Straumann SLActive EVIDENZA SCIENTIFICA QUINTA EDIZIONE (2011) Straumann Dental Implant System

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1 Straumann SLActive EVIDENZA SCIENTIFICA QUINTA EDIZIONE (211) Straumann Dental Implant System

2 L ITI (International Team for Implantology) è partner accademico dell Institut Straumann AG nei settori della ricerca e della formazione.

3 Indice 2 L innovazione: SLActive 3 Prospetto degli studi 4 Studi preclinici 2 Studi clinici 3 Bibliografia 1

4 L innovazione: SLActive Le esigenze cliniche La maggior parte degli insuccessi negli impianti si verifica nella prima fase critica del trattamento, compresa tra la 2 a e la 4 a1 settimana e sono riconducibili alla flessione di stabilità (gap di stabilità), presente nella fase di transizione tra la stabilità primaria e la stabilità secondaria, durante il processo di formazione dell osso (fig. 1). Questa tendenza, legata alla necessità di maggiore sicurezza e più elevata prevedibilità nella prima fase del trattamento, è stata una delle principali motivazioni nello sviluppo di SLActive 2. L attuale orientamento prevede quindi di migliorare la prevedibilità e la sicurezza del trattamento per medico e paziente. L innovazione: Attivazione dell intero potenziale di guarigione Per raggiungere questo obiettivo, il team di ricerca ha concentrato la propria attenzione sulla comprensione del processo biologico di guarigione nella fase iniziale, vale a dire fino a quattro settimane dall inserimento dell impianto. Scopo di questo processo di ricerca e sviluppo è stata la completa e immediata attivazione del potenziale naturale di guarigione dell organismo umano. Il risultato è la nuova superficie SLActive. SLActive è basata sulla topografia SLA scientificamente comprovata. Inoltre, essa presenta anche una chimica superficiale sostanzialmente perfezionata. La superficie SLActive idrofila chimicamente attiva promuove l iniziale reazione di guarigione, consentendo una diretta interazione cellulare nella fase iniziale del processo di osteointegrazione. La formazione dell osso inizia immediatamente, con conseguente raggiungimento più rapido della stabilità secondaria e riduzione della flessione critica di stabilità (fig. 2). La prossima generazione nella tecnologia implantare Dal primo studio condotto nel 1994, la superficie SLA osteoconduttiva macro- e microstrutturata è diventata lo standard industriale delle superfici degli impianti dentali (fig. 3). Con la nuova superficie SLActive idrofila chimicamente attiva, Straumann ha ora definito un nuovo standard nell implantologia orale, riducendo ulteriormente i tempi di guarigione di 3 4 settimane. I benefici per i pazienti Misurazioni comparative eseguite 2 settimane dopo l inserimento di impianti SLActive evidenziano che con SLActive il contatto ossoimpianto è del 6 % più elevato rispetto alla superficie SLA (d. Buser et al. 24). La stabilità dell impianto significativamente migliorata nella fase critica del trattamento, compresa tra la 2ª e la 4ª settimana, fornisce così nuove opportunità terapeutiche, ottimizzando la sicurezza e la prevedibilità del trattamento per meglio soddisfare le esigenze della prassi quotidiana. Mordenzatura con acido Topografia SLA Acido sulla superficie Lavaggio con acqua Superficie chimicamente attiva Superficie idrofila Stabilità (percentuale) Stabilità (percentuale) Stabilità primaria (osso già esistente) Tempo (settimane) Fig. 1: La riduzione della stabilità primaria e l aumento di quella secondaria comportano una diminuzione della stabilità totale (flessione di stabilità) tra la 2ª e la 4ª settimana dall inserimento dell impianto. SLActive (riga blu continua) SLA (riga blu tratteggiata) Stabilità primaria (osso già esistente) Flessione di stabilità Tempo (settimane) Fig. 2: Il processo ottimizzato di osteointegrazione con SLActive consente di ottenere una superiore stabilità implantare tra la 2ª e la 4ª settimana. SLA Trattamento superficie tradizionale Formazione di uno strato passivo Stabilità totale Stabilità secondaria (nuovo osso) Stabilità totale Stabilità secondaria (nuovo osso) Per l osteointegrazione, l organismo deve eliminare lo strato passivo S. Raghavendra, M. Wood, T.D. Taylor SLA Titanio Acido Titanio Ossido Acqua SLActive Trattamento SLActive La superficie rimane attiva La superficie attrae sangue (idrofilia)) SLActive SLA & SLActive SLA & SLActive L innovazione: il processo di produzione Fig. 3: SLA vs. SLActive preparation; SLActive viene preparata in atmosfera di gas protettivo, seguita dalla conservazione in un liquido anziché a secco. L organismo può accedere alla superficie attiva per l osteointegrazione Atmosfera d azoto 2 1 Raghavendra S., Wood MC, Taylor TD. Int J Oral Maxillofac Implants. 25 May-Jun;2(3): SLActive è la denominazione commerciale di modsla o modified SLA che vengono usate qualche volta nelle pubblicazioni scientifiche.

5 Prospetto degli studi STUDI PRECLINICI # 1 ARGOMENTO AUTORI RIFERIMENTO PAGINA Confronto dell apposizione ossea sulla superficie di D. Buser et al. J. Dent. Res. 24;83: impianti SLA e SLActive 2 Effetti delle interazioni molecolari e cellulari su varie superfici in titanio trattate L. Scheideler et al. Poster #87, 83rd General Session and Exhibition of the International Association for Dental Research (IADR), 9-12 marzo 25, Baltimore, MD, USA Confronto dell attività cellulare precoce su superficie idrofila e idrofoba Valutazione dell energia superficiale libera (SFE) e idrofilia di differenti superfici in titanio G. Zhao et al. J. Biomed. Mater. Res. A. 25;74A: F. Rupp et al. J Biomed Mater Res A 26;76(6): Confronto delle proprietà biochimiche degli impianti SLA S.J. Ferguson et al. J. Biomed. Mater. Res. A. August and SLActive 26;78(2): Effetti dell idrofilia e della microtopografia superficiale sulle fasi precoci dell integrazione di tessuto molle e duro Schwarz F. et al. J Periodontol 27;78(11): Valutazione dell adesione iniziale e precoce del tessuto connettivo sottoepiteliale agli impianti SLA e SLActive Schwarz F. et al. Clin Oral Investig 27;11(3): Valutazione dell integrazione ossea iniziale e precoce F. Schwarz et al. Clin. Oral Impl. Res. 27;18: agli impianti SLA e SLActive 9 Proliferazione di cellule MG63 e primarie su varie superfici in titanio trattate X. Rausch-Fan et al. Dental Materials 28;24: Confronto sperimentale tra due disegni e superfici di impianto per impiego clinico J. Gottlow et al. Gottlow J., Barkarmo S., Sennerby L. Clin Implant Dent Relat Res. 212 May; 14 Suppl 1:e Confronto dell apposizione ossea attorno agli M. Bornstein et al. Clin. Oral Impl. Res 28;19: impianti SLA e SLActive 12 Rigenerazione ossea con SLActive in difetti del tipo deiscenza F. Schwarz et al. Studio 1: J Clin Periodontol 27;34: Studio 2: J Clin Periodontol 28;35: Confronto dell apposizione ossea attorno agli impianti SLA e SLActive in siti con difetti circonferenziali coronali Influenza delle caratteristiche superficiali dell impianto in titanio sulla rigenerazione ossea nei difetti di tipo deiscenza Lai H-C et al. Clin Oral Implants Res 29;2(3): F. Schwarz et al. J Clin Periodontol 21;37(5): STUDI CLINICI # 15 ARGOMENTO AUTORI RIFERIMENTO PAGINA Confronto della stabilità degli impianti SLA e SLActive T.W. Oates et al. Int J Oral Maxillofac Implants 27;22: Carico immediato e carico precoce degli impianti SLActive nella mandibola e mascella posteriore J. Ganeles et al. Clin. Oral Impl. Res 28;19: Carico di 3 settimane degli impianti SLActive nella regione mascellare molare M. Roccuzzo/ T.G. Wilson Int J Oral Maxillofac Implants 29;24: Alterazione di stabilità di impianti palatali con superficie M. Schätzle et al. Clin. Oral Implants Res. 2, 29; SLActive Carico precoce di impianti SLActive non sommersi Carico precoce a 21 giorni di impianti SLActive non sommersi Carico precoce dopo 21 giorni dalla guarigione di impianti SLActive non sommersi Studio multicentrico prospettico non interventistico sugli impianti Straumann SLActive Osteointegrazione precoce in presenza di superfici implantari idrofile e idrofobe nell uomo Bornstein M. M. et al. Clin Implant Dent Relat Res 29;11(4): Bornstein MM. et al. J Periodontol 21;81(6): D. Morton et al. Clin. Implant Dent. Relat. Res., 21, 12(1), G. Luongo et al. J Oral Implantol 21;3(4): NP Lang et al. Clin. Oral Implants Res. 211;22:

6 1 Enhanced bone apposition to a chemically modified SLA titanium surface D. Buser, N. Broggini, M. Wieland, R. K. Schenk, A. J. Denzer, D. Cochran, B. Hoffmann, A. Lussi, S. G. Steinemann J. Dent. Res. 24;83: Abstract: Il grado di apposizione ossea sulla superficie di impianto è stato comparato tra impianti SLA and SLActive in maialini nani. Dopo 2 e 4 settimane, sulla superficie SLActive si è osservata una percentuale significativamente superiore (fino al 6 %) di contatto osso-impianto. Studi preclinici È stato valutato e dimostrato che l apposizione di osso è maggiore su impianti con superficie ruvida, tra cui SLA. Alcune recenti indagini hanno tuttavia evidenziato che anche la chimica superficiale influisce in misura decisiva sul contatto osso-impianto (BIC). La migliore idrofilia e la superiore energia superficiale libera influiscono positivamente sull apposizione di osso. Scopo di questo studio è stato quindi valutare il grado di apposizione di osso sulla superficie SLActive chimicamente modificata rispetto alla superficie SLA, che presenta la stessa micro e macrotopografia. Materiali e metodi Impianti SLA e SLActive sono stati inseriti in difetti ossei circolari creati nel mascellare superiore di maialini nani come minimo 6 mesi dopo l'estrazione dei denti. Applicando la metodica split-mouth, su ciascun lato del mascellare superiore sono stati inseriti tre o quattro impianti, di cui si è attesa la guarigione sommersa. Gli impianti e i siti implantari sono stati esaminati dopo 2, 4 e 8 settimane. Dopo 2 e 4 settimane di guarigione, l evidenza ha dimostrato che il valore BIC era significativamente superiore su SLActive. Dopo 2 settimane, il valore BIC di SLActive era maggiore del 6 % rispetto a quello di SLA (49,3 % ± 7,49 vs. 29,42 % ± 7,58; p <,2). Era inoltre visibile il modello tipico di neoformazione di osso con struttura in osso reticolato. (fig. 1a). Dopo 4 settimane, il valore BIC di SLActive era pari all 81,91 % ± 3,59, rispetto al 66,57 % ± 8,14 (p <,2) per SLA. La densità ossea era aumentata, come indicato dalla più robusta trabecola di osso reticolato (Fig. 1b). Dopo 8 settimane, entrambe le superfici mostravano risultati analoghi (Fig. 1c) e si potevano osservare i primi segni di rimodellamento dell osso. SLActive promuove pertanto una migliore apposizione di osso nelle prime fasi di rigenerazione ossea. Confronto tra le percentuali di contatto osso-impianto (BIC) di SLA e SLActive Intervallo 2 settimane 4 settimane 8 settimane Superficie implantare n SLActive 8 SLA 8 SLActive 8 SLA 8 SLActive 7 SLA 7 Media in % 49,3 29,42 81,91 66,57 78,47 75,45 Dev. st. 7,49 7,58 3,59 8,14 11,14 7,66 Con SLActive l apposizione di osso risulta significativamente maggiore nelle prime fasi di osteointegrazione 6 % di osso in più (BIC) dopo 2 settimane con SLActive rispetto a SLA Formazione precoce di osso più maturo SLActive riduce ulteriormente il periodo di guarigione successivo all'inserimento dell'impianto 1a 1b 1c 5 μm 5 μm 5 μm Fig. 1a: Dopo 2 settimane, l osso si è depositato sulle pareti ossee della camera tissutale e sulla superficie dell impianto. Entrambi gli strati sono collegati da una struttura trabecolare estremamente sottile. L osso reticolato è caratterizzato da un intensa colorazione della matrice mineralizzata e da numerosi osteociti situati in grandi lacune (sezione di base non decalcificata, superficie colorata con blu di toluidina e fucsina base (barra = 5 μm). Fig. 1b: Dopo 4 settimane, la densità in volume della struttura è aumentata grazie alla formazione di nuova trabecola e all apposizione di osso più maturo con fibre parallele sulla struttura primaria. L osso reticolato è soprattutto riconoscibile per le numerose grandi lacune di osteociti (chiare). La lacuna tra osso e superficie implantare è un artefatto (barra = 5 μm). Fig. 1c: Dopo 8 settimane, la crescita e il rafforzamento hanno prodotto un ulteriore incremento della densità ossea, dando luogo a un rivestimento quasi perfetto della superficie implantare con osso. È iniziato il rimodellamento, nel corso del quale l osso primario viene sostituito da osteoni secondari (barra = 5 μm). 4

7 Storage conditions of titanium implants influence molecular and cellular interactions L. Scheideler, F. Rupp, M. Wieland, J. Geis-Gerstorfer Poster #87, 83 rd General Session and Exhibition of the International Association for Dental Research (IADR), 9-12 marzo 25, Baltimore, MD, USA 2 Abstract: Sono stati posti a confronto gli effetti delle interazioni con proteine e cellule su diverse superfici in titanio trattate, tra cui SLA e SLActive. È stato osservato che la superficie chimicamente modificata SLActive accresce la proliferazione degli osteoblasti e aumenta sensibilmente l assorbimento di proteine. L iniziale idrofobicità delle superfici sabbiate e mordenzate con acido di impianti in titanio è il risultato della microtopografia e della contaminazione atmosferica, che possono influire sull iniziale condizionamento della superficie mediante componenti ematici, incidendo così anche sulle interazioni cellulari. Per tale motivo, sono state prese in esame le interazioni superficie/proteine e superficie/cellule, e la proliferazione cellulare sulla superficie idrofila SLActive, rispetto ad altre superfici. Materiali e metodi Sono stati realizzati diversi dischi in titanio di grado II: lucidati (ti) Mordenzati con acido (A) SLA (SLA) SLActive in NaCl con ph di 3 4 (moda) SLActive in NaCl con ph di 4 6 (modsla) Si sono poi determinati l assorbimento di fibronectina con il test ELISA e la proliferazione iniziale di osteoblasti tramite incorporazione di BrdU (tasso di sintesi del DNA). Quantità di fibronectina in %, rispetto alla superficie in Ti lucidata (1 %) lucidata SLA SLActive Tutti i trattamenti di superficie hanno aumentato la quantità di fibronectina condizionante la superficie. Sulle superfici SLA e A, la quantità media di fibronectina è aumentata rispettivamente al 187 % (p<,1) e al 242 % (p<,1), rispetto alla superficie di riferimento in ti. La conservazione dei campioni SLA in NaCl a ph 4 6 ha prodotto un ulteriore significativo aumento dell adsorbimento della fibronectina (162 %, rispetto a SLA immodificata, p<,1). La conservazione dei campioni mordenzati con acido in NaCl a ph 3 4 o a ph 4 6 ha aumentato la proliferazione degli osteoblasti rispettivamente al 121 % (p=,6) e al 117 % (p=,15), rispetto ai campioni A conservati in condizioni ambientali. La superficie SLActive migliora le interazioni osteoblastisuperficie e cellule-superficie rispetto a SLA SLActive presenta un assorbimento di fibronectina significativamente superiore (162 %) rispetto a SLA e ad altre superfici Gli effetti sono presumibilmente dovuti a una maggiore idrofilicità e a una superiore energia superficiale libera, e possono migliorare la guarigione clinica in vivo Studi preclinici 5

