Periimplantäres Weichgewebe um verschiedene Abutmentmaterialien

Zahnimplantate werden im Kieferknochen durch eine direkte Verbindung zwischen Knochen und Implantat verankert. Erfolg und Überleben eines Implantats hängen jedoch nicht allein von der Osseointegration ab. Ein Weichgewebe, das den transmukosalen Teil eines Zahnimplantats umgibt, trennt den periimplantären Knochen von der Mundhöhle. Dieser Weichgewebekragen wird als „periimplantäre Schleimhaut“ bezeichnet. Die Anhaftung des Weichgewebes an der Implantatoberfläche dient als biologischer Verschluss, der die Entwicklung entzündlicher periimplantärer Erkrankungen (d. h. periimplantäre Mukositis und Periimplantitis) Der Weichgewebsverschluss um Implantate sichert somit gesunde Verhältnisse und eine stabile Osseointegration und damit auch den langfristigen Erhalt eines Implantats. Während sich der Weichgewebeverschluss um die Zähne während des Zahndurchbruchs entwickelt, bildet sich die periimplantäre Schleimhaut nach der Operationswunde, die zum Einsetzen des Implantats erzeugt wird. Die Wundheilungsphase kann nach dem Verschluss eines Mukoperiostlappens um den Halsbereich eines in einem sogenannten einzeitigen Verfahren eingesetzten Implantats oder nach einem zweiten chirurgischen Eingriff zur Abutmentverbindung zu einem bereits installierten Zahnimplantat (zweizeitiges Verfahren) erfolgen ).

Es scheint, dass die Weichgewebeadhäsion von den Eigenschaften (Abutmentmaterial und Mikrotopographie) der Implantatkomponenten beeinflusst wird, die in Kontakt mit den Weichgeweben platziert werden. Es wurde festgestellt, dass Abutmentmaterial auch das Bluten bei Sondierung (BoP) an periimplantären Weichgeweben beeinflusst.

Da die Wundheilung in Anwesenheit eines Biomaterials (d. h. eines Fremdkörpers) an einer kritischen Region stattfindet, müssen positive oder negative Interferenzen von Wundheilungsvorgängen mit diesem Biomaterial und Anpassung des Weichgewebes an dieses Biomaterial berücksichtigt werden. Biokompatibilität, Adhäsion des Weichgewebes, Plaqueretention, mechanisches Verhalten und Ästhetik werden unter den Kriterien für die Materialauswahl des Abutments aufgeführt. Titan bleibt aufgrund seiner mechanischen Beständigkeit, Biokompatibilität, Modifikation der Oberfläche, die die Zelladhäsion und Plaqueretention erhöht, das zuverlässigste Material. Bei erhöhten ästhetischen Anforderungen, insbesondere bei dünnen Biotyp-, Zirkonoxid- und Keramik-Abutments, erzielen Aluminium-Abutments jedoch bessere Ergebnisse bei vergleichbaren technischen und biologischen Ergebnissen wie Titan-Abutments.

Polyetheretherketon (PEEK) ist ein starkes thermoplastisches Material, das aus Polyetheretherketonharz hergestellt wird. Aufgrund seiner hohen mechanischen Festigkeit und Haltbarkeit, seiner guten elektrischen Eigenschaften und seiner hervorragenden Hydrolysebeständigkeit wird PEEK in großem Umfang in der Luft- und Raumfahrt, der Automobil-, der Chemie-, der Elektronik-, der Erdöl- sowie der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt. Kürzlich wurde ein medizinisches PEEK entwickelt. Medizinisches PEEK hat die gleichen physikalischen Eigenschaften wie PEEK; PEEK-OPTIMA™ ist jedoch auch biokompatibel, hat eine hohe chemische Beständigkeit und widersteht mehreren verschiedenen Sterilisationsmethoden. Es ist erwähnenswert, dass PEEK einen Elastizitätsmodul hat, der dem des Knochens ähnlich ist, wodurch ein marginaler Knochenverlust im Falle einer okklusalen Überlastung verhindert wird. Aufgrund der oben genannten Eigenschaften wurde PEEK als Abutmentmaterial verwendet.

Auch die Morphologie des Abutments verdient Beachtung. Eine gewisse physiologische Weichgeweberezession kann mit der Zeit um Implantatrestaurationen gesehen werden, wenn neben dem Weichgewebe ein abweichendes Emergenzprofil (das häufigste) gewählt wird. Kürzlich wurde gezeigt, wie bei der Verwendung von Abutments mit konischem Emergenzprofil eine gewisse koronale Migration der Gingiva zu sehen ist. Durch die Verwendung dieser konischen Abutments oder eines Implantatdesigns mit konischer Form auf Höhe des Halsimplantats (transmukosale Ebene) konnte mit der Zeit nicht nur eine Migration des Weichgewebes, sondern auch eine Migration des Hartgewebes erreicht werden.

