Malmö University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Importance of Ca(2+) modifications for osseointegration of smooth and moderately rough anodized titanium implants - a removal torque and histological evaluation in rabbit
Malmö högskola, Faculty of Odontology (OD).
2012 (English)In: Clinical Implant Dentistry and Related Research, ISSN 1523-0899, E-ISSN 1708-8208, Vol. 14, no 5, p. 737-745Article in journal (Refereed)
Abstract [en]

BACKGROUND: Incorporation of Ca(2+) into the titania of anodized titanium surfaces has been found to enhance osseointegration. It provides a stable surface when the ions are incorporated into the oxide layer during the anodizing process. The Ca(2+) may suggestively be prominent sites for mineral induction, attract proteins, and catalyze intracellular cascades. PURPOSE: The aim of the present study was to evaluate the osseointegration of smooth (S(a) < 0.5 µm) and moderately rough (S(a) 1.0-2.0 µm) commercially pure titanium implants, with and without Ca(2+) , in order to reflect on the importance of surface chemistry in relation to topography. MATERIALS AND METHODS: Anodized implants with (OxCa) or without Ca(2+) (Ox), blasted implants (Bl), and blasted anodized implants, with (BlOxCa) or without Ca(2+) (BlOx), were inserted in rabbit femur and tibia. The implant surfaces were characterized using interferometry, scanning electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy prior to implant installation. Removal torque (RTQ) measurements were executed on all implants after a healing period of 12 weeks. The implants were, thereafter, removed en bloc with surrounding tissues and prepared for histological evaluations. RESULTS: RTQ measurements of tibial implants revealed significantly higher values for BlOxCa implants (90.7 ± 23.3 Ncm) compared to OxCa (64.6 ± 18.2 Ncm) and BlOx implants (69.7 ± 17.5 Ncm) (p = 0.029). Ca(2+) modification of smooth implants placed in the femur did not reveal any differences. CONCLUSION: Ca(2+) modification of smooth implants resulted in similar interfacial shear strength as moderately rough implants and Ca(2+) modification of moderately rough implants demonstrated the significantly strongest interfacial shear strength when placed in rabbit tibia. This possibly demonstrated surface chemistry compensating for lesser roughness.

Place, publisher, year, edition, pages
John Wiley & Sons, 2012. Vol. 14, no 5, p. 737-745
National Category
Dentistry
Identifiers
URN: urn:nbn:se:mau:diva-15560DOI: 10.1111/j.1708-8208.2010.00315.xISI: 000309399400012PubMedID: 20977616Scopus ID: 2-s2.0-84867063983Local ID: 14719OAI: oai:DiVA.org:mau-15560DiVA, id: diva2:1419082
Available from: 2020-03-30 Created: 2020-03-30 Last updated: 2024-02-05Bibliographically approved
In thesis
1. On Ca²+ incorporation and nanoporosity of titanium surfaces and the effect on implant performance
Open this publication in new window or tab >>On Ca²+ incorporation and nanoporosity of titanium surfaces and the effect on implant performance
2010 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [sv]

