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Hydroxyapatite particles maintain peri-implant bone mantel in osteoporotic bone


Baucke, Michelle Gertrud. Hydroxyapatite particles maintain peri-implant bone mantel in osteoporotic bone. 2008, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

In einem osteoporotischen Knochen ist der Knochenabbau größer als sein Aufbau, was ein vermindertes Knochenvolumen und einen verminderten Knochenkontakt zur Implantatoberfläche zur Folge hat. Derzeitige Studien hinsichtlich einer Verringerung der Auswirkung des Umwandlungsprozesses auf die Stabilität des Implantats konzentrierten sich hauptsächlich auf pharmazeutische Methoden. In unserer Studie wurde eine chirurgische Alternative mit Hilfe von nicht resorbierbaren Hydroxylapatitkeramikpartikeln (HA) untersucht, welches schon seit Jahren als Knochenersatzmaterial in Kliniken Anwendung findet. Wir gingen davon aus, dass HA helfen würde, eine dichtere und funktionsfähigere Knochenstruktur um das Implantat aufrechtzuerhalten und den Umwandlungsprozess zu verzögern. Gewindegängige Titaniumschrauben wurden in die proximale Metaphyse der Tibia von ovariektomierten Ratten implantiert. In der rechten Tibia wurde das Gewindeloch mit HA Partikeln vor dem Einsetzen der Schraube gefüllt, während die linke Tibia als Kontrollseite ohne jegliche HA-Zugabe fungierte. Die Ratten wurden zu fünf verschiedenen Zeitpunkten in den folgenden acht Wochen euthanasiert. Histologische Untersuchungen zeigten, dass HA Partikel über einen längeren Zeitraum eine dichtere Knochenstruktur um das Implantat im osteoporotischen Knochen bilden und erhalten können, was wiederum bedeutende Auswirkungen auf die Verankerung des Implantats im Knochen und bei der Prävention von Implantatsverlusten haben kann.

Summary
In osteoporotic bone, bone resorption exceeds bone formation resulting in decreased bone volume and bone contact in the peri-implant region. Subsequently, implant loosening may occur. Current approaches to reduce the effect of remodelling on secondary implant stability focus mainly on pharmaceutical methods. In this study we investigated a surgical alternative based on particles of a non-resorbable, osteoconductive hydroxyapatite ceramic (HA) clinically used as bone filler. We hypothesized that the presence of such particles could help maintaining a denser and more functional peri-implant bone structure and shift remodelling events. Threaded titanium screws were implanted into the proximal tibial metaphysis of four months old Wistar rats, four weeks after ovariectomy. In the right tibia, the drill hole was filled with HA particles before screw insertion, while the left tibia served as a control without HA particles. Rats were sacrificed at five different time points in the following eight weeks. Histological analysis demonstrated that during the remodelling phase the amount of newly formed bone was significantly higher on the HA over the control side. These results indicate that HA particles are able to induce and maintain for a longer time a denser peri-implant bone mantel in osteoporotic bone, which may have significant implications in implant anchorage and in prevention of implant migration and cut-outs.

Abstract

In einem osteoporotischen Knochen ist der Knochenabbau größer als sein Aufbau, was ein vermindertes Knochenvolumen und einen verminderten Knochenkontakt zur Implantatoberfläche zur Folge hat. Derzeitige Studien hinsichtlich einer Verringerung der Auswirkung des Umwandlungsprozesses auf die Stabilität des Implantats konzentrierten sich hauptsächlich auf pharmazeutische Methoden. In unserer Studie wurde eine chirurgische Alternative mit Hilfe von nicht resorbierbaren Hydroxylapatitkeramikpartikeln (HA) untersucht, welches schon seit Jahren als Knochenersatzmaterial in Kliniken Anwendung findet. Wir gingen davon aus, dass HA helfen würde, eine dichtere und funktionsfähigere Knochenstruktur um das Implantat aufrechtzuerhalten und den Umwandlungsprozess zu verzögern. Gewindegängige Titaniumschrauben wurden in die proximale Metaphyse der Tibia von ovariektomierten Ratten implantiert. In der rechten Tibia wurde das Gewindeloch mit HA Partikeln vor dem Einsetzen der Schraube gefüllt, während die linke Tibia als Kontrollseite ohne jegliche HA-Zugabe fungierte. Die Ratten wurden zu fünf verschiedenen Zeitpunkten in den folgenden acht Wochen euthanasiert. Histologische Untersuchungen zeigten, dass HA Partikel über einen längeren Zeitraum eine dichtere Knochenstruktur um das Implantat im osteoporotischen Knochen bilden und erhalten können, was wiederum bedeutende Auswirkungen auf die Verankerung des Implantats im Knochen und bei der Prävention von Implantatsverlusten haben kann.

Summary
In osteoporotic bone, bone resorption exceeds bone formation resulting in decreased bone volume and bone contact in the peri-implant region. Subsequently, implant loosening may occur. Current approaches to reduce the effect of remodelling on secondary implant stability focus mainly on pharmaceutical methods. In this study we investigated a surgical alternative based on particles of a non-resorbable, osteoconductive hydroxyapatite ceramic (HA) clinically used as bone filler. We hypothesized that the presence of such particles could help maintaining a denser and more functional peri-implant bone structure and shift remodelling events. Threaded titanium screws were implanted into the proximal tibial metaphysis of four months old Wistar rats, four weeks after ovariectomy. In the right tibia, the drill hole was filled with HA particles before screw insertion, while the left tibia served as a control without HA particles. Rats were sacrificed at five different time points in the following eight weeks. Histological analysis demonstrated that during the remodelling phase the amount of newly formed bone was significantly higher on the HA over the control side. These results indicate that HA particles are able to induce and maintain for a longer time a denser peri-implant bone mantel in osteoporotic bone, which may have significant implications in implant anchorage and in prevention of implant migration and cut-outs.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Montavon Pierre M, Ito Keito
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Veterinary Clinic > Department of Small Animals
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
630 Agriculture
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2008
Deposited On:05 Jan 2009 14:12
Last Modified:19 Jun 2020 16:00
Number of Pages:59
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/permalink/f/5u2s2l/ebi01_prod005641096 (Library Catalogue)

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