Wirkung der topischen Anwendung von Melatonin auf die Osseointegration von Zahnimplantaten und das marginale Knochenniveau

Melatonin (N-Acetyl-5-methoxy-tryptamin) ist ein Indolamin, das von der Zirbeldrüse und anderen Organen wie der Netzhaut, dem Knochenmark und dem Darm in einem zirkadianen Muster synthetisiert und ausgeschieden wird. Extrapineale Stellen tragen nur schwach oder nur bei spezifischen Stimuli zum zirkulierenden Melatonin bei. Melatonin beeinflusst zahlreiche physiologische Wirkungen, die durch die Bindung des Indolamins an Membranrezeptoren in allen Geweben vermittelt werden können. Aufgrund seiner lipophilen Eigenschaften passiert Melatonin Zellmembranen, um Zugang zu subzellulären Organellen zu erhalten, und ist in der Lage, an einige zytosolische Proteine ​​wie Kinase-C zu binden. Derzeit gilt Melatonin nicht als Hormon im klassischen Sinne, da es in mehreren Organen synthetisiert wird und keine Wirkung auf ein bestimmtes Ziel ausübt, sondern es ist vielmehr ein starker Zellschutz gegen molekulare Schäden. Für die Synthese von Melatonin nehmen die Zirbeldrüsenzellen Tryptophan aus dem Blut auf und wandeln es durch Hydroxylierung und einen Decarboxylierungsprozess in Serotonin um. Serotonin wird dann durch N-Acetyltransferase in N-Acetylserotonin umgewandelt und anschließend durch das Enzym Hydroxyindol-O-Methyltransferase zur endgültigen Form von Melatonin methyliert. Bei gesunden Personen tritt die maximale Ausschüttung von Melatonin zwischen Mitternacht und 2 Uhr morgens auf, dann sinkt sie im Laufe des Tages auf ein Minimum. Melatonin hat zahlreiche physiologische Funktionen in verschiedenen Teilen des Körpers, wie z. B. die Steuerung des zirkadianen Rhythmus, die Regulierung der Körpertemperatur und die Aktivierung des Immunsystems. In der Mundhöhle wurde Melatonin als wichtige Substanz mit parakriner Wirkung erkannt in der Nähe von Zellen wirkt es auch als Antioxidans und Entzündungshemmer und spielt eine wichtige Rolle bei der Knochenbildung und bei der Verringerung der Knochenresorption.

Osseointegration definiert als eine direkte Verbindung zwischen lebendem Knochengewebe und einem Titanimplantat ohne jegliches Bindegewebe. Osteoblasten sind knochenbildende Zellen und Osteoklasten sind knochenresorptive Zellen. Wenn diese Zellen physiologisch zusammenarbeiten, wird der Aufbau- und Resorptionsprozess von Knochengewebe als Knochenumbau bezeichnet. Der Umbau des Knochengewebes wird durch die Wirkung systemischer Hormone (Östradiol, Nebenschilddrüse, Wachstum und Melatonin) und durch Wachstumsfaktoren aus dem Knochenmark und der Osteoidmatrix reguliert. Eine unzureichende Knochenqualität und -quantität kann häufig bei älteren Populationen mit Atrophie beobachtet werden und osteoporotischen Knochen, und diese Situation ergibt sich aus einer erhöhten osteoklastischen Aktivität aufgrund einer Verringerung der Osteoblastogenese. Darüber hinaus können lokale Konzentrationen freier Radikale in allen Körperzellen, einschließlich Osteoblasten, die osteoblastische Aktivität bei älteren Patienten reduzieren. Dieser Prozess könnte zu einer Verringerung der Knochenregenerationskapazität führen. Melatonin kann auch die Osteoklastogenese unterdrücken und daher die Resorption von Knochengewebe hemmen. Darüber hinaus hat die In-vitro-Forschung berichtet, dass Melatonin die Proliferation und Differenzierung von Osteoblasten erhöhen kann. So wurde vorgeschlagen, dass die lokale Anwendung von Melatonin während chirurgischer Implantatinsertionsverfahren eine wirksame Behandlungstechnik für die Osseointegration von Zahnimplantaten wäre. Eine gute Osseointegration ist eine Grundvoraussetzung für Zahnimplantate. Eine optimale Osseointegration hängt von der Bildung von neuem Knochen um die Implantate herum ab, die durch die Anwendung biomimetischer Wirkstoffe stimuliert werden kann. In Bezug auf den Knochenstoffwechsel wirkt Melatonin direkt auf den Osteoklasten, eine mehrkernige Zelle, die die extrazelluläre Matrix durch verschiedene Mechanismen, einschließlich der Produktion freier Radikale, resorbiert. Darüber hinaus förderte Melatonin in Prä-Osteoblasten-Kulturen von Ratten in einer dosisabhängigen Weise die Entwicklung von Knochen-Sialoprotein und anderen Protein-Knochenmarkern, einschließlich alkalischer Phosphatase, Osteopontin und Osteocalcin, und beschleunigt ihre Differenzierungsperiode in Osteoblasten aus Bei der normalen Rate, die 21 Tage beträgt, bis 12 Tage, wird diese Reaktion durch die Membranrezeptoren für das Indol vermittelt. Auch Melatonin kann die Funktion des Osteoklasten stören und dadurch die Knochenresorption hemmen. führten eine experimentelle Studie mit Melatonin mit Zahnimplantaten bei Hunden durch. Zwei Wochen nach der Implantatinsertion erhöhte Melatonin signifikant alle Parameter der Osteointegration. Es wurde beobachtet, dass Melatonin die Knochenmasse erhöht, indem es die Resorption durch Herunterregulierung der RANKL-vermittelten Osteoklastenbildung und -aktivierung unterdrückt. Diese Daten weisen auf eine osteogene Wirkung von Melatonin hin, die von klinischer Bedeutung sein könnte, da es als Therapeutikum in Situationen eingesetzt werden könnte, in denen eine Knochenbildung vorteilhaft wäre, wie beispielsweise bei der Behandlung von Frakturen oder Osteoporose.

