TR201505011A2 - İmplantlar i̇çi̇n yüzey hazirlama yöntemi̇ - Google Patents

Abstract

Buluş; implantın kemik ve periodontal dokularla olan bağlantı ve tutunma kalitesi arttıran yüzeylerin hazırlama yöntemleriyle ilgilidir. Lazerde oluşturulan çukurcukların derinliği lazerin gücüyle kontrol edilebilmektedir ve istenilen yüzey pürüzlülük değerleri kolayca implant yüzeyinde oluşturulabilmektedir.

Description

TARIFNAME IMPLANTLAR IÇIN YÜZEY HAZIRLAMA YÖNTEMI TEKNIK ALAN Bulus; implantin kemik ve periodontal dokularla olan baglanti ve tutunma kalitesini arttiran yüzeylerin hazirlanma yöntemleriyle ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Dental implantlar kaybedilen disin yerini alan, sabit ve hareketli protezlerde destek saglamak amaciyla kemik içine yerlestirilen apereylerdir. Günümüzde dogal dislerin kaybinda uygulanabilecek en iyi tedavi alternatifidir.

Dental implantlar, her ne kadar alveoler kemik içine yerlestirilse de implant doku ara yüzeyinde üç tip hücre söz konusudur. Bunlar; peri-implant epitelinde epitel hücreleri, bag dokuda fibroblastlar ve kemikte osteoblastlardir. Dental implantlar oral kavitede peri implant dokularin enflamasyonuna yol açan dental plakla da temastadirlar. Implant yüzeyine yumusak doku hücrelerinin adezyonunu arttirmak, peri-implant yumusak doku dejenerasyonunu önlemede önemli bir yöntemdir.

Implant yüzeylerine degisik yüzey mühendisligi uygulamalari yapilarak, implantin kemik ve periodontal dokularla olan baglanti ve tutunma kalitesi arttirilmaya çalisilmaktadir. Implant yüzeyinin hazirlanmasinda topografi ve pürüzlülük ne kadar etkiliyse yüzeyin temizligi ve pasivizasyonu da bir o kadar önemlidir. Önceki çalismalarda arastirmacilar, dental implantlarin uzun dönem prognozunun sadece osseointegrasyonun kalitesine bagli olmadigina ayni zamanda implant abutmenti ya da implant gingiva arasindaki mukozal kapamanin kalitesine bagli oldugu sonucuna varmislardir.

Implant yüzeylerini hazirlamada lazer uygulamasi kullanilarak yüzey topografisi olusturulurken yüzeyde artik madde olusmaz ve biyouyumluluk korunur.

Lazer uygulama teknolojisindeki gelismelerle beraber istenilen yüzey özellikleri (pürüzlülük, yüzey topografisinin düzenli ve kontrollü bir sekilde hazirlanabilmesi, yüzey enerjisi, yüzey temizligi) istege göre olusturulabilir.

Lazerle pürüzlendirmenin temel avantaji, istenilen topografyanin tek basamakta ve zararli olabilecek artiklar olusmadan kontrollü bir sekilde olusturulabilmesidir.

Yüzey Özelliklerine Göre Implantlarin Siniflandirilmasi; 1) islenmemis yüzeyli implantlar, 2) Islenmis yüzeyli implantlar, a) Parlatilmis yüzeyli implantlar, ) Kumlanarak pürüzlendirilmis yüzeyli implantlar, ) Asitle pürüzlendirilmis yüzeyli implantlar, d) Kumlanarak ve asitle pürüzlendirilmis yüzeyli implantlar, ) Lazerle pürüzlendirilmis yüzeyli implantlar, f) Pöröz yüzeyli implantlar, g) Pöröz sinterlenmis yüzeyli implantlar, 3) Kaplanmis yüzeyli implantlar: a) Plazma spreyi kaplanmis yüzeyli implantlar, b) Seramik kaplanmis yüzeyli implantlar, c) Trikalsiyumfosfat (TCP) kaplanmis yüzeyli implantlar, d) Hidroksiapatit (HA) kaplanmis yüzeyli implantlar 4) Kombine implantlar.

Implantin tasarimi kadar yüzey moitolojisi de osseointegrasyonda ve peri- implant dokularin davranislarinda büyük önem tasidigindan implant yüzeyleri pürüzlendirilmektedir.

