Periimplantitis és MMP-8

A fogászati ​​implantátumok az elmúlt évtizedekben a modern fogászat szerves részévé váltak. Az osseointegráció (az implantátum állcsontba való beépülésének folyamata) felfedezése óta az implantátumfogászat az idők során jelentős lépéseket tett. A fogimplantátumok egy titánból készült endostealis részből és egy külső protézisből állnak, amelyek segítik a fogatlan betegek rehabilitációját. Lehetőséget kínálnak az egy vagy több fog hiányában szenvedő betegeknek a maximális funkcionális és esztétikai eredmény elérésére, mellőzve a hagyományos, meglehetősen kellemetlen fogpótlásokat. Az implantátumipar fokozatosan növekszik. Összességében a fogászati ​​implantátumok globális piacának értéke 2016-ban 2,91 milliárd USD volt, és az Egyesült Államokban évente több mint 8,809 millió implantátumot helyeztek be (1). Ugyanakkor a biológiai szövődmények gyakorisága a fogászati ​​implantátumokkal támogatott fogpótlások esetében ugyanilyen ütemben növekszik (1).

A "peri-implantitis" kifejezést az 1. European Workshop of Parodontology 1994-ben vezették be, és azóta számos definíciót javasoltak az implantátum beültetés utáni következményeit jellemző csontvesztés leírására (2,3). A periimplantitis és a periimplantális nyálkahártya-gyulladás a periimplantális betegségek kifejezés alá tartozik, és a parodontális betegségekkel analógnak tekinthető (4). Jelenleg a periimplantitis a fogászati ​​implantátumok körüli kóros állapot, amelyet az implantátum körüli nyálkahártya gyulladása és progresszív csontvesztés jellemez, amely végül veszélyezteti az implantátum sorsát (5). A PubMed szerint az elmúlt 30 évben a periimplantitisre utaló tanulmányok száma a 90-es évek 86 közleményéről az eddigi összesen 1938 kéziratra emelkedett (1). A periimplantitis prevalenciája is növekvő arányt mutat. Egy szisztematikus áttekintésben Zitzman és Berglundh 2008-ban 12 és 56% közötti prevalenciáról számolt be (3). Az újabb tanulmányok 22%-os (1-47%) (6), 20%-os (7), 26%-os (8) és 28%-os (9) előfordulási gyakoriságot mutatnak ki. Hangsúlyozni kell, hogy a korábbi vizsgálatokban a betegség pontos prevalenciáját nehéz megbecsülni, és számos tényezőtől függ, beleértve a betegség diagnosztikai kritériumait és az értékeléshez választott időpontot (10). Nyilvánvaló azonban, hogy a periimplantitis egyre növekvő probléma az implantátum fogászatban, és minden bizonnyal számos jövőbeni tanulmány témája lesz.

Számos protokollt javasoltak a periimplantitis kezelésére, beleértve a nem sebészeti protokollokat, az implantátum dekontamináló eszközökkel és lézerekkel, valamint a sebészeti protokollokat, például regeneratív anyagok használatát (11,12). Ha azonban a periimplantitis már kialakult, a kezelésre javasolt stratégiák és ajánlások továbbra is empirikusnak tekinthetők. A meglévő bizonyítékok alapján úgy tűnik, hogy a nem sebészeti terápia nem hatékony, legalábbis előrehaladott esetekben nem. Sebészeti technikákra lehet szükség ahhoz, hogy megfelelő hozzáférést biztosítsunk a gyulladt szövetek hatékony degranulálásához, valamint az implantátum felületének dekontaminálásához (13).

