Keramiska implantat och dess ytas betydelse för mjuk- och hårdvävnadsintegration
Registration number: VGFOUSA-P-9172
Forskarstöd predoktorandmedel - Ny ansökan
Application started by: Konstantinos Bougas, 2006-12-19
Professional title at the time of application: Leg. Tandläkare
Work place at the time of application: Folktandvården Gråbo
Last updated / corrected by: Ronny Gunnarsson, 2007-01-25
Application received by: FoU-enheten för Primärvård och Folktandvård Södra Älvsborg
Granted and completed

Applicant: Konstantinos Bougas
Tandläkare, Folktandvården Gråbo

Denna ansökan är kopplad till följande andra ansökningar:

1. VGFOUSA-P-9172 : Keramiska implantat och dess ytas betydelse för mjuk- och hårdvävnadsintegration, Forskarstöd predoktorandmedel - Ny ansökan
   Granted and completed
   Ansökan påbörjad: 2006-12-19 , Sökanden: Konstantinos Bougas, Folktandvården Gråbo
2. VGFOUSA-P-12897 : Proteinbeklädda implantat och osseointegrering, Forskarstöd predoktorandmedel - Fortsättningsansökan
   Granted and completed
   Ansökan påbörjad: 2007-11-27 , Sökanden: Konstantinos Bougas, Folktandvården Gråbo
3. VGFOUSA-P-40131 : Proteinbeklädda implantat och osseointegrering, Forskarstöd predoktorandmedel - Fortsättningsansökan
   Granted and completed
   Ansökan påbörjad: 2008-11-25 , Sökanden: Konstantinos Bougas, Folktandvården Gråbo

Övergripande information om projektarbetet

Sökandens arbetsförhållanden

Folktandvård

Projektledarens arbetstid - % av heltid

90

Hur långt har projektarbetet framskridit?

Första projektplanen är klar.

Projektarbetet som en del i en utbildning för sökanden

Vetenskaplig utbildning: Akademisk avhandling

Planerad redovisning

Redovisning i form av engelskspråkiga vetenskapliga artiklar publicerade i peer reviewed tidskrifter. Dessa artiklar planeras att ingå i en doktoravhandling

Medarbetare / Handledare

Handledare

Ann Wennerberg
Tandläkare, Odontologiska fakulteten, Avd för Oral protetik,avd Biomaterial/Handikappforskning

Projektet / projektens innehåll

Projektstart (när planeringen påbörjas och börjar dokumenteras skriftligt)

2007-02-01

Beräknat projektslut

2011-02-01

Sammanfattning

Alternativa material till titan har länge studerats. Hydroxylapatit (HA) identifierades tidigt som ett mycket intressant material pga dess kemiska likheter med ben och tandvävnad. Tyvärr visade sig första generationen av materialet inte fungera kliniskt. Emellertid har senare forskning med andra generationens HA visat på mycket goda kliniska resultat. Projektet avser undersöka 3:e generationens HA, helkeramer och nanometer tunna beläggningar på implantat och hur dessa integrerar i hård- och mjukvävnad. Projektet syftar till att identifiera en keram med optimal inläkningsbetingelse för att kunna erbjuda ett metallfritt alternativ med god prognos för tidig belastning. Estetik och patientkomfort förväntas därmed kunna förbättras.

---

Bakgrund

Behandlingen av tandlöshet med implantat har idag blivit allt mer vanlig i Sverige. Enligt Försäkringskassan uppskattas användandet till ca 100 000 implantat/år bara i patientgruppen över 65 år. Totala antalet fixturer som används per år kan dock ej beräknas exakt (Socialstyrelsen 2006).
Sedan 1965, då Per Ingvar Brånemark installerade den första fixturen,ändringar har gjorts i implantatens utformning, i den operativa metoden och de protetiska ersättningarna(Albrektsson and Wennerberg, 2005).

Benintegration

Termen osseointegrering användes för första gången 1977 av Per Ingvar Brånemark (Brånemark et al.,1977). Trots att det vid den tidpunkten var allmänt vedertaget att osseointegration betydde direkt kontakt mellan ben och implantat, var fortfarande definitionen av termen oklar. I början av 90-talet kom Albrektsson och Zarb överens om att förenkla definitionen. Enligt den nya definitionen är osseointegrering ” A process whereby clinically asymptomatic rigid fixation of alloplastic materials is achieved and maintained in bone during functional loading”(Zarb and Albrektsson, 1991).

Mjukvävnadsintegration

När en fixtur installeras i käkbenet fäster sig bindväv till implantatet. Sammansättningen av bindväven hos hundar som har fått implantat har studerats mha elektronmikroskopi. Bredden av bindvävskiktet mellan fickepitelet och det alveolära benet har visats vara ca 200μm. Implantatytan apikalt om fickepitelet verkar vara i direkt kontakt med bindväven. Den delen av bindväven som befinner sig närmast implantatet präglas av avsaknad av blodkärl samt fibroblaster som infinner sig inbäddade i de kollagena fibrerna. Bindväven närmast det alveolära benet innehåller färre fibroblaster men fler kollagena fibrer och blodkärl. Bindvävsbarriären som befinner sig närmast titanytan och är rik på fibroblaster anses vara av stor vikt när det gäller isoleringen mellan munhålemiljön och benet som omger implantatet (Moon et al., 1999).

Implantatets material

Implantatets material är en av 6 identifierade faktorer av särskilt intresse för osseointegration. De övriga är design, ytegenskaper, vävnadsegenskaper hos mottagande patient, kirurgisk teknik samt protetisk teknik (Albrektsson et al 1981). Många material har undersökts och förutom titan har niobium och tantalum visat sig fungera väl men inte bättre än titan (Johansson 1991). Hydroxylapatit(HA) belagda implantat lanserades i mitten av 1980-talet pga dess påstådda bioaktiva egenskaper men dessa implantat försvann snabbt från marknaden då beläggningen lossnade och orsakade inflammation med åtföljande lossnande av implantatet (Albrektsson 1998). Emellertid har nya keramiska material tagits fram och HA har i en 5 års studie visat goda kliniska resultat (Jeffcoat 2003). Keramiska material är fortfarande av intresse pga dess potentiella bioaktivitet och pga att många patienter känner oro inför att metaller används i kroppen. Hittills är vår kunskap om keramer som implantatmaterial mycket ofullständig.

Syfte

Projektet syftar till att utvärdera och optimera alternativa material till titan inom implantatbehandling.

---

Metod: Urval

Forskningsprogrammet omfattar 5 studier, in vivo i kanin och in vitro studier. In vitro studierna används för att klarlägga grundläggande mekanismer, in vivo för att experimentellt kunna utvärdera olika material och ytstrukturer i en komplex biologisk miljö. Implantaten kommer att sättas in i ben och i mjukvävnad, utvärderas med hjälp av den kraft som behövs för att avlägsna implantaten från vävnadsbädden, med resonans frekvens analys för att utvärdera styvhet samt histomorfometrisk undersökning i ljusmikroskop och TEM (transmission electron microscopy). I in vitro kommer analyser att göras med avseende på proteinadhesion, inflammatoriska reaktioner, celladhesion mot keramiska material. Hydroxylapatitens stabilitet och resorptionstid undersöks.

Metod: Datainsamling

I in vitro- Cellkultur studier kommer att användas, proliferation, adhesion samt viabilitet undersöks. Celltyp- mänskliga osteoblaster.
I in vivo hårdvävnadsstudier används kanin lår och skenben i en modell som tidigare visat god överenstämmelse med läkbetingelserna i mänsklig över- resp. underkäke.
I in vivo mjukvävnadsstudier används en likaledes väldokumenterad modell i råtta. Dessutom planeras en studie i patient där mikroimplantat inopereras i samband med standard operation, dessa implantat tas ut med trepanborr, både mjukvävnads och hårdvävnads integration studeras.

Metod: Databearbetning

Utvärdering sker i ljusmikroskop för kvantitativ och kvalitativ analys på i laboratoriet histologiska snitt. Kemiska och topografiska ytanalyser av använda material sammanställs. Signifikans kommer att beräknas i SPsS, parametriska och icke parametriska statistiska metoder kommer att användas.

Förväntat resultat / Klinisk betydelse

Resultaten förväntas få klinisk betydelse i val av alternativa material till titan inom implantabehandling för ökad estetik samt för att kunna undvika metaller i de fall detta är ett problem för patienten

---

Referenser

Abrahamsson I, Soldini C. Probe penetration in periodontal and peri-implant tissues: an experimental study in the beagle dog. Clin. Oral Impl. Res.17, 2006; 601-605

Albrektsson T, Wennerberg A (2005). The impact of oral implants- past and future, 1966-2042. J Can Dent Assoc 2005;71(5):327.

Albrektsson,T. Hydroxyapatite-coated implants: A case against their use, J Oral Maxillofac Surg., 56, 1312, 1998.

Brånemark PI, Hansson BO, Adell R, Breine U, Lindstrom J, Hallen O (1977). Osseointegrated implants in the treatment of edentolous jaw. Experience from a 10-year period. Scand J Plast Reconstr Surg Suppl .1977;16:1 – 192.

Jeffcoat MK, McGlumphy EA, Reddy MS, Geurs NC, Proskin HP. A comparison of hydroxyapatite (HA) –coated threaded, HA-coated cylindric, and titanium threaded endosseous dental implants. Int J Oral Maxillofac Implants 2003;18:406-410.

Johansson C. On tissue reactions to metal implants. PhD thesis Biomaterials Group, Dept Handicap Research, Göteborg University, Göteborg Sweden 1991.

Moon IS, Berglundh T, Abrahamsson I, Linder E, Lindhe J (1999). The barrier between the keratinized mucosa and the dental implant. An experimental study in the dog. J Clin Periodontol. 1999;26(10):658-63.

Zarb GA, Albrektsson T (1991). Osseointegration – a requiem for the periodontal ligament? Int J Periodontics Restorative Dent 1991;11(1):88-91.

http://www.socialstyrelsen.se/Amnesord/halso_sjuk/Kvalitetsregister/ovrigt/kva085.htm

Ekonomisk översikt och äskande

Forskarstöd söks från och med

2007-02-01

Forskarstöd söks för följande antal månader

12

Beslut

Forskarstöd beviljas från och med

2007-02-01

Forskarstöd beviljas till och med

2008-01-31