Dentala implantat är en väletablerad behandling för att ersätta förlorade tänder med långsiktigt goda resultat. Det finns en uppsjö av implantat med olika ytor på marknaden och bakom dessa ligger stora forskningssatsningar. Aktuell forskning syftar till att leda fram till nya ytor med fördelaktiga egenskaper jämfört med dagens ytor avseende inläkningen i benet och kontakten med den orala slemhinnan, för att även kunna behandla patienter med sämre läkförmåga samt för att förkorta behandlingstiden för samtliga patienter. Forskning syftar dessutom till att kartlägga mekanismerna för osseointegration och till att förstå inläkningen av implantat på en molekylär och cellulär nivå. En moderat rå yta är vanligen förekommande på kommersiella implantat då djurstudier har visat att en råare yta stimulerar benceller i större utsträckning, har mer ben i kontakt samt retineras hårdare av benet vid urvridningsförsök i större utsträckning än en slät yta. Ytorna är även i flertalet fall kemiskt modifierade och framförallt en modifierad kemi har föreslagits ge en yta egenskaper av en bioaktiv natur. Bioaktivitet är ett frekvent använt uttryck vilket kan spegla en kemisk bindning mellan exempelvis en implantatyta och omgivande vävnader (vilket idag ej har kunnat påvisas) eller en effekt på omgivande vävnader (exempelvis attraktion av specifika proteiner eller benceller). Ytegenskaperna syftar, sammanfattningsvis, till att påskynda läkningsprocessen och eventuellt förbättra inläkningen av implantaten. Något att alltid ha i åtanke vid patientrelaterad forskning eller behandling är eventuella konsekvenser med en negativ influens på patienten. I fallet med dentala implantat är en konsekvens bennedbrytning kring implantaten och därmed en större blottlagd implantatyta exponerad för munhålans bakterierika miljö. Biofilmer etableras i stort sett direkt på ytor om möjligt, då det finns flera fördelar för majoriteten av bakterier att leva i en biofilm. Friska tillstånd är starkt kopplade till en mikrobiologisk balans, det vill säga att det inte är en dominans av bakterier med sjukdomsorsakande egenskaper. Då balansen av någon anledning rubbas, förslagsvis på grund av en okontrollerbart stor mängd bakterier, stimulering av bakterier att utveckla sjukdomsframkallande egenskaper eller ett nedsatt försvar hos värden, kan biofilmer orsaka sjukdomstillstånd. Att en implantatyta inte ökar risken för att biofilmer med sjukdomsframkallande karaktär etableras på ytan är viktigt och bör utredas. Det är idag inte säkerställt vilka eller överhuvudtaget om det finns ytegenskaper med positiva eller negativa effekter på biofilmsetableringen. Ökad ytenergi och framförallt ökad ytråhet har dock kopplats till en ökad bakterievidhäftning. Den aktuella avhandlingen har syftat till att utreda hur kalciumjoner i ett förtjockat titanoxidlager påverkar inläkningen i ben genom att installera implantat i kaninben och sedan utvärdera dessa genom histologiska snitt samt genom biomekanisk urvridning. Resultaten blev att kalciummodifieringar ledde till mer benkontakt med ytan samt en starkare retention vid urvridning. Det var heller ingen skillnad i retention mellan släta kalciummodifierade implantat och moderat råa implantat. Inom avhandlingen har även effekten av nanoporositet för inläkning i munslemhinna studerats genom en experimentell studie i människa. En klinisk uppskattning framhöll fördelar för den nanoporösa ytan jämfört med den ickemodifierade kontrollytan och histologiskt hade den nanoporösa ytan mer vävnad i kontakt. För att utvärdera olika ytor avseende bakterievidhäftning och biofilmbildning sattes bakterielösningar till ytorna och sedan fick dessa fästa till ytan under två eller 14 timmar. Även filtersteriliserad saliv och helsaliv från en frisk individ användes i studierna. Resultatet blev att en ökad ytråhet tenderade till att öka bakterievidhäftningen och biofilmbildningen på ytan samt att en större mängd bakterier fanns kvar på moderat råa ytor jämför med släta efter rengöring. Sammanfattningsvis kan möjligen en specifik ytkemi kompensera för en minimal ytråhet, vilket eventuellt minskar risken för etablering av sjukdomsframkallande biofilmer på ytorna om dessa exponeras i munhålan. Nanoporösa ytor har möjligen en positiv influens på anslutningen av mjukvävnad mot implantatytan, vilket är av betydelse för en god estetik samt för skydd mot utbredningen av biofilmer.

Abstract [en]

Introduction: Titanium implants are commonly used as replacements for missing teeth with successful long-term performance. The aim of the research performed in the field is to enable successful osseointegrated implant treatments for compromised as well as healthy bone beds, and to establish a rapid osseointegration to shorten the treatment period for the patients. In some cases bone resorption occurs around oral implants and the surrounding conditions may alter when surfaces aimed at being integrated in the bone are exposed to the extensive oral microbiota. Biofilms are most probably constantly present on exposed intraoral sur-faces but may during certain conditions be associated with pathological conditions in the surrounding tissues. Implant treatments depend on a stability through the osseointegration, as well as a sealing of oral mu-cosa for the defence against extensive biofilm accumulation. Aims: The present thesis has aimed at investigating the impact on os-seointegration of Ca2+ incorporation to anodized titanium surfaces for osseointegration, and whether Ca2+ incorporation would compensate for potential shortcomings of a minimal surface roughness. We have further aimed at investigating the adhesion of oral mucosa to nanoporous TiO2 surfaces clinically as well as histologically, and at evaluating the bacte-rial adhesion and biofilm formation on the test surfaces in vitro. Methods: The osseointegration of smooth (average height deviation

Place, publisher, year, edition, pages
Malmö University, Department of Prosthetic dentistry, 2010. p. 126
Series
Doctoral Dissertation in Odontology
Keywords
dental implants, osseointegration, biofilms, oral mucosa
National Category
Dentistry
Identifiers
urn:nbn:se:mau:diva-7691 (URN)10781 (Local ID)91-7104-315-2 (ISBN)10781 (Archive number)10781 (OAI)
Note

Note: The papers are not included in the fulltext online.

Paper II in dissertation as accepted manuscript.

Paper IV in dissertation as manuscript with title "In situ analysis of biofilm formation on titanium surfaces."

Paper V in dissertation as manuscript with title "Microbial biofilm formation on smooth nanoporous TiO2 coated and anodized Ca2+ modified and titanium surfaces."

Available from: 2020-02-28 Created: 2020-02-28 Last updated: 2024-03-05Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

Other links

Publisher's full textPubMedScopus

Authority records

Wennerberg, Ann

Search in DiVA

By author/editor
Wennerberg, Ann
By organisation
Faculty of Odontology (OD)
In the same journal
Clinical Implant Dentistry and Related Research
Dentistry

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetric score

doi
pubmed
urn-nbn
Total: 46 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf