N

O W O C Z E S N Y

T

E C H N I K

D

E N T Y S T Y C Z N Y

20

I M P L A N T O P R O T E T Y K A

Wpływ obróbki
modyfikującej powierzchnie
implantów tytanowych

na stan zapalny okołowszczepowy – periimplantitis – cz. II

TITLE



Influence of titanium implants

surface modifying process on periimplantitis
– p. II

SŁOWA KLUCZOWE



analiza, implantacja,

periimplantitis, reakcje zapalne

STRESZCZENIE



Celem pracy jest

analiza stopnia adhezji mikroorganizmów
do powierzchni implantów protetycznych,
w zależności od zastosowania lub braku
obróbki modyfikującej powierzchnie
implantu.

KEY WORDS



analysis, implantation,

periimplantitis, inflammatory reactions

SUMMARY



Aim of this study is to analyze

the degree of microorganisms adhesion
to the surface of dental implants, depending
on the application or non-treatment
modifies the surface of the implant.

mgr inż. tech. dent. Tadeusz Zdziech

1

, prof. dr hab. n. tech. Maciej Hajduga

2

P

rzeprowadzone badania
mikrobiologiczne

szczepów bakteryjnych

wykazały zwiększoną

liczbę szczepów na niemo-
dyfikowanej powierzchni
tytanowego implantu

w porównaniu z powierzch-

nią modyfikowaną
jonami srebra, wpływając
na ograniczenie reakcji
zapalnych wokół wprowa-
dzonego wszczepu.

Wszystkie implanty SPI

®

mają kształt

śruby i samonacinający się gwint,
a ich śródkostna część (infrastruk-
tura) ma kształt cylindryczny lub
stożkowo-cylindryczny. Stożkowaty,
zaokrąglony wierzchołek sprzyja
optymalnemu umieszczeniu implan-
tu w łożu kostnym. Dodatkowo, po-
wierzchnia infrastruktury implantu
jest wypiaskowana tlenkiem glinu
(Al

2

O

3

)

o gradacji 25-50 μm i termicz-

nie wytrawiona roztworem kwasów
– 50% HCl (32-proc.), 25% H

2

SO

4

(95-97-proc.) – i 25% H

2

O w tempe-

raturze 108°C i czasie t = 5 minut,
co wpływa pozytywnie na proces
osteointegracji.

Implanty SPI

®

są dostępne w steryl-

nych plastikowych ampułkach, wraz
ze zintegrowaną śrubą zamykającą.
W systemie SPI

®

występują cztery

typy implantów: Element, Contact,
ONETIME, Direct. Badaniu został
poddany implant typu Element, który
jest stosowany w zabiegach dwufazo-
wych. Dzięki małej wysokości szyjki,
wynoszącej 1 mm, można za pomocą
tego typu implantu uzyskać bardzo
dobry efekt estetyczny, zwłaszcza
w odcinku przednim.

M

ODYFIKACJA

WARSTWY

WIERZCHNIEJ

IMPLANTU

Implant uzyskuje swoje podstawo-
we cechy i biokompatybilność dzięki

składowi chemicznemu materiału,
z którego został zbudowany. Naj-
większe znaczenie dla akceptacji
implantu przez tkankę, czyli proce-
su osteointegracji, ma jednak skład
jego warstwy wierzchniej (warstwa
wierzchnia wszczepu tytanowego
została zmodyfikowana poprzez im-
plantację jonów srebra w Instytucie
Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii
Nauk w Krakowie przez dr. Bogusła-
wa Rajchela).

Dlatego też coraz szersze zasto-

sowanie znajdują obróbki mody-
fikujące powierzchnie implantów
tytanowych, do których należą:
implantacja jonów, utlenianie ano-
dowe, procesy natryskiwania ciepl-
nego bądź napylania próżniowego,
metoda zol-żel, procesy jarzeniowe
oraz coraz popularniejsze metody
hybrydowe. Najczęstszymi rodzaja-
mi modyfikacji powierzchni meta-
lowych wszczepów stomatologicz-
nych są:
1. Powierzchnia TI-unite lub SLA,

którą uzyskuje się poprzez obróbkę
strumieniowo-ścierną powierzch-
ni implantu przy użyciu grubych
ziaren piasku. Ziarna te powodują
uzyskanie porowatej makrostruk-
tury tytanu, która następnie zosta-
je wytrawiana kwasem, tworząc
mikrootwory i zwiększając po-
wierzchnię kontaktu.

