89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów

próbki ze stałą prędkością 20cm/min. W celu zagęszczenia
naniesionej warstwy oraz jej związania z podłożem metalicznym
próbki po wysuszeniu wygrzewano przez 2h w
temperaturze 600°C w atmosferze argonu [5].
Otrzymane wszczepy zostały zaimplantowane królikom
w tkankę kostną żuchwy. Dorosłe samce królika domowego
rasy nowozelandzkiej zostały poddane ogólnemu znieczuleniu
infuzyjnemu. Po kontrolnym badaniu rTG każdemu
ze zwierząt usunięto siekacz żuchwy. Wszczep wprowadzono
w poszerzony wiertłem zębodół po zębie siecznym.
ranę nad wszczepem zaszyto szwami przerywanymi
nicią wchłanialną. Zwierzęta po zabiegu otrzymywały leki
przeciwbólowe oraz kilkudniową osłonę antybiotykową. Po
zakończeniu 6 tygodniowej obserwacji zwierzęta poddano
eutanazji, a wypreparowane fragmenty tkanek zakonserwowano
w roztworze formaliny. regenerację śledzono
na podstawie badań rentgenowskich oraz obserwacji w
elektronowym mikroskopie skaningowym z analizą EDS
(Jeol JSM 5400).
dyskusja
Obserwacje przeprowadzone po implantacji wykazały, że
we wszystkich przypadkach rany nad wszczepami zagoiły
się przez rychłozrost. Na zdjęciach rTG (ryS.1) nie widać
cech osteolizy oraz odczynów odokostnowych, co może
świadczyć o biozgodności wszystkich implantowanych
materiałów.
Obserwacje mikroskopowe (SEM) preparatów kostnych
po 6 tygodniowej implantacji (ryS.2) wykazały najkorzystniejszą
reakcję tkankową na implant z tytanu pokrywanego
elektroforetycznie hydroksyapatytem, a następnie dla tytanu
modyfikowanego bioszkłem. W obu przypadkach widoczne
jest wrastanie i modelowanie tkanki kostnej. Materiały te
tworzą z kością bezpośrednią więź z rozmytą granicą faz.
W przypadku tytanu modyfikowanego zolem wapniowokrzemionkowym
połączenie kość-implant jest nieco gorsze
i odbywa się poprzez cienką warstwę niezmineralizowanej
tkanki (bogatszej w tlen i węgiel – ryS.2b), która oddziela
powierzchnię implantu od tkanki kostnej.
wnioski
Wyniki badań in vivo wskazują na biozgodność otrzymanych
spieków oraz szybką integrację implantu z tkanką
kostną. Z punktu widzenia osteointegracji najlepszą modyfikację
stanowi pokrycie hydroksyapatytem. Dodatkowo
odpowiednia porowatość wszczepu sprzyja wrastaniu tkanki
kostnej w implant.
podziękowania
Praca finansowana w ramach projektu Nr 103/
GRE/2007/02
piśmiennictwo
[1] Szaraniec B., Ziąbka M., Chłopek J., S. Papargyri, D. Tsipas:
Obtaining of porous titanium for medical implants. Engineering of
Biomaterials vol.11, no.81–84 (2008) s.49–52
[2] Szaraniec B., Ziąbka M., Chłopek J.: Porous Titanium Surface
Modification with hydroxyapatite. 15th Biomedical Science and
Technology Symposium (BIOMED 2009) Middle East Technical
university Northern Cyprus Campus (METu-NCC), Güzelyurt,
Cyprus
min. To thicken the applied film and to bind it to the metallic
substrate, dry specimens were held for 2 h at 600°C in
argon atmosphere [4].
The specimens were implanted in jaw-bone tissue in rabbits.
Adult males of New Zealand rabbits were administered
general anaesthesia by infusion. Each animal had an incisor
removed after an X-ray examination. The implant was
placed into incisor alveolus extended with a drill. The wound
over the implant was sewn with interrupted sutures using
absorbable thread. Animals were administered analgesics
and antibiotic cover for several consecutive days. After a
6-week monitoring period, the animals were euthanized, and
fragments of tissues were preserved in formalin solution. The
regeneration was traced using X-ray and SEM procedures
with EDS analysis (Jeol JSM 5400).
results and discussion
The post-implantation observations revealed that all
wounds over the implants were healed by first intention.
X-ray images (FIG.1) show no signs of osteolysis and periosteal
reactions, which may point to biocompatibility of all
implanted materials.
In microscope examination (SEM) of bone preparations
after 6 weeks following implantation (FIG.2), bone tissue
reaction to implant was shown to be the best for titanium
coated with hydroxyapatite via electrophoresis, followed
by bioglass-modified titanium. In both cases, bone tissue
ingrowth and modelling into the implant were observed.
The boundary between these materials and bones was
considered ‘fuzzy’.
For titanium modified with calcium-silica sol, the boneimplant
interface was slightly weaker, and was composed
of a thin film of non-mineralized tissue (rich in oxygen and
carbon – FIG.2b), which separated the implant surface from
the bone tissue.
conclusions
Biocompatibility of the sinters and fast implant-bone
integration were confirmed in vivo studies. In terms of
osteointegration, surface modification with hydroxyapatite
proved to be the best. In addition, suitable porosity of the
implant stimulated bone tissue ingrowth into the implant.
acknowledgements
This study was supported by grant No. 103/
GRE/2007/02.
references
[3] Szaraniec B., Chłopek J., Dynia G.: Porowate biomateriały tytanowe
modyfikowane ceramiką bioaktywną. Inżynieria Materiałowa
(2009) (w druku)
[4] Stoch A.: Biomimetic preparation of apatite layers on implant
surfaces. Polski Biuletyn Ceramiczny vol.61, 121–129
[5] Sindut r., Łączka M., Cholewa-kowalska k., Najman J.: Bioactive
glass coating, Materials Science-Poland, Vol. 23, No. 1 (2005)
207