8 3 High surface energy enhances cell response to titanium substrate microstructure G. Zhao, Z. Schwartz, M. Wieland, F. Rupp, J. Geis-Gerstorfer, D. L. Cochran, B. D. Boyan J. Biomed. Mater. Res. A. 25;74A: Abstract: L attività cellulare precoce sulla superficie idrofila SLActive è stata presa in esame e confrontata con la superficie idrofoba SLA. Con SLActive la reazione cellulare (differenziazione degli osteoblasti) è migliorata e la produzione di fattori osteogenici, quali osteocalcina, fosfatasi alcalina, PGE 2 e TGF- 1, è aumentata in misura significativa. Studi preclinici Indagini condotte sulla reazione degli osteoblasti alla chimica di superfici in titanio hanno evidenziato che l osteogenesi risulta migliore su superfici idrofile. Fino a pochi anni or sono, tuttavia, le superfici tradizionali in titanio disponibili presentavano una bassa energia superficiale ed evidenti proprietà idrofobe per effetto della microtopografia e degli idrocarburi assorbiti. Scopo della presente indagine è porre a confronto la reazione cellulare su diverse microstrutture in titanio, tra cui SLActive. Materiali e metodi Sono stati realizzati diversi dischi in titanio di grado II: Titanio pre-trattato SLA SLActive Sono stati realizzati anche dischi in plastica. Successivamente si è eseguita una coltura di osteoblasti su queste superfici e si è valutata la reazione cellulare tramite misurazione di fosfatasi alcalina, osteocalcina, PGE 2 e TGF- 1. Gli osteoblasti in coltura su SLActive hanno mostrato un fenotipo maggiormente differenziato rispetto a quello di altre superfici esaminate. L attività della fosfatasi alcalina dello strato cellulare sulla superficie SLActive è risultata 3 volte maggiore rispetto quella su SLA. L osteocalcina (un marcatore tardivo della differenziazione) era inoltre presente in misura significativamente superiore (Fig. 1) e si è osservato l incremento della produzione dei fattori di crescita locali PGE 2 (1 volte) e TGF- 1 (2,5 volte), creando un microambiente estremamente osteogenico (Fig. 2). Con SLActive è migliorato anche l effetto della 1,25-diidrossivitamina D3 (un ormone osteotropico che aumenta la differenziazione degli osteoblasti), in maniera sinergica all elevata energia superficiale. I risultati suggeriscono che l aumento della formazione d osso osservata con SLActive in vivo è parzialmente attribuibile all effetto stimolante che la superiore energia superficiale libera (attività chimica) produce sugli osteoblasti. Con SLActive la produzione di osteocalcina è aumentata in misura significativa L attività osteoblastica era chiaramente migliorata grazie alla superficie SLActive chimicamente attivata È stata osservata una produzione di fattori di crescita locali significativamente migliore (superiore fino a 1 volte) Le proprietà osteogeniche risultano ottimizzate SLA Superficie parzialmente coperta da idrocarburi provenienti dall atmosfera SLActive Riduzione del 56 % degli idrocarburi sulla superficie Produzione di osteocalcina Produzione di TGF- 1 ng osteocalcina/cellula (x1 5 ) # Controllo 1-9 M 1-8 M # * * # # # * # * # * * ng TGF- 1/cellula (x1 5 ) Controllo 1-9 M 1-8 M # # # # * # * * # * 6 Materiale sintetico PT SLA SLActive Superficie Fig. 1: Produzione di osteocalcina mediante cellule MG-63 in coltura su dischi in Ti. Si tratta di valori medi ± SEM di sei colture. * p<,5, dischi in Ti vs. materiale sintetico. # p<,5, trattati vs. controlli non trattati per una particolare superficie. p<,5, 1-9 M 1,25(OH) 2 D 3 vs. 1-8 M 1,25(OH) 2 D 3. Materiale sintetico PT SLA SLActive Superficie Fig. 2: Produzione latente di TGF- 1-mediante cellule MG-63 in coltura su dischi in Ti. Si tratta di valori medi ± SEM di sei colture. * p<,5, dischi in Ti vs. materiale sintetico. # p<,5, trattati vs. controlli non trattati per una particolare superficie. p<,5, 1-9 M 1,25(OH) 2 D 3 vs. 1-8 M 1,25(OH) 2 D 3.

9 Enhancing surface free energy and hydrophilicity through chemical modification of microstructured titanium implant surfaces 4 Rupp F, Scheideler R, Olshanka N, de Wild M, Wieland M, Geis-Gerstorfer J. J Biomed Mater Res A 26;76(6): Abstract: Sono state valutate l idrofilia e l energia superficiale libera (SFE) di differenti preparazioni di superfici in titanio, comprendenti SLActive. Sia la SFE che l idrofilia sono state trovate aumentate con la superficie SLActive, mentre la contaminazione atmosferica si è ridotta. L idrofobicità indotta tramite rugosità, ben nota dalle superfici vegetali naturali, è stata identificata su superfici implantari microstrutturate in titanio. Siccome questa idrofobia può inibire le interazioni primarie con il biosistema acquoso, è stata realizzata una nuova modifica della superficie in titanio con aumentata bagnabilità, che previene la contaminazione e ritiene una superficie in titanio più attiva. Sono state valutate quindi l idrofilia e l energia superficiale libera della superficie modificata. Un idrofilizzazione iniziale comparabile è stata osservata con SLA conservata in acqua dopo asciugatura con N2, ma l effetto è stato completamente revertito dalla successiva asciugatura sottovuoto, che non ha avuto effetti sull idrofilia di SLActive. La stabilità del comportamento idrofilico di SLActive è stata dimostrata dalla differenza nei cicli di isteresi (fig. 1), in cui né la detersione ultrasonica né l asciugatura sottovuoto di SLActive hanno potuto raggiungere il ciclo di forze di avanzamento di SLA. Metodi Campioni di titanio con sei differenti preparazioni di superficie (SLA, SLActive, sabbiata a grana grossa [SL], mordenzata con acido [A], mordenzata con acido modificata [moda], lucidata [P]) sono stati caratterizzati rispetto a ruvidità e topografia, e sono state condotte analisi dell angolo di contatto dinamico, valutazione dell energia libera di superficie e spettroscopia elettronica a raggi X. La modifica della superficie SLActive ha aumentato l energia libera di superficie e l idrofilia con gli angoli di contatto iniziali con acqua, secondo le misurazioni con elettrobilancia del metodo di Wilhelmy, di rispetto a 139,9 per la superficie SLA (tabella 1). L idrofilia è stata mantenuta anche dopo asciugatura della superficie. È stato determinato che la minore contaminazione da idrocarburi riveste forse un ruolo nella termodinamica superficiale modificata. F/L [mn/m] ModSLA vac ModSLA US+vac SLA Profondità di immersione [mm] Fig. Cicli di isteresi di 1: 1 volte di SLA e SLActive (modsla) che mostrano la stabilità dell idrofilia di SLActive (F = forza, L = lunghezza, F/L denota l isteresi), indicanti che la detersione ultrasonica (US) e l asciugatura sottovuoto (vac) di SLActive non ha raggiunto il ciclo di forze di avanzamento di SLA. Studi preclinici n = 6 SLA ModSLA A ModA SL P u 1.adv ( ) 139,88 122,4 16,58 91,31 Media (DS) (8,69) (7,39) (4,18) (7,3) u 2.adv ( ) <5 82,32 Media (DS) (11,79) u 1.rec ( ) <5 8,85 15,35 42,99 Media (DS) (2,7) (3,1) (11,37) u 2.rec ( ) <5 8,63 14,25 4,83 Media (DS) (3,3) (2,79) (1,71) Tabella 1: Bagnabilità dinamica delle modifiche della superficie in titanio mediante primo e secondo avanzamento (adv) del ciclo e degli angoli di contatto con l acqua in recessione (rec) SLActive è estremamente idrofila (angolo di contatto con l acqua di 139,9 contro per SLA ) La superficie SLActive mostra ridotta contaminazione atmosferica L energia libera di superficie è molto più elevata con SLActive 7