6

/ 2 0 1 2

21

I M P L A N T O P R O T E T Y K A

2. Powleczenie implantu tytanowego

preparatem Tytan-Plazma-Flame
(TPF) rozgrzanym w łuku elek-
trycznym w osłonie argonowej.
Grubość tej warstwy wynosi około
0,3 mm i zwiększa powierzchnie łą-
czącą 6-krotnie w porównaniu z im-
plantami o gładkiej powierzchni.

3. Pokrycie powierzchni implantu

powłoką hydroksyapatytową (HA).
Badania implantów pokrytych po-
włoką hydroksyapatytową i zasto-
sowanych w jamie ustnej wykazały
odrywanie się powłoki od korpusu
tytanowego oraz wadliwą mecha-
nicznie i biologicznie stabilność
w kontakcie z kością i tkanką
miękką.

4. Powłoki z tlenku glinu, tlenku tan-

talu lub tlenku cyrkonu. Kontakt
pomiędzy tymi warstwami a ko-
ścią opiera się na nawarstwieniu
tkanki kostnej i określany jest jako
bioinercyjny – nieaktywny. Ostat-
nie badania dowiodły, że tworzą
z tkanką kostną związek fizykoche-
miczny, co w konsekwencji prowa-
dzi do zmian na powierzchni struk-
tury implantu.

5. Powierzchnia CELLplus. Jest ona

nowym osiągnięciem biotech-
nologii, które aktywnie wspiera
biologiczne procesy prowadzące
do nawarstwiania się kości wokół
implantu. Powierzchnia ta działa
jak gąbka i wchłania z otoczenia
zarówno krew, jak i krążące w niej
komórki kostne. Ta ułatwiająca
wchłanianie siła powierzchni pro-
wadzi do intensyfikacji wczesnych
stadiów gojenia się kości na im-
plancie nawet w słabej jakościowo
tkance.

Implantacja jonów jest procesem

domieszkowania materiałów opar-
tym na wykorzystaniu wysokiej
energii kinetycznej. Atomy domiesz-
ki są jonizowane w źródle jonów,
a następnie przyśpieszone w polu
elektrycznym do energii od kilku-
dziesięciu do kilkuset kiloelektro-
nowoltów (odpowiadającej pręd-
kości setek do tysięcy kilometrów
na sekundę). Uformowana wiązka
jonów kierowana jest na powierzch-
nię dowolnego materiału. Dzięki
odpowiednio dużej energii jonów
zostają one wprowadzone (wbite)
do bombardowanego materiału
na głębokość do jednego mikrome-
tra. W naszym przypadku warstwa
wierzchnia implantu tytanowego
została poddana procesowi implan-
tacji jonów srebra dawką jonów
10

16

/jon/cm

2

i energii implantacji

15 keV.

G

RUPY

BADAWCZE

Badaniu zostały poddane implanty
protetyczne opracowane w systemie
SPI

®

typu Element, powierzchnia jed-

nego z implantów została poddana
obróbce modyfikującej poprzez im-
plantację jonów srebra.

M

ETODYKA

BADAŃ

Badanie adhezji szczepów do implan-
tu przeprowadzono na pięciu szcze-
pach testowych:
• Actinobacillus actinomycetum,
• Fusobacterium nucleatum,
• Campylobacter rectus,
• Peptostreptococcus micros,
• Bacteroides.

Szczepy Actinobacillus actinomy-

cetum, Fusobacterium nucleatum,

Campylobacter rectus, Peptostrep-
tococcus micros, Bacteroides forsy-
thus wysiewano na agar wzbogaco-
ny z dodatkiem 5% krwi baraniej.
Ink ubowano pr zez 72 godziny
w 37°C w warunkach beztlenowych
z dodatkiem 5% CO

2

. Po tym czasie

szczepy zawieszano w roztworze fi-
zjologicznym soli (10

3

komórek/ml).