Toxikologie von Melatonin: Die physiologischen Funktionen des Zirbeldrüsenhormons Melatonin sind äußerst vielfältig. Die Funktionen umfassen direkte und indirekte Modulationen der antioxidativen Abwehr, des Blutdrucks, der Körpertemperatur, des Cortisolrhythmus, der Fortpflanzung und der Immunfunktion. Dementsprechend wurde exogenes Melatonin als Behandlung für eine Reihe von medizinischen und chirurgischen Erkrankungen untersucht, wobei ermutigende Ergebnisse gezeigt wurden . In den USA ist Melatonin als rezeptfreies Medikament erhältlich. In den meisten europäischen Ländern bleibt Melatonin jedoch ein verschreibungspflichtiges Medikament (Circadin) und wurde nur zur Behandlung von primärer Schlaflosigkeit bei Personen über 55 Jahren zugelassen. Eine aktuelle norwegische Registerstudie dokumentierte jedoch einen 3- bis 5-fachen Anstieg des Off-Label-Use bei Kindern und Jugendlichen im Zeitraum 2004 bis 2012 . Melatonin gilt im Allgemeinen als sicher, aber die zunehmende klinische Anwendung mit möglicherweise steigenden Dosen erfordert weitere Untersuchungen der Risiken sowohl leichter als auch schwerwiegender Nebenwirkungen.

Periotest M-Gerät:-

Das Periotest-Gerät wurde entwickelt, um die Dämpfungseigenschaften natürlicher Zähne zu messen, und wurde zur Bewertung von Implantaten verwendet. Es wurde 1983 von Schulte entwickelt, um TM zu quantifizieren, und dann von Teerlinck et al. verwendet, um die Implantatstabilität zu messen und destruktive Methoden bei der Messung der Implantatstabilität wie histologische Analyse, Spannungstest, Push-out/Pull-out-Test und Entfernung zu überwinden Drehmomentanalyse. Das (klassische/kabelgebundene) Periotest-Gerät war Gegenstand mehrerer Studien mit allgemein günstigen Ergebnissen. Diese Ergebnisse zeigten, dass das Periotest-Gerät im Allgemeinen ein hohes Maß an Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit aufwies. Eine kabellose Version des Periotests (Periotest „M“) wurde dem Berufsstand vorgestellt. Laut Informationen der elektronischen Seite des Herstellers Periotest M /Wireless Device (Medizintechnik Gulden, Modautal, Deutschland) ist Periotest M im Vergleich zum klassischen Periotest einfacher, eine objektive Beurteilung der Stabilität eines Implantats durchzuführen. Im Periotest M wireless Design profitiert der Anwender von maximaler Bewegungsfreiheit. Das Gerät kann für Messungen an einer Vielzahl von Implantaten verwendet werden, ohne dass spezielles Zubehör wie ein Smart Peg erforderlich ist . Der Periotest hat einen wichtigen Vorteil gegenüber anderen wie dem Osstell-Gerät: Er kann direkt auf die Implantat-Suprastruktur aufgebracht werden .

Die Einschränkungen von Periotest liegen in der Unfähigkeit des Instruments, die mesio-distalen Bewegungen zu messen, sowie den möglichen Einfluss von Position und Winkel der Stäbe auf den Messwert . Die PTV-Werte liegen nach Angaben des Geräteherstellers (Medizintechnik Gulden, Modautal, Deutschland) zwischen (-8 und +50).

