitazioni di questo studio, gli impianti microscanalati possono offrire condizioni più favorevoli all'attacco del tessuto duro e molle e ridurre il livello di riassorbimento osseo marginale e di recessione del tessuto molle.

H Alexander, JL Ricci, GJ Hrico
Mediante l'analisi degli elementi finiti, questo studio prevede analiticamente la riduzione al minimo delle sollecitazioni sull'osso crestale prodotte dal trattamento di superficie del colletto dell'impianto. Il design dell'impianto conico con Laser-Lok (LL) e senza trattamento di superficie con microscanalature al laser (controllo, C) è stato oggetto di studio. L'impianto LL ha la stessa struttura conica e lo stesso trattamento di superficie filettato dell'impianto C, ma ha un colletto di 2 mm di larghezza microlevigato al laser con scanalature da 8 e 12 µm negli 1,5 mm inferiori per migliorare l'attacco tissutale. Precedenti studi in vivo su animali e umani hanno dimostrato che con gli impianti LL vi è una perdita di osso crestale minore. Sono stati valutati i carichi assiali e laterali con due diverse interfacce colletto/osso (con tessuto osseo e non, per simulare le superfici C e LL, rispettivamente). Per un carico laterale di 80 N, la massima sollecitazione di torsione dell'osso crestale intorno a C è di 91,9 MPa, mentre la massima sollecitazione dell'osso crestale intorno a LL, pari a 22,6 MPa, è notevolmente più bassa. L'analisi degli elementi finiti suggerisce che la sovrasollecitazione può essere responsabile della perdita di osso crestale. Si prevede che l'attacco dell'osso a un colletto con LL ridurrebbe questo effetto, a beneficio del mantenimento dell'osso crestale.


ABSTRACT
This study, analytically, through finite element analysis, predicts the minimization of crestal bone stress resulting from implant collar surface treatment. A tapered dental implant design with Laser-Lok (LL) and without (control, C) laser microgrooving surface treatment are evaluated. The LL implant has the same tapered body design and thread surface treatment as the C implant, but has a 2-mm wide collar that has been laser micromachined with 8 and 12μm grooves in the lower 1.5 mm to enhance tissue attachment. In vivo animal and human studies previously demonstrated decreased crestal bone loss with the LL implant. Axial and side loading with two different collar/bone interfaces (nonbonded and bonded, to simulate the C and LL surfaces, respectively) are considered. For 80 N side load, the maximum crestal bone distortional stress around C is 91.9 MPa, while the maximum crestal bone stress around LL, 22.6 MPa, is significantly lower. Finite element analysis suggests that stress overload may be responsible for the loss of crestal bone. Attaching bone to the collar with LL is predicted to diminish this effect, benefiting crestal bone retention.

HEK Bae, MK Chung, IH Cha and DH Han
Yonsei University College of Dentistry, Seoul, Corea del Sud
J Korean Acad Prosthodont. 2008 Dec;46(6):602-609.


ABSTRACT

Finalità: In questo studio animale sono state esaminate le variazioni istomorfometriche tra un impianto con collo ripiegato (TN) con struttura RBM, un impianto con collo microfilettato (MT) e un impianto microscanalato (MG) (Laser-Lok).

Materiali e metodologie: I premolari mandibolari di quattro cani meticci sono stati rimossi e il processo di guarigione è durato tre mesi. Uno su tre è stato sottoposto all'esame istologico. Tutti i campioni hanno mostrato una guarigione normale per tutta la durata dell'esperimento.

Risultati: I vetrini istologici hanno dimostrato che tutti i campioni si erano osteointegrati con rimodellamento osseo attivo adiacente agli impianti. Con gli impianti Laser-Lok, è stata osservata una perdita di osso marginale di 0,40 mm e 0,26 mm a 8 e 12 settimane, rispettivamente. I campioni microfilettati dopo 8 e 12 settimane. È stata osservata una riorganizzazione complessa del tessuto molle rispetto agli impianti microfilettati e microscanalati.

Conclusioni: Questo studio su animali ha preso in esame il livello osseo marginale e la reazione del tessuto molle tra i diversi sistemi implantari con varie tipologie di collo. Tenendo conto delle limitazioni di questo studio sugli animali, si può concludere quanto segue:

1. Non è stato possibile rilevare alcuna evidente differenza morfometrica dell'osso tra gli impianti con collo MT e MG.
2. Il BIC negli impianti MG era leggermente più elevato rispetto ai tempi di guarigione corrispondenti degli impianti MT e TN. I valori più elevati di BIC sono stati misurati nei campioni a 12 settimane rispetto ai campioni a 8 settimane.
3. A livello osseo marginale, vi era un abbassamento marcato con gli impianti TN e minore con gli impianti MG, rispetto al punto di riferimento. Erano presenti livelli ossei marginali superiori nei campioni con impianti MT e MG alla settimana 12 che non alla settimana 8, ma le differenze erano minime nei campioni con impianto TN.
4. Con le superfici implantari MT e MG, l'allineamento del collagene non era parallelo all'asse della lunghezza degli impianti. Gli impianti MT e MG, specialmente gli impianti MG, presentavano una risposta tissutale migliore rispetto agli impianti con collo ripiegato.

S Weiner, J Simon, DS Ehrenberg, B Zweig e JL Ricci
Implant Dentistry, Volume 17, N. 2, 2008. p. 217-228.


ABSTRACT

Finalità: Questo studio si proponeva di esaminare l'osso crestale, il tessuto connettivo e la risposta delle cellule epiteliali in presenza di un colletto microtesturizzato al laser rispetto al colletto levigato di un modello canino.

Materiali: Sei cani meticci sono stati sottoposti a estrazione dei premolari e dei primi molari mandibolari che, dopo la guarigione, sono stati sostituiti con impianti BioLok da 4x8 mm. In ogni cane sono stati posizionati 3 impianti di controllo su un lato della mandibola e 3 impianti microtesturizzati sperimentali sul lato opposto. Dopo 3 mesi, 1 cane è stato soppresso. Sugli impianti di 4 cani sono stati posizionati dei ponti. Il sesto cane ha avuto il ruolo di controllo negativo per tutta la durata dell'esperimento. Due cani sono stati soppressi 3 mesi dopo il carico, e altri due sono stati soppressi 6 mesi dopo il carico, così come il cane con funzione di controllo negativo (non caricato). L'analisi istologica, istomorfometrica e al microscopio elettronico è stata eseguita sulle sezioni istologiche ottenute dalle sezioni della mandibola che ospitava gli impianti.

Risultati: Inizialmente gli impianti sperimentali mostravano una maggiore osteointegrazione lungo il colletto. Con il passare del tempo le altezze dell'osso si sono dimostrate equivalenti nei colletti di controllo e in quelli sperimentali. Tuttavia i siti di controllo mostravano un downgrowth del tessuto molle superiore, un'attività osteoclastica e una distruzione (saucerization) maggiori rispetto ai siti adiacenti agli impianti sperimentali. È stato constatato un maggior adattamento dell'osso ai colletti microtesturizzati al laser.

Conclusioni: L'uso di colletti realizzati con tessuto e miscroscanalature sembra promuovere l'attacco dell'osso e del tessuto molle lungo il colletto e facilitare lo sviluppo di un'ampiezza biologica.

León J, Carrascosa A, Rodríguez X, Ruiz-Magaz V, Pascual A, Nart J
Int J Periodontics Restorative Dent; Volume 34, Number 3, 2014. p. 381-387


ABSTRACT

È stato dimostrato che il design degli impianti e le differenti posizioni verticali hanno un'influenza sull'osso crestale. Lo scopo di questo studio è di utilizzare il metodo degli elementi finiti (FE) per analizzare la biomeccanica dell'influenza della distribuzione stress/sforzo in un impianto nella mascella anteriore del diametro di 3,0 mm in rapporto al livello apicocoronale dopo un caricamento obliquo. Sono stati applicati due differenti modelli FE, a seconda della posizione dell'impianto rispetto alla cresta ossea. Si può concludere che il posizionamento subcrestale dell'interfaccia impianto-abutment causa livelli di stress/sforzo inferiori sull'osso circostante. Tuttavia, secondo questa analisi, è accettabile anche posizionare l'impianto da 0,5 mm sopra la cresta.