Pürüzlendirmenin faydalari: 1) Yüzey genisler, kuvvet dagilimi daha dengeli olur. Birim alana uygulanan kuvvet azalacagindan implant çevresindeki kemikte yogunlasan stres belirgin bir biçimde dagitilmis olur. 2) Implantin mikro mekanik tutuculugu artar; bu da primer stabilizasyon açisindan önemlidir. 3) Özellikle rotasyon ve çekme kuvvetlerine karsi implantin direnci artar. 4) Pürüzlü yüzeylere kemik ve peri-implant dokular daha iyi penetre olmakta ve tutunmaktadir. Böylece yalnizca malzemenin yüzey topografyasi degistirilerek malzemeye daha üstün özellikler kazandirilmis olur.

Pürüzlülük 100 um”den büyükse makropörözite, 100 um ile nm arasindaysa mikropörözite olusturulmus olur. Mikro pürüzlülük sadece mekanik kilitlenme ile açiklanamayacak sekilde implantin kemige tutuculugunu arttirir, hücresel fonksiyonlari etkileyerek matriks birikimi ve mineralizasyonunu indükler. Yani hücreler yüzeyin mikro yapisina karsi hassastir ve bu yapiyi oryantasyon ve migrasyon için kullanirlar. Ayrica mikrotopografi, mezensim hücrelerinin fibroblast, kondroblast veya osteoblastlara diferansiye olmalarinda rol oynar. Bu pürüzlülügün ideal ölçüsü her ne kadar kemigin kalitesi ve implantla gelen yüke göre farklilik gösterse de yaklasik 1.0- 1.5 um olarak saptanmistir. Bu da kumlama yöntemi kullanilirsa 25-75 um arasindaki Alüminyum Oksit (AlzOs) partikülleri tarafindan olusturulur. Daha büyük partiküller daha fazla pürüzlülük yaratmasina ragmen, kemik cevabini olumlu yönde etkilemez ve implant-kemik temasini arttirmaz. Tüm bunlar kemik hücrelerinin oluk biçimli alanlari sevdigini ve yüzey pürüzlülügüne steoid matriks birikimi ve mineralizasyonu ile cevap verdigini göstermektedir. Kemik hücreleri 1,0-1,5 um'lik pürüzlülükleri taniyip ve hücresel fonksiyonlarini ona göre ayarlarken, ondan daha büyük pürüzlülükleri sanki yüzey düzmüs gibi algilamaktadir.

Nanometre düzeyindeki morfolojik düzensizlikler biyolojik cevabi etkiler.

Yüzeydeki oksit tabakasi kalinlastirilirsa metal yüzeyi non-kristalize oksit içeren amorf durumdan, kristalin tabakasina sahip polikristalin bir yüzeye dönüsür. Bu yüzey, nanometre düzeyinde pöröziteye sahiptir. Kalin oksit tabakasi implantasyonun ilk haftalarinda kemik cevabini arttirir, ancak bu fark ileriki haftalarda anlamini yitirir.

Biyomateryallerin en distaki moleküler tabakalari önemlidir. Bunlarin kimyasal özellikleri doku cevabini yönlendirir. Örnek olarak; titanyumun kendisi degil yüzeyinde spontan olusan Titanyum Oksit (TiO) tabakasi ona iyi bir biyomateryal özelligi vermektedir. Bu durumda kemik, pasif büyümeyle Titanyum (Ti) yüzeyine sikica yapismaktadir (adaptif osteoentegrasyon). implantin kemik ve yumusak dokularla arasinda baglanti olusmasinda implant yüzey özelligi belirleyici rol oynamaktadir. Dokularin implant materyalinin kendisi ile degil implantin en dis yüzeyindeki oksit tabakasiyla temasta oldugu bilinmektedir.

Yüzey enerjisini degistirmek, yüzey pasifizasyonu, yüzey kompozisyonu üzerindeki degisiklikler fizyokimyasal yöntemlerdir. Pozitif veya negatif yüklü yüzeylerin kemik olusumunu yönlendirdigi bilinmektedir.

