On the influence of biochemical coating on implant bone incorporation

Abstract: Implantat används idag med goda resultat för att ersätta förlorade tänder. Tandimplantat opereras in i käkbenet och agerar som en konstgjord rot för en konstgjord tand eller för att förankra en protes. Implantatens ytor har utvecklas med åren från att vara släta till måttligt råa. De nya råare ytorna har uppvisat högre lyckandefrekvens framför allt vid kliniskt utmanande fall, såsom patienter med sämre benkvalitet eller benmängd. Strålbehandling mot ansiktet och halsen samt medicinering eller sjukdom är bara några exempel på faktorer som försämrar benbildningsförmågan. Ständigt ökade krav på implantatprestation och ständigt utökade behandlingsområden har givit upphov till mångårig forskning som lett till de moderna implantatytorna. Implantatytornas utveckling fortsätter och experiment med nya implantatytor som är laddade med benstimulerande biomolekyler har genomförts. Den aktuella avhandlingen har studerat proteinet laminin-1 som har uppvisat benstimulerande egenskaper i cellodlingar. Därmed har vår hypotes varit att implantat belagda med proteinet laminin-1 skulle kunde öka benbildningen och förbättra implantatens stabilitet. Proteinets förmåga att fästa sig på titandiskar utsatta för olika ytbehandlingar har utvärderats i en lösning som simulerar det initiala benbildningsstadiet. Mängden kalciumfosfat som fälls ut räknas som mått på benstimuleringsförmågan. Resultaten har visat att mängden laminin-1 som fäster sig på de olika ytorna är jämförbar vilket tyder på god fästförmåga av proteinet. Den gruppen titandiskar som fällde ut mest kalciumfosfat var den som hade sänkts i en stark alkalisk lösning och därefter hettats upp. Dessutom observerades att blästrade titandiskar som var belagda med laminin-1 fällde ut mer kalciumfosfat än icke-belagda blästrade diskar. Vår teori utvärderades i djurstudier som innefattade kaniner och råttor. I den första kaninstudien opererades proteinbelagda implantat gjorda av hydroxylapatit in i skenbenet. Implantaten var mycket släta för att undvika att proteineffekten skulle överskuggas av ytråhetens effekt. Efter två och fyra veckor utvärderades benmängden runt implantaten med histologi och datortomografi. Trots att proteinbelagda implantat uppvisade en positiv trend för bentillväxt, kunde inga statistiskt signifikanta skillnader konstateras. I den andra kaninstudien utvärderade vi effekten av laminin-1 på svarvade samt alkali- och värmebehandlade implantat efter två och fyra veckor. Benbildningsförmågan utvärderades med histologi, datortomografi, urvridningsmotstånd och elasticitetstest i kringliggande benet. Histologin visade att svarvade implantat belagda med protein hade högst urvridningsmotstånd samt att mest nytt ben hade bildats i kontakt med dessa implantat efter två veckor. Benet kring dessa implantat var dock inte hårdare. Datortomografin kunde följa trenderna som uppvisades av histologin men ingen statistiskt säkerställd skillnad kunde påvisas. I råttstudien jämfördes proteinbelagda med icke-belagda svarvade implantat med avseende på histologi och uttryck av gener som är aktiva vid benproduktion, bennedbrytning och inflammation. Tidpunkterna för utvärdering var tre, sju och tjugoen dagar. Resultaten visade att laminin-1 stimulerar uttrycket av benbildande gener och sänkte uttrycket av vissa gener som är relaterade till bennedbrytning och inflammation efter sju dagar. Den histologiska utvärderingen kunde dock inte detektera dessa skillnader. Konklusion: Våra resultat tyder på att proteinet laminin-1 kan förbättra benresponsen beroende på den underliggande ytans material och ytråhet. Eftersom proteinbeläggningen verkar vara mest aktiv i början av läkningen, kan valet av metoderna och tidpunkterna påverka utvärderingsresultatet. I fortsättningen kan våra implantat utvärderas i experimentella modeller där djur har fått försämrad benbildningsförmåga på grund av strålning eller ovariektomi. I den kliniska situationen kan det spekuleras att lamininbelagda svarvade implantat kan dels tillföra ökad benbildningskapacitet under den initiala läkningstiden och dels underlätta rengöringsproceduren i händelse av infektion kring implantat dvs. vid peri-implantit.

  CLICK HERE TO DOWNLOAD THE WHOLE DISSERTATION. (in PDF format)