JL Ricci, JC Grew, H Alexander
Journal of Biomedical Materials Research Part A. 85A: 313-325, 2008.


ABSTRACT
La microgeometria di superficie incide sulle interazioni tra tessuto e superficie dell'impianto, ma le nostre conoscenze su tali effetti sono incomplete. Le microscanalature del substrato esercitano una notevole influenza sulle cellule in vitro, come evidenziato dalla guida da contatto e dall'allineamento cellulare. Abbiamo studiato le colonie "puntiformi" dei fibroblasti primari e delle cellule di midollo osseo coltivate su superfici microscanalate in polistirene rivestite in titanio da noi progettate e prodotte. La crescita e la migrazione dei fibroblasti tendinei e della colonia di midollo osseo nel ratto variavano (p < 0,01) a seconda della dimensione delle microscanalature e, leggermente, del tipo di cellule. Rispetto alle colonie coltivate su superfici di controllo piatte, nelle colonie coltivate su substrati microscanalati abbiamo osservato morfologie profondamente alterate, tassi di crescita ridotti e crescite direzionali (p < 0,01). Le cellule delle nostre colonie coltivate su superfici microscanalate erano ben allineate e allungate nella direzione parallela alle scanalature e alle colonie. La nostra colonia "puntiforme" è un modello di espianto artificiale di interazioni tessuto-impianto facilmente misurabile e riproducibile che si avvicina di più alle risposte dell'impianto in vivo rispetto alla coltura di cellule isolate sui biomateriali. I nostri risultati mostrano buone correlazioni con gli studi in vivo sul polistirene rivestito di diossido di titanio, titanio e impianti in lega di titanio con microgeometrie controllate. Le superfici microscanalate o con altre caratteristiche sembrano organizzare le cellule e le molecole della matrice dal punto di vista direzionale e spaziale, in modo tale da contribuire a una migliore stabilizzazione e osteointegrazione degli impianti.

SR Frenkel, J Simon, H Alexander, M Dennis, JL Ricci
Soboyejo WO, Nemetski B, Allameh S, Marcantonio N, Mercer C, Ricci J


ABSTRACT
Orthopedic implants often loosen due to the invasion of fibrous tissue. The aim of this study was to devise a novel implant surface that would speed healing adjacent to the surface, and create a stable interface for bone integration, by using a chemoattractant for bone precursor cells, and by controlling tissue migration at implant surfaces via specific surface microgeometry design. Experimental surfaces were tested in a canine implantable chamber that simulates the intramedullary bone response around total joint implants. Titanium and alloy surfaces were prepared with specific microgeometries, designed to optimize tissue attachment and control fibrous encapsulation. TGFβ, a mitogen and chemoattractant (Hunziker EB, Rosenberg LC. J Bone Joint Surg Am 1996;78:721-733) for osteoprogenitor cells, was used to recruit progenitor cells to the implant surface and to enhance their proliferation. Calcium sulfate hemihydrate (CS) was the delivery vehicle for TGFβ; CS resorbs rapidly and appears to be osteoconductive. Animals were sacrificed at 6 and 12 weeks postoperatively. Results indicated that TGFβ can be reliably released in an active form from a calcium sulfate carrier in vivo. The growth factor had a significant effect on bone ingrowth into implant channels at an early time period, although this effect was not seen with higher doses at later periods. Adjustment of dosage should render TGFß more potent at later time periods. Calcium sulfate treatment without TGFβ resulted in a significant increase in bone ingrowth throughout the 12-week time period studied. Bone response to the microgrooved surfaces was dramatic, causing greater ingrowth in 9 of the 12 experimental conditions. Microgrooves also enhanced the mechanical strength of CS-coated specimens. The grooved surface was able to control the direction of ingrowth. This surface treatment may result in a clinically valuable implant design to induce rapid ingrowth and a strong bone-implant interface, contributing to implant longevity.

Soboyejo WO, Nemetski B, Allameh S, Marcantonio N, Mercer C, Ricci J
J Biomed Mater Res. 2002 Oct; 62(1):56-72.


ABSTRACT
Questo paper presenta i risultati di uno studio sperimentale sulle interazioni tra le cellule MC3T3-E1 (volta cranica del topo), e le superfici testurizzate Ti6Al4V, tra cui le superfici lavorate con microscanalatori laser, sabbiate con allumina e lucidate. Le interazioni multiscala tra cellule MC3T3-E1 e tali superfici testurizzate vengono studiate combinando l'uso del microscopio elettronico a trasmissione e del microscopio a forza atomica. Anche i potenziali effetti citotossici della microchimica sulle interazioni cellula-superficie vengono valutati in studi sull'appiattimento e sull'orientamento su periodi di 9 giorni. Questi studi mostrano come le cellule che si trovano su miscroscanalature Ti6Al4V profonde 8 o 12 micron sono sottoposte a guida da contatto e appiattimento cellulare limitato. Simili guide da contatto vengono osservare sulle superfici a forma di diamante lucide su cui le scanalature in nanoscala si formano grazie alle abrasioni che si verificano durante la lucidatura. Al contrario, si osservano orientamenti cellulari casuali sulle superfici Ti6Al4V sabbiate con allumina. Il dibattito sui possibili effetti della topografia della superficie sulla formazione di tessuto cicatriziale e su una migliore integrazione cellula-superficie è attualmente aperto.

CL Ware, JL Simon, JL Ricci
Presentato al 28° Meeting Annuale della Society for Biomaterials.
24-27 aprile, 2002. Tampa, FL.


ABSTRACT
Questo report descrive l'uso di impianti transcutanei microtesturizzati al laser in una calvaria di coniglio per aumentare l'integrazione di tessuto molle. Gli impianti dentali e ortopedici vengono abitualmente microtesturizzati per aumentare l'integrazione del tessuto. Le tecniche di microtesturizzazione al laser controllate da computer, in grado di produrre superfici microtesturizzate con caratteristiche definite di 8-12 µm su aree controllate delle superfici degli impianti, sono state sviluppate in base ai risultati di esperimenti su colture cellulari e modelli in vivo. Queste texture sono state replicate sui colletti degli impianti per offrire aree specifiche sia per l'osteointegrazione che la formazione di un'interfaccia stabile tessuto molle-impianto. L'obiettivo di questo studio è valutare questi impianti trascutanei in una calvaria di coniglio per determinare se la microtesturizzazione al laser controllata possa essere utilizzata per creare un'interfaccia stabile con il tessuto connettivo e l'epitelio. This report describes the use of laser-microtextured transcutaneous implants in a rabbit calvarial model to enhance soft tissue integration. Dental and orthopaedic implants are routinely microtextured to enhance tissue integration. Computer-controlled laser microtexturing techniques that produce microgrooved surfaces with defined 8-12μm features on controlled regions of implant surfaces have been developed based on results from cell culture experiments and in vivo models. These textures have been replicated onto the collars of dental implants to provide specific areas for both osteointegration and the formation of a stable soft tissue-implant interface. The objective of this study is to evaluate these implants in a transcutaneous rabbit calvarial model to determine whether controlled laser microtexturing can be used to create a stable interface with connective tissue and epithelium.