A 2017-es World Workshop 4. munkacsoport konszenzusjelentése a periodontális és periimplantációs betegségek és állapotok osztályozásáról arra a következtetésre jutott, hogy a periimplantitis egy mikrobiális eredetű gyulladásos folyamat, amely csontvesztést okoz (4). Ezenkívül számos kockázati tényezőt javasoltak potenciális társ-vezetőként ebben az entitásban, beleértve a kórtörténetben szereplő parodontitis, a dohányzás, a cukorbetegség és a rossz plakkkontroll (5). Az olyan tényezőket, mint a genetikai hajlam és a titánrészecskék felszabadulása szintén potenciális kockázati tényezőként jelezték (14). A mikrobiális részvételt a periimplantitis kialakulásában és progressziójában megállapították, azonban a legújabb tanulmányok azt sugallják, hogy a periimplantitis idegentestreakció eredménye lehet, hangsúlyozva a gazdaválasz szerepét a betegség kialakulásában. (15). Más szóval, a betegség etiológiája még tisztázásra vár. Hagyományos DNS-próbák és tenyésztési analízisek segítségével azonban gyakori periodontopatogén baktériumokat izoláltak egészséges és beteg beültetési helyeken (16), és a kimutatott fajok eloszlása ​​nem különbözött jelentősen a klinikai beültetés állapotától függően (17). Ha azonban önmagában az egészséges beültetési helyekkel összehasonlítjuk, a periimplantitis nagyobb számban fordult elő a konszenzusos parodontális kórokozónak tekintett baktériumfajokkal, beleértve a Porphyromonas gingivalis-t és a Tannerella forsythiát (18). Ezen túlmenően a megfigyelési vizsgálatok azt mutatták, hogy a periimplantitis gyakrabban kapcsolódik olyan opportunista kórokozókhoz, mint a Pseudomonas aeruginosa és a Staphylococcus aureus (19, 20), gombás organizmusok (pl. Candida albicans, Candida boidinii, Penicillum spp., Rhadotorula laryngis, Paelicomyces spp.,(21,22) és vírusok (pl. humán citomegalovírus, Epstein-Barr vírus), (23) így egy meglehetősen összetett és heterogén fertőzésre utal. Ezért a periimplantátum elváltozások pontos bakteriális összetételének felismerése kiemelten fontos.

Fontos megfigyelés az implantátum meghibásodásával kapcsolatban, hogy általában kevés beteg veszít sok implantátumot. Ezt a klaszteresedési jelenséget számos tanulmány azonosította (24,25). Weyant és munkatársai 598 betegnél megvizsgálták az implantátumok túlélési arányát, és észrevették, hogy a többszörös implantátumot kapott esetek több mint felében egynél több sikertelen volt. Becslésük szerint azok a betegek, akiknél egy implantátumot veszítettek el, 1,3-mal nagyobb valószínűséggel veszítenek el több implantátumot (26). Ezek az eredmények arra a hipotézisre vezettek, hogy a gazdatényezők befolyásolják az implantátum túlélését, ezért a genetikai hajlam fontos szerepet játszhat a periimplantitis kialakulásában. Számos génpolimorfizmust értékeltek. Kezdetben a legtöbb tanulmány az immunválaszban kulcsszerepet játszó citokinek polimorfizmusaira hivatkozott (27-29), mint például az IL-1α, IL-1β interleukinok és ezek antagonista fehérje, az IL-1ra, IL-6, IL-10, IL-17, TNF-α és transzformáló növekedési faktor-β1 (TGF-β1). Ezeken kívül számos más gént is vizsgáltak, pl. CD14-et kódoló gének, nukleáris faktor kappa B ligandum (RANKL) receptor aktivátora, mikroRNS-ek, csontmorfogenetikai fehérjék (BMP-k), fibroblaszt növekedési faktor (FGF), TRAF családtagokhoz kapcsolódó NF-kappa-β aktivátor (TANK), szerin/treonin -protein kinase B-Raf (BRAF), kalcitonin receptor (CTR), haptoglobin. A fent említett vizsgálatok eredményei között sok eltérés van. Néhányuknak sikerült észlelniük a lehetséges asszociációkat, másoknak pedig nem. A genetikai vizsgálatokban említett újabb génpolimorfizmus a ciklooxigenáz-2 (COX-2) polimorfizmusa. Kimutatták, hogy a COX-2 egyetlen nukleotid polimorfizmusa megváltoztatja a COX-2 gén expresszióját. Számos tanulmány talált összefüggést a COX-2 gén polimorfizmusai és a parodontitis között (30-32). A periimplantitis esetében azonban kevés adat áll rendelkezésre.