Die Heilung der periimplantären Schleimhaut ist gekennzeichnet durch eine schnelle Bildung von Gefäßstrukturen und die Rekrutierung von Entzündungszellen, gefolgt von der Reifung eines Gewebes, das schließlich eine feste Barriere aus suprakrestalem Bindegewebe und langem Saumepithel bildet, das das Herunterwachsen eines bakteriellen Biofilms wirksam verhindert . Es wird festgestellt, dass die Angiogenese als kritischer Teil der Wundheilung nach 2 Wochen ihren Höhepunkt erreicht und über 10 Wochen abnimmt, während die Rekrutierung von Entzündungszellen (B-Zellen und T-Zellen) in Clustern erfolgt und von 4 auf 8 Wochen der Heilung im Bindegewebe abnimmt .

Es ist jedoch wenig über die sehr frühe Reaktion verfügbar, die die histologische Organisation von periimplantären Weichgeweben im Allgemeinen und in Kontakt mit verschiedenen makroskopisch und mikroskopisch modifizierten Materialien bestimmen könnte. Periimplantäre Weichgewebe sind Teil der Gingiva und der Mundschleimhaut, und die Implantatinsertion erfolgt durch die Schaffung einer Wunde. Myofibroblasten spielen eine Schlüsselrolle bei der physiologischen Rekonstruktion von Bindegewebe nach Verletzungen und bei der Erzeugung der pathologischen Gewebedeformationen, die eine Fibrose charakterisieren. Sie stellen eine entscheidende zelluläre Quelle für Typ-I-Kollagen dar, das während der Wundheilung unerlässlich ist. Übermäßige Kontraktion und Überproduktion von extrazellulärer Matrix, hauptsächlich Kollagen, durch Myofibroblasten kann Gewebefibrose mit Bildung einer hypertrophen Narbe verursachen, die durch verringerte Zugfestigkeit und desorientierte Kollagenfasern gekennzeichnet ist. Bei Vollhautwunden beginnt die Differenzierung der Myofibroblasten etwa eine Woche nach der Verletzung und die Kontraktion erreicht ihren Höhepunkt 5-15 Tage nach der Verletzung, aber in der Mundhöhle tritt dieser Schritt aufgrund der kürzeren Heilungszeit dieser Gewebe früher auf als in der Haut.

Daher war das Ziel der vorliegenden Studie, die Myofibroblastenkomponente des periimplantären Schleimhautgewebes bei verschiedenen Gingivaformermaterialien (Titan gr4, Titan gr 5, Zirkonium und PEEK) 24 Stunden nach dem Einsetzen zu bewerten.

MATERIALIEN UND METHODEN Ethischer Aspekt Dieses Protokoll wird von der Ethikkommission der Sapienza-Universität Rom nach Genehmigung durch die Abteilung evaluiert. Jeder Patient erhält eine schriftliche Einverständniserklärung.

Studiendesign Biomolekulare Untersuchung von Biopsien, die dem periimplantären Weichgewebe 24 Stunden nach der Implantation und Einheilung des Abutments aus vier verschiedenen Materialien (Titan gr4, Titan gr 5, Zirkonium und PEEK) entnommen wurden.

Operateure, Blindheit und Zuordnung Implantate und Abutments werden von einem einzigen Operateur eingesetzt, der während der Studie nicht an anderen Funktionen beteiligt ist. Die Biopsie wird von einem zweiten Operateur durchgeführt, der nicht an der Platzierung des Implantats oder des Abutments beteiligt ist. Der Laborbetreiber ist blind gegenüber der Zuteilung von Biopsien. Der mit jedem Implantat verbundene Abutmenttyp wird in einem geschlossenen Umschlag bestimmt, der nur geöffnet wird, wenn das Implantat eingesetzt wird. Die Patienten werden über die Art der verwendeten Implantate und Abutments informiert, jedoch nicht über die genaue Position jedes einzelnen.

Merkmale der Stichprobe Insgesamt 10 Patienten, die für eine Implantatbehandlung an der Zahnklinik der Universität Sapienza in Rom rekrutiert wurden, werden an der Studie teilnehmen, nachdem sie die Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllt haben.

Einschlusskriterien:

(I) Alter ≥ 18 Jahre (II) Fehlen systemischer Erkrankungen/Störungen (III) Rauchen ≤ 5 Zigaretten pro Tag (IV) Parodontal gesund oder behandelt (V) Full-mouth Plaque Score (FMPS) ≤ 15 % zu Studienbeginn (VI ) Full-Mouth-Bleeding-Score (FMBS) ≤ 15 % zu Studienbeginn (VII) Vorhandensein von zahnlosem Raum, der eine All-on-Four- oder All-on-Six-Behandlung mit Deckprothese erfordert (VIII) Breite der keratinisierten Gingiva ≥ 2 auf Kammhöhe

Ausschlusskriterien: (Ausschluss von Risiko-/Störfaktoren):