Non si sono verificate complicazioni né infezioni nel corso dell'esperimento. Alla settimana 2 e 4 l'esame istologico ha mostrato formazioni non mature di tessuto molle attorno a tutti gli impianti ed è stata riscontrata una piccola interazione epiteliale con le superfici dell'impianto poiché l'epitelio non si era rigenerato sulla superficie dell'impianto dopo 2 settimane, e non è stata osservata una relazione chiara tra l'epitelio e l'impianto a 4 settimane. Alla settimana 8, i campioni mostravano un tessuto molle e un tessuto epiteliale più maturi. In questi campioni, l'epitelio si era interamente rigenerato e il tessuto molle mostrava un collagene più maturo e organizzato. Nei campioni di controllo, il downgrowth epiteliale era aumentato in modo considerevole tra l'impianto e il tessuto molle formando un solco profondo lungo il colletto dell'impianto. Questo solco si era esteso alla superficie ossea e non era stata riscontrata alcuna o solo una scarsa interazione diretta con il tessuto molle o integrazione con le superfici di controllo. Gli impianti lavorati al laser di 8 settimane avevano prodotto un modello diverso di interazione tissutale. Anche l'epitelio aveva prodotto un solco sulla parte superiore dei colletti di questi impianti. Tuttavia, nella maggior parte dei casi il solco non si estendeva fino alla superficie ossea ma finiva in prossimità di una striscia di tessuto di larghezza pari a 300-700 µm, , che era attaccata alla base del colletto microtesturizzato. Sebbene la microtesturizzazione al laser si estendesse alla parte superiore del colletto, questo attacco di tessuto molle si era formato solo nella parte inferiore del colletto dell'impianto, dove un "angolo" stabile di tessuto molle era attaccato sia al colletto dell'impianto che alla superficie ossea. Questa disposizione del solco, dell'attacco epiteliale e dell'attacco del tessuto molle era simile alla disposizione strutturale dell' "ampiezza biologica" che è stata descritta attorno ai denti e, in alcuni casi, attorno all'impianto. Laser microtextures were produced on the 4mm diameter collars of modified dental implants designed for rabbit studies (Figure 1). The implants were 4.5mm in length and the threaded portion was 3.75mm in diameter. Implants were produced and supplied by Orthogen Corporation (Springfield, NJ) and BioLok International (Deerfield Beach, FL). The implant surfaces were modified by ablation of defined areas, using an Excimer laser and large-area masking techniques. Controlled laser ablation allows accurate fabrication of defined surface microstructure with resolution in the micron scale range. Laser machined surfaces contained 8μm and 12μm microgrooved systems oriented circumferentially on the collars. The collars of the control implants were "as machined", and were characterized by small machining marks on their surfaces. All implants were cleaned and passivated in nitric acid prior to sterilization.

Four transcutaneous implants were surgically implanted bilaterally in the parietal bones in each rabbit using single-stage procedures. The surgical protocol was similar to dental implant placement. An incision was made over the sagittal suture, and the skin and soft tissues were reflected laterally. Implants were placed using pilot drills and fluted spade drills to produce 3.4mm sites for the 3.75mm diameter implants. The implants were placed with the threaded portion in bone, and the laser-microtextured collar penetrating the subcutaneous soft tissue and epithelium. Each rabbit received two implants on either side of the midline (1 control and 3 experimental implants per subject). The skin was then sutured over the implants. Punch openings were made to expose the tops of the platforms of the implants, and the cover screws were used to fasten down small plastic washers coated with triple antibiotic ointment. The plastic washers were used to prevent the skin from closing over the implant during the swelling that occurred during early healing. They were removed after two weeks. Twelve rabbits were used in the study. Rabbits were sacrificed at 2, 4 and 8 weeks, and the implants and surrounding tissues were processed for histology. Hard and soft tissue response to the implants was examined histologically.

Results and Discussion: No complications or infections were encountered during the course of the experiment. The 2 and 4 week histology displayed immature soft tissue formations around all implants, and little epithelial interaction with the implant surfaces was noted as the epithelium had not regenerated at the implant surface by 2 weeks, and no clear relationship between epithelium and implant was seen at 4 weeks. 8-week samples showed more mature soft tissue and epithelial tissue. In these samples, the epithelium had fully regenerated and the soft tissue showed more mature and organized collagen. In the control samples, the epithelium consistently grew down the interface between implant and soft tissue and formed a deep sulcus along the implant collar. This sulcus extended to the bone surface and there was little or no direct soft tissue interaction or integration with the control surfaces. The 8-week laser machined implants produced a different pattern of tissue interaction. The epithelium also produced a sulcus at the upper collars of these implants. However, in most cases the sulcus did not extend down as far as the bone surface, but ended at a 300-700μm wide band of tissue, which was attached to the base of the microtextured collar. Even though the laser-microtexturing extended to the top of the collar, this soft tissue attachment formed only at the lower portion of the implant collar, where a stable "corner" of soft tissue attached to both the implant collar and the bone surface. This arrangement of sulcus, epithelial attachment, and soft tissue attachment was similar to the "biologic width" structural arrangement that has been described around teeth and in some cases around implants.

Conclusioni: Questo studio preliminare suggerisce che le superfici microtesturizzate al laser possono essere applicate agli impianti transcutanei e utilizzate per migliorare l'integrazione del tessuto molle. I risultati suggeriscono che i tessuti molli presso l'interfaccia dermica sono in grado di produrre una disposizione simile a quella dell' "ampiezza biologica" rilevata attorno ai denti. Si ipotizza che queste microtesturizzazioni al laser agiscano incrementando la superficie e l'organizzazione delle cellule e dei tessuti collegati. Possono essere utilizzate per formare un'interfaccia stabile dal punto di vista funzionale con i tessuti molli, stabilendo una barriera transcutanea efficace. Pur sottolineando la necessità di studi a lungo termine, i risultati indicano che la prestazione del fissaggio protesico transcutaneo può essere migliorata attraverso una microtesturizzazione locale organizzata.

JL Ricci, J Charvet, SR Frenkel, R Change, P Nadkarni, J Turner, H Alexander
Bone Engineering (a cura di: JE Davies). Capitolo 25.
Pubblicato da Em2 Inc., Toronto, Canada. 2000.


CONCLUSIONI
È stato riscontrato che la risposta del tessuto a qualsiasi dispositivo impiantabile è correlata a una combinazione complessa di parametri dei materiali dell'interfaccia basati su composizione, chimica superficiale e microgeometria superficiale. È difficile valutare i contributi relativi di questi fattori.

Sebbene non sia stata stabilita una relazione ben definita, gli esperimenti in vitro e in vivo hanno dimostrato il ruolo della microgeometria superficiale nell'interazione tessuto-superficie dell'impianto. La relazione generale, come dimostrato da esperimenti in vivo su impianti in metallo e ceramica, indica che le superfici lisce promuovono la formazione di capsule fibrose spesse mentre le superfici ruvide promuovono capsule di tessuto molle più sottili e un'integrazione ossea più stretta. Le superfici lisce e porose in titanio hanno inoltre mostrato di avere diversi effetti sull'orientamento delle cellule di tessuto in vitro. La ruvidità superficiale ha dimostrato di essere un fattore rilevante nell'integrazione del tessuto in presenza di impianti con superfici in idrossiapatite e di essere in grado di alterare l'attacco e la crescita cellulare sulle superfici polimeriche irruvidite dalla degradazione idrolitica. Le superfici ruvide hanno anche mostrato effetti sostanziali sulla differenziazione e la produzione del fattore che regola le cellule ossee in vitro. Le microgeometrie superficiali definite, come i metalli scanalati e levigati e le superfici polimeriche, hanno mostrato di influenzare le cellule e l'orientamento della matrice extracellulare in vivo e possono essere utilizzate per favorire o impedire il downgrowth epiteliale negli impianti sperimentali. La sabbiatura superficiale ha inoltre dimostrato di favorire l'attacco del coagulo di fibrina in modo più efficace rispetto alle superfici lisce, formando un'interfaccia più stabile durante la contrazione della matrice collagenica che si verifica durante la guarigione. Questo effetto può essere importante per determinare eventi di integrazione tissutale nello stadio iniziale.

È probabile che le superfici testurizzate agiscano su diversi livelli. Queste superfici dispongono di aree superficiali maggiori rispetto alle superfici lisce e si interdigitano con il tessuto riuscendo a creare un'interfaccia meccanica più stabile. Inoltre possono avere effetti significativi sull'attacco del coagulo di fibrina, sull'attacco di componenti più definitive della matrice extracellulare e sull'interazione a lungo termine di cellule con interfacce stabili. È stato osservato che, a breve termine, le cellule di tessuto fibroso formano una capsula di collagene più organizzata sulle superfici lisce che sulle superfici testurizzate. È ipotizzabile che le superfici testurizzate abbiano un ulteriore vantaggio sulle superfici lisce. Infatti inibiscono la colonizzazione delle cellule fibroblastiche che si formano in una fase più immediata durante il processo di guarigione della ferita e incapsulano i substrati lisci.

Sono stati analizzati (1) gli effetti delle superfici testurizzate sulla formazione di colonie da parte dei fibroblasti e (2) gli effetti delle microgeometrie superficiali controllate sulla colonizzazione dei fibroblasti. In base ai risultati, sono stati progettati, fabbricati e testati impianti in lega di titanio e in titanio commercialmente non puro con microgeometrie controllate in modelli in vivo. Queste superfici sperimentali dispongono di microstrutture uniformi altamente orientate che vengono applicate utilizzando tecniche di ablazione laser controllate da computer. I risultati suggeriscono che la microgeometria superficiale controllata, in intervalli di dimensioni specifiche, possa migliorare l'integrazione ossea e controllare la geometria microstrutturale a livello locale dell'osso collegato.

JC Grew, JL Ricci
Presentato al Sesto Congresso Mondiale sui Biomateriali. Kamuela, HI.
15-20 maggio 2000.


ABSTRACT
Questo report descrive l'uso di impianti transcutanei microtesturizzati al laser in una calvaria di coniglio per aumentare l'integrazione di tessuto molle. Gli impianti dentali e ortopedici vengono abitualmente microtesturizzati per aumentare l'integrazione del tessuto. Le tecniche di microtesturizzazione al laser controllate da computer, in grado di produrre superfici microtesturizzate con caratteristiche definite di 8-12 µm su aree controllate delle superfici degli impianti, sono state sviluppate in base ai risultati di esperimenti su colture cellulari e modelli in vivo. Queste texture sono state replicate sui colletti degli impianti per offrire aree specifiche sia per l'osteointegrazione che la formazione di un'interfaccia stabile tessuto molle-impianto. L'obiettivo di questo studio è valutare questi impianti trascutanei in una calvaria di coniglio per determinare se la microtesturizzazione al laser controllata possa essere utilizzata per creare un'interfaccia stabile con il tessuto connettivo e l'epitelio. La geometria e la microgeometria della superficie degli impianti influenzano le risposte dei tessuti agli impianti. Le proprietà fisiche e chimiche dei substrati sintetici influenzano la morfologia, la fisiologia e il comportamento delle diverse tipologie di cellule coltivate. Ad oggi, gli studi sull'interazione tessuto-impianto si sono soffermati sull'attacco cellulare, segnalazione cellulare e altri meccanismi di risposta cellulare. Gli attributi cellulari influenzati da caratteristiche micrometriche del substrato comprendono la forma della cellula, attacco, migrazione, orientamento e organizzazione citoscheletrica. Abbiamo studiato tre varianti fenotipiche di una linea di fibroblasti murini per esaminare l'influenza della microgeometria del substrato sulla forma della cellula, l'orientamento cellulare e la distribuzione dei microfilamenti. L'organizzazione dei microfilamenti riflette la forma e l'orientamento cellulare relativamente agli eventi di segnalazione cellulare che contribuiscono alla regolazione dell'attacco cellulare, della mitosi, migrazione e apoptosi. I fasci di microfilamenti (fibre da stress), terminano sui grappoli di proteine actina-associate, molecole di adesione e le protein chinasi che contribuiscono alle risposte cellulari in vitro alle colture di substrati.

Questo esperimento ha dimostrato che le scanalature parallele e intersecate determinano la forma e l'orientamento cellulare, nonché l'organizzazione citoscheletrica delle tre varianti fenotipiche dei fibroblasti 3T3. La variante NIH-3T3 è una linea fibrogenica, mentre la variante 3T3-L1 è lipogenica e quella MC-3T3 è osteogenica. I fenotipi di queste cellule sono stati valutati mediante analisi della fosfatasi alcalina (le cellule MC-3T3 sono positive alla fosfatasi alcalina) e mediante colorante Sudan Black B (per inclusioni lipidiche nelle cellule 3T3-Li). I ruoli della matrice extracellulare e delle molecole di adesione cellulare negli effetti delle guide da contatto descritte sopra non sono stati definiti, ma neppure scartati. Precedentemente abbiamo dimostrato che la distribuzione di integrina e l'attività tirosin-chinasica è fisicamente costretta dalle caratteristiche micrometriche del substrato. Ipotizziamo che lo stesso tipo di costrizione abbia avuto luogo nelle cellule qui descritte. Chiarimenti sulle differenze fenotipiche tra tipi de cellule che guidano la risposta del tessuto verso gli impianti possono fornire informazioni utili al miglioramento dell'integrazione dell'impianto e all'estensione della durata della vita dell'impianto. NIH-3T3 fibroblasts, 3T3-Li fibroblasts (ATCC, Manassas, VA) and MC-3T3 fibroblasts (gift of JP O'Connor) were grown in DMEM with 10% NCS and 1% antibiotics in 24-well plates containing TiO2-coated, microtextured polystyrene inserts. Culture substrates had either 8μm parallel grooves, 12μm parallel grooves, 3x3μm square posts separated by 3μm perpendicular grooves, or no features (controls). Ten thousand cells were seeded into wells containing the inserts and after 1 day, were prepared for scanning electron microscopy (SEM) or stained with rhodamine-phalloidin.

Risultati: All three variants of 3T3 fibroblasts adhered to all substrates within 1 day. There was no predominant orientation or shape in cells grown on control surfaces. The cytoplasms of some cells grown on control surfaces showed random arrays of stress fiber, apparently terminating at focal adhesions. Nearly all cells of all types grown on 8 or 12μm grooved substrates were elongated and oriented parallel to the grooves, growing atop the ridges or within the troughs (Figure 1). Cells cultured on 8μm grooves bridged grooves more frequently than cells cultured on 12μm grooves. Few cells of any type demonstrated evidence of stress fibers formation after 1 day in culture on grooved surfaces. Many cells grown on posted substrates displayed stress fibers terminating on posts. These assumed a stellate conformation, with process extending orthogonally from a central cytoplasmic mass and terminating atop the elevated posts (Figure 1). This finding is similar to our previous observations of NIH-3T3 cells grown on posted substrates. SEM observations confirmed the shape and orientation effects of the substrates on the 3T3 variants.

Discussion: This experiment demonstrated that parallel and intersecting grooves dictate the cell shape, orientation and cytoskeletal organization of three phenotypic variants of 3T3 fibroblasts. The NIH-3T3 variant is a fibrogenic line, while the 3T3-L1 variant is lipogenic and the MC-3T3 variant is osteogenic. The phenotypes of these cells were assessed by alkaline phosphatase assay (MC-3T3 cells are alkaline phosphatase positive) and by Sudan Black B staining (for lipid inclusions in 3T3-Li cells). The roles of extracellular matrix and cell adhesion molecules in the contact guidance events described above were not characterized, but are not discounted. We have previously demonstrated that integrin distribution and tyrosine kinase activity is physically constrained by micrometric substrate features. We hypothesize that the same constraint has occurred in the cells described herein. Elucidation of phenotypic differences between cell types that direct the tissue response to implants may yield information leading to improved implant integration and extended implant lifespan.

Ringraziamenti: Questo lavoro è stato realizzato con contributi della Small Business Innovation Research (SBIR)-9160684 e del'Undergraduate Education (DUE)-9750533 alla National Science Foundation (NSF) e il contributo 220253 della Small Business Research (SBR) alla New Jersey City University (NJCU). Gli stampi microgeometrici sono stati messi a punto dalla Cornell Nanofabrication Facility.

Presentato al 24° Meeting Annuale della Society for Biomaterials.
22-26 aprile, 1998. San Diego, CA.


ABSTRACT
Questo report descrive l'uso di impianti transcutanei microtesturizzati al laser in una calvaria di coniglio per aumentare l'integrazione di tessuto molle. Gli impianti dentali e ortopedici vengono abitualmente microtesturizzati per aumentare l'integrazione del tessuto. Le tecniche di microtesturizzazione al laser controllate da computer, in grado di produrre superfici microtesturizzate con caratteristiche definite di 8-12 µm su aree controllate delle superfici degli impianti, sono state sviluppate in base ai risultati di esperimenti su colture cellulari e modelli in vivo. Queste texture sono state replicate sui colletti degli impianti per offrire aree specifiche sia per l'osteointegrazione che la formazione di un'interfaccia stabile tessuto molle-impianto. L'obiettivo di questo studio è valutare questi impianti trascutanei in una calvaria di coniglio per determinare se la microtesturizzazione al laser controllata possa essere utilizzata per creare un'interfaccia stabile con il tessuto connettivo e l'epitelio. I fibroblasti 3T3 (ATCC, Rockville, MD) da riserve congelate sono stati coltivati in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) con FBS al 10% in piastre multiwell contenenti inserti quadrati microtesturizzati da 1 cm. Gli inserti erano costituiti da polistirene lavorato con la tecnica del solvent casting, ovvero disperso in solvente e successivamente colato su stampi in silicone e rivestito in ossido di titanio. Le superfici così ottenute erano caratterizzate da scanalature parallele da 8 µm, scanalature parallele da 12 µm, perni quadrati da 3 µm (creati da scanalature perpendicolari di 3 µm) o privi di qualsiasi caratteristica (controlli). Quattromila cellule sono state alimentate all'interno di pozzi contenenti gli inserti e dopo 4 o 8 giorni sono stati preparati per l'analisi con il microscopio elettronico a scansione (SEM) o colorati con (1) rodamina-falloidina, (2) o anticorpi marcati con anti-talina o anti-vinculina seguiti da anticorpi marcati con rodamina-antitopo, o (3) anticorpi marcati con fluoresceina-fosfotirosina.

Questo esperimento ha dimostrato che le scanalature parallele e intersecate determinano la forma e l'orientamento cellulare, nonché l'organizzazione citoscheletrica delle tre varianti fenotipiche dei fibroblasti 3T3. La variante NIH-3T3 è una linea fibrogenica, mentre la variante 3T3-L1 è lipogenica e quella MC-3T3 è osteogenica. I fenotipi di queste cellule sono stati valutati mediante analisi della fosfatasi alcalina (le cellule MC-3T3 sono positive alla fosfatasi alcalina) e mediante colorante Sudan Black B (per inclusioni lipidiche nelle cellule 3T3-Li). I ruoli della matrice extracellulare e delle molecole di adesione cellulare negli effetti delle guide da contatto descritte sopra non sono stati definiti, ma neppure scartati. Precedentemente abbiamo dimostrato che la distribuzione di integrina e l'attività tirosin-chinasica è fisicamente costretta dalle caratteristiche micrometriche del substrato. Ipotizziamo che lo stesso tipo di costrizione abbia avuto luogo nelle cellule qui descritte. Chiarimenti sulle differenze fenotipiche tra tipi de cellule che guidano la risposta del tessuto verso gli impianti possono fornire informazioni utili al miglioramento dell'integrazione dell'impianto e all'estensione della durata della vita dell'impianto. 3T3 fibroblasts (ATCC, Rockville, MD) from frozen stocks were grown in DMEM with 10% FBS in multiwell plates containing 1cm square microtextured inserts. The inserts consisted of polystyrene solvent cast on silicon molds and titanium-oxide coated. The resultant surfaces had either 8μm parallel grooves, 12μm parallel grooves, 3μm square posts (created by perpendicular 3μm grooves), or no features (controls). Four thousand cells were seeded into wells containing the inserts and after 4 or 8 days were prepared for scanning electron microscopy (SEM) or stained with (1) rhodamine-phalloidin; (2) either mouse antitalin or mouse antivinculin followed by rhodamine-antimouse antibodies; or (3) fluorescein-antiphosphotyrosine antibody.

Risultati: By day 4, the 3T3 cells had adhered to all substrates, and by day 8 they showed considerable growth in places approaching confluences. There was no predominant orientation or shape in cells grown on control surfaces. Their cytoplasms showed diffuse rhodamine staining; demonstrable stress fibers were absent. Focal adhesions and phosphotyrosine were diffusely distributed. Cells grown on 8 or 12μm grooved substrates were nearly uniformly oriented in the direction of the grooves. Cells cultured on 8μm grooves mostly grew atop the ridges, often bridging the troughs between ridges. Cells cultured on 12μm grooves mostly grew either atop the ridges or within the troughs, only infrequently bridging the troughs between ridges. Some cells demonstrated limited evidence of stress fibers after 8 days in culture on the grooved surfaces. Focal adhesions and phosphotyrosine were limited to areas of cell-substrate contact; portions of cells spanning troughs lacked focal adhesions and phosphotyrosine. Cells grown on the posted surfaces showed orthogonal arrays of microfilaments that conformed to the intersecting troughs between posts; stress fibers, however, were not observed. These cells either rested atop the posts or settled down onto the posts, with the posts apparently displacing cytoplasm and limiting the distribution of microfilament bundles to areas of basal contact. SEM observations confirmed that the posts penetrated the basal cell membrane surface, with the cell contents settling around the posts. Focal attachments and phosphotyrosine were similarly distributed in these cultures.

Discussion: Questo esperimento ha dimostrato che le scanalature parallele e intersecate sono in grado di influenzare la forma, l'orientamento, l'organizzazione citoscheletrica e la distribuzione delle adesioni focali in fibroblasti 3T3, ampliando le nostre scoperte precedenti su tali effetti in fibroblasti tendinei di ratto. Il ruolo della matrice extracellulare nel guidare questo processo, sebbene non caratterizzato, non è scontato. La limitazione dell'attività chinasica da parte delle proprietà fisiche del substrato rappresenta una nuova scoperta che potrebbe contribuire a far luce sui meccanismi che consentono a questi tipi di cellule di rispondere differenzialmente ai substrati. Concludendo, la nostra speranza è di riuscire a svelare le differenze fenotipiche relative a queste proprietà tra i tipi di cellule che influenzano la risposta del tessuto agli impianti in modo tale da migliorarne l'incorporazione ed estendere la durata funzionale degli impianti.

Ringraziamenti: Questo lavoro è stato realizzato con il contributo 9160684, fase I, della SBIR presso la National Science Foundation e il contributo 220251 della SBR presso il Jersey City State College. Gli stampi microgeometrici sono stati messi a punto dalla Cornell Nanofabrication Facility.

JC Grew, JL Ricci, AH Teitelbaum, JL Charvet
Presentato al 23° Meeting Annuale della Society for Biomaterials.
30 aprile-4 maggio 1997. New Orleans, LA.