A periimplantitis diagnózisa hagyományos klinikai mutatókon alapul, hasonlóan a parodontális betegség értékeléséhez. Konkrétan a diagnózist a vérzés és/vagy gennyes enyhe szondázás jelenléte, a korábbi klinikai vizsgálatokhoz képest megnövekedett szondázási mélység, valamint a kezdeti csontremodellációból adódó crestalis csontszint-változásokon túli csontvesztés jelenléte határozza meg (4). A legújabb tanulmányok azonban megkérdőjelezik a klinikai mutatók diagnosztikai pontosságát, ami alátámasztja, hogy a betegség diagnózisa sokkal összetettebb (33). Ebben a tekintetben új diagnosztikai módszereket alkalmaztak a betegség korai és megfelelő diagnózisának elérése érdekében (34). A biomarker vagy biológiai marker valamilyen biológiai állapot vagy állapot mérhető indikátora. A biomarkereket gyakran mérik és értékelik a normál biológiai folyamatok, a patogén folyamatok vagy a terápiás beavatkozásra adott farmakológiai válaszok vizsgálata céljából, és hasznosak a betegségek diagnosztizálásában és prognózisában. A periimplantitis esetében számos biológiai molekulát értékeltek potenciális biomarkerként, amelyek elősegítik a betegség diagnosztizálását. Az olyan molekulákat, mint a TNF-a, IL-1, RANKL számos tanulmányban összefüggésbe hozták a periimplantitisszel (34). Az utóbbi időben a mátrix metalloproteináz 8 (MMP-8), különösen aktív formájában (aMMP-8), nagy figyelmet kapott, és ígéretes biomarker jelölt lett ezen epizodikus szájüregi gyulladásos szövetromboló és degeneratív betegségek diagnosztizálására, progressziójának és lefolyásának felmérésére. 35,36).

Összességében a periimplantitis egy bonyolult betegség, amely nagy prevalenciával rendelkezik a lakosság körében. Ezenkívül a betegség etiológiájával és diagnózisával kapcsolatos jelenlegi adatok ellentmondásosak.

A JAVASLAT CÉLKITŰZÉSEI, A TECHNIKAI FELTÉTELEK ÉS KIHÍVÁSOK

1. A periimplantitis és a COX-2 gén polimorfizmusai közötti kapcsolat vizsgálata, mivel az irodalomban nem találhatók hasonló tanulmányok.
2. A betegséggel összefüggő patogén mikrobiota azonosítása újszerű bakteriális azonosítási módszerekkel.
3. Az aMMP-8 gondozási ponton végzett székoldali teszt diagnosztikai pontosságának értékelése periimplantitisben.

Az egyes vizsgált célok tanulmányozásának indoklását külön részben elemezzük.

- COX-2 gén polimorfizmusok. A genetikai hajlamot a periimplantitis potenciális kockázati tényezőjének tekintik, amint azt már említettük. Az egyetlen nukleotid polimorfizmus (SNP) egy nukleotid variáció a genom egy adott pozíciójában. Mindegyik variáció bizonyos mértékig megjelenik egy populáción belül. Az SNP-k előfordulhatnak gének kódoló és nem kódoló szekvenciáiban, vagy az intergénikus régiókban. Figyelembe véve a genetikai kód degeneráltságát, a kódoló szekvencián belüli SNP megváltoztathatja a kódoló polipeptid aminosavszekvenciáját (nem szinonim SNP), vagy nem befolyásolhatja a fehérjeszekvenciát (szinonim SNP). A fehérjét kódoló régiókon kívüli SNP-k továbbra is szabályozhatják a génexpressziót azáltal, hogy befolyásolják a transzkripciós faktor kötődését, a génillesztést, az mRNS lebomlását vagy a nem kódoló RNS szekvenciáját. Ezért az SNP-k a betegségekre való fogékonyságunk különbségeinek hátterében állnak. A gyulladásos citokin gének SNP-i befolyásolhatják expressziós szintjüket vagy aminosavszekvenciájukat, és ennek következtében a gazdaszervezet gyulladásos válaszát.

A COX-2 az arachidonsavat prosztaglandin H2-vé alakítja, amely a prosztaglandin E2 prekurzora. A prosztaglandin E2, amely számos szövetben proinflammatorikus és gyulladáscsökkentő reakciókat közvetít (37), részben felelős a parodontitis patogenezise során az alveoláris csont felszívódásával kapcsolatos aktiváló folyamatokért. A ciklooxigenáz 2 (COX-2) gén és a parodontitis közötti asszociációkat először tajvani és kínai eset-kontroll populációkban azonosították (30, 31), majd ezt követően egy északnyugat-európai populációban validálták. A COX-2 gént magában foglaló vizsgálatokat még nem végezték a periimplantitis esetében. A közelmúltban végzett génexpressziós vizsgálatok azonban a COX-2 útvonal fokozott aktivitását mutatták ki a periimplantitis esetében (38,39), ami arra utal, hogy a COX-2 fontos szerepet játszhat a periimplantitis patogenezisében. A periimplantitis egyes génpolimorfizmusokkal való összekapcsolása lehetővé teszi a betegség jobb megértését, ami hatékonyabb megelőzési és kezelési stratégiákhoz vezet.

• A periimplantitishez társuló mikrobiális tényezők A jelenlegi adatok megerősítik, hogy a periimplantátum fertőzésekben a Gram-negatív baktériumok dominálnak, hasonlóan a periodontális fertőzésekhez, de egyes esetekben különálló mikrobióta is lehet (20, 40, 41). Bár a korai jelentések hasonlóságot mutattak ki a periimplantális és a parodontális flóra között, a későbbi vizsgálatok kimutatták, hogy a periimplantitis léziók nemcsak konszenzusos periodontális kórokozókat, hanem opportunista mikroorganizmusokat is tartalmazhatnak, mint például a S.aureus, S. anaerobius, Escherichia coli, Candida és Streptococci. spp (18). Ezenkívül a szekvenálási módszerek más, nem tenyészthető mikroorganizmusokat is feltártak, amelyek a periimplantátum betegségeihez kapcsolódnak. Aszacharolitikus anaerob gram-pozitív rudakat (AAGPR), például Eubacterium nodatum, Eubacterium brachy, Slackia exigua, Gemella sanguinis és anaerob Gram-negatív rudakat (OGNR), például Mitsuokella sp., Treponema lecithinolyticum azonosítottak (42). A vizsgálatok közötti eltérések a mikrobiológiai mintavétel és feldolgozás különböző módszereiből adódhatnak (43). Az implantátum körüli betegségek mikrobiológiai profilja továbbra is érdeklődésre számot tartó kérdés, és számos vizsgálatot és áttekintést végeztek annak megállapítására, hogy a mikrobióta különbözik-e a parodontitisétől; ellentmondások azonban továbbra is léteznek. A legújabb tanulmányok arra a következtetésre jutottak, hogy nincs elegendő bizonyíték az implantátum körüli és a parodontális betegségek közötti eltérő mikrobióta alátámasztására (44, 45), míg mások azt állítják, hogy mikrobiológiai profiljukat tekintve eltérő entitások lehetnek (43). Ezért további vizsgálatokra van szükség az implantátum körüli szövetek mikrobiológiai profiljának meghatározása érdekében. A legújabb technológiák, mint például a periimplantitisben érintett baktériumok teljes genomjának shotgun szekvenálása nagyon hasznosak lennének erre a célra, de ilyen kutatást ez idáig nem publikáltak. Így ebben a tanulmányban a következő generációs szekvenálást fogják használni a betegséggel kapcsolatos leggennyesebb mikrobióta azonosítására. A 16s rRNS szekvenálás lehetővé teszi a periimplantátum elváltozások teljes taxonómiai azonosságának jellemzését.
• Az ImplantSafe MMP-8 Biomarker teszt diagnosztikai pontossága. A neutrofil kollagenázt, más néven mátrix metalloproteináz (MMP)-8, polimorfonukleáris (PMN) leukocita kollagenáz vagy kollagenáz-2, mint fő kollagenolitikus enzimet azonosították és jellemezték, amely aktív parodontális és periimplantális degenerációt (APD) okoz parodontitisben és periimplantitis (46,47). Az MMP-8 képes feloldani és szabályozni a gyulladásos és immunológiai kaszkádokat nem mátrixos bioaktív szubsztrátok, például kemokinek, citokinek, szerpinek és komplement komponensek feldolgozásával. Az MMP-8 fiziológiás szintje védő és védekező gyulladásgátló tulajdonságokat fejthet ki (48). A különösen aktív MMP-8 (aMMP-8) megemelkedett szintjét, de nem a látens, inaktív proformát észlelték a parodontitis és a periimplantitis által érintett szájüregben (nyál, szájöblítés, gingiva crevicularis folyadék (GCF), ill. implantátum körüli sulcularis folyadék (PISF)) (49). Az aktív parodontális és periimplantális betegségek kulcsfontosságú jellemzője az aMMP-8 tartós kóros emelkedése és aktiválódása a parodontális és periimplantátum szövetekben, ami a szájüregben is megjelenik (50). Következésképpen az aMMP-8 ígéretes biomarker jelölt ezen epizodikus szájüregi gyulladásos szövetromboló és degeneratív betegségek diagnosztizálására és progressziójának értékelésére (46). Ennél is fontosabb, hogy az orális folyadékokban lévő aMMP-8 prediktív és megelőző kiegészítő biotechnológiai eszközként is szolgálhat a megelőző beavatkozások (49,50) jelzésére (szekunder prevenció vagy szupportív periodontális/periimplantációs terápia (51,52), valamint gátlására vagy csökkentésére. az ínygyulladás és a nyálkahártya gyulladás átalakulása periodontitissé, illetve periimplantitissé.