10 5 Biomechanical evaluation of the interfacial strength of a chemically modified sandblasted and acid-etched titanium surface S. J. Ferguson, N. Broggini, M. Wieland, M. de Wild, F. Rupp, J. Geis-Gerstorfer, D. L. Cochran, D. Buser J. Biomed. Mater. Res. A. August 26;78(2): Abstract: In uno studio con metodica split-mouth condotto su maialini nani adulti, sono state poste a confronto le proprietà biomeccaniche di impianti SLActive e SLA. Dopo 2, 4 e 8 settimane di guarigione, i valori del torque di rimozione e di rigidità interfacciale sono risultati significativamente superiori per SLActive. Studi preclinici La capacità di carico degli impianti dentali osteointegrati dipende in larga misura dall'interfaccia osso-impianto, che può essere ampiamente influenzata dalle caratteristiche della superficie implantare. È stato dimostrato che la superficie idrofila e chimicamente attiva degli impianti SLActive migliora l apposizione di osso e promuove un rapido contatto osso-impianto. Si può quindi ipotizzare che la migliore osteointegrazione comporta una superiore stabilità iniziale dell impianto. Per valutare questa affermazione, sono state poste a confronto le proprietà biomeccaniche delle superfici SLActive e SLA. Materiali e metodi In uno studio con metodica split-mouth (tre impianti per ogni lato), a nove maialini nani adulti sono stati inseriti impianti SLActive e SLA (diametro 4,8 mm) dopo come minimo 6 mesi di guarigione dall estrazione dei denti. Dopo 2, 4 e 8 settimane, gli impianti sono stati esaminati tramite test del torque di rimozione con l ausilio della relativa curva di rotazione, al fine di valutare la resistenza al taglio e il torque di rimozione della superficie di contatto di ogni impianto. Sia il tempo di guarigione che il tipo di superficie implantare si sono dimostrati fattori significativi ai fini della performance biomeccanica. Nel complesso, il torque di rimozione ha raggiunto un valore di picco dopo 4 settimane sia negli impianti SLA che in quelli SLActive, per poi ridursi di nuovo (Fig. 1). Per ogni singola scadenza temporale, i valori del torque di rimozione di SLActive sono stati significativamente superiori (8 21 %; p =,3) rispetto a quelli di SLA (1,485, 1,79 e 1,345 Nm rispettivamente per 2, 4 e 8 settimane, vs. 1,231, 1,585 e 1,143 Nm per SLA ). I valori della rigidità interfacciale degli impianti SLActive sono stati di circa il 9 14 % superiori rispetto a quelli SLA (p =,38). Le variazioni delle caratteristiche biomeccaniche della superficie di contatto riflettono presumibilmente il processo naturale di apposizione e rimodellamento dell osso, in cui l interfaccia si trasforma da un sistema puramente meccanico in una struttura biologicamente integrata. I risultati evidenziano quindi un migliore ancoraggio dell osso con la superficie SLActive. Maggior apposizione di osso con la superficie SLActive Rigidità meccanica interfacciale e resistenza significativamente superiore con SLActive Superiore stabilità dell impianto durante le prime settimane critiche di osteointegrazione con SLActive Torque di rimozione [Ncm] SLA SLActive settimane 4 settimane 8 settimane Fig. 1: 3 animali per ogni scadenza temporale e 3 impianti (3+3) per ogni animale [3]. 8

11 Effects of surface hydrophilicity and microtopography on early stages of soft and hard tissue integration at non-submerged titanium implants: an immunohistochemical study in dogs Schwarz F, Ferrari D, Herten M, Mihatovic I, Wieland M, Sager M, Becker J. J Periodontol 27;78(11): Abstract: Impianti SLA o SLActive con differenti preparazioni superficiali transmucosa sono stati inseriti nel cane e valutati mediante istomorfometria e immunoistochimica per un periodo fino a 28 giorni. Si è visto che l idrofilia superficiale aveva un effetto maggiore sull integrazione di tessuto molle e duro. Gli esiti a lungo termine degli impianti potrebbero essere influenzati dall integrazione marginale dei tessuti molli, che isola il tessuto osseo alveolare adiacente dall ambiente orale. Questo studio ha quindi esaminato le fasi precoci dell integrazione di tessuto molle e duro in impianti non sommersi nel cane. Il BIC medio era significativamente più elevato nella mascella e nella mandibola per i gruppi SLActive ai giorni 7 e 14, ed era significativamente più elevato nella mascella per i gruppi SLActive ai giorni 7, 14 e 28. Metodi Impianti SLA con una parte meccanica o SLA transmucosa (M-SLA o SLA-SLA) o impianti SLActive con una parte modificata mordenzata con acido o SLActive transmucosa (moda- SLActive o SLActive -SLActive ) sono stati posti bilateralmente nelle mandibole e mascelle di 15 cani. Le reazioni tessutali sono state analizzate mediante istomorfometria e immunoistochimica dopo 1, 4, 7, 14 e 28 giorni. Giorno 1: Alcune aree transmucose localizzate hanno presentato un intima giunzione con gli adiacenti fibroblasti e fibre collagene per entrambi i tipi di impianto SLActive, e la stabilizzazione del coagulo è stata osservata più di frequente con questi impianti. Giorno 4: Il tessuto connettivo adiacente ai tipi di impianto SLActive ha presentato una fitta rete di strutture vascolari. Giorno 7: Il tessuto connettivo sottoepiteliale era in stretto contatto con i tipi di impianto SLActive, e i fibroblasti e le fibre collagene attaccate erano generalmente perpendicolari alla superficie dell impianto. Giorno 14: Le cellule epiteliali erano a stretto contatto con gli impianti moda- SLActive, e tessuto connettivo ben vascolarizzato, con fibre collagene che si estendevano e si attaccavano perpendicolarmente alla superficie dell impianto, è stato osservato con entrambi i gruppi di SLActive (figura 1). Giorno 28: L istologia era simile a quella del giorno 14 per tutti i gruppi, ma le fibre collagene apparivano come filamenti perpendicolari alla superficie nei gruppi SLActive (figura 1). Fig. 1: Fibroblasti e fibre collagene attaccati in direzione parzialmente perpendicolare alla superficie dell impianto al giorno 14 (sinistra: moda- SLActive, ingrandimento x 4) e tessuto connettivo sopracrestale con numerose fibre collagene che si estendono e si attaccano perpendicolarmente alla superficie dell impianto al giorno 28 (destra: SLActive -SLActive, ingrandimento x 4) L integrazione del tessuto molle e duro è stata influenzata soprattutto dalla idrofilia della superficie, piuttosto che dalla microtopografia Studi preclinici 9