ABSTRACT
Questo report descrive l'uso di impianti transcutanei microtesturizzati al laser in una calvaria di coniglio per aumentare l'integrazione di tessuto molle. Gli impianti dentali e ortopedici vengono abitualmente microtesturizzati per aumentare l'integrazione del tessuto. Le tecniche di microtesturizzazione al laser controllate da computer, in grado di produrre superfici microtesturizzate con caratteristiche definite di 8-12 µm su aree controllate delle superfici degli impianti, sono state sviluppate in base ai risultati di esperimenti su colture cellulari e modelli in vivo. Queste texture sono state replicate sui colletti degli impianti per offrire aree specifiche sia per l'osteointegrazione che la formazione di un'interfaccia stabile tessuto molle-impianto. L'obiettivo di questo studio è valutare questi impianti trascutanei in una calvaria di coniglio per determinare se la microtesturizzazione al laser controllata possa essere utilizzata per creare un'interfaccia stabile con il tessuto connettivo e l'epitelio. Gli orientamenti e le forme dei fibroblasti tendinei del ratto coltivati su superfici di controllo e modellate si sono rivelati notevolmente diversi. L'orientamento delle cellule tendeva a essere casuale nelle colture di controllo, ma in genere presentava una coincidenza con le direzioni delle scanalature lineari e con le dimensioni più lunghe dei diamanti. I fibroblasti tendinei del ratto coltivati su substrati a forma di diamante e con scanalature da 2 µm spesso hanno formato dei collegamenti a ponte con le scanalature legandosi ai substrati alti. I fibroblasti tendinei del ratto coltivati su scanalature da 12 µm sono cresciuti sia all'interno delle scanalature sia sulle superfici alte, ma raramente hanno creato dei ponti con le scanalature. I fibroblasti tendinei del ratto coltivati su substrati a forma di diamante spesso crescevano a grappolo sulle zone alte. I fibroblasti tendinei del ratto coltivati sulle superfici di controllo erano pressoché rotondi e simmetrici, con delle diramazioni corte che si estendevano in tutte le direzioni da una massa cellulare centrale. I fibroblasti tendinei del ratto coltivati su substrati lineari hanno assunto delle particolari forme affusolate creando diramazioni che si estendevano perpendicolarmente alle scanalature solo quando attraversavano scanalature strette (2 o 3 µm) o per stabilire contatti laterali con le pareti delle scanalature (da 12 µm). La microgeometria del substrato ha influenzato anche l'organizzazione dei fasci di microfilamenti (fibre da stress), allineate con la direzione predominante dell'orientamento cellulare nelle cellule coltivate sui substrati modellati. I fibroblasti tendinei del ratto da colture di controllo hanno mostrato dei particolati fasci di microfilamenti con diramazioni verso angoli diversi per l'intero citoplasma. In tutte le cellule, la vinculina era localizzata nelle parti terminali dei fasci dei microfilamenti, come rivelato dal microscopio a fluorescenza, indicando punti di adesione del substrato cellulare compatibili con la presenza di attacchi focali.

Questo esperimento ha dimostrato che le scanalature parallele e intersecate determinano la forma e l'orientamento cellulare, nonché l'organizzazione citoscheletrica delle tre varianti fenotipiche dei fibroblasti 3T3. La variante NIH-3T3 è una linea fibrogenica, mentre la variante 3T3-L1 è lipogenica e quella MC-3T3 è osteogenica. I fenotipi di queste cellule sono stati valutati mediante analisi della fosfatasi alcalina (le cellule MC-3T3 sono positive alla fosfatasi alcalina) e mediante colorante Sudan Black B (per inclusioni lipidiche nelle cellule 3T3-Li). I ruoli della matrice extracellulare e delle molecole di adesione cellulare negli effetti delle guide da contatto descritte sopra non sono stati definiti, ma neppure scartati. Precedentemente abbiamo dimostrato che la distribuzione di integrina e l'attività tirosin-chinasica è fisicamente costretta dalle caratteristiche micrometriche del substrato. Ipotizziamo che lo stesso tipo di costrizione abbia avuto luogo nelle cellule qui descritte. Chiarimenti sulle differenze fenotipiche tra tipi de cellule che guidano la risposta del tessuto verso gli impianti possono fornire informazioni utili al miglioramento dell'integrazione dell'impianto e all'estensione della durata della vita dell'impianto. RTFs from stock cultures derived from hind foot extensor tendons were grown on smooth (control) and patterned polystyrene substrates having parallel 2 or 12μm linear grooves or 8x50 or 80x50μm diamond-shaped islands separated by 3x3μm grooves. Substrates were solvent-cast on silicon molds and titanium oxide coated. Fifteen millimeter circular cutouts were fitted into 24-well plates, and wells containing inserts were seeded with 20,000 RTFs and fixed after 4 and 8 days in culture. Cell morphology was studied and recorded by scanning electron microscopy and by fluorescence microscopy of cultures stained with rhodamine phalloidin and anti-vinculin followed by a fluorescein-conjugated secondary antibody.

Risultati: The orientations and shapes of RTFs grown on control and patterned surfaces were consistently different. Cell orientation tended to be random in control cultures, but generally coincided with the directions of the linear grooves and the longer dimensions of the diamonds. RTFs grown on 2μm grooved and diamond-patterned substrates often bridged the grooves, attaching to elevated substrates. RTFs grown on 12μm grooves grew both within the grooves and on elevated surfaces, but rarely bridged grooves. RTFs grown on the larger diamond patterned substrate often grew in clusters on elevated areas. RTFs grown on control surfaces were approximately round and symmetrical, extending short processes omnidirectionally from a central cell mass. RTFs grown on linear substrates more typically assumed a spindle shape, and extend processes perpendicular to the grooves only when spanning a narrow (2 or 3μm) groove or to establish lateral contact with groove walls (12μm grooves). Substrate microgeometry also affected the organization of microfilament bundles (stress fibers), which were aligned with the predominant direction of cellular orientation in cells grown on the patterned substrates. RTFs from control cultures typically showed microfilament bundles extending at miscellaneous angles throughout the cell cytoplasm. In all cells, vinculin was localized at microfilament bundle termini, as revealed by imunofluorescence microscopy, indicating points of cell-substrate attachment consistent with the presence of focal attachments.

Conclusioni: This study showed that both the linear and diamond patterns are capable of influencing the orientation and cytoskeletal organization of fibroblast cells, extending previous observations of contact guidance effects based on substrate microgeometry on cell shape alteration and directional growth. RTFs, which vary from 3 to 10μm in width, frequently bridged 2 and 3μm grooves, suggesting that more pronounced surface features may be required to optimally control the growth of these cells. The results of this experiment differ from earlier reports of the growth of "dot" cultures prepared with cells suspended in a collagen gel. Seeded cultures appear to be less sensitive to microgeometry effects than dot cultures. Outgrowing dot culture cells probably migrate considerable distances across substrate surfaces. Grooves may thus serve as more substantial guides to migrating dot culture cells than to cells in seeded cultures, which settle and thereafter remain stationary. Continued experimentation and comparison of these models, particularly in cellular attachment to substrates, will yield additional insight into the behaviors of these cells on patterned substrates. For instance, it may prove possible to control the rate and direction of fibrous tissue growth at the tissue-implant interface, thereby optimizing the stability of these implants.

Ringraziamenti: Questo lavoro è stato realizzato con il contributo 9160684 fase I della Small Business Innovation Research (SBIR) alla National Science Foundation (NSF). Gli stampi microgeometrici sono stati messi a punto dalla Cornell Nanofabrication Facility.

JL Ricci, R Rose, JK Charvet, H Alexander, CS Naiman
Presentato al quinto congresso mondiale sui biomateriali.
29 maggio-2 giugno 1996. Toronto, Canada.


