Utskrift från Malmö högskolas webbplats www.mah.se

Surface modifications to improve implant outcome

Contact person: Ann Wennerberg
Responsible: Ann Wennerberg
Co-workers: Liselott Lindh
Partner: Kamal Mustafa, Bergen Universitet, Bergen, Norge, Martin Andersson, Chalmers Tekniska Högskola, Göteborg
Funding: VR Medicin
Timeframe: 2009-09-01 -- 2012-12-31
Research profile: Oral hälsa
Faculty/Department: Faculty of Odontology
Subject: Odontologi

Even if titanium has been used successfully in implant treatment over the last 40 years, more than 10 % of oral implants will be lost over a 10 year follow up period. Today, there is an increased demand to develop materials enabling enhanced healing capacity for hard and soft tissues. In addition, there is a need for materials with improved aesthetics and cheaper materials than gold for prosthetic rehabilitation. 

The specific aim is to investigate the importance of nm-sized structures and bioactive surfaces for bone and soft tissue integration of implants. An additional aim is to investigate possibly negative effect of material corrosion when titanium is connected to non-precious alloys like Cobalt Chromium. Surfaces will be chemically modified to enhance their bioactivity whereas the importance of different nm-structures will be evaluated by preparing samples with similar nm structures but of different materials (titanium and HA) and vice versa. We also intend to investigate the role of saliva for preservation of healthy conditions around surface modified abutments. We use in vitro techniques to suggest mechanisms behind implant anchorage and experimental studies in animals and humans to investigate complex healing mechanisms. Clinical trials will be performed with novel material/surfaces. The main part of our work is an example of directed basic and pre-clinical research; however our ultimate aim is to present new clinical solutions in oral and craniofacial implantology.

Beskrivning på svenska

Behovet av orala implantat är mycket stort, uppskattningsvis saknar idag ca 1.5 millioner svenskar tänder i över och/eller underkäken. Behandling med implantat har för många människor inneburit en stor förbättring i livskvalitet. Tyvärr lyckas inte all behandling, ca 10 % av implantaten kommer att ha fallerat över en 10 års period. Risken är störst vid skadat eller sjukt käkben eller när patientens läkningsförmåga är försämrad.
Genom att göra implantatytor råare på mikrometer nivå har inläkning kunnat påskyndas eftersom benbildande celler stimulerats. Risk finns emellertid att dessa råa implantat med tiden ger upphov till omfattande bennedbrytning eftersom ytorna är svåra att rengöra från bakterier. Detta kan vara särskilt allvarligt för patienter med nedsatt salivmängd då saliven har en skyddande funktion mot infektioner. Detta projekt avser att utveckla och dokumentera implantat med lika bra eller ännu bättre inläkningsförmåga i ben som dagens implantat samt optimera egenskaperna för den del av implantatet som passerar genom tandköttet ut i munhålan. Detta kommer att minska antalet implantatförluster, minska risk för bennedsmältning runt implantaten samt öka möjligheterna till att kunna behandla patienter med försämrade läkbetingelser runt implantaten.
Strukturer i nanometer området (milliarddels meter) har teoretisk betydelse som fästpunkter för de första blodproteinerna som kommer i kontakt med implantatytan då implantaten inopereras. Likaså kan bioaktiva substanser påverka läkningsprocessen, eftersom de kan styra vilka proteiner som tillåts fästa på ytan, varigenom implantatinläkningen kan påskyndas och förstärkas. Projektet avser att undersöka olika konfigurationer av nanometerstrukter och bioaktiva substanser på titanimplantat avsedda för mjuk och hårdvävnad. I syfte att minska antalet försöksdjur används simulerad kroppsvätska (SBF) för att finna lämpliga ytmodifieringar i provrörsförsök. Ben och mjukvävnadsceller kommer därefter att odlas på utvalda ytor och utvärderas med avseende på hur väl cellerna trivs och förökas liksom hur hårt de fäster till de olika ytorna. Det senare undersöks med en ny teknik, s.k. optiska pincetter. Ett fåtal ytmodifikationer sållas så fram för att testas i en väldokumenterad studiedesign i kaninens lår och skenben. För dessa försök finns etiskt tillstånd. Kaninmodellen används för att simulera en relevant bild av situationen i mänsklig överkäke respektive underkäke. De mest lämpade ytmodifikationerna kommer sedan att inopereras i mänskligt ben och undersökas både utan och med belastning efter medgivande från patienten och tillstånd från etisk nämnd.
Genom att ytmodifiera distansytor kommer vi att i humanförsök undersöka hur mjukvävnads integrationen kan förbättras och i andra studier hur integrationen kan bibehållas med hjälp av skyddande proteiner i saliven. Vi avser också att undersöka korrosion på mötande ytor då en fast protes gjord i Kobolt-Krom skruvas fast mot en titandistans.
Projektet har direkt klinisk förankring för patienter med försämrad beninläkning och då en snabb klinisk belastning eftersträvas.
Idag saluförs nya implantatytor många gånger utan tillräcklig vetenskaplig dokumentation. I flera fall har stora benförluster uppkommit, i några fall så stora att underlaget för att kunna göra en ny lösprotes, när implantatbehandlingen misslyckats, drastiskt försämrats så att patientens tuggfunktion inte kunnat återställas. Fortsatt forskning för framtagning av kliniskt relevanta och vetenskapligt väldokumenterade implantat är därför av stor vikt för att minska den enskilde patientens lidande och minska samhällets kostnader för orala implantat.

Publikationer inom projektet

Fröjd V, Franke-Stenport V, Meirelles L, Wennerberg A. Increased bone contact to a calcium incorporated oxidized c.p. titanium implant; an in vivo study in rabbit. Int J Oral Maxillofac Surg 2008;37(6):561-566.
Sul Y-T, Byon E, Wennerberg A. Surface characteristics of chemically oxidized implants and acid-etched implants : Surface chemistry, morphology, pore configuration, oxide thickness, crystal struture and roughness. Int J Oral Maxillofac Implants 2008;23:631-640.
Eliasson A, Blomqvist F, Wennerberg A, Johansson A. A Retrospective Analysis of Early and Delayed Loading of Full-Arch Mandibular Prostheses Using Three Different Implant Systems: Clinical Results with Up to 5 Years of Loading. Clin Implant Rel Res 2009;11(2):134-148.
Stenport V, Kjellin P, Andersson M, Currie F, Sul YT, Wennerberg A, Arvidsson A. Precipitation of calcium phosphate in the presence of albumin on titanium implants with four different possibly bioactive surface preparations. An in vitro study J Mater Sci Mater Med 2008;19:3497-3505.
Wennerberg A, Albrektsson T. Effects of titanium surface topography on bone integration. Review Clin Oral Impl Research 2009; 20 (suppl 4):172-184.
Wennerberg A, Fröjd V, Olsson M, Nannmark U, Emanuelsson L, Johansson P, Josefsson Y, Kangasniemi I, Peltola T, Tirri Teemu, Pänkäläinen T, Thomsen P.

 
Senast uppdaterad av Magnus Jando