W każdej zawiesinie z mikroorgani-
zmami umieszczano oba implanty.
Próbę kontrolną stanowiły implan-
ty zawieszone w soli fizjologicznej.
Implanty w zawiesinie mikroorga-
nizmów i w soli fizjologicznej in-
kubowano przez 60 minut w 37

o

C,

wstrząsając zawiesiną co 15 minut.
Po inkubacji implanty przemywano
trzykrotnie w roztworze soli fizjo-
logicznej, następnie umieszczono
je w jałowej wilgotnej komorze.
W tym samym dniu, a następnie
w odstępach co 24 h z komory wyj-
mowano implanty. Po osuszeniu
implanty przykładano, a następ-
nie delikatnie toczono na agarze
wzbogaconym z krwią. Hodowle
inkubowano przez 72 godz. w 37°C,
w warunkach beztlenowych z do-

Implant uzyskuje swoje
podstawowe cechy
i biokompatybilność dzięki
składowi chemicznemu
materiału, z którego został
zbudowany. Największe
znaczenie dla akceptacji
implantu przez tkankę, czyli
procesu osteointegracji, ma
jednak

skład jego warstwy

wierzchniej

.

N

O W O C Z E S N Y

T

E C H N I K

D

E N T Y S T Y C Z N Y

22

I M P L A N T O P R O T E T Y K A

Dzień inkubacji

Liczba wyrosłych kolonii

Actinobacillus

actinomycetum

Fusobacterium

nucleatum

Campylobacter

rectus

Peptostreptococ-

cus micros

Bacteroides

forsythus

1

108

82

52

99

94

2

94

63

68

81

67

3

80

33

42

36

39

4

46

12

2

13

8

5

12

0

0

0

0

KONTROLA

0

0

0

0

0

Tab. 1. Przeżywalność bakterii na implantach z dodatkiem srebra. Wynik pierwszego badania

Dzień inkubacji

Liczba wyrosłych kolonii

Actinobacillus

actinomycetum

Fusobacterium

nucleatum

Campylobacter

rectus

Peptostreptococ-

cus micros

Bacteroides

forsythus

1

93

76

73

101

89

2

83

69

52

92

69

3

73

31

36

31

32

4

62

11

4

10

14

5

15

0

0

0

0

KONTROLA

0

0

0

0

0

Tab. 2. Przeżywalność bakterii na implantach z dodatkiem z srebra. Wynik drugiego badania

Dzień inkubacji

Liczba wyrosłych kolonii

Actinobacillus

actinomycetum

Fusobacterium

nucleatum

Campylobacter

rectus

Peptostreptococ-

cus micros

Bacteroides

forsythus

1

156

141

126

149

121

2

123

131

117

127

85

3

115

84

90

73

72

4

83

62

63

53

35

5

79

56

32

32

12

KONTROLA

0

0

0

0

0

Tab. 3. Przeżywalność bakterii na implantach bez udziału srebra. Wynik pierwszego badania

Dzień inkubacji

Liczba wyrosłych kolonii

Actinobacillus

actinomycetum

Fusobacterium

nucleatum

Campylobacter

rectus

Peptostreptococ-

cus micros

Bacteroides

forsythus

1

149

152

143

132

131

2

127

127

127

112

98

3

121

111

90; 66

81

81

4

92

73

44

69

39

5

85

62

35

42

21

KONTROLA

0

0

0

0

0

Tab. 4. Przeżywalność bakterii na implantach bez udziału srebra. Wynik drugiego badania

TEST

IMPLANT

ŚREDNIA ABSORBANCJA

RÓŻNICA W ADHEZJI

Alamar Blue

A

1,167

20%

B

0,929

MTT

A

0,239

13%

B

0,208

Safranin

A

0,280

14%

B

0,242

Tab. 5. Referencyjny szczep Streptococcus mutans, test (24 h)

6

/ 2 0 1 2

23

I M P L A N T O P R O T E T Y K A

datkiem CO

2

, po czym liczono wy-

rosłe kolonie.