ABSTRACT
Questo report descrive l'uso di impianti transcutanei microtesturizzati al laser in una calvaria di coniglio per aumentare l'integrazione di tessuto molle. Gli impianti dentali e ortopedici vengono abitualmente microtesturizzati per aumentare l'integrazione del tessuto. Le tecniche di microtesturizzazione al laser controllate da computer, in grado di produrre superfici microtesturizzate con caratteristiche definite di 8-12 µm su aree controllate delle superfici degli impianti, sono state sviluppate in base ai risultati di esperimenti su colture cellulari e modelli in vivo. Queste texture sono state replicate sui colletti degli impianti per offrire aree specifiche sia per l'osteointegrazione che la formazione di un'interfaccia stabile tessuto molle-impianto. L'obiettivo di questo studio è valutare questi impianti trascutanei in una calvaria di coniglio per determinare se la microtesturizzazione al laser controllata possa essere utilizzata per creare un'interfaccia stabile con il tessuto connettivo e l'epitelio. La possibile influenza della microtexture della superficie dell'impianto sull'interazione del tessuto è riconosciuta da tempo. In studi precedenti abbiamo esaminato l'interazione in vitro dei fibroblasti di tessuto connettivo con diverse microgeometrie di superficie definite, comprese le superfici microscanalate, le superfici ruvide e altre più complesse. Nella maggior parte dei casi queste superfici, pur avendo una composizione simile, hanno effetti diversi (ed evidenti) sul tasso e la direzione di crescita delle colonie cellulari di fibroblasti. Il meccanismo con cui la microgeometria di superficie influenza la crescita della colonia cellulare non è noto. Questo studio ha esaminato gli effetti di una microgeometria di superficie definita sulla densità della colonia cellulare di tessuto connettivo, l'area di adesione cellulare (diffusione) e la forma delle cellule. I risultati suggeriscono un possibile meccanismo di base di controllo della microgeometria di superficie sulla crescita delle cellule collegate.

Materiali e metodologie: Rat tendon fibroblast (RTF) cells were grown as stock cultures from hindfoot extensor tendons from 14-day-old Sprague-Dawley rats. Second to fourth-passage cells, grown in Dulbecco's Modified Eagle's Medium containing penicillin-streptomycin and 10% fetal bovine serum were used for all experiments. Cell colonies were grown on these surfaces using a "dot" culture model similar to explant culture models. These cells were suspended in solubilized collagen (Vitrogen, Celltrix, Palo Alto, CA) and 2μL droplets containing 20,000 cells each were polymerized on the experimental surfaces, where they acted as sources of radiating cell colony growth. Light microscopy and image analysis methods were used to measure rate and direction of growth as well as cell density (cells/mm2), cell attachment area (μm2), cell orientation (relative to substrate orientation), and cell elongation (eccentricity, the ratio of cell length to cell width). For individual cell measurements, 30 cells of each experimental group were measured. Experimental substrates consisted of solvent-cast polystyrene surfaces, vapor-deposited with 60nm of TiO2, molded from silicon wafer templates produced by optical lithography methods at the National Nanofabrication Facility at Cornell University (Ithaca, NY). Substrates consisted of mirror-smooth surfaces (controls) and square-wave microgrooves with ridges and grooves 1.75, 6.5 and 12μm in size. Results were analyzed for statistical significance using t-tests.

Risultati: Tutte e tre le superfici microscanalate hanno avuto un effetto evidente sulla crescita della colonia cellulare, l'area di adesione cellulare, l'eccentricità cellulare, la densità cellulare e l'orientamento cellulare (Tabella 1): hanno ridotto la crescita della colonia cellulare e la sua diffusione, aumentato l'eccentricità cellulare (allungamento) e orientato efficacemente le cellule parallelamente alla superficie. La densità cellulare su tutte le superfici era inferiore rispetto ai controlli.

Discussion: Le microgeometrie di superficie ben definite, nelle dimensioni testate, sono efficaci nell'orientamento delle cellule, nella modifica della loro forma e nella riduzione dei tassi di crescita cellulare. È ben noto che le cellule dipendenti dall'adesione devono attaccarsi e diffondersi per attivare la divisione cellulare. I risultati attuali suggeriscono che l'effetto di inibizione della crescita che queste superfici hanno dimostrato di possedere potrebbe essere basato sulla riduzione della diffusione delle cellule sulla superficie microscanalata. Questi esperimenti suggeriscono che le differenze osservate nell'incapsulamento fibroso delle superfici lisce rispetto alle superfici microtesturizzate potrebbero essere basate sulla soppressione diretta della diffusione e della crescita dei fibroblasti da parte delle microtexture. Queste microgeometrie possono essere potenzialmente impiegate come superfici implantari per il controllo dell'integrazione dei tessuti.

Ringraziamenti: Questo studio è stato finanziato da Orthogen Corporation con il contributo 9160684 fase I della Small Business Innovation Research (SBIR) presso la National Science Foundation (NSF).

JL Ricci, J Charvet, R Sealey, I Biton, WS Green, SA Stuchin, H Alexander
Presentato al 21° Meeting Annuale della Society for Biomaterials.
Le cellule RTF sono state coltivate dai tendini estensori delle zampe posteriori di ratti Sprague Dawley di 14 giorni. Le cellule HICF sono state coltivate da campioni di capsule di tessuto fibroso ottenuto da pazienti sottoposti a revisione totale dell'anca, compresa la rimozione di protesi all'anca non cementata. I tessuti ottenuti da un'area vicina allo stelo prossimale sono stati coltivati come espianti in condizioni sterili per produrre colture di cellule. Tutte le cellule sono state coltivate come colture di riserva, miscelate con collagene solubilizzato, e distribuite e polimerizzate per avviare colture "puntiformi" formate da punti di 2 µL, ciascuna contenente 20.000 cellule su tutte le superfici sperimentali. Questi punti di cellule-collagene agiscono come sorgenti per l'outgrowth cellulare e la formazione di colonie di cellule in crescita. Al giorno 4 e 8, le colonie cellulari sono state fissate, macchiate e misurate per area di crescita tramite videocamera dotata di stereomicroscopio collegata a un sistema informatico di elaborazione/analisi delle immagini. Aumento di diametro o estensione relativo alla crescita delle colonie cellulari è stato misurato tra il giorno 4 e 8. Le superfici ruvide sono state prodotte per sabbiatura o micropallinatura di piastre di coltura in polistirene. Un'area nascosta è stata utilizzata come superficie di controllo liscia. Queste superfici erano costituite da una gamma di modelli di dimensioni diverse a seconda del processo di sabbiatura. La tecnica era simile a quella utilizzata per la tessitura degli impianti ortopedici e ha prodotto modelli di dimensioni analoghe. I substrati con microgeometrie sono stati realizzati in polistirene stampato su modelli prefabbricati con precisione tramite litografia ottica presso la National Nanofabrication Facility della Cornell University. Tutte le superfici sono state rivestite a sputtering con uno strato di 600-Å di TiO2 per simulare un impianto ortopedico in lega in titanio. Le superfici con microgeometrie controllate consistevano in modelli superficiali ben caratterizzati, a rete o a scacchiera, formati da perni quadrati d 3, 6, 10 e 12 µm.