12 7 Histological and immunohistochemical analysis of initial and early subepithelial connective tissue attachment at chemically modified and conventional SLA titanium implants. A pilot study in dogs Schwarz F, Herten M, Sager M, Wieland M, Dard M, Becker J. Clin Oral Investig 27;11(3): Abstract: È stato preso in esame l adesione del tessuto connettivo agli impianti SLA e SLActive nel cane per un periodo fino a 14 giorni. I risultati indicano che la superficie di SLActive potrebbe avere il potenziale di migliorare l adesione del tessuto connettivo, con collagene ben organizzato e formazione di vasi sanguigni. L integrazione del tessuto molle marginale gioca un ruolo importante nel processo di guarigione dopo l impianto. Lo scopo di questa ricerca era quello di valutare l adesione iniziale e precoce del tessuto connettivo sottoepiteliale alle porzioni transmucose degli impianti SLA e SLActive, entrambi sommersi per prevenire la contaminazione batterica. Metodi Ciascuno di quattro cani ha ricevuto otto impianti SLA e otto impianti SLActive (cinque dei quali nella mandibola e tre nella mascella), nel corso di uno studio split-mouth. Gli impianti erano RN Ø 3,3 mm con una lunghezza di 8 mm. Le analisi istologiche e immunoistochimiche sono state condotte dopo 1, 4, 7 e 14 giorni (un animale ad ogni scadenza temporale). Fig. 1: Viste istologiche delle reazioni del tessuto connettivo agli impianti SLA (sinistra) e SLActive (destra) al giorno 7 Studi preclinici La procedura chirurgica con impianti sommersi ha dato luogo a un gap artificiale nell area transmucosa di entrambi i tipi di impianto al giorno 1. Al giorno 4, i gap erano stati ridotti al minimo in entrambi i tipi di impianto a un ampiezza di circa 8 μm, ma le fibre collagene sulla superficie di SLActive apparivano sostituite da tessuto connettivo lasso, mentre la densità delle fibre collagene sulla superficie di SLA appariva aumentare. Il tessuto connettivo neoformato aveva superato a ponte il gap ed era in stretto contatto con la superficie dell impianto SLActive al giorno 7, con le fibre organizzate perpendicolarmente alla superficie. Al contrario, si è osservato tessuto connettivo denso con le fibre di collagene parallele alla superficie sugli impianti SLA, senza diretta adesione alla superficie (figura 1). Si è osservato collagene ben organizzato e formazione di vasi sanguigni sugli impianti SLActive al giorno 14, e il tessuto connettivo sottoepiteliale non poteva essere separato in zone differenti. Gli impianti SLA, tuttavia, erano ancora separati da una densa capsula di tessuto connettivo al giorno 14 (figura 2), e la formazione di vasi sanguigni era rara. Fig. 2: Viste istologiche delle reazioni del tessuto connettivo agli impianti SLA (sinistra) e SLActive (destra) al giorno 14 La superficie SLActive potrebbe avere il potenziale di promuovere l adesione del tessuto connettivo sottoepiteliale alla parte transmucosa degli impianti I risultati sottolineano l impatto biologico della superficie SLActive 1

13 Histological and immunohistochemical analysis of initial and early osseous integration at chemically modified and conventional SLA titanium implants: preliminary results of a pilot study in dogs F. Schwarz, M. Herten, M. Sager, M. Wieland, M. Dard, J. Becker Clin. Oral Impl. Res. 27;18: Abstract: Sono state determinate le reazioni tessutali attorno agli impianti SLA e SLActive. Nell arco di 14 giorni è stata osservata una formazione ossea più rapida e meglio strutturata attorno agli impianti SLActive, con maggiore vascolarizzazione e una superiore attività dell osteocalcina. La valutazione del contatto osso-impianto (BIC), un fattore essenziale per il successo dell osteointegrazione, è normalmente eseguita mediante colorazione istologica tradizionale. Questo metodo può tuttavia non essere indicato per l esame di reazioni tissutali estremamente precoci, che iniziano con l adesione delle proteine alla superficie implantare e che, a seconda del tipo di proteine presenti, possono influire sulla successiva formazione di tessuto. Anche le cellule osteogeniche e la differenziazione degli osteoblasti possono essere importanti per l osteointegrazione e possono essere associate a una precoce attività angiogenica. Scopo del presente studio è pertanto determinare la reazione tissutale precoce su impianti SLA e SLActive (fino a 14 giorni) con l ausilio di tecniche tradizionali e immunoistochimiche. SLA SLActive Materiali e metodi Con metodica split-mouth, a quattro cani Foxhound sono stati inseriti impianti SLA o SLActive 4 mesi dopo l estrazione dei denti; sei impianti (tre per ogni tipo) sono stati inseriti nel mascellare superiore e dieci impianti (cinque per ogni tipo) nel mascellare inferiore. Dopo 1, 4, 7 e 14 giorni di guarigione sono stati prelevati campioni per l analisi immunologica e immunoistochimica. L entità della formazione di nuovo osso è stata determinata con l ausilio della colorazione con blu di toluidina, mentre per valutare la qualità e la quantità di formazione di nuovo osso e di collagene si è utilizzata la colorazione in tricromia Masson Goldner. Contrariamente alla colorazione tradizionale, questo metodo consente di osservare la differenziazione delle variazioni in un intervallo di tempo estremamente breve (ad es. giorni rispetto a settimane). Fig. 1: Istologia giorno 1; coaguli collassati (SLA ) vs. coaguli stabilizzati (SLActive ). SLA SLActive Studi preclinici L infiltrazione vascolare nel coagulo adiacente all impianto è risultata evidente a partire dal primo giorno per entrambi i tipi di impianti, estendendosi fino alla superficie degli impianti SLActive, ma non degli impianti SLA. Il coagulo circostante gli impianti SLActive sembrava stabilizzato, mentre quello presente attorno agli impianti SLA appariva parzialmente collassato (Fig. 1). Era inoltre visibile un infiltrazione del coagulo dovuta a macrofagi. Il 4 giorno, nell area circostante gli impianti SLActive si era formato uno spesso tessuto connettivo ricco di collagene, con una prima indicazione della sintesi dell osteocalcina, che aveva già raggiunto la superficie implantare (Figg. 2 e 3). Entrambi i fenomeni indicano un processo più rapido di osteointegrazione. Gli impianti SLA erano invece circondati da tessuto di granulazione neoformato e una piccola quantità di tessuto connettivo provvisorio, senza alcuna sintesi dell osteocalcina (Figg. 2 e 3). Il tessuto adiacente a entrambi i tipi di impianti conteneva strutture vascolari, che risultavano tuttavia di maggiore spessore nell area circostante gli impianti SLActive. Il 7 giorno, attorno agli impianti SLActive erano visibili un tessuto connettivo spesso e fibroso con fasci di fibre di collagene e vasi sanguigni circondati da trabecole neoformate di osso reticolato e osteocalcina (indicatori del rimodellamento dell osso) (Figg. 4, 6 e 7). Nell area adiacente agli impianti SLA si sono invece osservati un tessuto connettivo non strutturato con vasi sanguigni di spessore ridotto e una scarsa concentrazione di osteocalcina (Figg. 4 e 6). Fig. 2: Istologia giorno 4; nessuna indicazione (SLA ) vs. prime indicazioni di sintesi dell osteocalcina ( SLActive ). SLA SLActive Fig. 3: Istologia giorno 4; tessuto di granulazione (SLA ) vs. tessuto connettivo ricco di collagene ( SLActive ). 11

