„Bewertung des Photofunktionalisierungseffekts auf Zahnimplantaten durch ICP-MS“

Heutzutage sind Zahnimplantate eine gängige Behandlung zur Entfernung fehlender Zähne. Studien zur Implantatbehandlung haben gezeigt, dass in Knochen implantiertes Titan (Ti) kontinuierlich Partikel freisetzt und den Gesamttitangehalt im menschlichen Körper deutlich erhöht.

Die beiden Hauptgründe für die Freisetzung von Ti-Partikeln aus dem Implantat sind chemische Korrosion und Oberflächenverschleiß.

Wenn die Konzentration lokaler Titanpartikel zunimmt, wird die orale intraepitheliale Hämostase geschädigt, Entzündungen in den umliegenden Geweben verschlimmern sich und es kann zu einem dynamischen Ungleichgewicht bei Osteoblasten und Osteoklasten kommen. Die im menschlichen Körper verteilten Ti-Ionen und -Partikel sind direkt proportional zum Abstand vom Implantat. Die Konzentration ist im Zahnfleisch und im Knochengewebe neben dem Implantat höher. Aktuelle Veröffentlichungen in der Fachliteratur zu Zahnimplantaten haben gezeigt, dass die Behandlung von Titanoxid (TiO)-Oberflächen von Zahnimplantaten mit ultravioletter (UV) Strahlung von 200–400 nm den Kontakt zwischen Knochen und Implantat verbessern kann Oberfläche (BIC) nach normaler Heilungszeit. Die UV-Behandlung induziert Energie auf die Oberflächenelektronen von TiO, und Elektronenenergie löst Reaktionen aus, die die Zellanhaftung und den Osteoblastenkontakt erhöhen. Die UV-Behandlung wirkt hauptsächlich photochemisch auf Titanoberflächen und erhöht die Hydrophilie. Es hat sich gezeigt, dass die UV-Behandlung mit dieser Photofunktionalisierung die biologische Reaktivität erhöht und die TiO-Oberfläche für die Zellbindung attraktiv macht.

Es hat sich gezeigt, dass die Hydrophilie und die elektrische Ladung der Titanoberfläche eine Schlüsselrolle bei der anfänglichen Anlagerung von Zellen an UV-behandeltes Titan spielen. Die neu behandelte Titanoberfläche ist „superhydrophil“. Dieser Begriff wird verwendet, wenn der Kontaktwinkel von Wasser zur Oberfläche weniger als 5 Grad beträgt. Aufgrund der Alterung von Titan wird die Implantatoberfläche nach 4-wöchiger Behandlung allmählich hydrophob mit einem Kontaktwinkel von mehr als 60 Grad. Es wurde jedoch beobachtet, dass 5 Minuten UV-Bestrahlung den Wasserkontaktwinkel auf fast 0° reduzierten. Die Hauptfunktion der UV-Behandlung besteht darin, die Oberfläche von hydrophob in superhydrophil zu verändern und Kohlenwasserstoffverunreinigungen von der Titanoberfläche zu entfernen. Diese induzierte Oberflächenveränderung erhöht den anfänglichen Blutkontakt mit der Implantatoberfläche und erleichtert das Zellwachstum und die Osseointegration des Knochens am Implantat. Tatsächlich haben Studien gezeigt, dass die Bioaktivität von UV-aktivierten Titanoberflächen höher ist als die Bioaktivität von neu behandelten Oberflächen.

Die UV-Behandlung von Titanoberflächen erhöht die Kontaktfläche zwischen Knochen und Implantat von 55 % auf nahezu 98,2 % und führt außerdem zu einer dreifachen Steigerung der Festigkeit der Knochen-Implantat-Integration. Dies verbessert die Primärstabilität erheblich, selbst bei Implantaten, die ohne kortikale Knochenunterstützung eingesetzt werden. Primärstabilität ist sehr wichtig, um Mikrobewegungen zu vermeiden, die den Osseointegrationsprozess negativ beeinflussen könnten.

Vor dem Hintergrund all dieser Informationen bestand das Ziel dieser Studie darin, die Wirkung der UV-Photofunktionalisierung auf die Freisetzung von Titanpartikeln in Titanimplantaten zu bewerten.