A közelmúltban Finnországban felfedezett és Németországban továbbfejlesztett laterális áramlási pont-of-care (PoC)/székoldali teszteket (PerioSafe és ImplantSafe) (53) korábban leírt technológiák és monoklonális antitestek alapján fejlesztették ki (53, 54). A PerioSafe és ImplantSafe teszteket és az olvasót (ORALyser) a Medix Biochemica Ltd (Espoo, Finnország) és a Dentognostics GmbH (Jena, Németország) fejlesztette és gyártotta, és a kereskedelemben a Dentognostics GmbH (Jena, Németország) cégtől szerezhető be. Valójában a PoC/szék oldali aMMP-8 laterális áramlási immuntesztjei hasonlítanak a klasszikus terhességi és/vagy nemrégiben leírt HIV-PoC tesztekre (55). Az aMMP-8 szájfolyadék tesztek a gyártó utasításai szerint használhatók (47). A PerioSafe méri és elemzi az aMMP-8 szintjét a szájöblítőben és az ImplantSafe szintjét a PISF-ben és a GCF-ben; így a PerioSafe beteg-, az ImplantSafe pedig hely-specifikus (47,53). A PerioSafe és ImplantSafe tesztpálcikák mennyiségét az ORALyser olvasóval 5 perc PoC/székoldalon belül meg lehet határozni. Az ORALyser kvantitatív meghatározásával ellátott PerioSafe és ImplantSafe megbízható, kvantitatív, nem invazív, biztonságos és olcsó kiegészítő diagnosztikai eszközök a parodontális és implantátum körüli betegségek diagnosztizálására, szűrésére, monitorozására és megelőzésére (47). Egy kísérleti eset-kontroll periimplantitis vizsgálat 100%-os szenzitivitást és specificitást mutat az ImplantSafe teszt esetében (56).

Módszertan és megvalósítás:

Az előző célok elérése érdekében esetkontroll-tanulmányt terveztek és folytatnak le a Thesszaloniki Arisztotelész Egyetem Fogászati ​​Iskola Parodontológiai és Implantációs Biológiai Tanszékén.