Kegelstrahl-Computertomographie (DVT):-

Die Kegelstrahl-Computertomographie (DVT) ist ein bildgebendes Verfahren, das erhebliche Vorteile für die Beurteilung von Implantatpatienten bietet . Das Sichtfeld (FOV) ist ein wichtiges Merkmal, das die Ausdehnung des abgebildeten Volumens von großem FOV (größer als 15 cm) bis mittlerem FOV (8 bis 15 cm) und begrenztem FOV (weniger als 8 cm) beschreibt. Begrenzte FOV-Einheiten bilden einen kleinen Bereich ab, geben weniger Strahlung ab und erzeugen ein Bild mit höherer Auflösung . CBCT ermöglicht es, die Qualität (Kortikalis/Medullär-Verhältnis) und die Quantität (Höhe und Dicke) des für das Implantat verfügbaren Knochens mit erhöhter Genauigkeit zu definieren, wodurch die wesentlichen Informationen zur Durchführung oder Nichtdurchführung eines Knochentransplantats vor der Implantation bereitgestellt werden . Im Vergleich zur medizinischen CT kann die CBCT als dosisreduzierende Technik für Zahnimplantatanwendungen empfohlen werden. Die effektive Dosis von CBCT-Untersuchungen reicht von 13 µSv mit dem 3D Accuitomo CBCT-Gerät mit dem 4 x4 cm FOV bis zu 479 µSv mit dem CB Mercury CBCT-Gerät. Zum Vergleich: Die effektive Dosis einer Panorama-Röntgenaufnahme beträgt etwa 10 bis 14 µSv. Darüber hinaus reicht die Exposition von einem maxillomandibulären medizinischen CT von 474 bis 1160 µSv. Die durchschnittliche Hintergrundstrahlung in den Vereinigten Staaten beträgt 3000 µSv (3 mSv) pro Jahr oder 8 µSv pro Tag. Es ist wichtig zu verstehen, dass alle Anstrengungen unternommen werden müssen, um die effektive Strahlendosis für den Patienten zu reduzieren. Durch die Verwendung des kleinstmöglichen FOV, der niedrigsten mA-Einstellung, der kürzesten Belichtungszeit und eines gepulsten Belichtungsmodus der Erfassung ist es möglich, eine effektive Dosisreduktion für den Patienten zu erreichen.

Zwanzig einteilige enossale Implantate (Dentium Co, Korea) werden zur Wiederherstellung fehlender Zähne im Ober- oder Unterkiefer (Bereich Eckzahn bis 1. Molar) von beiden Seiten verwendet. Die Studie wird in Split-Mouth-Technik durchgeführt, jeder Patient dient als seine eigene Kontrolle (serviert in 2 Gruppen), die Studienseite (topische Anwendung von Melatonin auf der Implantatseite) und die Kontrollseite (kein Melatonin auf der anderen Implantatseite). dieselben Patienten). Gemäß der von (Cutando et al., 2008) berichteten Studie beträgt die geschätzte Melatonindosis, die erforderlich ist, um die Osseointegration von Zahnimplantaten zu verbessern und die marginale Knochenresorption zu minimieren, 1,2 mg Melatoninpulver für jedes Implantat. CBCT für alle Patienten vor der Implantatinsertion zur Bestimmung von Knochendichte, Dimension und anatomischen Orientierungspunkten. Vor der Operation werden alle Patienten angewiesen, Chlorhexidin 0,12 % Mundwasser als Antiseptikum zu verwenden. Nach örtlicher Betäubung wird ein Mukoperiostlappen reflektiert. Bei der Präparation der Osteotomiestelle des Implantats sind die Anweisungen des Herstellers zu befolgen. Für die Studienseite werden vor dem Einsetzen des Implantats 1,2 mg Melatoninpulver in die Osteotomiestelle eingebracht. Für die Kontrollseite wird kein Melatoninpulver verwendet und die Implantate werden direkt in die vorbereitete Implantationsstelle eingesetzt. Nach der Installation des Zahnimplantats wird der Gingivaformer in den Körper der Vorrichtung eingeführt, dann wird das Periotest M-Gerät verwendet, um die Primärstabilität der DI-Vorrichtung zu messen. Danach wird der Gingivaformer entfernt und die Abdeckschraube platziert und in der Halterung festgezogen. Die Nähte werden nach dem Lappenersatz platziert. Die Patienten sollten angewiesen werden, die Antibiotika Amoxicillin 500 mg und Metronidazol 500 mg 3-mal täglich für 5 Tage nach dem chirurgischen Eingriff, weicher Ernährung und angemessenen Mundhygienemaßnahmen anzuwenden. Außerdem CBCT unmittelbar nach der Implantatinsertion zur Aufzeichnung des Ausgangsknochenniveaus, CBCT nach 6 Monaten zur Nachuntersuchung zur Messung des marginalen Knochenniveaus um das Implantat im Vergleich zur Ausgangsmessung und zur Messung der Sekundärstabilität mit dem Periotest M-Gerät.