Einfluss von unterschiedlichen Implantatmakrodesigns und Oberflächenmodifikationen auf das osseointegrative Verhalten von sechs verschiedenen Titan-Implantattypen: eine histologische und biomechanische Analyse im Schafmodell

Abstract

In dieser Studie wurden sechs dentale Titanimplantate auf ihr osseointegratives Verhalten im Schafmodell getestet. Sechs Schafen wurden je neun Implantate pro Beckenhälfte (total n=108) eingesetzt. Bei 36 Implantaten wurde eine histologische (Bone-to-implant-contact, BIC) und histomorphometrische Analyse durchgeführt. Die restlichen 72 Implantate wurden einem Removal-Torque-Test unterzogen. Die Schlachtung der Tiere erfolgte nach zwei und acht Wochen. Im Removal-Torque-Test ergaben sich signifikante Unterschiede (p≤0,001) zwischen den Makrodesigns (gesintert porös und beschichtet maschiniert) nach acht Wochen. Nach zwei Wochen zeigten die porösen (P) und die porösen mit Phosphoserin-modifizierter Semi-Dendrimer-Beschichtung (P-PH) tendenziell höhere Werte als die maschinierten Implantate. Beim BIC wurde deutlich, dass die PH-Beschichtung zu höheren BIC-Werten bei beiden Makrodesigns nach zwei und acht Wochen führte. Dagegen führte die PEG-basierende Selbstorganisierende Monoschicht-Beschichtung beim gleichen Makrodesign nach acht Wochen zu einer Abnahme der BIC-Werte. In der Histomorphometrie zeigte sich, dass die PH-Beschichtung auf dem porösen Makrodesign sich positiv auf die Knochenaktivität ausübte. Somit wurde bewiesen, dass das poröse Design nach zwei Wochen zu höheren Torque- Werten und nach acht Wochen zu höheren BIC und Torque-Werten führte. Die PEG-und PH- Beschichtung förderten unabhängig vom Makrodesign das osseointegrative Verhalten in der frühen Einheilungsphase.

Summary
In this study six different dental titanium implants were tested for their osseointegrative behavior in a sheep model. Implanted were nine implants per side of the pelvis per sheep (total n=108) of which 36 implants were examined histologically bone-to-implant-contact, BIC) and histomorphometrically. The remaining 72 implants were subjected to a Removal-Torque-Test. After two and eight weeks three sheep each were sacrificed. The results of the removal-torque-test showed significant differences (p≤0,001) between the two macrodesigns (sintered porous and coated mechanized) after eight weeks. After two weeks a strong tendency towards increased values for porous (P), and porous with phosphoserin modified semi-dendrimer coating (P-PH) implants could be observed in comparison to the machined implants. Evaluation of the BIC showed clearly that the PH-coating has on average higher BIC values with both macrodesigns after two and eight weeks. In contrast the PEG-based SAM-coating resulted with the same macrodesign in a decrease of BIC after eight weeks. Histomorphometrical analysis showed that phosphoserin coating of a porous macro design has a positive effect on bone activity. This study proved that the porous macrodesign resulted in increased torque values after two weeks. Furthermore BIC and torque values were elevated for both porous designs after eight weeks. PEG based SAM coating and phosphoserin modified semi-dendrimer coating improved the osseointegrative behavior of the implant, in the early healing period, irrespective of the implant macrodesign. Keywords: osseointegration, dental implant, bone-to-implant contact, bone healing, surface modification