Minimum 100 páciensből álló vizsgálati mintát vesznek fel, akik a Thesszaloniki Arisztotelész Egyetem Parodontológiai és Implantációs Biológiai Posztgraduális Klinikáján vesznek részt parodontális vagy periimplantációs kezelés céljából. A betegeknél periimplantitist kell diagnosztizálni a legújabb (2017)(4) kritériumok szerint. A vizsgálati protokollt jóváhagyás céljából a Thesszaloniki Arisztotelész Egyetem Fogorvostudományi Karának Etikai Bizottságához alkalmazzák, és minden pácienst felkérnek, hogy írja alá beleegyezését.

- Munkacsomagok: i. A COX-2 gén polimorfizmusai: A vizsgálatban részt vevő összes betegtől bukkális tampont vesznek. A DNS-kivonás után polimeráz láncreakciót (PCR) hajtanak végre a javasolt polimorfizmusok azonosítása érdekében, a génre specifikus kereskedelmi primerek felhasználásával. A génpolimorfizmus-elemzések és a vonatkozó laboratóriumi eljárások a Thesszaloniki Arisztotelész Egyetem Természettudományi Karának Biológiai Karának közreműködésével valósulnak meg. Pontosabban, a mintákat Ioannis Fragkioudakistól (a Thesszaloniki Arisztotelész Egyetem Fogorvostani Tanszékének Parodontológiai és Implantációs Biológiai Tanszékének posztgraduális hallgatója) gyűjtik, és -80 °C-on tárolják a további feldolgozásig. A minták elemzése a Thesszaloniki Arisztotelész Egyetem Biológiai Tanszékével együttműködésben történik Minas Arsenakis professzor felügyelete mellett. A folyamatot Ioannis Fragkioudakis és a PhD-jelölt Symela Koutounidou végzi. Ennek az együttműködő szervezetnek a kiválasztása Minas Arsenakis professzor génpolimorfizmus-elemzésben szerzett korábbi tapasztalatain és az AUTh Biológia Tanszéken található, teljesen felszerelt laboratóriumon alapul. Ezen túlmenően a PI sikeres korábbi együttműködést nyilvánít a kiválasztott szervezet tagjaival.

ii. A kiválasztott implantátumokból patogén mikrobióta mintákat vesznek úgy, hogy steril endodonciai papírpontokat helyeznek be az egyes implantátum körüli résbe. Pontosabban, a mintákat Ioannis Fragkioudakistól (a Thesszaloniki Arisztotelész Egyetem Fogorvostani Tanszékének Parodontológiai és Implantációs Biológiai Tanszékének posztgraduális hallgatója) gyűjtik, és -80°C-on tárolják a további feldolgozásig. A minták elemzése Következő generációs szekvenálás (NGS). Pontosabban a 16S rRNS szekvenálást és a HOMINGS-t fogják használni a mintákban található teljes mikrobiota azonosítására, lehetővé téve a baktériumok összes taxonómiai szintjének jellemzését. Az NGS-t az A.U.Th. Medical School mikrobiológiai osztályával együttműködve hajtják végre. Az együttműködő szervezet és a tagok kiválasztása a szükséges laboratóriumi felszerelések rendelkezésre állásán alapul (A hozzáférést Lemonia Skoura docens biztosítja) a Thesszaloniki AHEPA egyetemi általános kórházban. Emellett a szükséges laboratóriumi munkákat a folyamatokat ismerő Fani Chatzopoulou (PhD hallgató) végzi Dimitrios Chatzidimitriou docens felügyelete mellett.

iii. MMP-8 elemzés Az ImplantSafe gyors aMMP8 analízis teszteket használjuk a kiválasztott implantátumok MMP-8 szintjének értékelésére. A folyamat a következő lesz: A mátrix metalloproteináz (MMP)-8 (neutrofil kollagenáz-2) szintjét aktív formájában (aMMP-8) gyűjtik össze a periimplantális Crevicular Fluidból, a benne lévő papírcsíkok segítségével. a teszt. Ezt követően a mintákat kvantitatívan elemzi az ORALyzer® digitális olvasó, a gyártó utasításai szerint, azonnali számszerűsítést adva az aMMP-8 szintekről. Az ORALyzer 2019 óta van a Parodontológiai Klinika birtokában. Az összes mintát Ioannis Fragkioudakis gyűjti össze és elemzi.