ABSTRACT
Questo report descrive l'uso di impianti transcutanei microtesturizzati al laser in una calvaria di coniglio per aumentare l'integrazione di tessuto molle. Gli impianti dentali e ortopedici vengono abitualmente microtesturizzati per aumentare l'integrazione del tessuto. Le tecniche di microtesturizzazione al laser controllate da computer, in grado di produrre superfici microtesturizzate con caratteristiche definite di 8-12 µm su aree controllate delle superfici degli impianti, sono state sviluppate in base ai risultati di esperimenti su colture cellulari e modelli in vivo. Queste texture sono state replicate sui colletti degli impianti per offrire aree specifiche sia per l'osteointegrazione che la formazione di un'interfaccia stabile tessuto molle-impianto. L'obiettivo di questo studio è valutare questi impianti trascutanei in una calvaria di coniglio per determinare se la microtesturizzazione al laser controllata possa essere utilizzata per creare un'interfaccia stabile con il tessuto connettivo e l'epitelio. Soft tissue encapsulation of an implant has been found to correlate with the composition, surface chemistry, and surface microgeometry of the implant material. Surface microgeometry (or surface texture) of metal implants in bone has been shown to influence fibrous capsule formation. For example, smooth surfaces induce thicker fibrous capsule formation than roughened surfaces, suggesting that surface microgeometry influences fibrous tissue proliferation. We evaluated the in vitro response of rat tendon fibroblast (RTF) cell colonies, and human implant capsule fibroblast (HICF) cell colonies, from fibrous capsule tissue from around total hip replacement components, to surfaces roughened by blasting techniques, and to controlled surface microgeometries consisting of small square post projections with features from 3 to 12 μm in size.

Materiali e metodologie: RTF cells were grown from hind-foot extensor tendons of 14-day-old Sprague Dawley rats. HICF cells were grown from fibrous capsule tissue samples obtained from patients undergoing total hip revision, including removal of an uncemented hip prosthesis. The tissues, obtained from an area near the proximal stem, were grown as explants under sterile conditions to produce stock cell cultures. All cells were grown as stock cultures, mixed with solubilized collagen, and dispensed and polymerized to initiate "dot" cultures, consisting of 2μL dots each containing 20,000 cells, on all experimental surfaces. These cell-collagen dots acted as sources of cell outgrowth to form growing cell colonies. At 4 and 8 days, cell colonies were fixed, stained, and measured for area of growth using a video camera-equipped stereomicroscope connected to a computer image-processing/image-analysis system. Growth of the cell colonies was measured as area or diameter increase between 4 and 8 days. Roughened surfaces were produced by grit-blasting or bead-blasting of polystyrene culture plates. A masked area was used as a smooth control surface. These surfaces consisted of a range of feature sizes depending on blast medium. The media were similar to those used to texture metal orthopaedic implants and produced similar sized features. Controlled microgeometry substrates were molded in solvent-cast polystyrene from templates precision-fabricated using optical lithography methods at the National Nanofabrication Facility at Cornell University. All surfaces were sputter-coated with a 600-Å layer of TiO2 to simulate an orthopaedic titanium alloy implant surface. The controlled microgeometry surfaces consisted of well-characterized, cross-hatched or checkerboard surface patterns consisting of square posts in 3, 6, 10 and 12μm feature sizes.

Risultati: All cell colonies showed consistent growth by day 4, with cell outgrowth observed at the periphery of the dot. Randomly oriented cells formed circular colonies on the control surfaces, and the roughened surfaces. The controlled microgeometry surfaces produced colonies with unusual shapes because of surface restriction of direction of growth. On an individual cell level, the cells were observed to orient along surface structures and in grooves between surface structures. On the smallest controlled microgeometries, each cell was observed to attach to the surfaces of several of the square posts. All of the experimental surfaces significantly inhibited cell colony growth in both types of cells. Significant cell growth inhibition was observed on the grit-blasted Ti-coated surface (GB-Ti) compared to the control Ti-coated surface (C-Ti) and the control untreated culture plate (C-p) as shown in Fig. 1 which represents RTF cell growth. The most efficient cell growth inhibition was observed on the 3μm cross-hatched surface (Fig. 2), although all of the cross-hatched surfaces caused significant inhibition of colony growth. Figure 2 also shows RTF cell colony data.

Conclusioni: Le colonie di cellule RTF e HICF cresciute sulle superfici ruvide e su una serie di microgeometrie controllate hanno mostrato un'inibizione pronunciata della crescita. Le superfici non hanno incrementato la densità cellulare nelle colonie e l'effetto non è stato basato sull'incremento della superficie del substrato. I risultati osservati rappresentano gli effetti della cellular contact guidance (guida al contatto cellulare), ovvero la capacità della microgeometria del substrato di influenzare l'orientamento e la migrazione delle cellule, rispetto alla crescita generale delle colonie cellulari. Gli effetti osservati delle superfici ruvide e delle microgeometrie sulla crescita del tessuto fibroso cellulare in vitro potrebbero essere correlati all'osservazione che le superfici ruvide causano un incapsulamento minore in vivo. Pertanto le superfici geometriche controllate possono essere utilizzate per inibire l'incapsulamento fibroso.

Ringraziamenti: Questo studio è stato finanziato da Orthogen Inc. con il contributo della Orthopaedic Research and Educational Foundation.



ulteriori informazioni

  1. Human Histologic Evidence of a Connective Tissue Attachment to a Dental Implant.
    M Nevins, ML Nevins, M Camelo, JL Boyesen, DM Kim. International Journal of Periodontics & Restorative Dentistry. Vol. 28, No. 2, 2008.
  2. The Effects of Laser Microtextured Collars Upon Crestal Bone Levels of Dental Implants.
    S Weiner, J Simon, DS Ehrenberg, B Zweig, JL Ricci. Implant Dentistry, Volume 17, Number 2, 2008. p. 217-228
  3. Clinical Evaluation of Laser Microtexturing for Soft Tissue and Bone Attachment to Dental Implants.
    Pecora GE, Ceccarelli R, Bonelli M, Alexander H, Ricci JL. Implant Dent. 2009 Feb;18(1):57-66.
  4. The Effects of Laser Microtexturing of the Dental Implant Collar on Crestal Bone Levels and Peri-implant Health.
    Botos S, Yousef H, Zweig B, Flinton R, Weiner S. Int J Oral Maxillofac Implants. 2011 May-Jun;26(3):492-8.
  5. Radiographic Analysis of Crestal Bone Levels on Laser-Lok® Collar Dental Implants.
    CA Shapoff, B Lahey, P Wasserlauf, D Kim. Int J Periodontics Restorative Dent 2010;30:129-137.
  6. Marginal Tissue Response to Different Implant Neck Design.
    HEK Bae, MK Chung, IH Cha, DH Han. J Korean Acad Prosthodont. 2008, Vol. 46, N° 6.


×

products

services

formazione

store

contact

Cerca


Global Headquarters
2300 Riverchase Center
Birmingham, AL 35244
USA

tel: 888.246.8338
tel: 205.967.7880
fax: 205.870.0304

BioHorizons Canada
21 Amber Street, Unit #6
Markham, Ontario L3R 4Z3
Canada

tel: 866.468.8338
fax: 905.944.1894

BioHorizons Chile, S.A.
Av. Manquehue Norte 1337 Office 31
Vitacura
Santiago
Chile

tel: +56 (2) 23619519
fax: +56 (2) 361.9521

BioHorizons Italia Srl
Via Ettore Cristoni, 88
40033 Casalecchio di Reno (BO) Italia

numero verde +800.063.040
tel. +39.051.59.07.00
fax +39.051.57.61.06

BioHorizons Mexico
Cracovia No. 72 Torre B, Oficina: BGO-07, Col. San Ángel
CP: 01000, Ciudad de México, Álvaro Obregón, CDMX

tel. 800 953 0498

Spanish Office
BioHorizons Ibérica
Calle Oruro, 9
28016 Madrid,
Spagna

tel: +34.91.713.10.84
fax: +34.91.355.83.75

BioHorizons Camlog UK & Ireland
Richmond House
Oldbury Road
Bracknell
Berkshire RG12 8TQ
Regno Unito

tel: +44 (0)1344 752560
fax: +44 (0)1344 868049