14 8 Dopo 14 giorni, nell area circostante gli impianti SLA era visibile osso trabecolare neoformato, mentre attorno agli impianti SLActive era presente osso reticolato maturo e ben aderente con fibre parallele (Figg. 5 e 8). Si è osservata la formazione di osteoni primari nell osso circostante gli impianti SLActive, con una radicale deposizione di osso lamellare attorno al nucleo di tessuto connettivo adiacente ai vasi sanguigni, mentre attorno agli impianti SLA era visibile osso trabecolare neoformato SLA SLActive 3 2 SLA SLActive 1 Giorno 1 Giorno 4 Giorno 7 Giorno 14 Fig. 6: Con SLActive l osteocalcina, un indicatore del rimodellamento osseo, viene sintetizzata più rapidamente ed è presente in maggiori quantità. 8 Fig. 4: Istologia giorno 7; osso non ancora strutturato (SLA ) vs. osso mineralizzato e organizzato ( SLActive ) SLA SLActive Studi preclinici SLA SLActive Giorno 1 Giorno 4 Giorno 7 Giorno 14 Fig. 7: Con SLActive il valore BIC è superiore a partire dal giorno 7. Fig. 5: Istologia giorno 14; trabecole neoformate (SLA ) vs. osso reticolato maturo e ben aderente con fibre parallele e osteoni primari ( SLActive ) SLA SLActive Aumento significativo della proliferazione delle strutture vascolari con SLActive nei giorni 1 14 Aumento significativo dell attività dell osteocalcina nell interfaccia osso-impianto e miglioramento del processo di formazione ossea con SLActive Le analisi quantitative e qualitative hanno evidenziato una formazione di osso significativamente differenziata Giorno 1 Giorno 4 Giorno 7 Giorno 14 Fig. 8: Con SLActive i livelli di transglutaminasi sono costantemente superiori. 12

15 Proliferation of MG63 and primary cells was highest on controls, followed by A surfaces, moda and SLA surfaces being almost the same level and lowest on modsla ( SLActive ) surfaces 9 X. Rausch-fan, Z. Qu, M. Wieland, M. Matejka, A. Schedle Dental Materials 28;24: Abstract: Sono stati presi in esame processi cellulari precoci su diverse superfici in titanio trattate. I primi risultati ottenuti con SLActive mostrano il sostanziale incremento della produzione di osteocalcina, nonché di fattori di crescita locali e di vascolarizzazione. Le proprietà della superficie implantare, quali le caratteristiche topografiche o chimiche, rivestono un ruolo cruciale nella definizione delle interfacce con il biomateriale cellulare. La bagnabilità e la carica superficiale sono importanti ai fini dell assorbimento delle proteine, che può essere modulato secondo le variazioni delle caratteristiche chimico-fisiche della superficie, incidendo così sull adesione cellulare. Partendo da questi presupposti, sono stati presi in esame il processo di adesione cellulare, il movimento a riprese accelerate, lo schema di contatto e la proliferazione cellulare su superfici in titanio con diverse caratteristiche chimiche e topografiche, con l obiettivo di ottenere una migliore comprensione delle modalità d azione di queste superfici sul comportamento delle cellule. Materiali e metodi Sono stati utilizzati quattro tipi di dischi in titanio: mordenzati con acido, SLA, mordenzati con acido modificati e SLA modificati (SLActive ). Si sono utilizzate cellule primarie umane (osteoblasti, fibroblasti gengivali e cellule epiteliali gengivali) al fine di riprodurre la situazione in vivo quanto più fedelmente possibile. Sono state inoltre impiegate le corrispondenti linee cellulari: MG-63 (linea cellulare osteoblastica umana), HGF-1 (linea cellulare di fibroblasti gengivali), HSC-2 (linea cellulare epiteliale) e una linea cellulare endoteliale. La crescita sulle superfici in titanio è stata monitorata con l ausilio della marcatura a fluorescenza e della fotografia a riprese accelerate (Fig. 1). I primi risultati ottenuti dalle cellule MG-63 e dagli osteoblasti alveolari mostrano che, per la superficie SLActive, l attività della succinato deidrogenasi (indicativa della funzione mitocondriale delle cellule), la sintesi della fosfatasi alcalina (Fig. 2) e la produzione di osteocalcina, osteoprotegerina (Fig. 3), TGF- 1 e VEGF (un importante fattore di vascolarizzazione) sono risultati superiori rispetto alle superfici SLA, mordenzate con acido o mordenzate con acido modificate. La superficie SLActive chimicamente attiva produce una reazione cellulare precoce sensibilmente migliore Con SLActive la produzione di osteocalcina e osteoprotegerina è sostanzialmente superiore Con SLActive la produzione di fattori di vascolarizzazione e di crescita locali è nettamente più elevata 1,6 SLA Studi preclinici Mol pi/mg di proteine/minuto 1,2,8,4 SLActive Fig. 1: Cellule vive MG-63, cresciute per 24 ore su una superficie SLA modificata ( SLActive ). Fig. 2: Sintesi della fosfatasi alcalina di cellule MG-63 cresciute su SLA e SLActive. 1 Osteoprotegerina (pg/ml) SLA SLActive Fig. 3: Produzione di osteoprotegerina di cellule MG-63 cresciute su SLA e SLActive. 13

16 1 An experimental comparison of two different clinically used implant designs and surfaces Gottlow J., Barkarmo S., Sennerby L. Clin Implant Dent Relat Res. 212 May;14 Suppl 1:e Studi preclinici Scopo del presente studio su animali è stato confrontare le risposte del tessuto osseo e la stabilità dell impianto di due disegni e superfici di impianto differenti dopo 1 giorni, 3 settimane e 6 settimane di guarigione. Materiali e metodi I due impianti confrontati erano Straumann Standard Plus (Ø 4,1 mm, RN, SLActive, 1 mm) e Replace Select Taper (Ø 4,3 mm, TiUnite, 1 mm) di Nobel Biocare. Per lo studio sono stati scelti in totale 3 conigli adulti. Tre impianti dei due gruppi SLActive e TiUnite sono stati impiantati nel femore distale, nella tibia prossimale e nella tibia distale di ogni coniglio, impiegando uno schema rotazionale. Ogni gruppo di 1 animali è quindi stato sacrificato a 1 giorni, 3 settimane e 6 settimane dall intervento, misurando il torque di rimozione ed eseguendo l analisi istologica. I valori dei torque di rimozione sono stati normalizzati in funzione del disegno dell impianto per calcolare la resistenza al taglio. I valori normalizzati della resistenza al taglio visualizzati nell immagine 1 mostravano che dopo 1 giorni la resistenza al taglio dei due impianti era similare; tuttavia, a 3 e 6 settimane dall intervento, la resistenza al taglio media degli impianti SLActive era significativamente superiore rispetto agli impianti TiUnite. L esame istologico mostrava un contatto osso-impianto (BIC, Bone to Implant Contact) significativamente superiore per SLActive a 1 giorni, simile per entrambi i tipi di impianto dopo 3 settimane e maggiore in misura statisticamente significativa per TiUnite a 6 settimane (figura 2). Resistenza al taglio (N/mm 2 ) Fig. 1: Resistenza al taglio indicata come forza di taglio normalizzata per area di superficie implantare dopo 1 giorni, 3 settimane e 6 settimane dal posizionamento dell impianto. **p <,1 Valore medio del BIC (%) giorni 3 settimane 6 settimane SLActive TiUnite * SLActive TiUnite 1 giorni 3 settimane 6 settimane Fig. 2: Contatto osso-impianto a 1 giorni, 3 settimane e 6 settimane dal posizionamento dell impianto. *p <,1 ** ** * Conclusione In questo studio eseguito su tibia e femore di conglio, entrambi i tipi di impianto sono risultati ben integrati nell osso e hanno mostrato una maggiore stabilità di posizionamento a 6 settimane. Considerando i due impianti, non è stato possibile isolare fattori singoli, come il disegno o la superficie per eseguire una comparazione indipendente. Gli impianti SLActive hanno mostrato di richiedere un torque di rimozione significativamente superiore a 3 settimane e una resistenza al taglio significativamente superiore a 3 e 6 settimane. Il BIC era superiore per gli impianti SLActive a 1 giorni e significativamente superiore per TiUnite a 6 settimane. Gli autori indicano che i risultati potrebbero essere dovuti a differenze nella ruvidità superficiale e nelle proprietà idrofiliche. TiUnite e Replace sono marchi registrati di Nobel Biocare Services AG Switzerland. 14

17 Bone apposition around two different sandblasted and acid-etched titanium implant surfaces: A histomorphometric study in canine mandibles 11 M. M. Bornstein, P. Valderrama, A. A. Jones, T. G. Wilson, R. Seibl, D. L. Cochran Clin. Oral Impl. Res 28;19: Abstract: È stato confrontato il grado di apposizione di osso in aree adiacenti a impianti SLActive e SLA in cani Foxhound. I primi risultati suggeriscono una crescita più marcata di osso maturo a partire da 2 settimane dall inserimento degli impianti. Obiettivo del presente studio è stato valutare l apposizione di osso su una superficie implantare SLA modificata ( SLActive ) nel mascellare inferiore di cani rispetto alla superficie SLA standard. La topografia superficiale degli impianti di prova e di controllo era la stessa, mentre la superficie SLA modificata presentava caratteristiche chimiche diverse con migliori proprietà idrofile. Lo studio partiva dall ipotesi che una superficie SLA modificata promuoverebbe una più rapida apposizione di osso rispetto a impianti con superficie SLA standard. Materiali e metodi Si è scelto il modello dei cani Foxhound per consentire un indagine di SLActive in vivo su una specie animale superiore biologicamente simile all uomo. A cinque animali sono stati inizialmente estratti tutti i premolari e i primi molari su entrambi i lati, creando così creste alveolari edentule. Dopo un periodo di guarigione di sei mesi, si è creato un nuovo accesso all osso crestale e per ogni mascellare inferiore sono stati inseriti sei impianti assegnati a caso (tre con superficie SLA e tre con superficie SLA modificata), senza applicare alcun carico. Gli impianti sono stati esaminati mediante analisi istologica e istomorfometrica (pacchetto software VIS, Visiopharm A/S, Horsholm, DK) dopo 2 e 4 settimane dal loro inserimento. Nel presente studio, entrambe le superfici implantari testate (SLA e SLActive ) hanno dimostrato un eccellente osteointegrazione nell arco del periodo di guarigione di quattro settimane. Dopo due settimane di guarigione si è osservata una simultanea osteogenesi a distanza e di contatto, che è proseguita per l intera durata della fase di osservazione di quattro settimane. Come risulta evidente nelle sezioni istologiche del rivestimento osseo, l osteogenesi di contatto è considerata in particolare una delle fasi cruciali nel processo di osteointegrazione. Poiché sulle superfici implantari non era presente osso al momento dell inserimento dei dispositivi, si è dovuto colonizzarle con una popolazione di cellule osteogeniche prima che avesse inizio la formazione della matrice ossea, dando così origine a un osteogenesi di contatto. Dopo 2 settimane di guarigione, la lunghezza del contatto osso-impianto (BIC) tra l osso neoformato e la superficie degli impianti SLActive si è tuttavia rivelata superiore del 25 % rispetto alla superficie SLA. Studi preclinici SLA SLActive Fig. 2: Inserimento di un impianto dentale con superficie SLActive. Le proprietà idrofile di questa superficie risultano evidenti dalla risalita del sangue lungo la filettatura. BIC (osso neoformato) in % * * * SLA SLA modificata Fig. 1: Due esempi di sezioni istologiche di impianti SLA e SLActive dopo due settimane di guarigione. 2 settimane 4 settimane Fig. 3: Lunghezza del contatto osso neoformato-impianto (BIC) a 2 e 4 settimane dall inserimento dell impianto. riportati in percentuale ± la deviazione standard. Le differenze statisticamente significative (P <,5) sono indicate da un asterisco (*). Marcato incremento di formazione di osso nell area circostante gli impianti SLActive rispetto agli impianti SLA nella prima fase di integrazione in vivo Significativo aumento della formazione di osso nel periodo di guarigione compreso tra 2 e 4 settimane per entrambi gli impianti SLA e SLActive 15

18 12 Bone regeneration with SLActive in dehiscence-type defects in dogs: histological, histomorphometric and immunohistological analyses Studio 1: F. Schwarz, M. Herten, M. Sager, M. Wieland, M. Dard, J. Becker. Bone regeneration in dehiscence-type defects at chemically modified ( SLActive ) and conventional SLA titanium implants: a pilot study in dogs. J Clin Periodontol 27;34: Studio 2: F. Schwarz, M. Sager, D. Ferrari, M. Herten, M. Wieland, J. Becker. Bone regeneration in dehiscence-type defects and non-submerged and submerged chemically modified (SLActive ) and conventional SLA titanium implants: an immunohistochemical study in dogs. J Clin Periodontol 28;35: Abstract: Scopo dei presenti studi è valutare la rigenerazione ossea in difetti di deiscenza per impianti in titanio con superfici SLActive e SLA. I risultati ottenuti indicano che la superficie SLActive favorisce la rigenerazione ossea nei difetti di deiscenza. Requisito indispensabile per l osteointegrazione è ottenere il contatto osso-impianto diretto senza formazione di tessuto connettivo sulla superficie implantare. I difetti ossei, in particolare le deiscenze ossee e le fenestrazioni, possono tuttavia compromettere il processo di osteointegrazione. Anche se in questi casi possono avere successo tecniche di rigenerazione ossea guidata, la sopravvivenza degli impianti tende comunque a ridursi, il che suggerisce che l aumento osseo nelle aree corrispondenti alla filettatura esposta dell impianto comporta ulteriori fattori di rischio. La formazione di osso in questi difetti può tuttavia essere migliorata dalle proprietà idrofile della superficie SLActive. Questi due studi si prefiggono pertanto di porre a confronto l effetto di impianti con superfici SLActive e SLA in difetti di deiscenza nei cani. Nel secondo studio è stato valutato anche il potenziale effetto della procedura chirurgica utilizzando impianti sommersi e non sommersi. Studio 2: Dopo 8 settimane, i valori di NBH, PLF, BIC-D e BF risultavano significativamente superiori negli impianti SLActive rispetto agli impianti SLA (Figg. 2a e 2b), a riprova dei risultati ottenuti dallo studio precedente. SLActive A SLA C Studi preclinici Materiali e metodi Sono stati creati difetti di deiscenza standardizzati nei mascellari superiori e inferiori di quattro cani (Studio 1) e 12 cani (Studio 2), quindi sono stati inseriti impianti SLA o SLActive. Dopo 2 e 12 settimane (Studio 1) o 1, 2, 4 e 8 settimane (Studio 2) sono state ottenute sezioni a blocchi. In entrambi gli studi, sono state eseguite analisi istomorfometriche dell altezza del nuovo osso (NBH), del riempimento lineare percentuale (PLF), della percentuale di superficie di contatto osso-impianto (BIC-D) e dell area di riempimento con nuovo osso (BF), con ulteriore analisi immunoistochimica nello Studio 2. B D Studio 1: Dopo 12 settimane, i difetti nella regione degli impianti SLActive erano completamente riempiti di nuovo osso. Dopo 2 settimane erano visibili trabecole neoformate di osso reticolato, originate dalle pareti e dal fondo delle aree difettose, mentre dopo 12 settimane gli impianti erano circondati da osso reticolato maturo con fibre parallele (Fig. 1a). Sono stati osservati incrementi significativi di NBH, PLF, BIC-D e BF. La guarigione della lesione nei difetti su impianti SLA era invece caratterizzata dalla formazione di uno spesso tessuto connettivo scarsamente vascolarizzato sia dopo 2 che dopo 12 settimane, con soltanto piccole quantità di osso neoformato nella porzione apicale del difetto e nessun incremento significativo di NBH, PLF, BIC-D o BF (Fig. 1b). SLActive SLA Fig. 2a: Vista istologica rappresentativa della guarigione della lesione su impianti SLActive non sommersi (A) e sommersi (B). Fig. 2b: Vista istologica rappresentativa della guarigione della lesione su impianti SLA non sommersi (C) e sommersi (D); l immagine illustra il parziale collasso del lembo mucoperiosteo con conseguente compromissione della rigenerazione ossea. SLActive promuove la rigenerazione ossea nei difetti a deiscenza SLActive promuove la produzione di osso più maturo e in maggiore quantità rispetto a SLA Con SLActive sono visibili incrementi significativi in termini di altezza di nuovo osso, riempimento di osso e contatto osso-impianto Un riempimento osseo completo può essere ottenuto con SLActive 16 Fig. 1a: Valutazione istologica dei difetti circostanti gli impianti SLActive ; l immagine illustra il riempimento completo del difetto con nuovo osso reticolato a fibre parallele, BIC = 8 %. Fig. 1b: Valutazione istologica dei difetti circostanti impianti SLA dopo 12 settimane; l immagine mostra la formazione di nuovo osso limitata alla sola porzione apicale del difetto; BIC = 5 %.