Hayvan deneyleri, pürüzlü yüzeyler ile Cilali olanlarin rotasyon testi ile denenmelerinde pürüzlü olanlarin daha yüksek tork degerlerine dirençli oldugunu ortaya koymustur. Fakat yine bu deneylerde pürüzlü alanlarin çok az bir bölümünün kemikle doldugu da ortaya çikmistir.

Implant yüzey pürüzlülügü, konakçi dokularin hücresel davranisi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Örnegin, Titanyum (Ti) yüzey topografisi hücre ataçmani, yönlendirme, yayma, proliferasyon, farklilasma ve protein sekresyonu degistirir. Özellikle, Titanyum (Ti) yüzeyinin pürüzlülügü, özellikle integrin alt birimleri ve insan osteoblastlari tarafindan yapilan kemik-iliskili hücre disi matriks proteinlerinin üretimini indükler.

Lazerle Pürüzlendirilmis Yüzeyler Titanyum (Ti) implant yüzeyinin pürüzlendirilmesinde Nd: Yag lazer, Diode pompali kati lazer, 002 lazer, Fiber lazer gibi degisik lazerler kullanilmaktadir. Son yillarda kullanim alanina girmis olan bu yeni teknikle hazirlanan implantlar diger yöntemlerle hazirlanan implantlardan daha üstün özellikler göstermektedir.

Yapilan bir çalismada lazer uygulanmis titanyum yüzeylerin insan gingival fibroblast (HGF) canliligi, çogalmasi ve adezyonu üzerindeki etkileri arastirilmistir.

Cilali (parlatilmis) ve kumlanmis Titanyum (Ti) diskler kontrol grubu olarak kullanildigi bu çalismada lazer uygulanmis yüzeylerde HGF adezyonu daha basarili bulunmustur. Sonuçlar modifiye Titanyum (Ti) yüzeylerin HGF'lerin yasayabilirligini etkilemedigini göstermistir. Farkli lazer uygulanmis gruplar arasinda anlamli farklilik saptanmamistir.

Klinik çalismalar lazer uygulanmis yüzeyli implantlar etrafinda daha fazla kemik olusumunun gerçeklestigini göstermistir. Bunun sebebinin ise lazer isleminin implant yüzeyinde biyouyumlulugu gelistirmesi olabilecegi rapor edilmistir.

BioHorizons firmasi Laser-Lok adini verdigi yüzeyde geleneksel implantlara göre kemik kaybinin daha az oldugunu iddaa etmektedir. Laser-Lok*un asagi yönde epitelyal büyümeyi engellerken ve kemik koronal seviyesini korurken, implant üzerindeki önceden belirlenmis bir bölge için fiziksel bag dokusu ataçmani olusturdugu bildirilmistir.

Lazer Nedir? Lazerin malzemeyle etkilesiminde temel olarak iki yöntem vardir. Ilk yöntem sürekli isima ile malzeme islemedir. Buradaki temel prensip, noktasal olarak malzemenin isitilmasi ve eritilmesidir. Bu eskiden beri uygulanan ve iyi bilinen bir tekniktir. Yeni olan yöntem ise kisa pulslarla malzemenin islenmesidir. Bu islem sirasinda anlik olarak çok yüksek güçler olusturulur, normal sartlarda gerçeklesmeyen çoklu foton etkilesmeleri kuvvetli hale gelir. Malzeme, eritilerek ya da parçalanarak degil, bir plazma ortaminin çok kisa sürede olusturulmasi ve moleküler baglarin koparilmasiyla islenir. Çok hizli lazer kullanildiginda isigin odaklandigi küçük islem bölgesinin disinda malzemeye etkide bulunulmaz, böylece çok daha kontrollü islem yapilir.

Lazerin çalisma Prensibi Lazer kullanim parametreleri kullanim amacina göre degismektedir. Lazer etkinliginde; lazer isiginin gücü, dalga boyu, atim süresi, uygulama süresi, uygulanan materyalin fiziksel özelligi önem tasimaktadir. Bu faktörlerden herhangi birisinin degismesi, lazer uygulamasinin sonucunu da degistirmektedir.