(I) Schwangerschaft/Stillzeit (II) Anwendung von systemischen Antibiotika in den letzten 3 Monaten (III) Anwendung von systemischen Antibiotika zur Prophylaxe einer Endokarditis (IV) Ein chronisch behandelter Patient (d. h. 2 Wochen oder länger) mit Arzneimitteln, von denen bekannt ist, dass sie das parodontale Gewebe beeinflussen (z.B. Phenytoin, Kalziumantagonisten, Cyclosporin, Warfarin und nichtsteroidale Antirheumatika) im letzten Monat vor Beginn der Studie (V) Strahlentherapie in der Hals-Kopf-Region (VI) HIV, TB, Hepatitis oder andere Infektionskrankheiten (VII) Missbrauch mit Drogen oder Alkohol (VIII) Gerauchte Zigaretten > 5 Zigaretten pro Tag (IX) Unbehandelte Parodontitis (X) FMPS > 15 % zu Studienbeginn (XI) FMBS > 15 % zu Studienbeginn (XII) Implantate mit periimplantärer Vorgeschichte (XIII) Breite von keratinisiertem Gewebe über dem Kamm <2 mm (XIV) Notwendigkeit einer Knochenrekonstruktion um die einzusetzenden Implantate herum

Klinische Behandlung

Das Protokoll folgt Tomasi et al. 2014 mit der Modifikation einer Ausgangsprobe, die beim Einschneiden zur Vorbereitung des Lappens entnommen wurde. Kurz gesagt, nach Lokalanästhesie, Lappenanhebung und Implantatinsertion (Schweden und Martina SpA, Padua, Italien) wird ein speziell entworfenes Abutment aus vier verschiedenen Materialien (Tigran Gr4, Tigran Gr 5, Zirkonium und PEEK) mit jedem Implantat verbunden, nachdem a doppelblinde Zuteilung und Lappen werden vernäht. Die Patienten werden bis zur Nahtentfernung 1 Woche lang mit Chlorhexidin gespült. 24 Stunden nach der Implantatinsertion wird ein speziell angefertigtes Schneidegerät verwendet, um eine Umfangsbiopsie des periimplantären Weichgewebes zu entnehmen. Ein Führungsstift wird mit dem Abutment verbunden und eine kreisförmige Stanze mit einer Schneide wird apikal um das Abutment getrieben, eine 1,5 mm dicke Manschette aus periimplantärem Weichgewebe präpariert und zusammen mit dem Abutment und der Schneidvorrichtung entfernt. Das gesamte System wird in 4%iges Formalin gelegt und nach 48 h in eine 70%ige Ethanollösung überführt.

Cito-histologische Analyse

Zellimmunfluoreszenzfärbung und konfokale Mikroskopie. Einmal mit einem Stanzer um den Implantathals geerntet, werden die Zellen mit der Explantationsmethode gewonnen. Die 2-mm-Proben werden zuerst zerkleinert und dann in eine Kulturflasche gegeben und in Vollmedium in 5 % CO2 bei 37 °C inkubiert. Alternativ werden die Proben in DMEM mit hohem Glukosegehalt, ergänzt mit 15 % FBS und Antibiotika, gegeben und 24 Stunden bei 4 °C gelagert. Die Zellen werden dann in 4 % PFA in PBS für 30 min bei Raumtemperatur fixiert. Um die interessierenden Moleküle zu markieren, werden die Zellen in PBS/10 % Ziegenserum/0,3 % permeabilisiert. Triton X-100 (1h, 20°C), gefolgt von primären Antikörpern (gegen Zytoskelett/Zytoskelett-assoziierte Proteine ​​und Matrixproteine) in PBS/0,1% BSA/0,3% Triton X-100 (4°C, 20°C), gewaschen und mit sekundärem Antikörper, DAPI und/oder Phalloidin (4°C, 20°C) inkubiert. Konfokale Fluoreszenz- (Leica SP8) und Epifluoreszenzmikroskopie (DeltaVision-System) werden mit 20x/ 0,50 NA- und 40x/ 0,80 NA-Objektiven (Olympus FV1000) durchgeführt.

Biopsie Gewebemikroskopie. Nach der chirurgischen Entfernung erhaltene Gewebeproben werden in Formalin fixiert und mit einem Vibratom (Leica, VT100s) geschnitten, um 200 &mgr;m dicke Scheiben zu erhalten. Für eine optimierte Antikörperpenetration wird eine sequentielle 24-Stunden-Inkubation (4°C) für jeden primären und sekundären Antikörper-Inkubations- und Waschschritt durchgeführt (PBS/2 % Ziegenserum/0,1 % Triton X-100/0,05 % NaN3). Bilder werden unter Verwendung von Zwei-Photonen-Mikroskopie mit einem 20x /NA 0,95-Objektiv (Olympus XLUMPlanFI 206) und Anregung bei 910/1090/1180 nm aufgenommen.

statistische Analyse

Insgesamt werden 80 Proben beim Einsetzen des Implantats und 24 Stunden danach entnommen und jeweils dreimal analysiert. Die Ergebnisse werden als Mittel- und SD-Werte und ANOVA und Mann-Whitney-Test von geeigneter Software (STATA Version 13.1; StataCorp LP; College Station, TX) ausgedrückt, die verwendet werden, um den Unterschied zwischen den vier Abutmentmaterialien zu finden