19 Bone apposition around two different sandblasted, large-grit and acid-etched implant surfaces at sites with coronal circumferential defects: an experimental study in dogs Lai H-C, Zhuang L-F, Zhang Z-Y, Wieland M, Liu X. Clin Oral Implants Res 29;2(3): Abstract: Impianti SLA e SLActive sono stati inseriti in posizioni premolari e molari nella mandibola di cane, con o senza difetto attorno alla parte coronale dell impianto. Una maggiore apposizione ossea precoce è stata osservata con la superficie SLActive, e i risultati indicavano che piccoli difetti potrebbero non richiedere una procedura rigenerativa. La superficie SLActive ha dimostrato di migliorare l apposizione ossea nei siti di impianto standard e potrebbe anche migliorare la formazione ossea nei siti del difetto. Questo studio è stato, quindi, organizzato, per valutare l apposizione ossea in aree adiacenti a impianti SLActive e SLA in difetti circonferenziali di differenti misure. Metodi Premolari mandibolari e i primi molari sono stati estratti da sei cani e sono stati inseriti impianti con superfici SLActive e SLA (tre di ciascuna; lunghezza 1 mm) dopo 3 mesi; gli impianti SLA e SLActive sono stati assegnati a ciascun lato in maniera random. Gli impianti sono stati inseriti con un gap di,5 mm, di 1, mm o senza alcun gap (controllo) attorno ai 5 mm coronali dell impianto (figura 1). Le analisi istologiche e istomorfometriche sono state condotte dopo 2, 4, e 8 settimane. Un simile modello di apposizione ossea è stato osservato attorno agli impianti con entrambe le superfici, ma la percentuale di BIC e di neoriempimento osseo e la distanza dalla posizione più coronale del BIC alla base del difetto era significativamente maggiore per la superficie SLActive a 2 e a 4 settimane (tabella 1). A 8 settimane, le differenze non erano significative e i difetti erano quasi completamente riempiti con nuovo osso, indipendentemente dalle dimensioni del difetto. Non si sono osservate differenze tra le due dimensioni di difetti in qualsiasi momento. Studi preclinici Fig. 1: Fotografia (sinistra) e radiografia (destra) che mostrano i siti di impianto dopo preparazione del difetto e inserzione dell impianto Gruppo di controllo Valore di p Difetto tipo 1 Valore di p Difetto tipo 2 Valore di p SLA modsla SLA modsla SLA modsla 2 settimane 37,61 (12,78) 58,32 (13,54) <,5 35,83 (13,13) 6,15 (14,12) <,5 36,53 (14,12) 59,82 (13,69) <,5 4 settimane 64,58 (14,76) 76,43 (15,21) <,5 65,23 (13,78) 74,57 (14,38) <,5 63,78 (15,1) 78,5 (14,52) <,5 8 settimane 78,41 (24,69) 8,54 (23,21) n.s. 79,11 (23,43) 81,62 (24,91) n.s. 77,89 (24,67) 83,45 (24,98) n.s. *area di non difetto: controllo, tutte le parti ossee da 1 mm degli impianti; difetto tipo 1 e tipo 2, la parte apicale da 5 mm degli impianti. Tabella 1: Percentuale di BIC all interno dell area di non difetto [media (DS)] La maggiore apposizione ossea è stata osservata nelle fasi precoci della guarigione per la superficie SLActive rispetto alla superficie SLA. Le caratteristiche della superficie SLActive può, quindi, migliorare l apposizione ossea nei difetti circonferenziali coronali sugli impianti non sommersi Le dimensioni del difetto < 1 mm potrebbe non richiedere una procedura rigenerativa 17

20 14 Influence of titanium implant surface characteristics on bone regeneration in dehiscence-type defects: an experimental study in dogs Schwarz F, Sager M, Kadelka I, Ferrari D, Becker J. J Clin Periodontol 21;37(5): Abstract: Impianti con superficie SLActive o NanoTite sono stati posti in difetti di tipo deiscenza nel cane e sottoposti a guarigione sommersa per 2 o 8 settimane. L analisi istomorfometrica ha mostrato maggiore altezza dell osso neoformato e contatto osso-impianto per SLActive, indicando possibilmente un maggior potenziale di supporto dell osteointegrazione nei difetti di tipo deiscenza. Studi preclinici Obiettivo del presente studio è valutare e porre a confronto la rigenerazione ossea nei difetti di tipo deiscenza standardizzati su impianti con superficie SLActive o con una superficie di nanoparticelle di fosfato di calcio duale mordenzata con acido (NanoTite certain Prevail, Biomet 3i, fl, USA). Metodi Nei mascellari superiori e inferiori di dodici cani sono stati creati chirurgicamente difetti di deiscenza boccali standardizzati (altezza: 4 mm; larghezza: 4 mm; profondità: 2 mm) a seguito di preparazione dei siti implantari. Gli impianti SLActive e NanoTite sono stati assegnati in modo casuale con metodica split-mouth e portati a guarigione in posizione sommersa. Dopo 2 e 4 settimane sono state eseguite sezioni a blocchi per l analisi istomorfometrica [altezza dell osso neoformato [NBH], percentuale del contatto osso-impianto [BIC], area di riempimento con nuovo osso (BF) e area di mineralizzazione tessutale [MT] entro BF). Ai fini della valutazione statistica delle variazioni all interno dei gruppi si è utilizzato il t test per campioni a coppie. Per il confronto tra i gruppi si è utilizzato il t test per campioni indipendenti. La guarigione delle ferite in entrambi i gruppi a 2 settimane era caratterizzata da formazione ossea intrecciata nell area del difetto. Tuttavia, si sono osservate delle differenze nel bridging della superficie implantare e del margine del difetto da parte dell osso neoformato; l osso intrecciato era a stretto contatto con la superficie degli impianti SLActive, mentre le aree BF erano di solito separate dagli impianti NanoTite da tessuto non mineralizzato (figura 1). Dopo 8 settimane, si è osservato il continuo riempimento degli spazi inter-trabecolare in entrambi i gruppi, con lieve-moderato riassorbimento superficiale del contorno (fig. 2), che appariva più pronunciato nel gruppo NanoTite, portando a significativa riduzione della BF media. A B C D Fig. 1: Analisi istologica della guarigione delle ferite a 2 settimane, che mostra nuovo osso trabecolare a stretto contatto con la superficie SLActive (a: mandibola, b: mascella) e l interposizione di tessuto non mineralizzato sulla superficie NanoTite (c: mandibola, d: mascella) (ingrandimento x 12,5) A B C D Fig. 2: Analisi istologica a 8 settimane, che mostra formazione ossea in atto e segni di rimodellamento (a e b: SLActive, mascellare inferiore; c e d: NanoTite, mascellare inferiore) (ingrandimento x 12,5) 18