Osseointegrasyon Branemark 1955 yilinda tavsan tibialarinda revaskülarizasyonu vital mikroskopi ile inceleyen bir deney sirasinda tesadüfen kemik ile titanyum arasindaki siki adaptasyonu fark ederek konuyu daha detayli arastirmistir. Branemark ve ark (1985) bu fenomeni "osseointegrasyon" olarak adlandirip "canli kemik dokusuyla titanyum implant arasinda, isik mikroskobu düzeyindeki büyütme ile gözlenen direkt temas" olarak tanimlamislardir. Ayni arastirioilar daha sonra bu olguyu "canli kemik dokusu ile yükleme altindaki implant yüzeyi arasinda direkt yapisal ve islevsel baglanti" tanimi ile pekistirmislerdir.

Brenemarkün osseintegrasyon tanimindan sonra baska arastirmacilarda degisik tanimlar yapmislardir. Alberktsson ve ark'nin osseointegrasyonu "canli kemik ve yük tasiyan bir implant yüzeyi arasinda direk bir fonksiyonel ve yapisal baglanti" olarak tanimladiklari bildirilmistir.

Osseointegrasyon, oksit tabakasina proteoglikan ve glikozaminoglikan gibi doku Ürünlerinin yapismasi ve onlarin üzerlerine de kollagen demetlerinin tutunmasiyla baslamaktadir.

Yumusak Doku Ara Yüzü Dogal disin aksine implantlarda periodontal ligament ve gingival sulkus bulunmamaktadir. Epitelin, dental plak yokken, inflamasyonun düsük düzeyde olmasi kaydiyla implantin boyun kismiyla sikica adapte oldugu gözlenmistir.

Implant çevresindeki gingival sulkus epiteli keratinize epitel hücrelerinden olusmaktadir. Bunlar apikale dogru gittikçe birlesim epiteline dönüsmektedir. Birlesim epiteli, dezmozomlarla baglanan bazal hücrelerinden olusan, bir bazal hücre katmanindan olusur. implantin agiz içine çikan bölümü olan transmukozal uzanti ya da abutment yüzeyinde hemidezmozal bir birlesim gözlenmektedir.

Osseointegre bir implantta boyun kismini direkt olarak saran bir periost bulunur ve implant iyi farklilasmis bir kemikle desteklenir. Eger periimplant membranda bir yangi olusursa, periost yangiya karsi bir bariyer görevi gördügünden, bu yangi kemik yüzeyine yayilmaz. Yapilan bir çalismada implant çevresindeki gingivitis ve kemik rezorpsiyonu arasindaki iliski arastirilmis ve "periost bariyer mekanizmasi" fikri ileri sürülmüstür. Arastirmacilar bu çalismada cep derinligi ve kemik rezorpsiyonu arasinda ve ayni zamanda cep derinligi ile periodontitis arasinda hiçbir iliski bulamamislardir. Sonuçlar, plagin neden oldugu yangi göz önüne alindiginda, osseointegre implantlarin çevresinde tümüyle farkli bir mekanizmanin varligini ortaya koymustur. Fakat osseointegre implantlardaki cep içinde biriken plak ve gingivitis arasinda siki bir iliski mevcuttur ve plak kontolü dogal dentisyonda oldugu gibi çok önemlidir.

Implant Yüzeyine Fibroblast Adezyonu (Fibroentegrasyon) Adezyon; morfolojik degisim, fonksiyonel degisiklik ve proliferasyon gibi hücresel davranislar büyük ölçüde hidrofilisite, pürüzlülük, doku ve morfoloji gibi yüzey özelliklerinden etkilenir. Oral implant yüzeylerine yumusak doku yanitlarinin kapsamli arastirmalarinda, implant materyallerine yüzey islemi uygulanmasinin oral tibroblastlar yaninda epitel hücrelerinin ataçmanini önemli ölçüde etkiledigi gösterilmistir. Buna ek olarak, agiz bosluguna ekspoze olmus titanyum implantlara oral bakterilerin yapismasini inhibe etmek için yüzey modifikasyonu gerekmektedir.

Ayrica bu modifiye yüzeyler firçalama ve profesyonel temizleme gibi mekanik asinmalara karsi dayanikli olmalidir. Bu nedenle, fibroblast adezyonu farkli yüzey özelliklerinin rolünü ve farkli implant malzemelerinin biyolojik performanslarini sistematik olarak degerlendirebilmek için oldukça önemlidir.