Referencyjny szczep Streptococ-

cus mutans wysiewano na wzboga-
cony agar. Hodowlę w warunkach
tlenowych i w temperaturze 37°C
inkubowano przez 48 godzin. Uzy-
skaną hodowlę zmywano roztworem
soli fizjologicznej (PBS) i doprowa-
dzano do gęstości 2 McF. Uzyskaną
w ten sposób zawiesinę bakteryjną
podzielono na dwie części, jedną in-
kubowano przez godzinę, natomiast
drugą przez 3 godziny w tempera-
turze 25°C. Po inkubacji wykona-
no testy pozwalające na określenie
stopnia adhezji mikroorganizmów
do implantów. Wykonano następują-
ce testy: Alamar Blue, redukcji MTT
i barwienie safraniną. W przypadku
inkubacji przez 24 h bakterie inkubo-
wano w podłożu mikrobiologicznym
BHI (Brain Heart Infussion). Dodatko-
wym testem były posiewy powierzch-
niowe wykonane po 15-minutowej
inkubacji i wytrząsaniu implantów
w 2-proc. roztworze saponiny w PBS.
Posiewy wykonywane były na podło-
żu stałym BHI. Kolonie liczone były
po 48 h inkubacji w temperaturze
37°C. Po 24 h inkubacji nie można
było uzyskać wyników pozwalają-
cych na porównanie z kontrolą (za-
wiesina bakterii bez implantów),

TEST

IMPLANT

ŚREDNIA

ABSORBANCJA

MINUS KONTROLA

RÓŻNICA W ADHEZJI

Alamar Blue

A

0,895

0,038

0,066%

B

0,834

0,099

MTT

A

0,266

0,019

0,063%

B

0,248

0,037

Safranin

Poniżej poziomu detekcji

Tab. 6. Referencyjny szczep Streptococcus mutans, test (6 h)

TEST

IMPLANT

ŚREDNIA

ABSORBANCJA

MINUS KONTROLA

RÓŻNICA W ADHEZJI

Alamar Blue

A

0,984

0,066

0,017%

B

0,966

0,084

MTT

A

0,511

0,027

0,025%

B

0,498

0,041

Safranin

Poniżej poziomu detekcji

Tab. 7. Referencyjny szczep Streptococcus mutans, test (1 h)

dlatego wyniki te pokazują tylko
różnicę w adhezji pomiędzy dwoma
implantami. Każdorazowo przed
wykonaniem testów implanty auto-
klawowano, a po inkubacji z bak-
teriami płukano 3-krotnie w PBS
w celu usunięcia niezwiązanych
bakterii (badanie adhezji szczepów
do implantu zostały przeprowadzone
w Zachodniopomorskim Uniwersy-
tecie Technologicznym w Szczecinie
przez prof. Danutę Czernomysy-Fu-
rowicz).

W

NIOSKI

Na podstawie przeprowadzonych
badań można przedstawić, co nastę-
puje:
1. Badania mikrobiologiczne wy-

branych szczepów bakteryjnych

wykazały zmniejszoną przeżywal-
ność bakterii na implantach z jona-
mi srebra w porównaniu z przeży-
walnością bakterii na implantach,
których powierzchnia nie została
wzbogacona jonami srebra.

2. Zastosowanie obróbki modyfi-

kującej powierzchnie implantów
tytanowych poprzez implanta-
cję jonów srebra w strukturę
zewnętrzną może być jednym
z czynników ograniczających re-
akcje zapalne wokół wprowadza-
nych wszczepów.



1, 2

Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej

w Ustroniu

2

Akademia Techniczno-Humanistyczna

w Bielsku-Białej

Piśmiennictwo
1. Wolf H.F., Rateitschak E.M.: Periodontologia.

Wydawnictwo Czelej, Lublin 2006.

2. Spiechowicz E.: Protetyka stomatologicz-

na. Podręcznik dla studentów stomatologii.
PZWL, Wydawnictwo Lekarskie 2006.

3. Ackermann K.L., Al-Nawas B., Behneke A.:

Implantologia. Wydawnictwo Medyczne
Urban & Partner, Wrocław 2004.

4. Majewski S., Majewski P.: Biologiczne me-

chanizmy przebudowy struktur kostnych
i gojenia tkanek miękkich jamy ustnej po za-
biegach implantacyjnych. „Implantoprotety-
ka”, 2009, Tom X nr 1.

5. Jańczuk Z.: Choroby przyzębia. Zapobiega-

nie, diagnostyka i leczenie. Wydawnictwo
Lekarskie PZWL, 2005.

6. Knychalska-Karwan Z.: Stomatologia wieku

podeszłego. Czelej 2005.

Implantacja jonów

jest

procesem domieszkowania
materiałów opartym na
wykorzystaniu wysokiej
energii kinetycznej. Atomy
domieszki są jonizowane
w źródle jonów, a następnie
przyśpieszone w polu
elektrycznym do energii
od kilkudziesięciu do kilkuset
kiloelektronowoltów.