Guillem-Marti ve ark (2013) makinede mikro olarak hazirlanmis titanyum yüzeylere fibroblast adezyonu ve aktivasyonunu incelemislerdir. Sonuç olarak, mikro oluklu yüzeylerin kullanilmasinin polisajli yüzeylere göre gingival bölgede implant entegrasyonunu artirabilecegi ve mikro oluklu yüzeylerin, biyolojik bir kapak olusturulmasi için kritik olan ve sonuçta doku integrasyonunu gelistiren erken fibroblast adezyonunu ve aktivasyonunu arttirdigini bildirmislerdir.

Fibroblastlar, gevsek bag dokusunda baskin olarak bulunan hücrelerdir ve yara onarimi mekanizmalarindaki rolleri önemlidir. Fibroblastlar malzeme yerine komsu alt hücrelere yapisarak fibröz enkapsülasyona (kapsüllemeye) neden olurlar.

Periimplantitis Implant yüzeyleri üzerindeki bakteri varligi peri-implant mukoza iltihabina neden olabilir ve bu iltihap tedavi edilmedigi takdirde, periimplantitis adi verilen implanti çevreleyen, destekleyici alveolar kemigin ilerleyici tahribatina yol açabilir. Bu nedenle, bakteriyel plak biyofilmin kaldirilmasi peri-implant enfeksiyonlarin tedavisi için bir ön kosuldur.

Günümüzde implant çevresi yumusak dokulariyla sinirli kalan patolojik degisimler periimplant mukozitisi; implant çevresindeki yumusak ve sert dokularin yikiminin gözlendigi, klinik ve radyolojik olarak izlenebilen patolojik degisimler ise periimplantitis olarak tanimlanmaktadir.

BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bulus, implant yüzeylerinde hücrelerin tutunma kalitesini artiran geometrik sekillerin lazer kullanarak olusturma yöntemleriyle ilgilidir.

Implantin boyun bölgesinde fibroblastlarin yüzeye tutunmasiyla biyolojik bir kapama olusturulup, bakterilerin implant yüzeyine ulasmasi engellenmelidir. Yüzey pürüzlülügünün arttirmanin daha önceki çalismalarda fibroblast tutunumunu arttiracagi düsünülse de bu durum peri implant bölgede oral bakterilerin tutunmasi içinde elverisli bir bölge olusturur ve uzun dönemde rezorbsiyonu arttiracaktir. Kontrol grubunda pürüzlülük olusturulmamis, yüzey makinede hazirlanmistir. Hücre tutunumu ve yüzeyin fibroblast hücrelerle kapanmasi açisindan kontrol grubu diger gruplardan daha iyi sonuçlar vermistir. Düz yüzeylere bakteri tutunmasinin da daha daha az olacagi düsünüldügünde uzun dönemde periimplantitis açisindan implantin boyun bölgesinde düz yüzeyler avantaj saglayacaktir.

Lazerde olusturulan çukurcuklarin derinligi Iazerin gücüyle kontrol edilebilmektedir ve istenilen yüzey pürüzlülük degerleri kolayca implant yüzeyinde olusturulabilmektedir. Ortaya koydugumuz yöntemlerde güncel bir lazer türü olan fiber lazer kullanilarak olusturulan yüzeylerde tutunan canli hücre sayisini degerlendirdigimizde belirgin farkliliklar oldugunu gördük. Bu yöntemler; üçlü çapraz tarama, ikili çapraz tarama, dairelerin kesisim kümeleri olusturularak dizilmesi ve büyük çapli bir dairenin içerisine küçük çapli dairelerin islenmesi ile olusturulan yüzey topografileridir.

BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Implant yüzeyinin lazerle hazirlanmasi diger yöntemlere göre çok avantajlidir. Özellikle lazer parametrelerinde degisimlerle yüzey topografisinin istenildigi gibi hazirlanmasi mümkündür. Atimli lazer kullanilmasiyla lazer isini implant yüzeyinde isin çapi ile orantili bir çukurcuk olusturur. Olusan enerji implant yüzeyinde fibroblast ve osteoblastlarin tutunumu için uygun mikro pürüzlülük ve nano pürüzlülügü de saglayabilir. Özellikle lazer isininin nanopürüzlülük olusturmasi hücre tutunumunda çok büyük avantaj saglar. Lazer isini ile implant yüzeyinde olusturulan çukurcuklar arasinda sirtlar görülecektir. Hücreler çukurcuklarin içine yerlesir fakat hücre uzantilari çukurcuk çevrelerindeki sirtlari asamaz. Önemli olan hücrelerin implant yüzeyini kapama oraninin arttirilmasidir. Çukurcuklar etrafinda sirtlarin olusmamasi, hücrelerin tüm yüzeyi kaplayabilmesi için olusan çukurcuklar bir miktar birbirleri ile kesismelidir. Böylece iki çukurcuk arasindaki sirt azaltilmis olur. Her bir çukurcuk komsu çukurcuk içerisine bir miktar girmelidir. Böyle bir çalismada gene de bazi bölgelerde sirtlar kalmaktadir. Lazerle çapraz taramalar yapmak bu sirtlarin yok edilmesini saglayacaktir. Çapraz taramalarda kalmis olan sirtlara lazer isini uygulanir. Yüzeyde nanopürüzlülük ve mikro pürüzlülük olusturulmus olur. Böylece yüzeyi hücrelerin tamamen kaplamasina engel olan tüm sirtlar yok edilmis olur. daire formundadir. lsinin her bölgesinde enerji esit yogunlukta degildir. Tüm yüzeyde mikropürüzlülük ve nano pürüzlülügün istenilen sekilde elde edilmesi için ikinci hatta üçüncü bir lazer isininin kullanilmasi pürüzlülügün tüm yüzeyde etkin kontrolünü saglayacaktir. Lazer isininin çapinin degistirilmesi, lazer tipinin degistirilmesi, lazer dalga boyunun, gücünün, trekansin ve tarama hizinin degistirilmesi lazerin yüzeyde yapacagi etkiyi degistirecektir. Isin çapiyla dogru orantili olarak degisen implant yüzeyinde olusan çukurcugun çapi (wooblediameter) istenilen geometriyi olusturmakta çok etkilidir. Büyük bir isin çapiyla olusturulan çukurcuk içerisinde ve sirtlarda daha küçük isin çaplariyla tekrar pürüzlülük yapmak hücrelerin tüm yüzeyi kapayabilmesi, implant yüzeyinde hücre temasi olmayan bölge kalmamasi için çok degerli olacaktir.

Bulusumuza konu implant yüzeyi hazirlama asamalari söyledir; 0 Birinci tipte yüzey hazirlamak için; - Implant yüzeyine en az bir lazer ile çukurcuk olusturulmasi, - Olusturulan çukurcukla kesisecek sekilde ikinci bir çukurcuk olusturulmasi asamalarindan olusmaktadir.

- Ayrica iki çukurcuk arasinda kalan sirta isin çapi küçük bir lazer uygulanmasi ile hücre tutunma yüzeyleri artirilmaktadir. 0 Ikinci tipte yüzey hazirlamak için; birbirleriyle kesisen çukurcuklar olusturulmasi asamalarindan olusmaktadir.

- Ayrica büyük çukurcuk içerisinde kalan küçük çapli çukurcuklar arasinda kalan sirtlara isin çapi daha küçük üçüncü bir lazer uygulanmasi asamasini ile hücre tutunma yüzeyleri artirilmaktadir. 0 Üçüncü tipte yüzey hazirlamak için; - Implant yüzeyinin en az bir lazer ile taranmasi, - Olusan ilk taramayla farkli yönde ve açida kesisecek en az bir tarama daha yapilmasi hücre tutunma yüzeyleri artirilmaktadir.

- Ayrica ilk ve sonrasinda yapilan taramalarin birbirinden farkli isin çaplariyla yapilabilmektedir.

Claims (2)

ISTEMLER

1. Implantlar için yüzey hazirlama yöntemi olup, özelligi; - Implant yüzeyine büyük çapli bir lazer ile çukurcuk olusturulmasi, birbirleriyle kesisen çukurcuklar olusturulmasi, - Büyük çukurcuk içerisinde kalan küçük çapli çukurcuklar arasinda kalan sirtlara, isin çapi daha küçük üçüncü bir lazer uygulanmasi asamalariyla karakterizedir.

2. Implantlar için yüzey hazirlama yöntemi olup, özelligi; olmayacak sekilde kesisen lazerle tarama içermesiyle karakterizedir.